1. ОЗНАКОМТЕСЬ С ЦЕЛЬЮ УРОКА:
- сформировать простейшие представления о строении веществ с различными видами связи;
- дать примеры веществ с различными типами кристаллической решетки;
- сформулировать закон постоянства состава;
- развить умения анализировать свойства веществ по типу кристаллической решетки
Мотивация и целеполагание:
Как вы думаете, почему лёд тает, а кварц – прочный кристалл с температурой плавления 1713 0С? На эти вопросы вы должны ответить, изучив материал урока.
2. ПОВТОРИТЕ МАТЕРИАЛ О СТРОЕНИИ ВЕЩЕСТВА:
Вы знаете, что вещество может существовать в трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком, твердом (см. рис. 70). Например, кислород, является газом, но при температуре -194 0С он превращается в голубую жидкость, а при температуре -218,8 0С – затвердевает в снегообразную массу, состоящую из кристаллов синего цвета.
Твердые вещества делят на кристаллические и аморфные. Аморфные вещества не имеют четкой температуры плавления, при нагревании размягчаются и переходят в текучее состояние. К аморфным веществам относятся пластмассы, воск, шоколад, пластилин, жевательные резинки (см. рис. 71).
Кристаллические вещества состоят из частиц, которые имеют четкое расположение в определенных точках пространства. Если соединить эти частицы, то получится своеобразный каркас, который называется кристаллической решеткой. А точки, где находятся частицы – узлами кристаллической решетки. В узлах кристаллической решетки могут находиться ионы, атомы, молекулы. Эти частицы совершают колебательные движения. При повышении температуры размах этих колебаний увеличивается, что приводит к тепловому расширению тел (демонстрация моделей кристаллических решеток).
В зависимости от типа частиц в кристаллической решетки и характера связи между ними, различают ионные, атомные, молекулярные и металлические кристаллические решетки (см. табл. 6).
Ионными, называются кристаллические решетки, в узлах которых находятся ионы. Их образуют вещества с ионным типом связи. Это соли, основания, некоторые оксиды. Например, кристалл хлорида натрия, построен из чередующихся ионов Na+ и Cl-. Они образуют решетку в виде куба (см. рис. 72). Связи в этом кристалле очень прочные, поэтому вещества с ионным типом связи имеют высокую твердость и прочность, они нелетучи и тугоплавки.
Атомными называют кристаллические решетки, в узлах которых находятся отдельные атомы. Эти атомы между собой соединены очень прочными ковалентными связями. Атомную кристаллическую решетку имеет алмаз (см. рис. 73). Ограненный и отшлифованный алмаз называют бриллиантом. Он широко используется в ювелирном деле (см. рис. 74). Кроме алмаза атомную кристаллическую решетку имеют и такие простые вещества, как бор, кремний, германий, и сложные: кремнезем, кварц, песок, горный хрусталь, в состав которых входит SiO2 (см. рис. 75). Вещества с атомной кристаллической решеткой имеют высокие температуры плавления, они прочные и твердые, практически нерастворимые.
Молекулярная кристаллическая решетка – это кристаллическая решетка, в узлах которой находятся молекулы. Связи у веществ с молекулярной кристаллической решеткой могут быть ковалентными полярными, как в молекулах HCl, H2O, и ковалентными неполярными, как в молекулах O2, O3, N2, H2 и др. (см. рис. 76). Атомы внутри молекулы связаны прочно, а вот связи между самими молекулами непрочные. Поэтому вещества с молекулярной кристаллической решеткой имеют малую твердость, низкие температуры плавления и кипения, летучи. К веществам с молекулярной кристаллической решеткой относятся: лед (вода в твердом агрегатном состоянии), который уже при температуре выше 0 0С переходит в жидкое состояние, его кристаллическая структура разрушается, твердый оксид углерода (IV) – «сухой лед», который возгоняется при увеличении температуры, т.е. превращается в газ, твердые хлороводород и сероводород, твердые простые вещества. Такие как, одноатомные благородные газы, двухатомные молекулы (O2, N2, H2, Cl2, I2), трехатомные (O3), четырехатомные, как Р4, восьмиатомные молекулы, как S8. Молекулярную кристаллическую решетку имеют большинство органических веществ: глюкоза, сахар, нафталин, спирт, лимонная кислота.
Металлическую кристаллическую решетку имеют вещества с металлическим типом связи. В узлах этой кристаллической решетки находятся ионы металла и свободные электроны. Поэтому вещества с этим типом связи обладают ковкостью, пластичностью, имеют металлический блеск, электро- и теплопроводны (см. рис. 77).
Для веществ молекулярного строения справедлив закон французского химика Ж.Л. Пруста – закон постоянства состава: молекулярные химические соединения независимо от способа их получения имеют постоянный состав и свойства. Закон Пруста – основной из законов химии, однако он несправедлив для веществ немолекулярного строения.