Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Химия / Другие методич. материалы / Сжатая папка «Кристаллы» с рефератом, презентацией и текстом к ней
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Химия

Сжатая папка «Кристаллы» с рефератом, презентацией и текстом к ней

Выбранный для просмотра документ Кристаллы.ppt

библиотека
материалов
Научно-исследовательская работа Столяров Александр, Ряшенцев Максим, 8 класс
Цель - изучение способов выращивания искусственных кристаллов и воспроизведен...
КРИСТАЛЛЫ В ПРИРОДЕ Снежинки – кристаллы льда Кристаллы горного хрусталя
Горный хрусталь – чистый кварц SiO2, с примесями – другие драг. минералы Фиол...
Самые знаменитые кристаллы - алмазы, после огранки превращаются в бриллианты...
Другая кристаллическая разновидность углерода - графит Твердость 1-2, огнеуп...
Кристаллические решетки алмаза и графита
Искусственные кристаллы Фианиты Кристаллы Swarovski
ОСНОВЫ КРИСТАЛЛОГРАФИИ Кристаллы (от греч. Krystallos – лед) - это твердые те...
Кристаллы обязательно обладают симметрией. Кристаллы обладают анизотропией, т...
МЕТОДИКИ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ Выращивание больших монокристаллов соединений...
ЭКСПЕРИМЕНТ Этапы работы: приготовление маточного раствора, получение кристал...
Выращивание кристаллов медного купороса
Выращивание кристаллов поваренной соли
Так выглядят наши кристаллы
Монокристалл медного купороса имеет форму призмы, в сечении которой лежит ром...
20 1

Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Научно-исследовательская работа Столяров Александр, Ряшенцев Максим, 8 класс
Описание слайда:

Научно-исследовательская работа Столяров Александр, Ряшенцев Максим, 8 класс

№ слайда 2
Описание слайда:

№ слайда 3 Цель - изучение способов выращивания искусственных кристаллов и воспроизведен
Описание слайда:

Цель - изучение способов выращивания искусственных кристаллов и воспроизведение одного из способов в домашних условиях Задачи: изучить теорию строения кристаллов; овладеть методикой выращивания кристаллов; провести эксперимент в домашних условиях; экспериментально подтвердить строение внутренней структуры кристалла медного купороса.

№ слайда 4 КРИСТАЛЛЫ В ПРИРОДЕ Снежинки – кристаллы льда Кристаллы горного хрусталя
Описание слайда:

КРИСТАЛЛЫ В ПРИРОДЕ Снежинки – кристаллы льда Кристаллы горного хрусталя

№ слайда 5 Горный хрусталь – чистый кварц SiO2, с примесями – другие драг. минералы Фиол
Описание слайда:

Горный хрусталь – чистый кварц SiO2, с примесями – другие драг. минералы Фиолетовый аметист Желтый цетрин Дымчатый кварц Опал Яшма

№ слайда 6
Описание слайда:

№ слайда 7 Самые знаменитые кристаллы - алмазы, после огранки превращаются в бриллианты
Описание слайда:

Самые знаменитые кристаллы - алмазы, после огранки превращаются в бриллианты Имеет сильный блеск, полупроводник; твердость равна 10, в 1000 раз больше кварца, в 150 раз больше корунда

№ слайда 8 Другая кристаллическая разновидность углерода - графит Твердость 1-2, огнеуп
Описание слайда:

Другая кристаллическая разновидность углерода - графит Твердость 1-2, огнеупорен, электропроводен, чёрный, жирный на ощупь, химически стоек И алмаз, и графит – кристаллы, состоят из одних и тех же атомов углерода

№ слайда 9 Кристаллические решетки алмаза и графита
Описание слайда:

Кристаллические решетки алмаза и графита

№ слайда 10 Искусственные кристаллы Фианиты Кристаллы Swarovski
Описание слайда:

Искусственные кристаллы Фианиты Кристаллы Swarovski

№ слайда 11 ОСНОВЫ КРИСТАЛЛОГРАФИИ Кристаллы (от греч. Krystallos – лед) - это твердые те
Описание слайда:

ОСНОВЫ КРИСТАЛЛОГРАФИИ Кристаллы (от греч. Krystallos – лед) - это твердые тела, атомы или молекулы которых образуют упорядоченную кристаллическую решетку. Если большой монолитный кусок вещества представляет собой единый кристалл, его называют монокристаллом. Вещества, состоящие из множества мелких или крупных кристаллических зерен, немного повернутых в пространстве относительно друг друга - поликристаллы.

