Aineisiin, joissa on atomikidehila, kuuluvat mm. Kidehilan tyypit

Kemiallisiin vuorovaikutuksiin eivät pääse yksittäiset atomit tai molekyylit, vaan aineet.

Tehtävämme on tutustua aineen rakenteeseen.

Alhaisissa lämpötiloissa aineet ovat stabiilissa kiinteässä tilassa.

☼ Luonnon kovin aine on timantti. Häntä pidetään kaikkien jalokivien kuninkaana ja jalokivet. Ja sen nimi itsessään tarkoittaa "tuhoutumatonta" kreikaksi. Timantteja on pitkään pidetty ihmekivinä. Uskottiin, että timantteja käyttävä henkilö ei tunne vatsasairauksia, ei saa myrkkyä, säilyttää muistinsa ja iloisen mielialansa erittäin vanhaan ikään asti ja nauttii kuninkaallisesta suosiosta.

☼ Timanttia, joka on käsitelty koruja käsitelty - leikattu, kiillotettu - kutsutaan timantiksi.

Lämpövärähtelyjen seurauksena sulaessa hiukkasten järjestys häiriintyy, niistä tulee liikkuvia, kun taas kemiallisen sidoksen luonne ei häiriinny. Näin ollen kiinteiden ja nestemäisten tilojen välillä ei ole perustavanlaatuisia eroja.

Neste saa juoksevuuden (eli kyvyn ottaa astian muoto).

Nestekiteet löydettiin 1800-luvun lopulla, mutta niitä on tutkittu viimeisten 20-25 vuoden aikana. Monet näyttölaitteet moderni teknologia Esimerkiksi jotkut elektroniset kellot, minitietokoneet, toimivat nestekiteillä.

Yleensä sanat "nestekiteet" kuulostavat yhtä epätavallisilta kuin "kuuma jää". Todellisuudessa jää voi kuitenkin olla myös kuumaa, koska... yli 10 000 atm:n paineessa. vesijää sulaa yli 200 0 C:n lämpötiloissa. Nestekiteiden yhdistelmän epätavallisuus on, että nestemäinen tila kertoo rakenteen liikkuvuudesta ja kide edellyttää tiukkaa järjestystä.

Jos aine koostuu pitkänomaisista tai lamellisista polyatomisista molekyyleistä, joilla on epäsymmetrinen rakenne, niin sulaessaan nämä molekyylit suuntautuvat tietyllä tavalla toisiinsa nähden (niiden pitkät akselit ovat yhdensuuntaiset). Tällöin molekyylit voivat liikkua vapaasti yhdensuuntaisesti itsensä kanssa, ts. järjestelmä saa nesteelle ominaisen juoksevuusominaisuuden. Samalla järjestelmä säilyttää järjestetyn rakenteen, joka määrää kiteille ominaiset ominaisuudet.

Tällaisen rakenteen suuri liikkuvuus mahdollistaa sen hallinnan erittäin heikoilla vaikutuksilla (lämpö, ​​sähkö jne.), ts. muuttaa määrätietoisesti aineen ominaisuuksia, myös optisia, erittäin pienellä energiankulutuksella, mitä nykytekniikassa käytetään.

Muodostuu mitä tahansa kemiallista ainetta suuri numero identtisiä hiukkasia, jotka ovat yhteydessä toisiinsa.

Matalissa lämpötiloissa, kun lämpöliike vaikeaa, hiukkaset ovat tiukasti suunnattuja avaruudessa ja muodossa kristallihila.

kristallikenno - Tämä rakenne, jossa hiukkaset ovat geometrisesti oikein sijoittuneet avaruuteen.

Itse kidehilassa erotetaan solmut ja solmujen välinen tila.

Sama aine olosuhteista riippuen (s, t,...) esiintyy erilaisissa kidemuodoissa (eli niillä on erilaiset kidehilat) - allotrooppisia modifikaatioita, jotka eroavat ominaisuuksiltaan.

Esimerkiksi hiilestä tunnetaan neljä muunnelmaa: grafiitti, timantti, karbiini ja lonsdaleiitti.

☼ Neljäs kiteisen hiilen lajike, "lonsdaleiitti", on vähän tunnettu. Se löydettiin meteoriiteista ja saatiin keinotekoisesti, ja sen rakennetta tutkitaan edelleen.

☼ Noki, koksi, puuhiili luokitellaan amorfisiksi hiilipolymeereiksi. Nyt on kuitenkin tullut tiedoksi, että nämä ovat myös kiteisiä aineita.

☼ Muuten, noesta löydettiin kiiltäviä mustia hiukkasia, joita kutsuttiin "peilihiileksi". Peilihiili on kemiallisesti inerttiä, lämmönkestävää, kaasuja ja nesteitä läpäisemätöntä, sileäpintaista ja täysin yhteensopivaa elävien kudosten kanssa.

☼ Nimi grafiitti tulee italialaisesta "graffitosta" - kirjoitan, piirrän. Grafiitti on tummanharmaa kide, jolla on heikko metallinen kiilto ja jossa on kerrostettu hila. Grafiittikiteen yksittäiset atomikerrokset, jotka liittyvät toisiinsa suhteellisen heikosti, erottuvat helposti toisistaan.

KITEILISILOJEN TYYPIT

Jos kiteen kasvunopeus on alhainen jäähtyessään, muodostuu lasimainen tila (amorfinen).

1. Elementin jaksollisen järjestelmän sijainnin ja sen yksinkertaisen substanssin kidehilan välinen suhde.

Alkuaineen sijainnin jaksollisessa taulukossa ja sitä vastaavan alkuaineaineen kidehilan välillä on läheinen suhde.

Jäljellä olevien alkuaineiden yksinkertaisilla aineilla on metallinen kidehila.

