Презентация по химии на тему Кристалл торлары (11 класс)

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Сабақтың мақсаты білімділік: кристалл торлары және оның түрлері жайлы ұғымды жүйелеу, кристалл тор типтерінің заттың физикалық және химиялық қасиеттеріне тигізер әсерін түсіндіру, дамытушылық: оқытылатын ұғымдарды салыстыру, жалпылау, қорытындылауды үйрету, алған білімдерін өз бетінше пайдалана білуге дағдыландыру, тәрбиелілік: пәнге деген ынтасын арттыру, өз бетімен жұмыс жасауды үйрету,

Жер атмосферасы (ауа) негізінен екі газ – азот N2 және оттегі О2 молекулаларынан тұрады. Екі газ да түссіз, сондықтан ауаны көрмейміз. Өте кішкене болғандықтан жеке молекулаларды да көре алмаймыз. Газ, мысалы азот N2 көзге көріну үшін не істеуіміз керек? Сірә молекулаларды бір- біріне жақындату керек шығар.

Мұны температураны төмендету арқылы жүзеге асырады. Газ молекулаларының ретсіз қозғаласы баяулап, молекула арасындағы қашықтық кемиді. Бір кезде молекулалардың жылдамдығы азайып, молекула арасындағы қашықтық кемігенде газ конденсациялана бастайды (тығыздалады, қоюланады), сөйтіп сұйық азот алынады. Біз оны көреміз.

Сұйық азот – түссіз, мөлдір сұйықтық. Сұйық азотты әрі қарай салқындатқанда азот молекулалары бір –біріне қарай еркін қозғала алмайтын, тек бір орында тербеліп қозғалатын күйге келеді. Қар тәрізді ақ зат - қатты азот түзіледі. Сұйықтық қатаяды. Химиялық біртекті (химиялық құрамы бірдей) газ, сұйықтық және қатты дене бір заттың үш агрегаттық күйі деп аталады.

Осы зат қандай күйде болса да, оның химиялық қасиеттері бірдей болады. Сондықтан газтәрізді, сұйық және қатты молекулалық азот – бір зат (үш түрлі зат емес). Ал, газ сұйық және қатты денедегі молекулалық күйінде N2 –тың айырмашылығы бар екеніне әлгінде ғана көз жеткіздіңдер. Қатты денедегі молекулалар кеңістікте ретсіз емес, әр зат үшін белгілі бір заңдылықпен орналасады.

Бұл заңдылықты түсіну үшін, үш жақты кеңістікте ойша молекулалардың орталықтарын қосып қиылысатын түзу сызықтар жүргізейік. Бұл кезде кристалдық тор деп аталатын кеңістіктегі дұрыс пішін пайда болады. Сызықтар қиылысатын жердегі нүктелер кристалдық тордың түйіндері деп аталады. Қатты дененің өзі де кристалл түрінде болады. Кез келген қатты дененің белгілі бір кристалдық құрылымы бар.

Кристалдық тордың түйіндері Әрбір қатты денеге бөлшектерінің кеңістікте геометриялық дұрыс орналасуы – кристалдық құрылым тән. Кристалдық құрылымның әр қилы – қарапайымдарынан бастап өте ғажайып және күрделілері кездеседі.

Кристалды заттар Белгілі балқу температурасы болады. Затты құрап тұрған бөлшектердің (атом, ион, молекула) белгілі бір ретпен орналасуымен сипатталады.

Кристалдар – атомдары, иондары және молекулалары периодты түрде құрылым түзіп, реттілікпен орналасатын қатты денелер. Кристалдық тор – кристалдағы атомдар, молекула немесе иондардың кеңістікте периодты түрде реттілікпен орналасуы. Заттың кристалдық күйі бөлшектердің ретпен орналасуына байланысты сипатталады.

Кристалдар Белгілі балқу температурасы бар, кристалдық құрылымы бар, физикалық денелер. Кристалдар – анизотропты, яғни физикалық қасиеттері бағытқа тәуелді, Кристалда жарықтың таралуы жылдамдығы, жылу өткізгіштігі, серпімділігі бағытқа тәуелді болады, Кристалл атомдары кеңістікте қатаң тәртіппен орналасып кристалл торын құрайды. Кристалдар белгілі бір бұрыштармен орналасқан жазық бұрыштардан тұратын болса, монокристалл деп аталады, Егер кристалл өте ұсақ кристалл жиынтығынан тұратын болса, поликристалл деп аталады.