№ слайда 12 Кристаллы обязательно обладают симметрией. Кристаллы обладают анизотропией, т
Описание слайда:

Кристаллы обязательно обладают симметрией. Кристаллы обладают анизотропией, т.е. их свойства неодинаковы в различных направлениях. Принцип классификации кристаллов основан на их внутреннем строении. Решетки Браве

№ слайда 13 МЕТОДИКИ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ Выращивание больших монокристаллов соединений
Описание слайда:

МЕТОДИКИ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ Выращивание больших монокристаллов соединений, растворимых в воде. Получение кристаллов малорастворимых или нерастворимых соединений в воде. Получение кристаллов простых веществ.

№ слайда 14 ЭКСПЕРИМЕНТ Этапы работы: приготовление маточного раствора, получение кристал
Описание слайда:

ЭКСПЕРИМЕНТ Этапы работы: приготовление маточного раствора, получение кристалла – затравки, выращивание монокристаллов. Материалы: химическая посуда (плоскодонные стаканы); водяная баня (кастрюля); тонкие, прочные нитки; фильтровальная бумага (салфетка); дополнительные мелочи (воронка, вата, стеклянные палочки); бесцветный лак.

№ слайда 15 Выращивание кристаллов медного купороса
Описание слайда:

Выращивание кристаллов медного купороса

№ слайда 16 Выращивание кристаллов поваренной соли
Описание слайда:

Выращивание кристаллов поваренной соли

№ слайда 17 Так выглядят наши кристаллы
Описание слайда:

Так выглядят наши кристаллы

№ слайда 18 Монокристалл медного купороса имеет форму призмы, в сечении которой лежит ром
Описание слайда:

Монокристалл медного купороса имеет форму призмы, в сечении которой лежит ромб и представляет собой триклинную к.р.

№ слайда 19
Описание слайда:

№ слайда 20
Описание слайда:

Выбранный для просмотра документ Реферат Кристаллы.doc

библиотека
материалов


Специальная (коррекционная)

общеобразовательная школа – интернат для незрячих

и слабовидящих детей г. Перми










hello_html_a7f4d40.gif






Реферат выполнили

ученики 8 класса

Столяров Александр

и Ряшенцев Максим

Руководитель:

Л.Ю. Захарова,

учитель химии



Пермь, 2010


СОДЕРЖАНИЕ




Название главы

Страницы


В В Е Д Е Н И Е


3 - 4

I

КРИСТАЛЛЫ В ПРИРОДЕ И В ЛАБОРАТОРИИ


4 - 8

II

КРИСТАЛЛОГРАФИЯ


9 - 15

1.

Основы науки

9- 10

2.

Структура кристаллов

10 – 13

3.

Важнейшие кристаллические минералы


14 - 15

III

МЕТОДИКИ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ


15 - 20

1.

Выращивание больших монокристаллов соединений, растворимых в воде

15 - 18


1.1. Приготовление маточного раствора



1.2. Получение кристалла – затравки



1.3. Выращивание монокристалла


2.

Получение кристаллов малорастворимых или нерастворимых соединений в воде

18

3.

Получение кристаллов простых веществ

18 - 20

IV

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ


20 - 24


Цели, задачи, материалы


1.