KIINNITYS

Tutustu luentomateriaaliin ja vastaa seuraaviin kysymyksiin kirjallisesti vihkoon:

1. Mikä on kristallihila?
2. Millaisia ​​kidehiloja on olemassa?
3. Kuvaile kukin kidehilatyyppi suunnitelman mukaan: Mitä on kidehilan solmuissa, rakenneyksikkö → Solmun hiukkasten välisen kemiallisen sidoksen tyyppi → Kiteen hiukkasten väliset vuorovaikutusvoimat → Kiteen aiheuttamat fysikaaliset ominaisuudet hila → Aineen aggregaattitila normaaleissa olosuhteissa → Esimerkkejä

Suorita tehtävät tästä aiheesta:

1. Millainen kidehila on seuraavilla jokapäiväisessä elämässä yleisesti käytetyillä aineilla: vesi, etikkahappo (CH 3 COOH), sokeri (C 12 H 22 O 11), kaliumlannoite (KCl), jokihiekka (SiO 2) - sulaminen piste 1710 0 C , ammoniakki (NH 3), ruokasuola? Tee yleinen johtopäätös: millä aineen ominaisuuksilla voidaan määrittää sen kidehilan tyyppi?
2. Käyttämällä annettujen aineiden kaavoja: SiC, CS 2, NaBr, C 2 H 2 - määritä kunkin yhdisteen kidehilan tyyppi (ioninen, molekyylinen) ja kuvaile tämän perusteella kunkin neljän aineen fysikaaliset ominaisuudet .
   
3. Valmentaja nro 1. "Kristaalihilat"
   
4. Valmentaja nro 2. "Testitehtävät"
   
5. Testi (itsekontrolli):

1) Aineet, joilla on yleensä molekyylikidehila:

2) Käsite "molekyyli" ei sovellettavissa suhteessa aineen rakenneyksikköön:

a). vettä

b). happi

V). timantti

G). otsoni

3) Atomikidehila on ominaista:

a). alumiinia ja grafiittia

b). rikki ja jodi

V). piioksidi ja natriumkloridi

G). timantti ja boori

4) Jos aine liukenee hyvin veteen, sen sulamispiste on korkea ja se on sähköä johtava, sen kidehila on:

A). molekyylinen

b). atomi-

V). ioninen

G). metalli

Minkä tahansa aineen luonnossa tiedetään sisältävän enemmän hienoja hiukkasia. Ne puolestaan ​​ovat yhteydessä toisiinsa ja muodostavat tietyn rakenteen, joka määrittää tietyn aineen ominaisuudet.

Atomi on ominaista ja esiintyy matalissa lämpötiloissa ja korkea verenpaine. Itse asiassa juuri tämän ansiosta metallit ja monet muut materiaalit saavat ominaisen lujuutensa.

Tällaisten aineiden rakenne molekyylitasolla näyttää kidehilalta, jonka jokainen atomi on yhdistetty naapuriinsa voimakkaimmalla luonnossa olevalla yhteydellä - kovalenttisella sidoksella. Kaikki rakenteet muodostavat pienimmät elementit on järjestetty järjestyksessä ja tietyllä jaksotuksella. Atomikidehila edustaa verkkoa, jonka kulmissa atomit sijaitsevat ja jota ympäröi aina sama määrä satelliitteja, atomikidehila ei käytännössä muuta sen rakennetta. On hyvin tunnettua, että puhtaan metallin tai lejeeringin rakennetta voidaan muuttaa vain kuumentamalla. Tässä tapauksessa mitä korkeampi lämpötila, sitä vahvemmat sidokset hilassa ovat.

Toisin sanoen atomikidehila on avain materiaalien lujuuteen ja kovuuteen. On kuitenkin syytä ottaa huomioon, että atomien järjestykseen erilaisia ​​aineita voi myös vaihdella, mikä puolestaan ​​vaikuttaa vahvuusasteeseen. Joten esimerkiksi timantti ja grafiitti, jotka sisältävät saman hiiliatomin, eroavat toisistaan ​​erittäin lujuuden suhteen: timantti on maan päällä, mutta grafiitti voi kuoriutua ja rikkoutua. Tosiasia on, että grafiitin kidehilassa atomit on järjestetty kerroksiin. Jokainen kerros muistuttaa hunajakennoa, jossa hiiliatomit ovat liittyneet melko löyhästi. Tämä rakenne aiheuttaa lyijykynän lyijykynien kerroksisen murenemisen: murtuessaan grafiitin osat yksinkertaisesti irtoavat. Toinen asia on timantti, jonka kidehila koostuu viritetyistä hiiliatomeista, eli niistä, jotka pystyvät muodostamaan 4 vahvaa sidosta. Tällaista liitosta on yksinkertaisesti mahdotonta tuhota.

Metallien kidehiloilla on lisäksi tiettyjä ominaisuuksia:

1. Hilajakso- suure, joka määrittää kahden vierekkäisen atomin keskipisteiden välisen etäisyyden mitattuna hilan reunaa pitkin. Yleisesti hyväksytty nimitys ei poikkea matematiikasta: a, b, c ovat vastaavasti hilan pituus, leveys ja korkeus. Ilmeisesti kuvion mitat ovat niin pienet, että etäisyys mitataan pienimmillä mittayksiköillä - nanometrin kymmenesosalla tai angströmiä.

2. K - koordinaationumero. Indikaattori, joka määrittää atomien pakkaustiheyden yhdessä hilassa. Vastaavasti sen tiheys on sitä suurempi, mitä suurempi luku K. Itse asiassa tämä luku edustaa atomien määrää, jotka ovat mahdollisimman lähellä ja yhtä etäisyydellä tutkittavasta atomista.

3. Hilapohja. Myös hilan tiheyttä kuvaava suure. Edustaa kokonaismäärä atomit, jotka kuuluvat tiettyyn tutkittavaan soluun.

4. Kompaktiteettitekijä mitataan laskemalla hilan kokonaistilavuus jaettuna kaikkien siinä olevien atomien tilavuudella. Kuten kaksi edellistä, tämä arvo heijastaa tutkittavan hilan tiheyttä.

Olemme tarkastelleet vain muutamia aineita, joilla on atomikidehila. Samaan aikaan niitä on paljon. Suuresta monimuotoisuudestaan ​​huolimatta kiteinen atomihila sisältää yksiköitä, jotka on aina kytketty toisiinsa (polaarisilla tai ei-polaarisilla). Lisäksi tällaiset aineet ovat käytännössä veteen liukenemattomia ja niille on ominaista alhainen lämmönjohtavuus.

