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).
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»).
| Я 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.
| Характеристики |
Тип решетки |
|||
|
атомная |
ионная |
молекулярная |
металлическая |
|
| Вид частиц в узлах решетки | ||||
| Характер химической связи между частицами | ||||
| Прочность связи | ||||
| Отличительные свойства веществ | ||||
| Примеры веществ | ||||
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).
| Сведения о веществе |
Состояние твердого тела |
||
| Кристаллическое | Аморфное | ||
| Монокристаллы | Поликристаллы | ||
| Строение | Кристаллическая решетка | Кристаллическая решетка | Ближний порядок, дальнего нет |
| Свойства | Анизотропия
Правильность геометрической формы Постоянная температура плавления |
Изотропны
Правильность геометрической формы Постоянная температура плавления |
Отсутствие постоянной температуры плавления
Изотропия свойств Отсутствие симметрии |
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 С4- 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»,
|
Кристаллическая решетка
А) ионная;
|
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,
|
Кристаллическая решетка
А) атомная;
|
V. Подведение итогов урока
VI. Рефлексия
VII. Домашнее задание: § 75,76.
Используемая литература:
- Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика 10 класс. М.: Просвещение, 2004.
- Блудов М.И. Беседы по физике. М.: Просвещение, 1984.
- Кабардин О.Ф., С.И. Кабардина. Факультативный курс физики. 9 класс.
- Материалы сайта.