Кристаллы

Разделы: Физика

Цели:

  • обобщить и закрепить физические свойства кристаллов, изучаемые в курсе физики и химии:
    за 5 мин самостоятельной работы написать определение кристалла с точки зрения его физических свойств пользуясь предоставленным опорным конспектом;
    за 25 минут беседы перечислить основные известные физические свойства пользуясь опорным конспектом, выделить отличия в физических свойствах, обусловленные различиями строения кристаллов и назвать основное свойство всех кристаллов, дать его определение;
  • развивать внимание, память, речь, самоконтроль, способность переключаться на различные виды деятельности, сравнить физические свойства вещества с различными типами кристаллических решеток, сделать выводы о сходстве и различии в структуре и свойствах, проследить логическую цепочку: строение вещества – тип кристаллической решетки – форма кристалла – физические свойства;
  • воспитывать культуру устной и письменной речи, культуру работы в паре и группе.

Задачи:

с точки зрения деятельности учителя (мотивационные):

  • вовлечь учащихся в работу с помощью проблемного вопроса (опорного конспекта);
  • помочь школьникам сформулировать известные им основные физические свойства кристаллов связанные с их строением;
  • помочь учащимся составлять логическую цепочку строения вещества– тип кристаллической решетки – форма кристалла – физические свойства;

с точки зрения содержания материала (знаниевые):

  • закрепить знания о типах кристаллических решетках, связях между атомами в узлах решетки и свойствах кристаллов;
  • закрепить знания об отличиях в физических свойствах кристаллов и их строением;

с точки зрения деятельности учащихся:

  • опираясь на понятие «ось симметрии» дать определение анизотропии;
  • учащиеся должны пользуясь подсказками сформулировать полное определение кристалла;
  • продолжить формирование умения самоконтроля – проверить правильность выполнения первого задания на опорном конспекте.

Тип урока: изучение нового материала.

Форма: беседа.

Возраст учащихся: 10 класс.

К моменту проведения урока учащиеся обладают следующими ЗУН:

  • умеют различать типы кристаллических решеток;
  • умеют объяснять связи в кристалле с точки зрения его строения;
  • умеют различать типы связей между атомами в кристалле;
  • умеют объяснять различия в свойствах кристалла на основе его строения;

В данном уроке у учащихся продолжается формирование навыков:

  • работы с наглядными пособиями;
  • самоконтроля.

Обеспечение урока:

  • карточки самоконтроля;
  • опорный конспект.

Оборудование:

  • таблицы: «строение атома углерода» и «кристаллические решетки»;
  • шаростержневые модели алмаза и графита;
  • набор кристаллических тел.

План урока.

  1. Постановка цели урока (2 мин.).
  2. Актуализация знаний (5 мин.).
  3. Обобщение знаний по химии (8 мин.).
  4. Симметрия в кристалле (15 мин.).
  5. Самостоятельная работа (5 мин.).
  6. Домашнее задание (2 мин.).
  7. Подведение итогов урока (3 мин.).

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний.

ХИМИЯ.

В земле иногда находят камни с удивительно правильной формой многогранников с четкими гранями. Подобные камни составляют гордость коллекций минералогических музеев. Их называют кристаллами и очень дорого ценят.

Цель нашего урока сформулировать определения кристалла, опираясь на его основные физические свойства. Давайте начнем с того, что вам уже известно. Полагаясь на интуицию и жизненный опыт выберите из предложенных на карточке под цифрой 1 вещества, которые, на ваш взгляд, являются кристаллами и запишите их названия в тетрадь.

Давайте посмотрим, что у вас получилось (спросить несколько человек). Появились разные варианты ответов. Чтобы найти истину, давайте поближе познакомимся с кристаллами и начнем мы с их внутренней структуры. Посмотрите на доску (таблица). Внутреннее строение можно легко изобразить схематично с помощью кристаллической решетки. Из курса химии 8 класса вам уже известны типы кристаллических решеток. Перечислите мне их, можете пользоваться подсказками на карточке (ионная, атомная, металлическая и молекулярная). Чем отличаются эти решетки? (в узлах этих решеток лежат разные частицы). Они связаны разнообразными химическими и физическими связями.