Luonnossa on kolme tyyppiä kristallihilat: vartalokeskeinen kuutio, kasvokeskeinen kuutio, tiiviisti pakattu kuusikulmainen.

Useimmilla kiinteillä aineilla on kiteinen rakenne, joka on tunnusomaista tiukasti määritelty hiukkasten järjestely. Jos yhdistät hiukkaset tavanomaisilla viivoilla, saat tilakehyksen nimeltä kristallihila. Pisteitä, joissa kidehiukkaset sijaitsevat, kutsutaan hilasolmuiksi. Kuvitteellisen hilan solmut voivat sisältää atomeja, ioneja tai molekyylejä.

Solmuissa sijaitsevien hiukkasten luonteesta ja niiden välisen yhteyden luonteesta riippuen erotetaan neljä kidehilaa: ioninen, metallinen, atomi ja molekyyli.

Ioninen kutsutaan hilaksiksi, joiden solmuissa on ioneja.

Ne muodostuvat aineista, joissa on ionisia sidoksia. Tällaisen hilan solmuissa on positiivisia ja negatiiviset ionit, jotka on kytketty toisiinsa sähköstaattisen vuorovaikutuksen avulla.

Ionikidehiloissa on suoloja, emäksiä, oksideja aktiiviset metallit . Ionit voivat olla yksinkertaisia ​​tai monimutkaisia. Esimerkiksi natriumkloridin hilakohdissa on yksinkertaisia ​​natriumioneja Na ja klooria Cl − , ja kaliumsulfaatin hilakohdissa yksinkertaisia ​​kaliumioneja K ja kompleksisia sulfaatti-ioneja S O 4 2 − vuorotellen.

Tällaisissa kiteissä ionien väliset sidokset ovat vahvoja. Siksi ioniset aineet kova, tulenkestävä, haihtumaton. Tällaiset aineet ovat hyviä liuotetaan veteen.

Natriumkloridin kidehila

Natriumkloridikide

Metalli hilat, jotka koostuvat positiivisista ioneista ja metalliatomeista ja vapaista elektroneista.

Ne muodostuvat aineista, joissa on metallisidoksia. Metallihilan solmukohdissa on atomeja ja ioneja (joko atomeja tai ioneja, joihin atomit muuttuvat helposti luovuttaen ulompia elektronejaan yhteiseen käyttöön).

Tällaiset kidehilat ovat ominaisia ​​yksinkertaisille metallien ja metalliseosten aineille.

Metallien sulamispisteet voivat olla erilaisia ​​(elohopean \(–37\) °C:sta kahdesta kolmeentuhanteen asteeseen). Mutta kaikilla metalleilla on ominaisuus metallinen kiilto, muokattavuus, sitkeys, johtaa sähköä hyvin ja lämpöä.

Metallinen kristallihila

Laitteisto

Atomihiloja kutsutaan kidehiloiksi, joiden solmukohdissa on yksittäisiä atomeja, jotka on yhdistetty kovalenttisilla sidoksilla.

Timantilla on tämän tyyppinen hila - yksi hiilen allotrooppisista muunnelmista. Aineisiin, joissa on atomikidehila, kuuluvat mm grafiitti, pii, boori ja germanium sekä monimutkaisia ​​aineita, kuten karborundi SiC ja piidioksidi, kvartsi, vuorikristalli, hiekka, jotka sisältävät piioksidia (\(IV\)) Si O 2.

Tällaisille aineille on tunnusomaista voimakas ja kovuus. Siten timantti on vaikein luonnollinen aine. Aineilla, joissa on atomikidehila, on erittäin korkeat sulamispisteet ja kiehuvaa. Esimerkiksi piidioksidin sulamispiste on \(1728\) °C, kun taas grafiitin sulamispiste on korkeampi - \(4000\) °C. Atomikiteet ovat käytännössä liukenemattomia.

Timanttikidehila

Timantti

Molekyyli Niitä kutsutaan hiloiksi, joiden solmukohdissa on molekyylejä, joita yhdistää heikot molekyylien väliset vuorovaikutukset.

Huolimatta siitä, että molekyylien sisällä olevat atomit on yhdistetty erittäin vahvoilla kovalenttisilla sidoksilla, heikot molekyylien väliset vetovoimat vaikuttavat molekyylien itsensä välillä. Siksi molekyylikiteillä on alhainen lujuus ja kovuus, matalat lämpötilat sulaminen ja kiehuvaa. Monet molekyyliset aineet ovat nesteitä ja kaasuja huoneenlämpötilassa. Tällaiset aineet ovat haihtuvia. Esimerkiksi kiteinen jodi ja kiinteä hiilimonoksidi (\(IV\)) ("kuivajää") haihtuvat muuttumatta nestemäiseksi. Joillakin molekyyliaineilla on haju.

Tämän tyyppisessä hilassa on yksinkertaisia ​​aineita kiinteissä aineissa. aggregaation tila: jalokaasut, joissa on monoatomisia molekyylejä (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn ), sekä epämetallit, joissa on kaksi- ja polyatomiset molekyylit (H2, O2, N2, Cl2, I2, O3, P4, S8).

Niissä on molekyylikidehila myös kovalenttisia polaarisia sidoksia sisältävät aineet: vesi - jää, kiinteä ammoniakki, hapot, ei-metallioksidit. Suurin osa orgaaniset yhdisteet ovat myös molekyylikiteitä (naftaleeni, sokeri, glukoosi).

Takaisin eteenpäin

Huomio! Diojen esikatselut ovat vain tiedoksi, eivätkä ne välttämättä edusta kaikkia esityksen ominaisuuksia. Jos olet kiinnostunut Tämä työ, lataa täysversio.

Oppitunnin tyyppi: Yhdistetty.

Oppitunnin päätavoite: Antaa opiskelijoille erityisiä käsityksiä amorfisista ja kiteisistä aineista, kidehilojen tyypeistä, selvittää aineiden rakenteen ja ominaisuuksien välinen suhde.

Oppitunnin tavoitteet.

