Конспект урока «Кристаллические решетки» по химии

Технологическая карта урока.

Предмет – Химия.

Уровень образования – основное общее образование.

Тема урока « Кристаллические решетки».

Автор УМК Габриелян О.С.

Тип урока комбинированный с использованием технологии критического мышления.

Форма проведения урока – изучение нового материала.

Время проведения II четверть

Участники – обучающиеся 8 класса.

Методы: самостоятельная работа школьников с учебником и дополнительной литературой, лабораторная работа, составление таблицы, самостоятельная работа, проблемные вопросы.

Формы организации учебных действий – индивидуальная и групповая работа, фронтальная.

Оборудование: периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева, коллекция «Металлы», «Неметаллы», модели кристаллических решеток различных типов, таблицы, образцы пластмасс и изделий из них, стекло, пластилин, смола, воск, жевательная резинка, шоколад, мультимедийная установка, распечатанные листы с заданиями.

Цели по содержанию:

образовательные: cформировать понятие о кристаллических и аморфных состояниях твердых тел, ознакомить школьников с понятием «кристаллическая решетка», изучить типы кристаллических решеток и установить зависимость физических свойств кристалла от характера химической связи в кристалле и типа кристаллической решетки, дать основные представления о влиянии природы химической связи и типов кристаллических решеток на свойства вещества;

развивающие: продолжить формирование критического мышления, умения проводить сравнение и анализ, совершенствовать умение устанавливать причинно-следственную зависимость физических свойств веществ от химической связи и типа кристаллической решетки , предсказывать тип кристаллической решетки на основе свойств веществ и наоборот, развивать творческие способности ребят и умение самостоятельно работать с источниками знаний, развивать познавательный интерес школьников, используя проблемные ситуации;

воспитательные: продолжить формирование мировоззрения учащихся, воспитывать умение организовывать свой учебный труд, культуру поведения и общения в процессе учебной деятельности, соблюдать правила работы в коллективе, анализировать свои способности.

Планируемые результаты обучения:

Личностные результаты :

- формирование познавательных интересов;

- самостоятельность в приобретении новых знаний;

- формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной формах, анализировать и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами;

Метапредметные результаты:

- овладение навыками самостоятельного приобретения знаний;

- умение ставить цели, планировать работу, вести самоконтроль результатов, давать оценку результатов своей деятельности;

- умение устанавливать причинно-следственные связи, делать выводы.

Предметные результаты:

(учащиеся должны):

   а) знать: определения понятиям "кристаллическая решётка" , "аморфное вещество" , "кристаллическое вещество";  основные типы кристаллических решёток (с конкретными примерами веществ); 

   б) уметь: определять тип кристаллической решётки и описывать физические свойства веществ по типам кристаллических решёток;  различать два вида твёрдых веществ.

Образовательные технологии:   технология деятельностного метода , информационно-коммуникационные технологии , технология критического мышления , технология проблемного обучения.

Эпиграф к уроку.

«Познать сущее нельзя извне, можно только изнутри»

(Н. Бердяев, русский философ).

1. Вызов.

Деятельность учителя

УЧИТЕЛЬ. Мир музыки разнообразен, но мир веществ не менее велик и разнообразен. Вещества обладают различными свойствами. Почему воздух и зимой и летом газообразный? Почему вода в чайнике превращается в пар, а при 0 ⁰ превращается в лед? Почему все металлы (кроме ртути) твердые, а среди неметаллов половина – газы? Почему молекулы газов свободно перемещаются в пространстве, а жидкости текут и льются? Мы с вами выделяли физические и химические свойства веществ. Какие свойства относятся к физическим?

Задание 1. Опишите физические свойства данных веществ.

1-я группа – O₂

2-группа - H₂O

3 группа – NaCl

4 группа – графит

УЧЕНИКИ. Заполняют таблицу.

Вещества

Физ. св -ва

УЧЕНИКИ. Делают вывод, что у разных веществ – разные физические свойства.

УЧИТЕЛЬ. Перед вами две пары веществ: кислород и водород, хлорид натрия и хлорид калия. Сходны ли эти вещества по физическим свойствам? Действительно, есть вещества, у которых можно выделить общие физические свойства.

