Кристаллические и аморфные тела. 10-й класс

Цели урока:

• Обучающая: сформировать понятие о кристаллическом и аморфном состоянии твердых тел, раскрыть основные свойства кристаллических и аморфных тел, рассмотреть влияние химической связи на свойства твердых тел.
• Развивающая: развитие логического мышления, умений и навыков на сравнение свойств кристаллических и аморфных тел.
• Воспитательная: воспитание умений и навыков самостоятельной работы, с целью политехнического образования показать значение физики твердого тела в современном мире, усиление мотивации учащихся к активной познавательной деятельности.

Тип урока: изучение нового материала.

Методы обучения: объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый.

Приборы и материалы: кристаллические и амфорные тела, модели кристаллических решеток, мультимедиа, компьютер.

ХОД УРОКА

I. Организационный этап

На данном этапе проверить наличие учащихся в классе, сообщить тему  урока. (Приложение 1).

Прием   “Ассоциация”

Учащимся предлагается прочитать тему урока и ответить на вопрос:

– О чем может пойти речь на уроке?  Какая ассоциация у вас возникает, когда вы слышите словосочетание: «Кристаллические тела»?

II. Актуализация знаний

Стадия вызова

Маркировочная таблица  «З–Х–У» («Знаю – Хочу знать – Узнал»).

Один из способов графической организации и логико-смыслового структурирования материала. 

1 шаг: До знакомства с новым материалом учащиеся в группе заполняют первый и второй столбики «Знаю», «Хочу узнать».
2 шаг: По ходу знакомства с текстом или же в процессе обсуждения, учащиеся заполняют графу «Узнал».
3 шаг: Подведение итогов, сопоставление содержания граф.

Повторение материала по химии

Кристаллы – твердые тела, обладающие трехмерной периодической атомной (или молекулярной) структурой и, при определенных условиях образования, имеющие естественную форму правильных симметричных многогранников. Следует различать понятия структура кристалла и пространственная решетка. Структура – это физическая реальность, а пространственная решетка – геометрическое построение, помогающее выявить законы симметрии структуры кристалла.

Виды кристаллических решеток

Частицы в кристалле колеблются около положений равновесия – узлов кристаллической решетки, расположенных на определенных расстояниях друг от друга в определенном порядке. Расстояния между самими частицами меняются вследствие теплового движения. Наименьший фрагмент, повторением которого можно образовать всю решетку наз. элементарной ячейкой. Выделяют четыре типа кристаллических решеток:

• молекулярные (водород, азот, нафталин, сухой лед и др.) – в узлах решетки расположены молекулы. Характеризуются малой прочностью.
• ковалентные (алмаз, кремний, германий, сульфид цинка и др.) – между соседними атомами осуществляется ковалентная (парноэлектронная связь), общие электроны могут двигаться по строго определенным путям. Являются диэлектриками или полупроводниками.
• ионные (поваренная соль, бромистое серебро и др.) – в узлах ионы, удерживающиеся электростатическими силами притяжения.
• металлические (металлы) – в узлах  ионы металлов.

Работа в группах по заполнению таблицы по определенному типу решетки и  затем обсуждение.

III. Изучение нового материала

На столе лежат тела: мыло, стеклянный стакан, свеча, шоколад, чупа – чупс, кольцо с рубином, выращенные кристаллы сульфата меди и поваренной соли, металлическая  ложка. Их можно разделить на 2 группы по определенным свойствам. По каким? Для этого необходимо, изучить новый материал.

Дальше идет работа в группах по  самостоятельному изучению материала по учебнику и заполнению таблицы.

Все твёрдые тела делятся на кристаллические и аморфные. Мы рассмотрим, в чём их сходство и различие. Что такое кристаллы?  Кристаллы – это твёрдые тела, атомы или молекулы которых занимают определённые, упорядоченные положения в пространстве. Кристаллические тела делятся на монокристаллы и поликристаллы. Монокристаллы – одиночные кристаллы. Монокристаллами наз. одиночные кристаллы, имеющие макроскопическую упорядоченную кристаллическую решетку. Поликристаллы – это твёрдые тела, состоящие из большого числа кристаллов, беспорядочно ориентированных друг относительно друга.  Одним из наиболее существенных свойств монокристаллов является анизотропия – зависимость (неодинаковость) физических свойств кристалла от направления. Но в отличии от монокристаллов, поликристаллы  изотропны, т.е. физические свойства одинаковые по всем направлениям. Это объясняется тем, что кристаллы  внутри располагаются беспорядочно, и каждый в отдельности обладает анизотропией, а в целом кристалл изотропен. Свойства кристаллических тел:  правильность геометрической формы, постоянная температура плавления, анизотропия свойств.
Аморфные тела – это твёрдые тела, где сохраняется только ближний порядок в расположении атомов. (Кремнезём, смола, стекло, канифоль, сахарный леденец). Отличие в характере движения: частицы не только совершают колебательные движения, но совершают скачки (движения характерные для жидкой фазы состояния вещества) Свойства аморфных тел: отсутствие симметрии, отсутствие постоянной температуры плавления, изотропия свойств.
Аморфные тела – жидкости с очень большой вязкостью (при низких температурах ведут себя как кристаллические тела, при высоких температурах и постоянной нагрузке – как жидкости).
В аморфных телах не наблюдается строгого порядка в расположении их частиц.
Сравнение свойств аморфных и кристаллических тел (с помощью таблицы).

Затем выходит учащийся и раскладывает мыло, стеклянный стакан, свечу, шоколад, чупа – чупс, кольцо с рубином, выращенные кристаллы сульфата меди и поваренной соли, металлическую ложку на две группы: кристаллические и аморфные тела.