Процесс выращивания кристаллов

21 - 23


Результаты




В Ы В О Д Ы


24


ЛИТЕРАТУРА

25




В В Е Д Е Н И Е


КРАСОТА И БЛЕСК КРИСТАЛЛОВ -

Красота и блеск кристаллов
Всем и каждому понятны.
Беглый взгляд они чаруют,
Формы их уму занятны.
Искушённый наблюдатель
Разглядит их жизни тайны
И по полочкам разложит
Всё, что кажется случайным.
Можно их терзать и мучить,
Брать анализы и пробы
Для развитъя технологий
По набитию утробы.
Сколько их,  - неповторимых,
Восхитительных кристаллов,
Божьим промыслом рождённых…
Где-то были - и не стало!
Дерзкой мастера рукою
Превращённых в украшенья 
Дам капризных. Много-ль толку
От их праздного ношенья?
А любовь и созерцанье
Силой тёмною гонимы
Как и праведные души -
Нынче мало кем ценимы.
В. Слётов

hello_html_mbdb5c88.jpg




hello_html_m19904b9.jpg


Издавна внимание человека привлекают изумительные по совершенству творения неживой природы — кристаллы. Существует наука, изучающая их,— кристаллография. Она, как полагают исследователи, зародилась в глубокой древности.

В природе минералы образовывались в течение многих миллионов лет в верхних слоях земной коры, при высоких температурах под колоссальным давлением. Они были редки и представляли высокую ценность.

Поэтому ученые решили создать аналогию минералов. Воспроизвести природные явления в ускоренном варианте и в лабораторных условиях получить минерал стало возможным только в начале прошлого века.

Целью нашей исследовательской работы является изучение способов выращивания искусственных кристаллов и воспроизведение одного из способов в домашних условиях.

Для реализации этой цели мы поставили перед собой следующие задачи:

  • изучить теорию строения кристаллов;

  • овладеть методикой выращивания кристаллов;

  • провести эксперимент в домашних условиях;

  • экспериментально подтвердить строение внутренней структуры кристалла медного купороса.


I. КРИСТАЛЛЫ В ПРИРОДЕ И В ЛАБОРАТОРИИ


Все те, кто когда-либо был в музее минералогии или на выставке минералов восхищались изяществом и красотой форм, которые принимают неживые вещества.


hello_html_46309729.png

Кто не любовался снежинками - кристаллами льда, разнообразие которых поистине бесконечно! Ещё в XVII в. знаменитый астроном Иоганн Кеплер написал трактат "О шестиугольных снежинках". Спустя три столетия американский натуралист У. Бентли длительно занимался фотографированием снежинок под микроскопом. Он издал альбом с тысячами фотографий, причём ни одна из них не повторяет другую.


Наука о кристаллах началась с изучения горного хрусталя. Его блестящие бесцветные кристаллы впервые нашли ещё в древности, среди вечных снегов, в швейцарских Альпах. Некоторые кристаллы настолько большие, что их с трудом могут поднять несколько силачей. Древние думали, что это особая форма замёрзшей воды, и назвали вещество хрусталём (так по-гречески звучит слово "лёд").

hello_html_4a454480.png

Ярой альпийской зимой лёд превращается в камень.

Солнце не в силах затем камень такой растопить.

Клавдиан, 390 г.

Со временем стало ясно, что горный хрусталь и лёд - различные вещества. Однако оба термина сохранились: "кристалл" - в физике, химии, минералогии, "хрусталь" - в стекольном деле: так называют особое стекло, с добавками соединений свинца.

Горный хрусталь - это чистый кристаллический кварц, соединение кремния и кислорода SiO2. Но не менее красивы кристаллы кварца, окрашенные примесями в различные цвета: фиолетовые аметисты, жёлтые цитрины, коричневый дымчатый кварц, переливающиеся всеми цветами радуги опал и яшма.

hello_html_2cc6fc45.png

hello_html_30363dba.png

hello_html_1689e7cd.png


hello_html_6e76aa5f.png

hello_html_52a88e44.png

В Оружейной палате Московского Кремля есть одежда и короны русских царей, сплошь усыпанные кристаллами-самоцветами. Среди них особенно много аметистов.

