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. Свойства тел: форма, размер, масса. Нахождение объёма. Физические свойства веществ: цвет, прозрачность, агрегатное состояние, запах, вкус, плотность, отношение к воде (растворимость). Твердые тела, твердые вещества. Изучение свойств твёрдых тел. Описание твёрдых веществ (соль, железо, стекло).
- Кристаллизация.
Что такое кристаллы. Жидкие кристаллы. Аморфные вещества. Внешняя форма кристаллов. Монокристаллы и поликристаллы. Упорядоченность атомов в кристалле. Дальний и ближний порядок. Кристаллическая решётка.
Кристаллизация. Центр кристаллизации. Кристаллизация из расплава, газовой фазы, твёрдого состояния. Возгонка сухого горючего, застывание парафина. Кристаллизация из раствора. Кристаллизация сахара на затравке.
- Растворение твёрдых веществ.
Растворение окрашенного вещества (цветной соли). Процесс растворения. Растворимость. Растворы насыщенные, ненасыщенные, пересыщенные. Классификация веществ по растворимости. Концентрации растворов. Несложные расчёты по растворимости и концентрациям. Определение растворимости соды.
- Что влияет на растворимость твёрдых веществ?
Влияние прочности кристаллической решётки, влияние химических связей в веществе и растворителе, влияние температуры. Кривые растворимости. Чтение и построение графиков. Кристаллизация иода из настойки и изучение его растворимости.
- Как получить кристаллы поваренной соли.
Как добиться выпадения кристаллов (сделать раствор из ненасыщенного насыщенным): увеличить концентрацию (упаривание, водяная баня), изменить температуру, изменить взаимодействие вещества с растворителем (высаливание). Кривая растворимости поваренной соли. План эксперимента. Расчёт и проведение кристаллизации поваренной соли в разных условиях. Механизм процесса кристаллизации.
- Чистота кристаллов.
Когда она важна. Квалификация реактивов по чистоте. От чего зависит чистота кристаллов. Пути загрязнения кристалла в процессе кристаллизации (соосаждение, адсорбция, окклюзия). Кристаллизация NaCl из растворов разной чистоты. Понятие о перекристаллизации. Другие способы очистки кристаллических веществ: возгонка и перегонка, образование и разложение летучих соединений, электролитическая очистка, зонная плавка.
- Размер кристаллов.
Когда он важен. Что на него влияет, почему и как: чистота растворителя, перемешивание, температура, скорость пересыщения. Кристаллизация поваренной соли в разных условиях.
- Форма кристаллов и элементы симметрии.
Почему кристаллы имеют определённую форму? Понятие о симметрии. Простейшие элементы симметрии: плоскость, ось и центр симметрии. Нахождение элементов симметрии у различных тел. Элементарная ячейка кристалла (триклинная, моноклинная, ромбическая, гексагональная, кубическая). Виды кубических ячеек. Элементы симметрии кристаллов поваренной соли и апатита.
- От чего зависит форма кристаллов.
Что на нее влияет, почему и как. Зависимость формы от природы вещества. Рост граней и форма кристалла. Влияние температуры, чистоты, внешних ограничений. Получение октаэдрических кристаллов поваренной соли. Неравномерная кристаллизация, дендриты. Наблюдения за снежинками. Элементы симметрии снежинок.
- Применяем знания.
Перекристаллизация. Перекристаллизация технического медного купороса. Элементарная ячейка медного купороса. Выращивание крупного кристалла медного купороса. Металл и ион металла. Получение мелких кристаллов меди. Получение дендритов меди.
С Вами работают:
автор курса — и.о. зав.кафедрой химии СУНЦ МГУ, доцент кафедры химии СУНЦ МГУ, кандидат химических наук
Наталья Игоревна Морозова