А можно ли предсказать общие физические свойства, зная строение вещества, и, наоборот: по физическим свойствам веществ определить их строение?

Какое вещество на Земле находится сразу в трех состояниях? От чего зависит агрегатное состояние веществ?

УЧЕНИКИ. Делают вывод: агрегатное состояние зависит от температуры, при которой находится вещество. Также агрегатное состояние зависит от характера его частиц (атомов, молекул, ионов), их расположения. Твердые вещества делятся на аморфные (стекло, резина и др.), и кристаллические (лед, кварц, железо и др.)

УЧИТЕЛЬ. Обратитесь к эпиграфу и сегодня попытаемся заглянуть в нутро вещей, рассмотрите рисунки и сформулируйте проблему нашего урока (Ученики формулируют ).

Вывод: необходимо изучить кристаллическое строение веществ и понять, чем они отличаются от аморфных.

УЧИТЕЛЬ. Перед вами на демонстрационном столе находятся : пластилин, жевательная резинка, смола, воск, поваренная соль, графит, металлическая и пластмассовая ложки, стакан с горячей водой.

(учитель приглашает 2 учащихся и предлагает им отломить кусочек пластилина, жевательной резинки и графита (грифель карандаша)). Ученики сравнивают края у полученных кусочков и приходят к выводу, что только у грифеля четкие ровные края.

Приглашаются еще 2 ученика. Они опускают в стакан с горячей водой металлическую и пластмассовую ложки и приходят к выводу, что металлическая ложка нагрелась, а пластмассовая - нет.

В. От чего зависят свойства веществ? (от строения)

В. Каким должно быть строение, чтобы кусочки отламывались по строго определенным направлениям?

Разделим эти вещества на две группы.

Вещества (пластилин, жевательная резинка, смола, воск – это аморфные вещества). У них нет постоянной температуры кипения, нет упорядоченного строения, наблюдается текучесть.

Вещества ( поваренная соль, графит) – кристаллические. Для них характерны четкие температуры плавления, правильная геометрическая форма, симметрия, упорядоченное строение, т.е. характеризуются правильным расположением частиц, из которых они построены: атомов, молекул, ионов. Эти частицы расположены в строго определенных точках пространства, и, если эти узлы соединить прямыми линиями, то образуется пространственный каркас – кристаллическая решетка.

Формулируем тему урока «Кристаллические решетки»

2. Осмысление.

Деятельность учителя

Задание 1.

Рассмотрим под лупой различные вещества: кварц SiO₂, серу S, флюорит CaF₂ . Кристаллы кварца иглистые, имеют плоские грани, похожи на лед, У серы ромбические кристаллы желтого цвета. Кристаллы флюорита темные, непрозрачные.

Ученики. Обсуждают, что кристаллы имеют разную форму. Воспользуемся словарем С. И. Ожегова, в котором ученики находят определение, что кристалл – это твердое вещество, имеющее определенное упорядоченное строение.

Проблемные вопросы.

1. Как объяснить существование твердых веществ с различными свойствами?

2. Почему кристаллы различных веществ разнообразны по форме?

3. Почему кристаллические вещества при ударе раскалываются в определенных плоскостях, а аморфные вещества этими свойствами не обладают?

Вывод:

1. Внутреннее строение кристалла можно представить в виде кристаллической решетки.

2. Кристаллы разных веществ имеют различные кристаллические решетки

3. Свойства веществ в твердом состоянии зависят от типа кристаллической решетки, от того, какие частицы находятся в узлах, что обусловлено типом химической связи в данном веществе.

Учитель. Структура аморфных веществ напоминают жидкости, однако обладают меньшей текучестью. Аморфное состояние обычно неустойчиво. Под воздействием механических нагрузок или при изменении температуры аморфные тела могут закристаллизоваться.

Твердые вещества имеют кристаллическое строение. Геометрически правильная форма вещества в твердом состоянии получила название кристалла, а такое состояние – кристаллическое. Оно характеризуется правильным расположением частиц в строго определенных точках. При мысленном соединении этих точек образуется пространственный каркас, который называется кристаллической решеткой. Точки, в которых размещены частицы называются узлами кристаллической решетки.