hello_html_12e1263.png

hello_html_m74604c9d.png

hello_html_8752a25.png


Огромными густо-фиолетовыми аметистами украшена корона русской царицы Ирины Годуновой. В церквях аметистами украшали иконы, алтари, кресты, панагии.

hello_html_m735d7454.png

hello_html_m7922b505.png

Самые знаменитые кристаллы - алмазы, которые после огранки превращаются в бриллианты. Разгадать тайну этих драгоценных камней люди пытались многие века. Когда же, наконец, установили, что алмаз - это одна их разновидностей углерода, никто не поверил! Действительно, ведь алмаз - символ не только богатства, но и необыкновенной твёрдости.


hello_html_m681f8240.png

hello_html_644e1147.png

hello_html_m25aee2c9.png

Алмаз – самое твердое из всех природных веществ. По шкале Мооса относительная твердость алмаза равна 10, абсолютная в 1000 раз превышает твердость кварца и в 150 раз — корунда. Блеск сильный. Высокий показатель преломления обуславливают яркий блеск и разноцветную «игру» ограненных ювелирных алмазов, называемых бриллиантами. Алмаз может быть бесцветным или окрашенным в различные оттенки желтого, коричневого, красного, голубого, зеленого, черного, серого цветов. Под действием рентгеновских, катодных и ультрафиолетовых лучей большинство алмазов начинает светиться (люминесцировать) голубым, зеленым, розовым и др. цветами.

Размеры кристаллов варьируют от микроскопических до очень крупных, масса самого крупного алмаза «Куллинан», найденного в 1905 в Южной Африке 3106 кар (0,621 кг).

Крупные прозрачные кристаллы алмаза – драгоценные камни первого класса.

Алмаз – полупроводник, в промышленности он применяется как абразивный материал. Главные зарубежные добывающие страны: ЮАР, Конго (Заир), Ботсвана, Намибия. В Российской Федерации месторождения в Якутии, на Урале.

Другая, самая распространённая в природе кристаллическая разновидность углерода - графит. Что сразу всплывает в памяти при этом слове? Ну конечно, грифели карандашей - чёрные, жирные на ощупь и очень мягкие!

hello_html_296a2ae0.png

hello_html_m4cacc184.png

Структура графита слоистая. Темно-серые до черных чешуйчатые агрегаты, сплошные массы. Твердость 1-2; плотность ок. 2,2 г/см3. Графит огнеупорен, электропроводен, химически стоек. Метаморфического, магматического происхождения. Используется в производстве плавильных тиглей, в литейном деле, при изготовлении электродов, щелочных аккумуляторов, карандашей и т. д. Графит получают также искусственно – нагреванием антрацита без доступа воздуха.

Оказалось, что сверкающие кристаллы, с которыми связано столько романтических (и кровавых) историй, и невзрачный чёрный графит состоят из одних и тех же атомов углерода. Решающий опыт провёл в 1772г. знаменитый французский химик Антуан Лавуазье. Он обнаружил, что при сжигании алмаза и обычного угля получается одно и то же вещество - углекислый газ.

И алмаз, и графит - кристаллы. Почему же их свойства так разительно отличаются? Объясняется это разными способами взаимного соединения атомов углерода. В алмазе все связи между атомами углерода одинаковые и прочные, твёрдым получается и сам кристалл. Строение же кристалла графита слоистое, в нём атомы углерода прочно связаны друг с другом только в одном слое. Такой кристалл похож на пачку бумаги, которую очень трудно разрезать пополам, но легко рассыпать на отдельные листочки.

hello_html_m1895981e.png

В природе алмазы образуются в недрах Земли при очень высоких температурах и давлениях. Создать в лаборатории условия, при которых из графита можно получить алмаз, учёные смогли лишь спустя почти два столетия после опыта Лавуазье. Сейчас производятся десятки тонн искусственных алмазов. Среди них есть алмазы и для ювелирных целей, однако основная их масса идёт на изготовление разнообразных инструментов.