Кристалл торларының типтері Молекулалық Иондық Атомдық -ковалентті Атомдық -металды

Сұйықтарда бір-біріне жақын орналасады, ал газдарда молекулалардың толығымен ретсіз орналасуымен сипатталады. Заттардың екі немесе бірнеше кристалдық құрылымда болуы полиморфизм деп аталады. Заттың әртүрлі кристалдық құрылым формасын полиморфты модификация деп атайды.

Кристалдық тордың типтері және заттардың қасиеттері. Тор Бөлшектің құрылымы Бөлшектер арасындағы байланыс Балқу температурасы Байланыс беріктігі Электр өткізгіштігі Механикалық қасиеттері молекулалық молекула молекулааралық төмен нашар диэлектрлі әлсіз атомды-ковалентті атом ковалентті жоғары жоғары диэлектрлі жартылай өткізгіш өте жоғары қаттылық атомды-металдық атом металдық жоғары диапозонды бірлікте жоғары өткізгіш қатты, пластикалық, иілімді иондық ион иондық жоғары жоғары диэлектрлі қатты, сынғыш

Молекулалық кристалл тор Йодтың кристалл торы

Мына суретте иодтың кристалдық құрылымы бейнеленген. Тор түйіндерінде иод I2 молекулалары орналасқан. Сондықтан тор молекулалық, ал күйі – қатты заттың өзі молекулалық кристалл деп аталады. Молекулалық кристалдың түйіндерінде полюссіз молекулалар (N2 , I2 т.б.) орналасады. Олар бір –бірін қалай ұстап тұрады? Йодтың кристалл торы

Жай заттардың молекулалары полюссіз және бір-біріне әсерін тигізбейді. Заттың сұйық, әсіресе қатты күйінде молекулалар өте жақындасып, өзара әрекеттесе бастайды. Жай зат молекулаларында электрон тығыздығының ішкі және өте әлсіз ығысуы, яғни электр диполі пайда болады. Осының өзі әлсіз полюстенген молекулалардың диполдарының аттас емес жақындасуына жеткілікті. Осыдан әлсіз химиялық байланысу, яғни молекулааралық өзара әрекеттесудің бір түрі пайда болады.

Молекулалық кристалл торы бар заттарды мына сызбанұсқамен: «ҚҰРАМЫ → ҚҰРЫЛЫСЫ → ҚАСИЕТТЕРІ» бойынша сипаттайық. ҚҰРАМЫ: тордың түйіндерінде бейметалл p- элементтер атомдарынан түзілген молекулалар орналасады. ҚҰРЫЛЫСЫ → ҚАСИЕТТЕРІ: молекулалары әлсіз молекула аралық күшпен байланасады. Мұндай заттардың балқу және қайнау температуралары төмен, ұшқыш, қаттылығы және механикалық беріктігі аз болады.

Бөлме температурасында бұлар не газ (О2, N2) не қатты, бірақ ұшқыш (І2) заттар, бір ғана сұйықтық Br2 белгілі. Кристалдарда валенттік электрондар араласпайды. Олардың электр тогын өткізбейтіндігі сонымен түсіндіріледі, бұлар диэлектриктер (немесе оқшаулағыштар (изоляторлар). Молекулалық кристалдарға қарай жүрген жолымызды былай бейнелеп көрсете аламыз:

Атом → Молекула → Кристалдық макродене асыл газдар да (VIII A топ элементтері) молекулалық кристалл торын түзеді. Қарастырылған жай заттардың О2, N2, І2 айырмашылығы асыл газдардың молекулалары бір атомды, яғни бұлар жай атомдар He, Ne, Ar және т.б. Сыртқы s – және p – деңгейшелері (ns2np6) аяқталғандықтан бұл элементтердің атомдары өзара ковалентті байланыстар түзе алмайды және молекулаларға бірікпейді. Қатты асыл газдардың молекулалық кристалл торларының түйіндерінде атомдар орналасады.

