Дослідження фізичних властивостей речовин з різними типами кристалічних ґраток: води, кухонної солі, піску

Вам потрібні: ложка з дерев’яною ручкою, нагрівальний прилад (кухонна піч), склянка з водою, качалка (або невеликий молоточок), лід, кухонна сіль, пісок.

Правила безпеки:

• використовуйте невеликі кількості речовин;

• під час користування нагрівальними приладами пам’ятайте: гарячі й холодні предмети мають однаковий вигляд.

Перед початком роботи заморозьте в морозильній камері невелику кількість води. Для цього можна використати поліетиленові формочки для приготування льоду для напоїв.

Для дослідження розчинності речовин налийте у дві чашки або склянки трохи води і помістіть у них кухонну сіль та пісок. Зробіть висновок щодо їхньої розчинності.

Для дослідження плавлення речовин невеликі порції льоду, кухонної солі та піску помістіть на ложку з дерев’яною ручкою й нагрівайте. Зробіть висновок щодо здатності речовин плавитися.

Для дослідження крихкості невеликий зразок речовини помістіть на дерев’яну дошку і спробуйте розтерти дерев’яною качалкою або розтовчіть молоточком на твердій поверхні.

Дослідіть можливість подрібнення льоду, кухонної солі та піску.

Зробіть висновок щодо типів кристалічних ґраток досліджених речовин.

Висновки

Фізичні властивості речовин зумовлені типом хімічного зв'язку та типом їхніх кристалічних ґраток:

Характеристика речовин	Тип кристалічних ґраток
Характеристика речовин	Йонні	Молекулярні	Атомні
Тип зв'язку	Йонний	Ковалентний (у молекулах) та слабка міжмолекулярна взаємодія	Ковалентний
Тип частинок у вузлах ґраток	Різнойменно заряджені йони	Молекули речовин, що слабко взаємодіють між собою	Атоми, що міцно сполучені один з одним
Температури плавлення та кипіння	Високі	Низькі	Дуже високі
Агрегатний стан за звичайних умов	Тверді	Гази, рідини або легкоплавкі тверді	Тверді
Леткість	Нелеткі	Леткі	Нелеткі
Твердість, пластичність	Тверді, крихкі, непластичні	Крихкі, непластичні	Дуже тверді, непластичні, некрихкі
Здатність проводити електричний струм	У твердому стані не проводять, а розплави та розчини — проводять	У твердому стані не проводять	Більшість не проводять, деякі є провідниками (графіт) або напівпровідниками (германій)
Розчинність	Більшість розчиняються у воді	Розчиняються у воді або в інших органічних розчинниках	Не розчиняються у воді та в Інших розчинниках

Контрольні запитання

1. Назвіть спільні властивості твердих речовин.

2. Чим відрізняються кристалічні речовини від аморфних? Наведіть приклади кристалічних і аморфних речовин.

3. Що означає термін «кристалічні ґратки»?

4. Які типи кристалічних ґраток розрізняють?

5. Які фізичні властивості характерні для речовин з кристалічними ґратками: а) йонними; б) молекулярними; в) атомними?

6. Якими взаємодіями утримуються: а) атоми в молекулі; б) молекули в молекулярному кристалі; в) йони в йонному кристалі; г) атоми в атомному кристалі?

Завдання для засвоєння матеріалу

1. Наведіть по одному прикладу твердих речовин, які під час нагрівання: а) розкладаються; б) плавляться; в) сублімують.

2. Визначте ступінь окиснення і валентність Карбону в алмазі та графіті.

3. Поясніть, чому кварц SiО₂ і вуглекислий газ СО₂ мають зовсім різні фізичні властивості, незважаючи на подібний склад.

4. Із наведеного переліку випишіть окремо формули речовин з кристалічними ґратками: а) атомними; б) йонними; в) молекулярними.

СаВr₂, O₂ (тв.), СuО, Вr₂ (тв.), NaNO₃, НСl (тв.), Fe₂(SO₄)₃, СO₂ (тв.), Н₂O (тв.).

5. Чому пластинка із силіцію або германію після сильного удару розлітається на шматки, а з олова або свинцю — тільки деформується? Поясніть, у якому випадку і чому відбувається руйнування хімічних зв'язків.

6. Білий фосфор плавиться за 44 °С, а червоний фосфор — за значно вищої температури. Який висновок можна зробити щодо типів їхніх кристалічних ґраток?

7. Карборунд (силіцій карбід SiC) має температуру плавлення 2830 °С і за твердістю близький до алмазу. Який тип його кристалічних ґраток?

8. Ванілін — безбарвна кристалічна речовина з приємним запахом. Які кристалічні ґратки він має?

9. Деяка безбарвна речовина добре розчиняється у воді й має високу температуру плавлення. Висловте припущення щодо типу її кристалічних ґраток. Чи має ця речовина запах?

10. Виконайте навчальний проект № 3 «Залежність фізичних властивостей речовин від типів кристалічних ґраток».

11*. За текстом параграфа проілюструйте взаємозв'язок між складом та фізичними властивостями речовин. Поясніть логічний ланцюг: хімічний склад —> хімічний зв'язок —> кристалічні ґратки —> фізичні властивості.

12*. Знайдіть у додаткових джерелах інформацію про поширені аморфні сполуки, зокрема скло, бурштин та бітум. Які фізичні властивості дозволяють зробити висновок про їхню аморфність? Як впливають методи добування цих речовин на навколишнє середовище?

Перевірте свої знання за темою «Хімічний зв’язок і будова речовини».