Kasvatus: muodostaa käsityksiä kiinteiden aineiden kiteisestä ja amorfisesta tilasta, perehdyttää opiskelijat erilaisiin kidehiloihin, selvittää kiteen fysikaalisten ominaisuuksien riippuvuus kiteen kemiallisen sidoksen luonteesta ja kidetyypistä hila, antaa opiskelijoille peruskäsityksiä kemiallisten sidosten luonteen ja kidehilatyyppien vaikutuksesta aineen ominaisuuksiin, antaa opiskelijoille käsityksen koostumuksen pysyvyyden laista.

Koulutus: jatka opiskelijoiden maailmankuvan muodostamista, harkitse aineiden kokonaisten rakenteellisten hiukkasten komponenttien keskinäistä vaikutusta, jonka seurauksena ilmaantuu uusia ominaisuuksia, kehittää kykyä organisoida koulutustyötään ja noudattaa työskentelyn sääntöjä. tiimi.

Kehittävä: kehittää koululaisten kognitiivista kiinnostusta ongelmatilanteiden avulla; parantaa opiskelijoiden kykyä selvittää aineiden fysikaalisten ominaisuuksien syy-seuraus-riippuvuutta kemiallisista sidoksista ja kidehilan tyyppiä, ennustaa kidehilan tyyppiä aineen fysikaalisten ominaisuuksien perusteella.

Laitteet: D.I. Mendelejevin jaksollinen järjestelmä, kokoelma "Metallit", ei-metallit: rikki, grafiitti, punainen fosfori, happi; Esitys “Kristaalihilat”, erityyppisten kidehilojen malleja (pöytäsuola, timantti ja grafiitti, hiilidioksidi ja jodi, metallit), näytteitä muovista ja niistä valmistettuja tuotteita, lasia, muovailuvahaa, hartseja, vahaa, purukumia, suklaata , tietokone, multimedia-asennus, videokoe "Bentsoehapon sublimaatio".

Tuntien aikana

1. Organisatorinen hetki.

Opettaja toivottaa oppilaat tervetulleiksi ja kirjaa poissa olevat.

Sitten hän kertoo oppitunnin aiheen ja oppitunnin tarkoituksen. Oppilaat kirjoittavat oppitunnin aiheen muistikirjaansa. (Dia 1, 2).

2. Kotitehtävien tarkistaminen

(2 opiskelijaa taululla: Määritä aineiden kemiallisen sidoksen tyyppi kaavoilla:

1) NaCl, C02, 12; 2) Na, NaOH, H 2 S (kirjoita vastaus taululle ja liitä se kyselyyn).

3. Tilanneanalyysi.

Opettaja: Mitä kemia opiskelee? Vastaus: Kemia on tiedettä aineista, niiden ominaisuuksista ja aineiden muunnoksista.

Opettaja: Mikä on aine? Vastaus: Aine on sitä, mistä fyysinen keho koostuu. (Dia 3).

Opettaja: Mitä aineen tiloja tiedät?

Vastaus: Aggregaatiota on kolme: kiinteä, nestemäinen ja kaasumainen. (Dia 4).

Opettaja: Anna esimerkkejä aineista, jotka voivat esiintyä kaikissa kolmessa aggregaatiotilassa eri lämpötiloissa.

Vastaus: Vesi. Normaaleissa olosuhteissa vesi on nestemäisessä tilassa, kun lämpötila laskee alle 0 0 C, vesi muuttuu kiinteäksi - jääksi, ja kun lämpötila nousee 100 0 C:een, saadaan vesihöyryä (kaasumainen tila).

Opettaja (lisäys): Mitä tahansa ainetta voidaan saada kiinteässä, nestemäisessä ja kaasumaisessa muodossa. Veden lisäksi nämä ovat metalleja, jotka ovat normaaleissa olosuhteissa kiinteässä tilassa, kuumennettaessa ne alkavat pehmetä, ja tietyssä lämpötilassa (t pl) ne muuttuvat nestemäiseksi - ne sulavat. Edelleen kuumennettaessa kiehumispisteeseen asti metallit alkavat haihtua, ts. mennä kaasumaiseen tilaan. Lämpötilaa alentamalla voidaan muuttaa mikä tahansa kaasu nestemäiseksi ja kiinteäksi: esimerkiksi happi, joka lämpötilassa (-194 0 C) muuttuu siniseksi nesteeksi ja lämpötilassa (-218,8 0 C) jähmettyy lumimainen massa, joka koostuu kiteistä sinisen väristä. Tänään luokassa tarkastelemme aineen kiinteää tilaa.

Opettaja: Nimeä, mitä kiinteitä aineita pöydälläsi on.

Vastaus: Metallit, muovailuvaha, ruokasuola: NaCl, grafiitti.

Opettaja: Mitä mieltä olet? Mikä näistä aineista on ylimääräistä?

Vastaus: Muovailuvaha.

Opettaja: Miksi?

Oletuksia tehdään. Jos opiskelijoiden on vaikeaa, opettajan avulla he päätyvät siihen, että muovailuvahalla, toisin kuin metalleilla ja natriumkloridilla, ei ole tiettyä sulamispistettä - se (muovailuvaha) pehmenee vähitellen ja muuttuu nestemäiseksi. Tällaisia ​​ovat esimerkiksi suussa sulava suklaa tai purukumi, samoin kuin lasi, muovit, hartsit, vaha (selitessään opettaja näyttää näiden aineiden luokkanäytteitä). Tällaisia ​​aineita kutsutaan amorfisiksi. (dia 5), ​​ja metallit ja natriumkloridi ovat kiteisiä. (Dia 6).

Siten erotetaan kaksi kiintoainetyyppiä : amorfinen ja kiteinen. (dia7).

1) Amorfisilla aineilla ei ole tiettyä sulamispistettä eikä hiukkasten järjestystä niissä ole tiukasti määrätty.

Kiteisillä aineilla on tiukasti määritelty sulamispiste, ja mikä tärkeintä, niille on ominaista niiden hiukkasten oikea järjestely, joista ne on rakennettu: atomit, molekyylit ja ionit. Nämä hiukkaset sijaitsevat tiukasti määritellyissä pisteissä avaruudessa, ja jos nämä solmut yhdistetään suorilla viivoilla, muodostuu tilakehys - kristallikenno.

Opettaja kysyy ongelmallisia asioita

Kuinka selittää kiinteiden aineiden olemassaolo, joilla on niin erilaisia ​​ominaisuuksia?

