Ознайомлення з фізичними властивостями речовин атомної, молекулярної та йонної будови

Обладнання: нагрівний прилад, штатив із пробірками, шпатель, посудина для нагрівання (залізна ложечка, великий шпатель або пробірки з пробіркотримачем), ступка з товкачиком.

Реактиви: вода, цукор, калій сульфат (або інша сіль, що не утворює кристалогідратів), силіцій(ІV) оксид.

Правила безпеки:

використовуйте невеликі кількості реактивів;
остерігайтеся потрапляння реактивів на одяг, шкіру, в очі;
нагрівання здійснюйте за допомогою спеціальних тримачів.

1. Дослідження розчинності речовин у воді. У три пробірки налийте по 2 мл води. Внесіть шпателем у першу пробірку невелику кількість цукру, у другу — калій сульфату (натрій хлориду), у третю — силіцій(ІV) оксиду. Пробірки струсніть. Визначте здатність речовин до розчинення.

2. Дослідження плавлення речовин. У посудину для нагрівання помістіть невелику кількість цукру та внесіть у полум’я. Визначте здатність речовини плавитися. Повторіть дослід із калій сульфатом (натрій хлоридом), силіцій(ІV) оксидом.

3. Дослідження крихкості речовин. Крихкі речовини досить легко подрібнюються в ступці. Невелику кількість цукру помістіть у ступку та спробуйте подрібнити товкачиком. Визначте здатність цукру до подрібнення. Повторіть дослід із калій сульфатом та силіцій(ІV) оксидом.

4. Результати досліджень оформте у вигляді таблиці та зробіть висновок щодо типу кристалічних ґраток досліджених речовин.

Характеристика	Цукор	Калій сульфат	Силіцій(ІV) оксид
Розчинність у воді
Здатність до плавлення
Крихкість
Будова речовини

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 або 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 існують типи кристалічних ґраток?
5. Які фізичні властивості характерні для речовин із 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?
7. Виконайте навчальні проекти: № 5 «Використання кристалів у техніці» та № 6 «Кристали: краса і користь».

Завдання для засвоєння матеріалу

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

2. Поясніть, чому кварц SiO₂ і вуглекислий газ СО₂ мають зовсім різні фізичні властивості, незважаючи на подібний склад.

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

СаВr₂, О₂ (тв.), СuО, Вr₂ (тв.), NaNO₃, НСl (тв.), Fe₂(SO₄)₃, СО₂ (тв.), Н₂О (тв.).

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

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

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

7. Ванілін — безбарвна кристалічна речовина з приємним запахом. Які кристалічні ґратки в нього?

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

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

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

Зміст