Temat

Budowa i właściwości ciał stałych. Budowa krystaliczna

Etap edukacyjny

Drugi

Podstawa programowa

I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.

V. Właściwości materii. Uczeń:

1) posługuje się pojęciami masy i gęstości oraz ich jednostkami; analizuje różnice gęstości substancji w różnych stanach skupienia wynikające z budowy mikroskopowej ciał stałych, cieczy i gazów.

Czas

45 minut

Ogólny cel kształcenia

Poznanie zależności właściwości ciał stałych od budowy cząsteczkowej.

Kształtowane kompetencje kluczowe

1. Rozpoznawanie ciał sprężystych, kruchych i plastycznych.

2. Rozpoznawanie ciał sprężystych, kruchych i plastycznych.

3. Rozpoznawanie ciał o budowie niekrystalicznej i określanie ich właściwości.

Cele (szczegółowe) operacyjne

Uczeń:

- rozróżnia ciała sprężyste, kruche i plastyczne,

- określa cechy budowy krystalicznej i niekrystalicznej,

- podaje właściwości ciał o budowie krystalicznej,

- podaje właściwości ciał o budowie niekrystalicznej.

Metody kształcenia

1. Uczenie się przez obserwację.

2. Wykład problemowy.

Formy pracy

1. Praca indywidualna.

2. Praca z całą klasą.

Etapy lekcji

Wprowadzenie do lekcji

Polecenie 1

Odpowiedz na pytania:

1. Z czego zbudowane jest każde ciało fizyczne?
2. Jakie znasz stany skupienia ciał?
3. Jaka jest różnica w budowie cząsteczkowej gazów, cieczy i ciał stałych?
4. Jakie są cechy charakterystyczne dla danego stanu skupienia. Rozważ trzy znane Ci stany skupienia.

Odpowiedź:

1. Każde ciało fizyczne zbudowane jest z cząsteczek.
2. Są trzy podstawowe stany skupienia ciał, stały, ciekły i gazowy.
3. Ciała te zbudowane są z tych samych cząsteczek, różnią się jednak gęstością upakowania cząsteczek i możliwością ruchu cząsteczek.
4. Ciała stałe zachowują swój kształt i objętość, ciecze przybierają kształt naczynia i zachowują swoja objętość, gazy przyjmują kształt naczynia i zajmują jego całą objętość.

Realizacja lekcji

Doświadczenie

Problem badawczy:

Prezentacja zmiany kształtu różnych ciał stałych pod wpływem przyłożonej siły.

Hipoteza badawcza:

W zależności od materiału z którego wykonane jest ciało możemy zmienić jego kształt przykładając siłę zewnętrzną.

Przebieg doświadczenia:

1. Nauczyciel, używając siły, podejmuje próby zmiany kształtu ciał wykonanych z różnych materiałów.
2. Dla pewnych ciał pomimo stosowania dużej siły zmiana kształtu nie jest możliwa np. kamienia, ceramiki itd.
3. Dla pewnej grupy ciał zmiana kształtu jest stosunkowo łatwa np. dla kredy, plasteliny lub gliny.

Wniosek:

Ciała stałe zachowują określony kształt. Istnieją jednak materiały których kształt łatwo zmienić, np. plastelina, lub glina.

[Slideshow]

Polecenie 2

Określ prawdziwość zdań:

a) Zmiana kształtu plastycznego ciała stałego powoduje zmianę jego objętości.
b) Jeżeli podzielimy ciało stałe na części to suma ich objętości jest równa objętości ciała przed podziałem.
c) Objętość ciała stałego przed podziałem jest mniejsza niż łączna objętość części ciała stałego.

Odpowiedź:

a) Fałsz.
b) Prawda.
c) Fałsz.

Polecenie 3

Obejrzyj zdjęcia:

[Ilustracja 1]

[Ilustracja 2]

[Ilustracja 3]

Polecenie 4

Odpowiedz na pytania:

a) Wskaż najważniejsze cechy ciał przedstawionych na zdjęciach?
b) Jakie mogą być skutki przyłożenia siły do tych ciał?

Odpowiedź:

a) Przedstawione ciała są ciałami stałymi, posiadającymi określony kształt i objętość.
b) Figurki z plasteliny mogą ulec odkształceniu trwałemu. Resor zmienia swój kształt pod wpływem przyłożonej siły. Jednak po usunięciu wpływu siły zewnętrznej wraca do poprzedniego kształtu. Naczynia szklane mogę ulec pokruszeniu w wyniku działania dużej siły.

Wniosek:

Ciała stałe mogą byś plastyczne, sprężyste lub kruche.

Polecenie 5

Obejrzyj fotografie:

[Ilustracja 4]

Polecenie 6

Zapoznaj się z rysunkiem przedstawiającym porównanie wewnętrznej budowy ciała o budowie krystalicznej i o budowie amorficznej zwanej też budową bezpostaciową.

[Ilustracja 5]

Pytanie:

Jak ułożone są cząsteczki w ciałach stałych o budowie krystalicznej a jak o budowie amorficznej?

Odpowiedź:

W ciele o budowie krystalicznej cząsteczki tworzą uporządkowaną sieć.
W ciele amorficznym cząsteczki nie zajmują uporządkowanych położeń.

Wniosek:

Ciało zbudowane z jednego kryształu to monokryształ.
Ciało zbudowane z wielu kryształów to polikryształ.
Ciało stałe o nieuporządkowanej strukturze ułożenia cząsteczek to ciało amorficzne.

Podsumowanie lekcji

- Ciała stałe zachowują swój kształt i swoją objętość.
- Zmiana kształtu ciała stałego nie wpływa na jego objętość.
- Sprężystość jest właściwością fizyczną ciał polegającą na tym, że ciało powraca do swojego pierwotnego kształtu i wymiaru po ustaniu działania zewnętrznej siły odkształcającej.
- Plastyczność to właściwość fizyczna ciał polegająca na tym, że ciało stałe pod wpływem siły zewnętrznej ulega trwałemu odkształceniu.
- Kruchość to właściwość fizyczna ciała polegająca na tym, że pod wpływem siły zewnętrznej materiał pęka lub się kruszy.
- Nie ma wyraźnego podziału na ciała sprężyste, plastyczne i kruche. Podział ten ma charakter umowny i zależy od wielkości siły działającej na dane ciało.
- Niektóre ciała stałe zbudowane są z atomów, jonów lub cząsteczek wykazujących regularne rozmieszczenie w przestrzenni. Jeśli znamy położenie jednego atomu lub cząsteczki, jesteśmy w stanie przewidzieć położenie kolejnych. Gdy połączymy je wszystkie ze sobą za pomocą linii, uzyskamy pewną strukturę geometryczną nazywaną siecią krystaliczną.
- Nie wszystkie substancje tworzące ciała stałe mają strukturę krystaliczną. Część z nich charakteryzuje się nieuporządkowaną strukturą cząsteczkową. Ciała takie nazywamy bezpostaciowymi lub amorficznymi.