2) Miksi kiteiset aineet halkeavat tietyissä tasoissa törmäyksessä, kun taas amorfisilla aineilla ei ole tätä ominaisuutta?

Kuuntele oppilaiden vastauksia ja ohjaa heidät niihin johtopäätös:

Kiinteässä tilassa olevien aineiden ominaisuudet riippuvat kidehilan tyypistä (ensisijaisesti siitä, mitä hiukkasia sen solmuissa on), mikä puolestaan ​​määräytyy tietyn aineen kemiallisen sidoksen tyypin mukaan.

Kotitehtävien tarkistaminen:

1) NaCl – ionisidos,

CO 2 – kovalenttinen polaarinen sidos

I 2 – kovalenttinen ei-polaarinen sidos

2) Na – metallisidos

NaOH - ionisidos Na + -ionin välillä - (kovalenttinen O ja H)

H 2 S - kovalenttinen polaarinen

Etututkimus.

• Mitä sidosta kutsutaan ioniseksi?
• Millaista sidosta kutsutaan kovalenttiseksi?
• Mitä sidosta kutsutaan polaariseksi kovalenttiseksi sidokseksi? ei-polaarinen?
• Mitä kutsutaan elektronegatiivisuudeksi?

Johtopäätös: On olemassa looginen järjestys, ilmiöiden suhde luonnossa: Atomin rakenne -> EO -> Kemiallisten sidosten tyypit -> Kidehilan tyyppi -> Aineiden ominaisuudet . (dia 10).

Opettaja: Hiukkasten tyypistä ja niiden välisen yhteyden luonteesta riippuen ne erottuvat toisistaan neljää erilaista kidehilaa: ioninen, molekyylinen, atomi ja metallinen. (Dia 11).

Tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa - esimerkkitaulukko opiskelijoiden työpöydällä. (katso liite 1). (Dia 12).

Opettaja: Mitä mieltä olet? Millaisen kemiallisen sidoksen omaaville aineille on ominaista tämäntyyppinen hila?

Vastaus: Aineet, joilla on ionisia kemiallisia sidoksia, luonnehditaan ionihilalla.

Opettaja: Mitä hiukkasia tulee olemaan hilan solmuissa?

Vastaus: Joona.

Opettaja: Mitä hiukkasia kutsutaan ioneiksi?

Vastaus: Ionit ovat hiukkasia, joilla on positiivinen tai negatiivinen varaus.

Opettaja: Mitkä ovat ionien koostumukset?

Vastaus: Yksinkertaista ja monimutkaista.

Esittely - malli natriumkloridi (NaCl) kidehilasta.

Opettajan selitys: Natriumkloridikidehilan solmukohdissa on natrium- ja kloori-ioneja.

NaCl-kiteissä ei ole yksittäisiä natriumkloridimolekyylejä. Koko kidettä tulee pitää jättimäisenä makromolekyylinä, joka koostuu yhtä suuresta määrästä Na + ja Cl - ioneja, Na n Cl n, jossa n on suuri luku.

Ionien väliset sidokset tällaisessa kiteessä ovat erittäin vahvoja. Siksi aineilla, joissa on ionihila, on suhteellisen korkea kovuus. Ne ovat tulenkestäviä, haihtumattomia ja hauraita. Niiden sulatteet johtavat sähkövirtaa (Miksi?) ja liukenevat helposti veteen.

Ioniyhdisteet ovat metallien (IA ja II A), suolojen ja alkalien binäärisiä yhdisteitä.

Timantin ja grafiitin kidehilojen esittely.

Opiskelijoilla on pöydällä grafiittinäytteitä.

Opettaja: Mitkä hiukkaset sijaitsevat atomikidehilan solmuissa?

Vastaus: Atomikidehilan solmukohdissa on yksittäisiä atomeja.

Opettaja: Mikä kemiallinen sidos syntyy atomien välille?

Vastaus: Kovalenttinen kemiallinen sidos.

Opettajan selitykset.

Itse asiassa atomikidehilojen kohdissa on yksittäisiä atomeja, jotka on liitetty toisiinsa kovalenttisilla sidoksilla. Koska atomit, kuten ionit, voivat sijaita eri tavalla avaruudessa, muodostuu erimuotoisia kiteitä.

Timantin atomikidehila

Näissä hilassa ei ole molekyylejä. Koko kidettä tulee pitää jättimäisenä molekyylinä. Esimerkki aineista, joissa on tämäntyyppinen kidehila, ovat hiilen allotrooppiset modifikaatiot: timantti, grafiitti; sekä boori, pii, punainen fosfori, germanium. Kysymys: Mitä nämä aineet koostumukseltaan ovat? Vastaus: Koostumukseltaan yksinkertainen.

Atomikidehiloilla ei ole vain yksinkertaisia, vaan myös monimutkaisia. Esimerkiksi alumiinioksidi, piioksidi. Kaikilla näillä aineilla on erittäin korkeat sulamispisteet (timantilla on yli 3500 0 C), ne ovat vahvoja ja kovia, haihtumattomia ja käytännöllisesti katsoen liukenemattomia nesteisiin.

Opettaja: Kaverit, teillä on kokoelma metalleja pöydillänne, katsotaanpa näitä näytteitä.

Kysymys: Mikä kemiallinen sidos on ominaista metalleille?

Vastaus: Metalli. Metallien sitoutuminen positiivisten ionien välillä yhteisten elektronien kautta.

Kysymys: Mitkä yleiset fysikaaliset ominaisuudet ovat ominaisia ​​metalleille?

Vastaus: Kiilto, sähkönjohtavuus, lämmönjohtavuus, sitkeys.

Kysymys: Selitä, mikä on syy siihen, että niin monilla eri aineilla on samat fysikaaliset ominaisuudet?

Vastaus: Metalleilla on yksi rakenne.

Metallikidehilojen mallien esittely.

Opettajan selitys.

Aineilla, joissa on metallisidoksia, on metalliset kidehilat

Tällaisten hilojen kohdissa on metallien atomeja ja positiivisia ioneja, ja valenssielektronit liikkuvat vapaasti kiteen tilavuudessa. Elektronit houkuttelevat sähköstaattisesti positiivisia metalli-ioneja. Tämä selittää hilan stabiilisuuden.