Люди научились получать искусственно очень многие драгоценные камни. Например, подшипники для часов и других точных приборов уже давно делают из искусственных рубинов. Получают искусственно и прекрасные кристаллы, которые в природе вообще не существуют, например, фианиты. Это название происходит от сокращения ФИАН - Физический институт Академии наук, где их впервые получили. Фианиты на глаз трудно отличить от алмаза - так красиво они "играют" на свету.

hello_html_15252d14.png



hello_html_2a736d47.png

hello_html_m12ecf698.png


II. КРИСТАЛЛОГРАФИЯ


  1. Основы науки


Кристаллография – наука, занимающаяся изучением строения и свойств кристаллических веществ.

К крайнему удивлению и радости первых невольных экспериментаторов, осколки, на которые случайно разлетались хрупкие драгоценные камни, в точности повторяли по своей форме и огранке друг друга и камень-первооснову. Это значит, что удивительные камни-кристаллы составлены из одинаковых, неоднократно повторяющихся первичных блоков и самые крохотные из них образованы всего несколькими атомами.

Данное утверждение подтвердил рентгеновский анализ, с помощью которого химики и физики могут узнавать внутреннее строение изучаемых соединений с упорядоченным расположением атомов и молекул.

Поверхностные слои твердых тел лучше исследовать с помощью пучка электронов, которые обладают еще меньшей, чем лучи Рентгена, длиной волны. Этот метод называется электронографическим методом анализа структуры вещества.

Четкая геометрическая форма внешних поверхностей отражает строгий порядок в построении атомов. В кристаллах (большинство драгоценных камней относится к этому классу веществ) атомы образуют правильные геометрические конструкции – объемные кристаллические решетки.

Ученые XIXXX веков много сделали в развитии науки кристаллографии. Выполнены описания кристаллов различных химических соединений, даны величины углов между кристаллическими гранями. Возникла новая область аналитической химии – кристаллохимический анализ. Изучив с помощью рентгеновских лучей или пучков электронов внутреннюю структуру какого-либо кристалла, исследователи могут, пользуясь справочниками, книгами-энциклопедиями, достаточно точно определить его химический состав.

Многие кристаллы образованы не атомами, а ионами. Есть молекулярные кристаллы, их внутренняя геометрическая решетка составлена из ритмично и равномерно расположенных молекул. Отсюда и названия кристаллических решеток: атомная, ионная, молекулярная, металлическая.

Кристаллография — одна из классических наук, которая продолжает развиваться, причем интенсивно, и в наши дни. Её развитие непрерывно открывает новые возможности, связанные как с самим объектом исследования — с кристаллами, так и с проникновением идей и методов кристаллографии в смежные области знания, в технику и технологию.
По началу кристаллы были объектами исследования только минералогов, а затем стали и предметом пристального изучения у физиков, химиков, математиков и даже у биологов.

Данные кристаллографии, например, весьма часто используются в современной химии, и учение о химической связи в кристаллах может в равной степени рассматриваться как часть кристаллографии и как часть химии.

Предмет кристаллографии, как ясно из самого названия науки,— кристаллы (от греч. Krystallos – лед) - это твердые тела, атомы или молекулы которых образуют упорядоченную периодическую структуру (кристаллическую решетку).

Кристаллические формы совершенны! Какую радость доставляют любителям и специалистам минералы в виде хорошо образованных кристаллов! Их блестящие грани сверкают, как будто их огранил опытный мастер. Но нет, грани этих кристаллов природные и возникли они в процессе образования минерала.


2. Структура кристаллов


Когда большой монолитный кусок вещества представляет собой единый кристалл, его называют монокристаллом. К сожалению, совершенные монокристаллы, необходимые, например, современной оптике или радиоэлектронике, получить или обнаружить в природе очень трудно. Чаще ученые имеют дело с поликристаллами – веществами, состоящими из множества мелких или крупных кристаллических зерен, немного повернутых в пространстве относительно друг друга.

1. Кристаллография базируется на теории симметрии. Симметрия — это свойство объектов или их частей быть равными друг другу в каком-то определенном смысле. Простейшие примеры — правая и левая руки, человек и его отражение в зеркале - в науке это называется «операцией зеркальной симметрии».