Тор онша берік емес, ол қатты О2, N2, І2 тәрізді молекулааралық әрекеттесудің күштерімен ұсталып тұрады. Айырмашылығы, асыл газдардың атомдарында дипольдер қас қағым уақытта түзіледі. Асыл газдар өте төменгі температурада сұйылады және қатаяды. Молекулалық кристалл тор түзетін элементтер типтік бейметалдар фтор, хлор, бром, йод, күкірт, азот, фосфор (фосфор мен күкірт молекулалары бөлме температурасында күрделірек - (S8 және P4 ) молекулаларын түзеді.

Молекулалық кристалл торы бар күрделі заттар. Мұндай құрылысы бар күрделі заттарды білесіңдер. Мысалы, мұз – кристалдық су, құрғақ мұз – кристалдық көмір қышқыл газы, сахароза. Мұндай заттардың кристалл тор түйіндерінде молекулалар орналасады.

Бұл кристалдардың кристалл түйіндерінде молекулааралық тартылу күші әлсіз. Ол физикалық қасиеттерінен байқалады. Мысалы мұз 00 – та қатып, сұйық күйге айналады да, мұздың кристалдық құрылымы бұзылады. Құрғақ мұз кәдімгі температурада ерімейді, бірден газға айналады – возгонкаланады.

Иондық кристалдар Иондық кристалдар аттас зарядталған иондардың электростатикалық әсерінің нәтижесінде түзіледі. Кристалдың иондық моделі әрбір ионның максималды жағдайда аттас зарядталған иондармен қоршалуы нәтижесінде түзіледі. АВ құрамды кристалдар үшін иондық радиустың қатынасы иондардың координациялық санын құрайды. Иондық кристалдық торды тұздар және сілтілер түзеді. Иондық байланыстың беріктігіне байланысты иондық кристалл торлы заттардың балқу температурасы жоғары және қатты болады.

Кристалдық тордағы катион мен анионды қоршайтын аттас емес иондар саны координация саны (КС) деп аталады. Ең жиі кезедесетін КС саны 4 және 6, 8 және 12 сирек кездеседі. Олар нақты кристалды құрылыммен, яғни иондардың мөлшеріне байланысты иондардың торда түйінделу түріне қарай және басқа факторлармен анықталады. Ас тұзы кристалдарында Na+ үшін де және Cl- үшін де КС – 6.

Иондық радиустың қатынасы Катионның координациялық саны Кристалдағы иондардың өзара байланысы 0,73 8:8 куб -кубтық 0,41-0,73 6:6 октаэдр - октаэдрлі 0,22-0,41 4:4 тетраэдр-тетраэдрлі

Цезий хлориді CsCl кристалдарында және кристалл торында Cs+(Cl-) иондарының айналасында сегіз Cl-(Cs+) иондары орналасады.

Натрий хлориді NaCl кристалдарында және кристалл торында Na+(Cl-) иондарының айналасында алты Cl-(Na+) иондары орналасады.

Мырыш сульфиді ZnS кристалдарында және кристалл торында Zn2+(S2-) иондарының айналасында төрт S2-(Zn2+) иондары орналасады.

Иондық кристалл торы бар күрделі заттар. Бұрын біз типтік металдық элемент – натрий Na және типтік бейметалдық элемент хлор Cl арасында иондық байланыс түзілетінін қарастырдық. Онда біз әр элементтің бір атомын алғанбыз. Енді бұл элементтердің атомдары көп болған жағдайды қарастырып көрейік. (Na+) - (Cl-) байланысы иондық мұнда жеке молекулалар жоқ. Не болады? Барлық атомдар өзара 1:1 қатынасына сәйкес араласады және түзілген (Na+) катиондары ретсіз емес, белгілі бір ретпен заңды түрде орналасады. Неліктен?

Аттас емес иондар (Na+) және (Cl-) тартылып бір-біріне жақындауға ұмтылады. Аттас иондар (Cl-) және (Cl-), (Na+) және (Na+) бір-бірінен тебіледі және барынша алыстауға ұмтылады. Тартылу күші мен тебілу күші теңескенде, катиондар мен аниондар белгілі бір ретпен орналасады. Түйіндерінде иондар орналасқан иондық кристалдық торын құрайды. Ас тұзының кристалының моделі келтірілген. Модельден кристалда иондардың орналасуы жақсы көрінеді.