Opettaja esittelee ja nimeää aineet: jodi, rikki.

Kysymys: Mitä yhteistä näillä aineilla on?

Vastaus: Nämä aineet ovat ei-metalleja. Koostumukseltaan yksinkertainen.

Kysymys: Mikä on kemiallinen sidos molekyylien sisällä?

Vastaus: Molekyylien sisällä oleva kemiallinen sidos on kovalenttinen ei-polaarinen.

Kysymys: Mitkä fysikaaliset ominaisuudet ovat niille ominaisia?

Vastaus: Haihtuva, sulava, heikosti veteen liukeneva.

Opettaja: Verrataan metallien ja ei-metallien ominaisuuksia. Opiskelijat vastaavat, että ominaisuudet ovat pohjimmiltaan erilaisia.

Kysymys: Miksi ei-metallien ominaisuudet eroavat suuresti metallien ominaisuuksista?

Vastaus: Metalleilla on metallisia sidoksia, kun taas ei-metalleilla on kovalenttisia, ei-polaarisia sidoksia.

Opettaja: Siksi hilan tyyppi on erilainen. Molekyyli.

Kysymys: Mitkä hiukkaset sijaitsevat hilapisteissä?

Vastaus: Molekyylit.

Hiilidioksidin ja jodin kidehilojen esittely.

Opettajan selitys.

Molekyylikidehila

Kuten näemme, ei vain kiinteillä aineilla voi olla molekyylikidehila. yksinkertainen aineet: jalokaasut, H 2, O 2, N 2, I 2, O 3, valkoista fosforia P 4, mutta myös monimutkainen: kiinteä vesi, kiinteä kloorivety ja rikkivety. Useimmilla kiinteillä orgaanisilla yhdisteillä on molekyylikidehilat (naftaleeni, glukoosi, sokeri).

Hilakohdat sisältävät ei-polaarisia tai polaarisia molekyylejä. Huolimatta siitä, että molekyylien sisällä olevat atomit on yhdistetty vahvoilla kovalenttisilla sidoksilla, heikot molekyylien väliset voimat vaikuttavat itse molekyylien välillä.

Johtopäätös: Aineet ovat hauraita, niillä on alhainen kovuus, alhainen sulamispiste, haihtuvia ja sublimoituvia.

Kysymys : Mitä prosessia kutsutaan sublimaatioksi tai sublimaatioksi?

Vastaus : Aineen siirtymistä kiinteästä aggregoituneesta tilasta suoraan kaasumaiseen tilaan, ohittaen nestemäisen tilan, kutsutaan sublimaatio tai sublimaatio.

Kokeen demonstraatio: bentsoehapon sublimaatio (videokoe).

Työskentely valmiin pöydän kanssa.

Liite 1. (Dia 17)

Kidehilat, sidostyyppi ja aineiden ominaisuudet

Kysymys: Minkä tyyppistä kidehilaa edellä käsitellyistä ei löydy yksinkertaisista aineista?

Vastaus: Ionikidehilat.

Kysymys: Mitkä kidehilat ovat ominaisia ​​yksinkertaisille aineille?

Vastaus: Yksinkertaisille aineille - metalleille - metallikidehila; ei-metalleille - atomi tai molekyyli.

Työskennellä Jaksollinen järjestelmä D.I. Mendelejev.

Kysymys: Missä metallielementit sijaitsevat jaksollisessa taulukossa ja miksi? Ei-metalliset elementit ja miksi?

Vastaus: Jos piirrät diagonaalin boorista astatiiniin, tämän diagonaalin vasemmassa alakulmassa on metallielementtejä, koska viimeisellä energiatasolla ne sisältävät yhdestä kolmeen elektronia. Näitä ovat alkuaineet I A, II A, III A (paitsi boori), sekä tina ja lyijy, antimoni ja kaikki toissijaisten alaryhmien alkuaineet.

Ei-metalliset elementit sijaitsevat tämän diagonaalin oikeassa yläkulmassa, koska viimeisellä energiatasolla ne sisältävät neljästä kahdeksaan elektronia. Nämä ovat alkuaineet IY A, Y A, YIA, YII A, YIII A ja boori.

Opettaja: Etsitään ei-metalliset alkuaineet, joiden yksinkertaisilla aineilla on atomikidehila (Vastaus: C, B, Si) ja molekulaarinen ( Vastaus: N, S, O , halogeenit ja jalokaasut ).

Opettaja: Muotoile johtopäätös siitä, kuinka voit määrittää yksinkertaisen aineen kidehilan tyypin D.I. Mendelejevin jaksollisen järjestelmän alkuaineiden sijainnin mukaan.

Vastaus: Metallielementeillä, jotka ovat luokassa I A, II A, IIIA (paitsi boori), sekä tinalle ja lyijylle sekä kaikille yksinkertaisen aineen toissijaisten alaryhmien alkuaineille, hilan tyyppi on metalli.

Yksinkertaisen aineen ei-metallisten alkuaineiden IY A ja boorin kidehila on atomi; ja alkuaineilla Y A, YI A, YII A, YIII A yksinkertaisissa aineissa on molekyylikidehila.

Jatkamme työtä valmiin taulukon kanssa.

Opettaja: Katso tarkkaan pöytää. Mikä kuvio voidaan havaita?

Kuuntelemme tarkasti oppilaiden vastauksia ja teemme sitten yhdessä luokan kanssa seuraavan johtopäätöksen:

On olemassa seuraava kaava: jos aineiden rakenne tiedetään, voidaan niiden ominaisuudet ennustaa tai päinvastoin: jos aineiden ominaisuudet tunnetaan, niin rakenne voidaan määrittää. (Dia 18).

Opettaja: Katso tarkkaan pöytää. Mitä muuta aineiden luokitusta voit ehdottaa?

Jos oppilaiden mielestä se on vaikeaa, opettaja selittää sen aineet voidaan jakaa molekyylirakenteisiin ja ei-molekyylirakenteisiin aineisiin. (Dia 19).

Aineet, joilla on molekyylirakenne, koostuvat molekyyleistä.