Кристаллы обязательно обладают симметрией. Симметрия кристаллов проявляется во всем: в их правильной естественной огранке, в правильности укладки атомов или молекул во «внутренней» структуре, в физических свойствах кристаллов.

2. Кристаллическими называются твёрдые тела, физические свойства которых неодинаковы в различных направлениях. Именно анизотропия (неравное направление) физических свойств, а не геометрически правильная форма, является важнейшим признаком кристаллического тела. Простейший пример анизотропии кристаллов – неодинаковая их прочность по различным направлениям.

Химические свойства кристаллов в силу определенной внутренней формы также могут существенно изменяться при перемене плоскости, на которой происходит химическая реакция. Заметно отличаются, например, скорости травления в кислотах разных граней кристаллов.

Свойство анизотропии, а также то, что для кристаллов точно известны температуры плавления и кристаллизации, заметно отличают их от аморфных материалов.

Твердость в кристаллах – также анизотропная характеристика, не поддающаяся математическому описанию. Величина твердости не является физической постоянной, а зависит не только от изучаемого материала, но и от условий измерения. Твердость определяется целым рядом механических свойств (пределом упругости, пластичностью, прочностью и т. д.), однако при разных условиях измерения роль тех или иных механических характеристик различна. Поэтому важную роль играет правильный подбор условий измерения твердости.

В качестве эталонов приняты 10 минералов, расположенных в порядке возрастающей твердости:

1 – тальк,

2 – гипс,

3 – кальцит,

4 – флюорит,

5 – апатит,

6 – ортоклаз,

7 – кварц,

8 – топаз,

9 – корунд,

10 – алмаз.


В 1850г. году французский физик Огюст Браве (1811-1863гг.) выдвинул геометрический принцип классификации кристаллов, основанный на их внутреннем строении. Браве представил себе в основе кристаллического вещества крошечную элементарную частицу кристалла. Он оперировал крошечным кирпичиком кристалла и исследовал, каковы могли быть у него углы между рёбрами и в каких соотношениях его стороны могли находиться между собой.

В кубе три ребра расположены всегда под углом 90 градусов, в многогранниках - только 60 градусов или 120 градусов. Браве установил, что существует семь комбинаций ячеек с одинаковыми или разными сторонами (осями) и углами. В некоторых из этих семи пространственных решёток элементарные кирпичики можно упаковать по-разному. Испробовав возможные варианты упаковки для всех 7 осевых систем, Браве вывел 14 решёток.

Решетки Браве образуются действием операции переноса (трансляции) на любую точку кристалла. Решетки Браве различаются симметрией элементарной ячейки, т. е. соотношением между ее ребрами и углами, а также центрированностью. Для выбора ячейки Браве используют три условия:

- симметрия элементарной ячейки должна соответствовать симметрии кристалла;

- элементарная ячейка должна содержать максимально возможное число прямых углов или равных углов и равных ребер;

- элементарная ячейка должна иметь минимальный объем.

hello_html_67a422f2.png

Совокупность координат узлов, входящих в элементарную ячейку, называется базисом ячейки. Всю кристаллическую структуру можно получить, повторяя узлы базиса совокупностью трансляций ячейки Браве.

Кроме обязательной трансляционной инвариантности, решетка может переходить в себя при других преобразованиях, к которым относятся повороты, отражения и инверсии. Именно эти дополнительные симметрии определяют тип решетки Браве и отличают ее от других.






hello_html_30b99f1b.jpg


Типы решеток Браве:


- кубические: примитивная, объемно-центрированная и гранецентрированная;

- гексагональная, тригональная;

- тетрагональные: примитивная и объемно-централизованная;

- ромбические: примитивная, базо-, объемно- и гранецентрированные;

- моноклинные: примитивная и базоцентрированная;

- триклинная.















3. Важнейшие кристаллические минералы


Различие свойств алмаза и графита связано с различием кристаллических решёток двух модификаций углерода. Для решётки графита характерно ярко выраженная слоистая структура. Связи между атомами разных слоёв существенно слабее, чем в пределах одного и того же слоя.