Иондық кристалдардың екі ерекшелігіне назар аударыңдар. Біріншіден, кристалда бір ионның екінші ионмен байланысының саны осы элемент атомдарындағы жұптаспаған электрон санына сәйкес келе бермейді. Салыстырыңдар: натрий және хлор атомында бір-бірден ғана жұптаспаған электрон болады.

Бұдан иондық байланыстардың бағытталмағандығы байқалады. Екіншіден, ковалентті байланыссыз екі атомды молекула NaCl түзілмейді, оның орнына көпатомды иондық кристалл қалыптасады.

+ + + 0 0 0 0 0 - - - Атомды – металдық кристалдар Металдық байланыс деп металдық торда металдардың оң зарядталған иондары мен валенттік электрондардан тұратын электрон газының арасында пайда болатын химиялық байланыс.

Атомды – металдық кристалдар Металдарды мына сызбанұсқамен : «құрамы құрылысы қасиеттері” бойынша сипаттайық. Құрамы: жай заттар – металдар бір металдық элемент атомдарынан тұрады. Құрылысы: металдардың кристалл торының түйіндерінде еркін қозғалатын ортақтасқан электрондармен (электрон газымен) байланысқан катиондар бар. Қасиеттері: валенттік электрондары қозғалғыш болғандықтан металдар иілгіш, электр және жылу өткізгіштігі жоғары, жылтыр болады және мөлдір емес.

Атомды – металдық кристалдар Атомды –металды кристалды заттарға: мыс, алюминий, қорғасын, темір жатады. Олардың пішіні төмендегідей кубты қырлы –центрлі кристалдық тор түзеді.

Атомды – металдық кристалдар Атомды –металды кристалды заттарға: мырыш, кадмий, магний жатады. Олардың пішіні төмендегідей гексогональды тығыз жинақталған кристалдық тор түзеді.

Атомды – металдық кристалдар

Кристалдағы ақаулар (дефектілер) Құрамы тұрақты заттар - дальтонидтер деп, ал құрамы ауыспалы заттарды – бертоллидтер деп атайды. Құрамы тұрақты заттарға молекулалық құрылысты заттарды жатқызамыз, себебі молекуланың құрамына қарай ондағы атомдардың құрылысын анықтауға болады. Атомды және ионды құрылысты заттарды анағұрлым тұрақты немесе ауыспалы құрамды заттарға жатқызуға болады. Мұның басты себебі кристалдағы нүктелік ақаулар. Ол энтропиялық фактор T ∆ S >, 0 қосылыстың құрамының ауыспалы болуының әсерінен жүзеге асады.

Жай заттардың құрылысын валенттік электрондар арқылы анықтайды. Үшінші периодта орналасқан жай зат элементтері құрылысының модельдері. Хлор Cl2 – екі атомды молекула Күкірт S∞ - тізбекті полимерлі молекула Фосфор Р2 ∞ - көп қабатты полимерлі молекула

Жай заттардың құрылысын валенттік электрондар арқылы анықтайды. Үшінші периодта орналасқан жай зат элементтері құрылысының модельдері. Аргон Ar - бір атомды молекула Күкірт S 8 - сегіз атомды молекула Фосфор Р4 - төрт атомды молекула

Жай заттардың құрылысын валенттік электрондар арқылы анықтайды. Үшінші периодта орналасқан жай зат элементтері құрылысының модельдері. Кремний Si3∞ - полимерлі молекула (координациялық кристалл) Магний Mg - гексогональды кристалдық тор

Жай заттардың құрылысын валенттік электрондар арқылы анықтайды. Үшінші периодта орналасқан жай зат элементтері құрылысының модельдері. Алюминий Al - кубты қырлы - центрлі кристалдық тор Натрий Na - көлемді центрлі – кубтық кристалдық тор

Кристалдардың дислокациялануы Кристалдардың дислокациялануы дегеніміз жазықты, бойлай, жақын маңда орналасқан атомдардың сипаттының бұзылуы. Кристалл торларында ақаулардың (дефектілер) пайда болуы. Барлық атомдары минималды энергиялық жағдайда болатын идеалды кристалдар ешуақытта кездеспейді. Кристалдардың идеал торларында ауытқулардың екі түрі бар: тұрақты және уақытша түрі болады. Уақытша ауытқулар кристалдарға механикалық, жылулық және электромагниттік ауытқулардың әсерінен кристалдар арқылы тез бөлшектердің ағыны арқылы жүзеге асады.