Ei-molekyylirakenteiset aineet koostuvat atomeista ja ioneista.

Opettaja: Tänään tutustumme yhteen kemian peruslakeista. Tämä on koostumuksen pysyvyyden laki, jonka löysi ranskalainen kemisti J.L. Proust. Laki pätee vain aineille, joilla on molekyylirakenne. Tällä hetkellä laki kuuluu näin: "Molekulaarisilla kemiallisilla yhdisteillä on niiden valmistusmenetelmästä riippumatta jatkuva koostumus ja ominaisuudet." Mutta aineille, joilla on ei-molekyylirakenne, tämä laki ei aina pidä paikkaansa.

Teoreettinen ja käytännön merkitystä Laki on, että sen perusteella aineiden koostumus voidaan ilmaista kemiallisilla kaavoilla (monille aineille, joilla on ei-molekyylirakenne kemiallinen kaava näyttää ei todella olemassa olevan, vaan ehdollisen molekyylin koostumuksen).

Johtopäätös: Aineen kemiallinen kaava sisältää paljon tietoa.(Dia 21)

Esimerkiksi SO 3:

1. Erityinen aine on rikkidioksidi tai rikkioksidi (YI).

2.Aineen tyyppi - kompleksi; luokka - oksidi.

3. Laadullinen koostumus - koostuu kahdesta elementistä: rikistä ja hapesta.

4. Määrällinen koostumus- molekyyli koostuu 1 rikkiatomista ja 3 happiatomista.

5. Suhteellinen molekyylimassa- Mr (SO 3) = 32 + 3 * 16 = 80.

6. Moolimassa- M(S03) = 80 g/mol.

7. Paljon muuta tietoa.

Hankitun tiedon lujittaminen ja soveltaminen

(Dia 22, 23).

Tic-tac-toe-peli: rajaa aineet, joilla on sama kidehila pystysuunnassa, vaakasuunnassa, vinottain.

Heijastus.

Opettaja kysyy: "Kaverit, mitä uutta opitte luokassa?"

Yhteenveto oppitunnista

Opettaja: Kaverit, teemme yhteenvedon oppituntimme tärkeimmistä tuloksista - vastaa kysymyksiin.

1. Mitä aineiden luokituksia opit?

2. Miten ymmärrät termin kidehila?

3. Minkä tyyppisiä kidehiloja tiedät nyt?

4. Mitä aineiden rakenteen ja ominaisuuksien säännönmukaisuuksia opit?

5. Missä aggregaatiotilassa aineilla on kidehilat?

6. Mitä kemian peruslakia opit tunnilla?

Kotitehtävä: §22, muistiinpanot.

1. Muodosta aineiden kaavat: kalsiumkloridi, piioksidi (IY), typpi, rikkivety.

Määritä kidehilan tyyppi ja yritä ennustaa näiden aineiden sulamispisteiden tulisi olla.

2. Luova tehtävä -> keksi kysymyksiä kappaleeseen.

Opettaja kiittää sinua oppitunnista. Antaa opiskelijoille pisteitä.

Ohjeet

Kuten voit helposti arvata itse nimestä, metallityyppinen hila löytyy metalleista. Näille aineille on yleensä ominaista korkea lämpötila sulava, metallinen kiilto, kovuus, ovat hyviä sähkövirran johtimia. Muista, että tämän tyyppiset hilakohdat sisältävät joko neutraaleja atomeja tai positiivisesti varautuneita ioneja. Solmujen välisissä tiloissa on elektroneja, joiden kulkeutuminen varmistaa tällaisten aineiden korkean sähkönjohtavuuden.

Ionityyppinen kidehila. On muistettava, että se on myös luonnostaan ​​suoloille. Ominaista - tunnetun pöytäsuolan, natriumkloridin, kiteitä. Positiivisesti ja negatiivisesti varautuneet ionit vuorottelevat tällaisten hilan kohdissa. Tällaiset aineet ovat yleensä tulenkestäviä ja niillä on alhainen haihtuvuus. Kuten arvata saattaa, heillä on ionityyppi.

Atomityyppi kidehila on luontainen yksinkertaiset aineet– ei-metalliset normaaleissa olosuhteissa edustaa kiinteät aineet. Esimerkiksi rikki, fosfori,... Tällaisten hilan kohdissa on neutraaleja atomeja, jotka on liitetty toisiinsa kovalenttisilla kemiallisilla sidoksilla. Tällaisille aineille on ominaista tulenkestävyys ja veteen liukenemattomuus. Joillakin (esimerkiksi muodossa olevalla hiilellä) on poikkeuksellisen korkea kovuus.

Lopuksi viimeinen hilatyyppi on molekyyli. Sitä löytyy aineista, jotka ovat normaaleissa olosuhteissa nestemäisessä tai kaasumaisessa muodossa. Kuten taas voidaan helposti ymmärtää, tällaisten hilan solmuissa on molekyylejä. Ne voivat olla joko ei-polaarisia (yksinkertaisille kaasuille, kuten Cl2, O2) tai polaarisia (useimmat kuuluisa esimerkki– vesi H2O). Aineet, joissa on tämän tyyppinen hila, eivät johda virtaa, ovat haihtuvia ja niillä on alhaiset sulamispisteet.

Lähteet:

• ritilän tyyppi

Lämpötila sulaminen mitataan sen puhtauden määrittämiseksi. Puhtaan aineen epäpuhtaudet alentavat yleensä lämpötilaa sulaminen tai pidentää aikaväliä, jonka kuluessa yhdiste sulaa. Kapillaarimenetelmä on klassinen menetelmä epäpuhtauksien hallintaan.

Tarvitset

• - testiaine;
• - lasikapillaari, suljettu toisesta päästä (halkaisija 1 mm);
• - lasiputki, jonka halkaisija on 6-8 mm ja pituus vähintään 50 cm;
• - lämmitetty lohko.

Ohjeet

Aseta lasiputki pystysuoraan kovalle pinnalle ja pudota kapillaari sen läpi useita kertoja, suljettu pää alaspäin. Tämä auttaa tiivistämään ainetta. Lämpötilan määrittämiseksi kapillaarissa olevan aineen kolonnin tulee olla noin 2-5 mm.