Алмаз – это минерал, обладающий кристаллической кубической полиморфной модификацией самородного углерода, по блеску, красоте и твердости превосходящий все минералы. Бесцветные или окрашенные октаэдрические кристаллы алмаза представляют собой гигантские полимерные молекулы и обычно имеют форму октаэдров, ромбододекаэдров, реже – кубов или тетраэдров.

На воздухе алмаз сгорает при 850°С с образованием СО2 ; в вакууме при температуре свыше 1500°С переходит в графит. Предполагается, что алмаз кристаллизуется одним из первых минералов при остывании мантийного силикатного расплава на глубине 150-200 км при давлении 5000 МПа, а затем выносится к поверхности Земли в результате взрывных процессов. Имеется и другая точка зрения, согласно которой алмаз кристаллизуется на относительно небольшой глубине за счет диссоциации или частичного окисления метана в газовой системе C-H-O-S при температуре свыше 1000°C и давлении 100-500 МПа. Мелкие алмазы в значительных количествах обнаружены в метеоритах, а также в гигантских метеоритных кратерах, где переплавленные породы содержат значительные количества мелкокристаллического алмаза.

Графит, минерал, наиболее распространенная и устойчивая в земной коре полиморфная гексагональная модификация углерода. Для решётки графита характерно ярко выраженная слоистая структура. Связи между атомами разных слоёв существенно слабее, чем в пределах одного и того же слоя.

Графит имеет метаморфическое, магматическое происхождения. Используется в производстве плавильных тиглей, в литейном деле, при изготовлении электродов, щелочных аккумуляторов, карандашей и т. д. Графит получают также искусственно – нагреванием антрацита без доступа воздуха.

Корунд, минерал подкласса простых оксидов, Al2O3. Примеси Cr, Fe, Ti и др. Твердость 9; плотность ок. 4 г/см3. Наждак — смесь корунда (60-70%) с магнетитом, гематитом и шпинелью. По происхождению метаморфический, метасоматический; накапливается в россыпях. Абразивный материал.

hello_html_1f149949.png










Прозрачные разновидности — драгоценные камни (рубин, сапфир и др.). Синтетический корунд с добавками Cr3+, Fe3+ получают в промышленных масштабах для квантовой электроники, часовой, ювелирной промышленности и др. Синтетический корунд без добавок используют в радиоэлектронной промышленности.



III. МЕТОДИКИ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ


1. Выращивание больших монокристаллов соединений,

растворимых в воде


1.1. Приготовление маточного раствора


Для приготовления маточного раствора требуется чистый, хорошо вымытый термостойкий стакан на 1л. В него наливают горячую (t=500С, при высоких температурах вещество сильно гидролизуется) кипячёную воду или, что лучше, дистиллированную 700-800 мл. В стакан засыпают вещество небольшими порциями (1 порция = 1 столовая ложка без горки), каждый раз перемешивая и добиваясь полного растворения.

Когда раствор “насытится” – вещество будет оставаться на дне, – добавляют ещё две порции и оставляют раствор при комнатной температуре на сутки. Чтобы в раствор не попала пыль, его накрывают листом фильтровальной бумаги и оставляют в той части помещения, где сохраняется постоянная температура, где в дальнейшем будет продолжаться опыт. Если проходит отопительный сезон, то можно оставить стакан и около батареи, но надо помнить, что растворимость у вещества теперь будет другая. И стоит измениться температуре, как возникнет быстрая избыточная кристаллизация. Чтобы кристаллы росли как можно правильно, а у бесцветного вещества они были прозрачными, кристаллизация должна идти медленно, иначе кристалл мутнеет!!!

На следующий день осматривают раствор. В нём не должны плавать примеси; если это раствор алюмокалиевых квасцов, то он должен быть бесцветным и прозрачным. На дне должен оставаться избыток кристаллов. В том случае, если обнаружены примеси, раствор подогревают на 200C (поставить стакан с раствором в таз с тёплой водой на 1-2 часа) и фильтруют на воронке, внутрь которой помещают фильтр или (что быстрее и лучше) кусочек ваты, затем повторяют охлаждение до комнатной температуры.