Шеттік дислокация Бұрандалы дислокация Тұрақты ауытқулар нүктелік ақаулар (түйін арасындағы атомдар, вакансиялар, қоспалар) сызықтық деффектілер (дислокация, түйін арасындағы атомдар арасында) жүзеге асады, жазық, немесе беттік ақаулар (дефектілер) деп жіктеледі.

Қазіргі уақытта дислокациялану теориясы қарқынды түрде дамып, құрылыс материалдарындағы әртүрлі процестерді түсіндіріп, құрылыс материалдарының сапасын арттыру мақсаты үшін қолданылады. Бейметалды құрылыс материалдары ретінде қолданылатын кальцит, гипстің қасиеттері мен жасанды құрылыс материалдары конгломераттардың қасиеттерімен танысуда қолданылады.

Есептің жауабы: Газтәрізді суда оттек атомы екі байланыс арқылы сутекпен байланысып, 104,50 бұрыш түзеді және бөлінбеген жұптары болады. Мұндай геометрия төрт түрлі сутектік тетраэдрлі байланыс түзілуіне әсерін тигізеді. Су біршама алмазға ұқсас кристалл түзеді, бірақ ол кристалдарда С-С ковалентті байланысқа қарағанда анағұрлым әлсіз болады, Мұздың тығыздығы төмен, судың тығыздығы жоғары, сондықтан мұз судың бетінде жүзіп жүреді. Сондықтан өзен мен көлдің тек жоғарғы бөлігі ғана қатады да, ешуақытта түбіне дейін қатпайды.

Берілгені: r=143 pm (бетті центрлі шаршы)  Шешуі: d= m / v (d-тығыздық)

8-9 сынып оқушыларының “Кристалл торлары. Кристалл торларының типтері” тақырыбы бойынша білім деңгейлерін бағалаудың критериалдық шкаласы Оқыту мақсатына сай бағалауда қолданылатын критерийлер дескрипторлары

6 Жалпы бағалау критерийін өңдеу   Критерий Күтілетін нәтиже Ең жоғарғы ұпай А Дүниенің бірлігі Оқушының қоршаған әлем және табиғаттың химиялық заңдары жөнінде жүйелі химиялық білімі қалыптасқан, қазіргі әлемнің ғылыми бейнесін түсінеді, табиғатта болып жатқан құбылыстарды түсіндіре алады, 6 С Ғылыми білім және түсіну Берілетін тапсырмаларды орындай отырып, оқушы мағынасы жағынан «қиындық деңгейі жоғары дәрежедегі тақырыптарға ғылыми лексиканы кең көлемде қолданып, ғылыми терминологияны тиімді пайдаланып, ғылымның негізін өте жоғары дәрежеде түсіне алады, Е Деректерді өңдеу Оқушы ұсынылған деректер бойынша логикалық формада сәйкес келетін өлшемдер жүргізе отырып графиктер құру, заңдылықтарды ұғыну, есептеу нәтижелерін алу, өзінің ғылыми біліміне сүйене отырып, химияның эксперименталды әдістері бойынша алынған нәтижелерді түсіндіре алады. 6

КРИТЕРИАЛДЫ БАҒАЛАУ КӨРСЕТКІШІ (рубрикаторлар дескрипторларымен бірге). Рубрикатор – әрбір критерийге байланысты оқушының оқудағы жетістігін бағалауға қажетті ұпай саны Дескриптор – әрбір нақты ұпайға жету деңгейінің сипаттамасы. Критерий Жетістік деңгейі Дескрипторлар А- Критерийі Дүние бірлігі (max 6) 0 Сіз төменде ұсынылған деңгейдің ешқайсысына жеткен жоқсыз. 1-2 Сіздің табиғи ортада болып жатқан құбылыстар жайлы түсінігіңіз таяз, химиялық байланыстар жайлы біліміңіз нақты және дәлелді емес. Терминдік сөздерді дұрыс қолданбайсыз. 3-4 Сіздің заңдылықтар жайлы түсінігіңіз бар, химиялық байланыстарды, кристалл торлары жайлы жақсы түсінесіз, мәліметтерді логикалық реттілікпен жеткізе аласыз, терминдерді орынды қолданасыз. Алайда, қолданған мысалдарыңыз өте қарапайым және толық емес. 5-6 Сіздің заңдылықтар жайлы түсінігіңіз бар, химиялық байланыстар түрлері, кристалл торлары жайлы сенімді, толық, орынды жеткізе аласыз. Терминдерді дұрыс, нақты, сенімді қолданып, химиялық байланыстың түзілуін және кристалл торларының типтерін дәлелдей аласыз.

