«Типы кристаллических решеток и свойства веществ» 11 класс

«Типы кристаллических решеток и свойства веществ»

11 класс

Химики тоже лирики

Цель: закрепить и углубить знания учащихся о кристаллических и аморфных веществах, полученных на уроках физики, ознакомить учащихся с различными типами кристаллических решеток, установить зависимость физических свойств кристалла от характера химической связи в кристалле и типа кристаллической решетки, дать учащимся основные представления о влиянии природы химической связи и типов кристаллических решеток на свойства веществ.

Задачи:

Образовательная: сформировать понятия о кристаллическом и аморфном состоянии твердых тел, ознакомить учащихся с различными типами кристаллических решеток, установить зависимость физических свойств кристалла от характера химической связи в кристалле и типа кристаллической решетки, дать учащимся основные представления о влиянии природы химической связи и типов кристаллических решеток на свойства вещества, дать учащимся представление о законе постоянства состава.

Воспитательная: продолжить формирование мировоззрения учащихся, рассмотреть взаимное влияние компонентов целого - структурных частиц веществ, в результате которого появляются новые свойства, воспитывать умения организовать свой учебный труд, соблюдать правила работы в коллективе.

Развивающая: развивать познавательный интерес школьников, используя проблемные ситуации; совершенствовать умения учащихся устанавливать причинно-следственную зависимость физических свойств веществ от химической связи и типа кристаллической решетки, предсказывать тип кристаллической решетки на основе физических свойств вещества.

Оборудование: Каждому учащемуся предоставляется текст поэмы «Танцы твердых тел»

ДЖОН АПДАЙК (р. 1932)

ТАНЦЫ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Все знают: мир из Атомов построен, –
Но был не прост познанья долгий путь, –
Сперва алхимики прошли неровным строем,
Пытаясь вглубь Металлов заглянуть,
Чтоб в Золото расплавить Соль и Ртуть;
А непокорный вековым канонам,
Лавуазье покончил с Флогистоном
И дал дорогу Газовым Законам,
Раскрыв реакций истинную суть.

Но в крепость Кристаллической структуры
Закрыт был вход и не было ключей,
Покуда не проник сквозь амбразуры
Туда пучок Рентгеновских Лучей,
И странный бал открылся для очей:
Четверки собирая для Кадрили,
Там Углерод и Кремний рядом плыли,
Кружа в водовороте ионной пыли,
Где каждый Ион был общий и ничей.

А как Металл – всех недр земных владыка –
Свет отражает и проводит ток?
Все Атомы – от мала до велика –
Часть Электронов отдают в оброк,
И общий образуется поток,
Который, словно Облако, бесплотно
Вдоль Поля устремляется охотно
Сквозь Ионы, упакованные плотно,
Как шарики пинг-понга в коробок.

Керамика – Царица Хрупкой Глины –
Со всей своей родней пришла на бал.
У них у всех, от Шпата до Рубина,
Ионной связью Кислород связал
С такой судьбой смирившийся Металл.
По этой удивительной причине
В Керамике, и в Кварце, и в Рубине
Свободных Электронов нет в помине,
И им не страшен никакой накал.

А принц Стекло, Керамикой рожденный,
Кристально чист, хоть вовсе не Кристалл,
Его зеркальной гладью отраженный
Мгновенно бы Нарцисс себя узнал,
Но Физик его Хаосом назвал.
Да, Хаос есть и в Связях Ковалентных,
И в бесконечных Полимерных лентах,
В их вычурно сплетенных компонентах,
Построенных в торжественный Хорал.

Затем мы входим в зону биосферы,
Мы к Черепу идем от Черепка,
Нас в царство Жизни вводят Полимеры –
К проблемам Пластика и синтезу Белка,
И к сокровенным тайнам ДНК.
Закончен синтез Полиизопрена,
Мы близко подошли к разгадке Гена,
Но может Кость создать из Коллагена
Одна Природа мудрая пока.

А как должна вести себя решетка,
Когда тепло по ней несет волна?
3NkT звучит, конечно, четко,
Но формула по сути неверна,
Энергию не выразит она.
Лишь с помощью Дебаевских Фононов
В едином ритме Квантовых Законов,
Аморфных тел, к прискорбью, не затронув,
Теория Кристаллов создана.

Свободный Электрон нам обещает
Раскрыть секреты свойств Проводника:
Как в проводник Германий превращает
Ничтожная добавка Мышьяка,
Как ток остановить наверняка,
Как охлажденье току помогает,
Как “Допинг” Ферми-уровни меняет,
И как Кристалл на это отвечает,
Когда Температура в нем низка.

Нет совершенства полного в Природе,
Несовершенны Твердые Тела,
Там Атомы кочуют на свободе:
Их никакая сила не смогла
Затиснуть в три Магических Числа.
Там Электроны с Дырками попарно
F-центры возбуждают лучезарно,
Там трещины скрываются коварно
За гладкой напряженностью Стекла.

А солнца белый луч отнюдь не белый:
Как Радуга, раскрашен белый свет,
И каждый Элемент решает смело,
Как выбрать лишь ему присущий цвет,
На все другие наложив запрет.
Хлориду Калия е-минус дарит синий,
Малиновым сверкает Хром в Рубине,
И Сочетанье из Спектральных линий
Определяет дальний свет Планет.

Ферромагнитных свойств ясна причина –
Непарный Электрон в них виноват:
Все Атомы по направленью Спина,
Глядящего вперед или назад,
Построены, как войско на парад.
Во Внешнем Поле, разрушая Стены,
Сливаются соседние Домены.
Так создает Гармонию Вселенной
Ничтожных Сил суммарный результат.

ТАНЦЫ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

(Вопросы к поэме)

1. Кто, когда и где впервые произнес слово «атом» и что значит это слово?

2. Чем интересен период алхимии в истории науки?

3. При каких условиях возможны превращения хим. элементов друг в друга?

4. какие открытия в химии сделал Лавуазье?

5. О чем говорила теория флогистона?

6. Чем атом отличается от иона?

7. Почему углерод и кремний для своих танцев собирают именно четверки?

8. Какие типы кристаллических решеток вам известны?

9. Каковы особенности металлов?

10. Какой основной элемент образует стекло, шпаты, керамику, рубины?

11. Почему физик называет стекло хаосом?

12. Какие связи могут возникнуть между атомами?

13. Почему возникает химическая связь?

14. В чем принципиальное отличие органических веществ от неорганических?

15. Чем полимеры отличаются от мономеров?

16. Каковы отличия живой природы от неживой?

Подведение итогов урока

Домашнее задание §10