УЧИТЕЛЬ. В зависимости от вида частиц и от характера связи между ними различают 4 типа кристаллических решеток: ионные, атомные, металлические, молекулярные.

Ионная кристаллическая решетка.

Вопрос (В). Как вы думаете, для веществ с каким видом химической связи будет характерен такой вид решетки?

Ответ (О). Для веществ с ионной химической связью будет характерна ионная кристаллическая решетка.

В. Какие частицы будут находиться в узлах решетки.

О. Ионы.

В. Какие частицы называются ионами?

О. Ионы – частицы, имеющие положительный и отрицательный заряд.

В. Какие ионы бывают по составу?

О. Простые и сложные.

Демонстрируется модель кристаллической решетки NaCl.

В кристаллах NaCl отдельных молекул хлорида натрия не существует. Весь кристалл следует рассматривать как гигантскую макромолекулу, состоящую из равного числа ионов Na⁺ и Cl^-. Связи между ионами в таком кристалле очень прочные. Поэтому вещества с ионной решеткой обладают высокой твердостью, они тугоплавки, нелетучи, хрупки, расплавы их проводят электрический ток, легко растворяются в воде.

Атомная кристаллическая решетка.

Демонстрируется кристаллическая решетка алмаза и графита.

В. Какие частицы будут находиться в узлах атомной кристаллической решетки?

О. Отдельные атомы.

В узлах атомной кристаллической решетки находятся отдельные атомы, связанные между собой ковалентными связями. Так как атомы, подобно ионам, могут по-разному располагаться в пространстве, то образуются кристаллы разной формы. Атомную кристаллическую решетку имеют алмаз, графит, красный фосфор, германий, бор, кремний. Но атомную решетку имеют не только простые, но и сложные вещества, например, оксид алюминия, оксид кремния. Все эти вещества имеют высокие температуры плавления, они прочны, тверды, нелетучи, практически нерастворимы в жидкостях.

Задание.

Укажите, какая пара веществ имеет атомную кристаллическую решетку:

А) вода и йод,

Б) оксид кремния (кварц) и алмаз,

В) графит и углекислый газ.

Г) поваренная соль и хлор.

Молекулярная кристаллическая решетка.

Демонстрируется йод кристаллический и порошок сера.

В. Что объединяет эти вещества?

О. Эти вещества неметаллы.

В. Какая химическая связь внутри молекул?

О. Внутри молекул связь ковалентная неполярная.

В. Какие физические свойства для них характерны?

О. Легкоплавкие, плохо растворимы в воде.

Учитель. Молекулярную кристаллическую решетку могут иметь не только твердые простые вещества, как йод, сера, белый фосфор, но и газообразные - благородные газы, водород, азот, кислород, но и большинство твердых органических веществ (нафталин, глюкоза, сахар). В узлах находятся неполярные или полярные молекулы. Несмотря на то, что атомы внутри молекул связаны прочными ковалентными связями, между самими молекулами действуют слабые силы межмолекулярного взаимодействия.

Вывод: вещества с молекулярной кристаллической решеткой непрочные, имеют малую твердость, низкую температуру плавления, летучи, способны к возгонке (йод, например).

Металлическая кристаллическая решетка.

В. Какая химическая связь характерна для металлов?

О. Металлическая связь.

В. Какие физические свойства характерны для металлов?

О. Металлический блеск, тепло- и электропроводность, пластичность.

В. Объясните, в чем причины того, что у такого числа разнообразных веществ одинаковые физические свойства?

О. Металлы имеют одинаковое строение.

Учитель. В узлах металлической кристаллической решетки находятся атомы и положительные ионы металлов, а в объеме кристалла свободно перемещаются валентные электроны. электроны электростатически притягивают положительные ионы металлов. этим и объясняется стабильность решетки.

Проблемная ситуация.

Оксид углерода (IV) и оксид кремния (IV) имеют аналогичные химические формулы ЭО₂. В твердом состоянии они сильно отличаются по физическим свойствам. Какое предположение можно выдвинуть?

Предположение: различие физических свойств высших оксидов углерода и кремния определяется особенностями их кристаллического строения.

Оксид углерода (IV) имеет молекулярную решетку т низкую температуру плавления, а оксид кремния (IV) – атомную и высокую температуру плавления.