Сообщение  учащегося по ФТТ

Большинство окружающих нас твердых тел представляют собой вещества в кристаллическом состоянии. К ним относятся строительные и конструкционные материалы: раз­личные марки стали, всевозможные металлические сплавы, мине­ралы и т. д. Специальная область физики—физика твердого тела — занимается изучением строения и свойств твердых тел. Эта область физики является ведущей во всех физических исследова­ниях. Она составляет фундамент современной техники.
В любой отрасли техники используются свойства твердого те­ла: механические, тепловые, электрические, оптические и т. д. Все большее применение в технике находят кристаллы.  Вы, навер­ное, знаете о заслугах советских ученых — академиков, лауреатов Ленинской и Нобелевской премий А. М. Прохорова и Н Г Басова в создании квантовых генераторов. Действие современных оптиче­ских квантовых генераторов — лазеров — основано на использовании свойств монокристаллов (рубина и др.).

IV. Закрепление нового материала

1. Прием «Фишбоун»

Голова – вопрос темы, верхние косточки – основные понятия темы, нижние косточки – суть понятий, хвост – ответ на вопрос. Записи должны быть краткими, представлять собой ключевые слова  или фразы, отражающие суть.

2. Прием «Синквэйн»

Правила написания синквэйна:

1.      В первой строчке тема называется одним словом (существительным).
2.      Вторая строчка – это описание темы в двух словах (два прилагательных).
3.      Третья строка – описание действия в рамках темы тремя глаголами.
4.      Четвертая – это фраза из четырех слов, показывающая отношение к теме.
5.      Синоним из одного слова, который повторяет суть темы.

Тела
Кристаллические, аморфные
Находят, выращивают, создают.
В веществах разные связи.
Материальны.

3. Выполнение теста (Взаимопроверка)

Вариант   1                    Часть А

А1.    Вещество, которое хорошо проводит электрический ток и тепло, пластич­ное, непрозрачное, имеет кристаллическую решетку:

1) молекулярную;
2) ионную; 
3) атомную; 
4) металлическую.

А2. Вещество, которое обладает высокой твердостью, высокими температу­рами кипения и плавления, не растворяется в воде, имеет кристалличе­скую решетку:

1) молекулярную; 
2) ионную; 
3) атомную; 
4) металлическую.

А3. Дифенил — легкоплавкое вещество, потому что имеет кристаллическую решетку:

1) молекулярную;
2) ионную; 
3) атомную;
4) металлическую.

А4. Для веществ с металлической кристаллической решеткой нехарактерным свойством является:

1) электропроводность; 
2) пластичность; 
3) хрупкость; 
4) теплопроводность.

А5. Кристаллическую решетку алмаза образуют:

1) атомы углерода, связанные ковалентной связью; 
2) молекулы углерода;
3) ионы углерода С^4– и С⁴⁺;    
4) ионы углерода С⁴⁺, связанные электронным газом.

А6. Какие из утверждений являются верными?

А) Все вещества с металлической кристаллической решеткой являются твердыми веществами.
Б) Вещества с ионной кристаллической решеткой хорошо растворимы в воде, водные растворы веществ не проводят электрический ток.

1) Верно только А; 
2) верно только Б; 
3) оба утверждения верны; 
4) оба утверждения неверны.

Часть В           В1.   Установите соответствие:

Вещество 1) «сухой лед», 2) кварц, 3) медь, 4) иод, 5) бромид натрия.

Кристаллическая решетка А) ионная; Б) молекулярная; В) атомная; Г) металлическая.

Вариант 2               Часть  А

А1. Вещество, обладающее свойствами: твердость, хрупкость, высокие тем­пературы плавления и кипения, электропроводность водного раствора, имеет кристаллическую решетку:

1) атомную;
2) ионную;
3) молекулярную;
4) металлическую.

А2. Вещество, обладающее свойствами: невысокая прочность, легкоплав­кость, неэлектропроводность водного раствора, имеет кристаллическую решетку:

1) атомную;
2) ионную;
3) молекулярную;
4) металлическую.

А3. Карборунд — очень твердое вещество, имеет высокие температуры плав­ления и кипения, не растворяется в воде, не проводит электрический ток, так как его кристаллическая решетка:

1) молекулярная;
2) атомная;
3) ионная;
4) металлическая 

А4. Для веществ с ионной кристаллической решеткой нехарактерно свойство:

1) тугоплавкость;
2) хорошая растворимость в воде;
3) возгонка;
4) высокая температура кипения.

А5. Кристаллическую решетку хлорида кальция образуют:

1) атомы Са и Cl, связанные ковалентной связью;
2) ионы Са²⁺ и CI^–; 
3) молекулы CaCl₂;  
4) атомы Са, связанные с ионами Сl^–

А6.  Какие из утверждений являются верными?

А) Вещества с атомной кристаллической решеткой пластичны и обладают высокой теплопроводностью.
Б) Вещества с молекулярной кристаллической решеткой имеют низкие температуры кипения и плавления.

1) Верно только А;
2) верно только Б;
3) оба утверждения верны;
4) оба утверждения неверны

Часть В                     В1.   Установите соответствие:

Вещество 1) сера, 2) серебро, 3) кремний кристаллический, 4) гидроксид  натрия  5) нитрат натрия

Кристаллическая решетка А) атомная; Б) ионная; В)  металлическая Г) молекулярная;

V. Подведение итогов урока

VI. Рефлексия

VII. Домашнее задание: § 75,76.

Используемая литература:

1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика 10 класс. М.: Просвещение, 2004.
2. Блудов М.И. Беседы по физике. М.: Просвещение, 1984.
3. Кабардин О.Ф., С.И. Кабардина. Факультативный курс физики. 9 класс.
4. Материалы сайта.