Курс «Кристаллы» Курс предназначен для учащихся 4-6 классов и готовит школьников к будущему знакомству с химией и физикой. Для его изучения не нужны никакие предварительные знания по этим предметам. В курсе предлагается много экспериментов для домашнего выполнения.
Курс состоит из тематических блоков разного объема. Каждый блок содержит текстовую информацию с многочисленными иллюстрациями, короткие видеолекции, онлайн-тесты различного характера для самопроверки (не для контроля!). В блоках может содержаться разбор задач, ссылки на дополнительный материал, интересные факты.
Изучение блока завершается контрольной работой. При выполнении контрольной работы объясняйте свой ответ, показывайте логику, по которой Вы пришли к нему. Тогда преподаватель сможет поправить Вас и указать на Ваши недочеты. Каждая контрольная работа содержит рекомендации по проведению экспериментов. Ход эксперимента необходимо подробно описывать и делать фотографии.
Программа курса:
- Кристаллы в ряду твёрдых веществ.
Тела и вещества. Физические свойства веществ: цвет, плотность, агрегатное состояние, растворимость. Твёрдые тела, твёрдые вещества. Описание твёрдых веществ.
- Кристаллизация.
Что такое кристаллы. Аморфные вещества. Жидкие кристаллы. Монокристаллы и поликристаллы. Дальний и ближний порядок. Кристаллическая решётка.
Кристаллизация из расплава и газовой фазы. Кристаллизация водяных паров в морозильнике, возгонка сухого горючего, застывание парафина. Почему происходит кристаллизация? Центр кристаллизации. Кристаллизация из раствора. Кристаллизация сахара на затравке. Механизм процесса кристаллизации.
- Растворение твёрдых веществ.
Растворение окрашенного вещества. Растворимость. Растворы насыщенные, ненасыщенные, пересыщенные. Несложные расчёты по растворимости.
- Что влияет на растворимость твёрдых веществ?
Влияние природы вещества и растворителя, влияние температуры. Кривые растворимости (учимся строить и читать графики). Кристаллизация иода из настойки.
- Как получить кристаллы поваренной соли.
Кривая растворимости соли. Как добиться выпадения кристаллов (сделать раствор из ненасыщенного насыщенным): увеличить концентрацию, изменить температуру, изменить взаимодействие вещества с растворителем. План эксперимента. Расчёт и проведение кристаллизации соли в разных условиях.
- Чистота кристаллов.
Когда она важна? Что на неё влияет? Пути загрязнения кристалла в процессе кристаллизации (соосаждение, адсорбция, окклюзия). Кристаллизация соли из растворов на воде из-под крана, кипячёной (или дистиллированной) воде, воде из лужи.
- Размер кристаллов.
Когда он важен? Что на него влияет, почему и как? Влияние на число центров кристаллизации таких факторов, как чистота растворителя, перемешивание, степень пересыщения (зависимость от концентраций исходных растворов, скорости охлаждения, скорости испарения растворителя). Выращивание крупного кристалла.
- Форма кристаллов.
Что на неё влияет, почему и как? Факторы: температура, давление, чистота, концентрация и направление движения раствора. Неравномерная кристаллизация, дендриты. Наблюдения за снежинками. Внешние ограничения на форму.
Зависимость формы кристаллов от природы вещества. Элементарная ячейка кристалла. Простейшие элементы симметрии. Нахождение элементов симметрии у различных тел. Элементы симметрии элементарной ячейки соли. Элементы симметрии снежинки. Микрокристаллоскопия.
- Перекристаллизация.
Перекристаллизация технического медного купороса. Расчёт. Элементарная ячейка медного купороса. Предсказание возможной формы кристалла на основании элементарной ячейки.
Получение кристаллов меди действием железного гвоздя на раствор сульфата меди. Элементарная ячейка меди, её симметрия.
С Вами работают:
автор курса — и.о. зав.кафедрой химии СУНЦ МГУ, доцент кафедры химии СУНЦ МГУ, кандидат химических наук
Наталья Игоревна Морозова