В мире этом – я знаю –нет счета сокровищам,

Но весьма поучительно для очей заглянуть

повнимательнее в нутро вещам, прямо в нутро вещей!

Л. Мартынов.

Вот и мы заглянули в нутро вещей, рассмотрели типы кристаллических решеток.

Первичное закрепление.

Дополните фразы:

1. Свойства веществ зависят от……. (от типа кристаллической решетки)

2. Тип кристаллической решетки зависит от …….. (от вида химической связи)

3. Вещества в твердом состоянии делятся на ………….. и …………. .

4. Имеются 4 типа кристаллических решеток ……. , ………….., ………, ……….. .

5. Ванилин представляет собой легкоплавкие кристаллы с характерным запахом, нерастворимые в воде. У этого вещества …………………………… кристаллическая решетка.

6. Карборунд представляет собой тугоплавкое твердое вещество, без запаха, расплав его не проводит электрический ток. Имеет …………………….. кристаллическую решетку.

7. Белый фосфор представляет собой легкоплавкие кристаллы с характерным запахом, нерастворимые в воде, но хорошо растворимые в сероуглероде. Имеет …………….. кристаллическую решетку.

Найти соответствие.

1.

Физические свойства Тип решетки

1. Низкая температура плавления, хрупкость, А. ионная

отсутствие электрической проводимости. Б. атомная

2. Высокая температура плавления, незначительная В. молекулярная

электрическая проводимость. Г. металлическая

3. Умеренно высокая температура плавления,

высокая электрическая проводимость, ковкость,

пластичность.

4. Высокая температура плавления, хрупкость,

электрическая проводимость в расплавленном

состоянии.

2. Вещество Тип кристаллической решетки

1. Серебро А. Молекулярная.

2. Поваренная соль Б. Ионная

3. Углекислый газ В. Металлическая

4. Азот.

3. Вещество Тип кристаллической решетки

1. Вода А. Молекулярная.

2. Сернистый газ Б. Ионная

3. Нитрат калия В. Металлическая

4. Олово

3.Рефлексия.

Деятельность учителя

Заполняется концептуальная таблица (этот прием используется, когда необходимо сравнить несколько объектов по нескольким позициям).

Концептуальная таблица по теме «Кристаллические решетки»

Тип кристаллической решетки.

Прокомментируйте слова академика Б. М. Кедрова.

«Всякое вещество – от самого простого до самого сложного – имеет три различные, но взаимосвязанные стороны: свойство, состав, строение»

Выходной контроль. (ученики получают листы с напечатанными заданиями)

1. Определите, о какой кристаллической решетке идет речь.

1. В узлах решетки находятся ионы. (ионная)

2. В узлах решетки находятся и атомы, и ионы. (металлическая)

3. Вещества, образующие эту кристаллическую решетку, обладают высокой твердостью и прочностью, нерастворимы в воде. (атомная)

4. Вещества, образующие эту кристаллическую решетку, имеют ионную связь. (ионная).

5. В узлах решетки находятся отдельные атомы. (атомная)

6. В узлах решетки находятся молекулы. (молекулярная).

7. Вещества, образующие эту кристаллическую решетку, тугоплавки, нелетучи, не электропроводны. (атомная)

8. Вещества, образующие эту кристаллическую решетку, обладают ковкостью, пластичностью, электро- и теплопроводностью. (металлическая)

2. Вставьте пропущенные слова.

1.У сахара …………………………………. кристаллическая решетка, поэтому сахар легко плавится. У алмаза …………………………………… кристаллическая решетка, поэтому его …………………… ^{(указать свойство)}

что позволяет использовать его для резки стекла.

2.Вместе встали неметалл

И добряк-бедняк металл.

Электроны от металла

Перешли вдруг к неметаллу

И стоят теперь ионы

Тип решетки здесь ……………………

Домашнее задание.

1. Для каждого из перечисленных ниже веществ укажите тип кристаллической решетки: нафталин, иодид цезия, сера, алюминий, лед, алмаз, бромид калия.

2. Подготовьте план рассказа на тему «Кристаллические решетки».

Приложение.

Концептуальная таблица по теме «Кристаллические решетки»

Тип кристаллической решетки.