Aseta kapillaarilämpömittari lämmitettyyn lohkoon ja tarkkaile testiaineen muutoksia lämpötilan noustessa. Ennen lämmitystä ja sen aikana lämpömittari ei saa koskettaa lohkon seiniä tai muita erittäin kuumia pintoja, muuten se voi räjähtää.

Huomaa lämpötila, jossa ensimmäiset pisarat ilmestyvät kapillaariin (alku sulaminen), ja lämpötila, jossa viimeiset aineet katoavat (loppu sulaminen). Tällä aikavälillä aine alkaa laskea, kunnes se muuttuu täysin nestemäiseksi. Kun suoritat analyysiä, etsi myös aineen muutoksia tai hajoamista.

Toista mittaukset vielä 1-2 kertaa. Esitä kunkin mittauksen tulokset vastaavan lämpötilavälin muodossa, jonka aikana aine siirtyy kiinteästä nesteeksi. Tee analyysin lopussa johtopäätös testiaineen puhtaudesta.

Video aiheesta

Kiteissä kemialliset hiukkaset (molekyylit, atomit ja ionit) on järjestetty tiettyyn järjestykseen, tietyissä olosuhteissa ne muodostavat säännöllisiä symmetrisiä monitahoja. Kidehiloja on neljää tyyppiä - ionisia, atomisia, molekyylisiä ja metallisia.

Kiteet

Kiteiselle tilalle on ominaista pitkän kantaman järjestyksen läsnäolo hiukkasten järjestelyssä sekä kidehilan symmetria. Kiinteät kiteet ovat kolmiulotteisia muodostelmia, joissa sama rakenneelementti toistuu kaikkiin suuntiin.

Oikea muoto niistä johtuvia kiteitä sisäinen rakenne. Jos korvaat niissä olevat molekyylit, atomit ja ionit pisteillä näiden hiukkasten painopisteiden sijaan, saat kolmiulotteisen säännöllisen jakauman - . Sen rakenteen toistuvia elementtejä kutsutaan alkeissoluiksi ja pisteitä kidehilan solmuiksi. Kiteitä on useita tyyppejä riippuen niistä hiukkasista, jotka muodostavat niitä, sekä niiden välisen kemiallisen sidoksen luonteesta.

Ioniset kidehilat

Ionikiteet muodostavat anioneja ja kationeja, joiden välissä on. Tämäntyyppiset kiteet sisältävät useimpien metallien suoloja. Jokaista kationia vetää puoleensa anioni ja muut kationit hylkivät niitä, joten on mahdotonta eristää yksittäisiä molekyylejä ionikiteessä. Kidettä voidaan pitää yhtenä valtavana, eikä sen kokoa ole rajoitettu, se pystyy kiinnittämään uusia ioneja.

Atomikidehilat

Atomikiteissä yksittäiset atomit yhdistyvät kovalenttisilla sidoksilla. Kuten ioniset kiteet, niitä voidaan pitää myös valtavina molekyyleinä. Samaan aikaan atomikiteet ovat erittäin kovia ja kestäviä eivätkä johda sähköä ja lämpöä hyvin. Ne ovat käytännössä liukenemattomia ja niille on ominaista alhainen reaktiivisuus. Atomihilat sisältävät aineet sulavat erittäin korkeissa lämpötiloissa.

Molekyylikiteet

Molekyylikidehilat muodostuvat molekyyleistä, joiden atomeja yhdistävät kovalenttiset sidokset. Tästä johtuen molekyylien välillä vaikuttavat heikot molekyylivoimat. Tällaisille kiteille on tunnusomaista alhainen kovuus, alhainen sulamispiste ja korkea juoksevuus. Niiden muodostamat aineet sekä niiden sulatteet ja liuokset eivät johda hyvin sähkövirtaa.

Metalliset kidehilat

Metallikidehiloissa atomit on järjestetty suurimmalla tiheydellä, niiden sidokset ovat delokalisoituneet ja ne ulottuvat koko kiteen läpi. Tällaiset kiteet ovat läpinäkymättömiä, niillä on metallinen kiilto, helposti muotoutuvat ja ne johtavat hyvin sähköä ja lämpöä.

Tämä luokittelu kuvaa vain rajoitettuja tapauksia, useimpia kiteitä epäorgaaniset aineet kuuluu välityyppeihin - molekyyli-kovalenttinen, kovalenttinen jne. Esimerkiksi grafiittikiteessä on kovalenttisia metallisidoksia jokaisen kerroksen sisällä ja molekyylisidoksia kerrosten välillä.

Lähteet:

• alhimik.ru, Solids

Timantti on mineraali, joka kuuluu yhteen hiilen allotrooppisista muunnelmista. Erottuva ominaisuus sen korkea kovuus, mikä ansaitsee sille oikeutetusti kovimman aineen tittelin. Timantti on melko harvinainen mineraali, mutta samalla se on yleisin. Sen poikkeuksellinen kovuus löytää sen käyttökohteen koneenrakennuksessa ja teollisuudessa.

Ohjeet

Timantissa on atomikidehila. Hiiliatomit, jotka muodostavat molekyylin perustan, on järjestetty tetraedrin muotoon, minkä vuoksi timantilla on niin suuri lujuus. Kaikki atomit on yhdistetty vahvoilla kovalenttisilla sidoksilla, jotka muodostuvat molekyylin elektronisen rakenteen perusteella.

Hiiliatomilla on sp3-hybridisoituneet kiertoradat, jotka ovat 109 asteen ja 28 minuutin kulmassa. Hybridorbitaalien päällekkäisyys tapahtuu suorassa linjassa vaakatasossa.

Siten, kun orbitaalit limittyvät sellaisessa kulmassa, muodostuu keskitetty, joka kuuluu kuutiojärjestelmään, joten voidaan sanoa, että timantilla on kuutiorakenne. Tätä rakennetta pidetään yhtenä luonteeltaan vahvimmista. Kaikki tetraedrit muodostavat kolmiulotteisen verkoston kuusijäsenisten atomirenkaiden kerroksista. Tällainen kovalenttisten sidosten stabiili verkosto ja niiden kolmiulotteinen jakautuminen johtavat kidehilan lisälujuuteen.