С Ғылыми білім және түсіну (max 6) 0 Сіз төменде ұсынылған деңгейдің ешқайсысына жеткен жоқсыз. 1-2 Сіз берілген мәтіннен қажетті ақпаратты табуда қиналасыз. Ақпараттарды талдай білмейсіз, тақырып бойынша проблеманы шешуге пайдаланған қосымша мәліметтеріңіз мақсатқа сай келе бермейді. 3-4 Сіз тақырыпқа байланысты қажетті ақпараттар мен мәліметтерді жинақтай аласыз. Дегенмен, жинақталған деректерді талдап, оны қажетті жағдайда қолдана бермейсіз. 5-6 Сіз кесте бойынша қосылыстар формулаларынан химиялық байланыстың түрлерін, кристалл торларының түрлерін ажырата аласыз, сараптау жұмысын жүргізе аласыз, берілген мәтіндерден қажетті ақпараттарды тауып, ғылыми ақпараттарды тақырып бойынша туындаған проблемаларды шешуде қолдана аласыз.

E Деректерді өңдеу (max 6) 0 Сіз төменде ұсынылған деңгейдің ешқайсысына жеткен жоқсыз. 1-2 Сіз есептеулерді өз бетінше жүргізе алмайсыз, қателіктер жібересіз. 3-4 Сіз периодтық кестені пайдаланып элементтердің тотығу дәрежесі мен валенттілігін анықтауда қатіліктер жібересіз. Ақпараттарды қорытып, кристалл торын сызбанұсқалар түрінде тек мұғалімнің көмегімен көрсете аласыз. 5-6 Сіз өздігінен периодтық кестені пайдаланып элементтердің тотығу дәрежесі мен валенттілігін анықтап, формула құрастыра аласыз. Ақпараттарды қорытып, химиялық байланысты, кристалл торларын сызбанұсқалар түрінде көрсетіп, қасиеттерін баяндай аласыз.

Бағалау парағы Критерий бойынша ұпайлар Ұпай жиынтығы Баға А C E 16-18 «5» А C E 14-15 «4» А C E 11-13 «3» А C E 8-10 «2»

Үй тапсырмасы 1. Неліктен металдардан жіңішке сым алуға болатынын, ал алмаздан алуға болмайтынын бір-біріңе түсіндіріңдер. Металдарда еркін қозғалатын электрон газы бар екеніне назар аударыңдар. Оның рөлі қандай? 2. Неліктен алмазды кесуге арналған құрал ретінде пайдаланады, ал графитті - олай қолдануға болмайды? Құрылысындағы ерекшелігіне назар аударыңыздар. Басқа элементтен алмаздан да, берік затты алуға бола ма? 3.Мына заттар: алмаз, йод, цезий хлориді, құрғақ мұз, кәдімгі мұз, аргон, нафталин, кварц, кремний, кальций фториді берілген. Осы заттар қатты күйінде қандай кристалдық тор түзеді.

Қолданылған әдебиеттер Интернет желісі. http://www. Открытый урок.рф/articles/subjects/4/ 3.Бердоносов С.С., Менделеева Е.А., Коробкова М.Н. Химия: методические рекомендации: 8–9 классы. Пособие для учителей. М.: Просвещение, 2004, 191 с. 4. Бердоносов С.С., Бердоносов П.С. Справочник по общей химии. М.: АСТ, Астрель, 2002, 285 с. 5. “1001 задач по химии” Л.А. Слета, А.В. Черный, Ю.В. Холин изд.“Илекс” “Ранок” Москва –Харьков 2005 г. 6. “Химия пособие репетитор” изд.“ Ростов –на- Дону “Феникс” 1997 г. 7. Большой справочник “Химия” для школьников и поступающих в вузы” изд. Москва “Дрофа” 2000г.