В связи с этим внутреннее строение откладывает серьезный отпечаток на физические свойства твердого тела. Давайте обратимся к схеме на карточке и выясним, как влияет строение кристалла на его физические свойства.

  1. Что происходит в случае ионной кристаллической решетки? (объяснения учеников)
  2. С чем связаны электропроводность и теплопроводность у веществ с металлической решеткой?
  3. Наиболее интересна и сложна структура атомной кристаллической решетки. Рассмотрим ее на примере алмаза и графита (таблица и карточка). Давайте подведем итог нашему исследованию и запишем его в виде логической цепочки, соединяющей строение вещества, тип кристаллической решетки, форму тела и физические свойства (строение вещества – тип кристаллической решетки – форма тела – физические свойства; проверить варианты учеников, вызвав одного к доске)

На доске:

Физкультминутка.

ФИЗИКА.

Обратите внимание на форму, которую задает телу кристаллическая решетка, т.к. внешние связи между атомами одинаковые в алмазе, то и форма тела октаэдр с одинаковыми гранями. Форма кристаллической решетки графита иная (рис), что сказывается на форме тела. У графита она имеет вид гексагональной призмы. Мы выяснили, что вид кристаллической решетки влияет на физические свойства, а влияет ли форма тела на физические свойства? (варианты учеников).

Чтобы выяснить кто прав, выберем некоторые направления внутри тела и рассмотрим его физические свойства. Рассмотрим октаэдр: экспериментально доказано, что в его основании лежит ромб. Что вам известно о ромбе? (ответы детей: выйти на разную длину диагоналей ромба).

Значит внутри можно выбрать еще два направления, т.к. расстояние между не соседними атомами различны внутри тела и физические свойства внутри по этим направлениям тела будут отличаться (кристаллические решетки), особенно механические, на этом основана огранка алмазов. Зависимость физических свойств от выбранного направления внутри особенно ярко видна на примере графита.

В гексагональной призме можно выбрать два направления: вертикаль и горизонталь (кодопленки).

А какими, на ваш взгляд, свойствами будет обладать графит в первом и во втором случае? (ответы детей). Какой вывод напрашивается на основании вышесказанного? (ответы: физические свойства кристаллов зависят от выбранного внутри кристалла направления). Это свойство кристалла называется анизотропией. Запишите в тетрадях: Анизотропия – это зависимость физических свойств от направления внутри твердого тела. Анизотропия – это главное свойство кристаллов.

И так, мы разобрали основные свойства кристаллов, попытайтесь сформулировать определение кристалла, пользуясь подсказками на карте (проверить ответ). Послушайте как звучит определение кристалла в химическом словаре (зачитать). Какое из определений более полно и точно передает понятие кристалла?

А теперь на основе полученного вами определения проверьте правильность ваших ответов на первое задание (алмаз, железо, поваренная соль). Среди оставшихся твердых

тел есть физические хамелеоны. Кто они и почему ими считаются, мы выясним на следующем уроке.

А теперь давайте подведем итоги. Дополните нашу схему недостающим звеном.

Схема: СЛЫШАЛИ → ВИДЕЛИ → ДЕЛАЛИ → ЗНАЕМ

На листе самоконтроля заполните пустой квадратик, чтобы знать как готовиться дома.

Всем спасибо, все свободны.

Список литературы:

  1. Банн Ч. «Кристаллы», пер. с англ., М., 1970.
  2. Касьянов В.А. «Физика 10». М.: Дрофа, 2002.
  3. Костов И. «Кристаллография», пер. с болг., М., 1965.
  4. Най Дж. «Физические свойства кристаллов и их описание при помощи тензоров и матриц», пер. с англ., 2 изд., М., 1967.
  5. Солодовников С.Ф. «Основные термины и понятия структурной кристаллографии и кристаллохимии». Словарь-пособие. Новосибирск, 2005.
  6. Шаскольская М. « Кристаллы». М., 1959.
  7. Шубников А.В., Флинт Е.А., Бокий Г.Б. «Основы кристаллографии». М- Л. 1940.

Интернет-ресурс:

  • www.082.help-rus-student.ru/text/152.htm

Задания – Приложение 1.