Этот раствор будет необходим в большом количестве, поэтому надо иметь посуду для его хранения и по необходимости готовить дополнительно. Хранить его можно в колбе (либо пластиковой бутылке, объём которых варьирует от 0,33 до 3л) с притёртой пробкой (если пробка резиновая, то её оборачивают полиэтиленовой плёнкой, чтобы она не взаимодействовала с раствором), на дне должны оставаться кристаллы.


1.2. Получение кристалла - затравки


Раствор аккуратно сливают с осадка кристаллов и в количестве 1л помещают в термостойкую круглодонную колбу. Туда же помещают 1 чайную ложку (с горкой) химически чистого вещества (это могут быть те выпавшие кристаллы). Теперь колбу нагревают на водяной бане, добиваясь полного растворения, как правило, в окрашенных растворах окраска, из-за избытка вещества, становится интенсивнее. Полученный раствор греют ещё 5 мин на кипящей водяной бане, после чего его переливают в чистый, подогретый до температуры раствора термостойкий стакан (можно ополоснуть кипятком). Стакан обворачивают сухим полотенцем, накрывают фильтровальной бумагой и оставляют остывать. Сейчас раствор надо беречь от сквозняков, от резких перепадов температур.

Спустя сутки, убирают полотенце, стараясь не колыхать стакан, чтобы не вызвать незапланированную кристаллизацию. Осматривают содержимое – на дне и на стенках должны образоваться небольшие плоские кристаллики-параллелограммы. Эта стадия эксперимента должна обучить правильно выращивать затравку, которая далее будет исходным кирпичиком для получения огромной конструкции. Далее надо отобрать подходящие по структуре кристаллики (с длинной ребра от 0,3см и более) и хранить их отдельно в растворе соли в банке с притёртой пробкой вдали от источников высоких температур и света. С каким-то одним дальше надо продолжать эксперимент.


1.3. Выращивание монокристалла


Снова готовят насыщенный раствор на основе исходного маточного. Для этого готовый раствор ставят на водяную баню и добавляют 0,5 чайной ложки вещества. Чем меньше добавить вещества на этом этапе, тем лучше (можно также просто нагреть насыщенный раствор, без добавления вещества). Греют и перемешивают.

Как только вещество растворилось, колбу вынимают, и раствор переливают в заранее приготовленный нагретый стакан. Стакан с раствором ставят на выбранное место, и дают 20-30сек постоять, чтобы жидкость немного успокоилась. Раствор получается непересыщенный, поэтому “лишние градусы” могут вызвать растворение затравки, что не нужно. Если раствор тёплый, ему дают остыть до 300C или чуть меньше.

Следить за остыванием раствора следует очень внимательно, чтобы не допустить понижения до комнатной температуры (обычно на остывание раствора выделяю около двух часов). Следует сказать, что можно вырастить кристалл и без нити. Всё, что для этого требуется – стакан с плоским дном, так как для этой цели затравку аккуратно укладывают на середину дна (можно помочь ей лечь нагретой стеклянной палочкой), и она повторит его рельеф. Здесь рост кристалла будет ограничен стенками стакана, и преимущественно, он будет расти в стороны – это хорошо для медного купороса и для плоских кристаллов.

В случае с квасцами лучше использовать нить, которой обматывают затравку, а остальную часть нити закрепляют на каркасе из двух пересечённых палочек. Кристалл при этом должен “висеть” в растворе в центре. Но здесь требуется следить за тем, чтобы не обрастала нить. Если такое произошло, то нить с кристаллом вынимают, счищают лишнее и заново готовят раствор* (греют, подготавливают к температуре кристалл и т.п.)

Чтобы не было наростов на нити, нить должна быть тонкой без волосков, и должна быть опущена с затравкой в раствор на 5о теплее, чем для простой затравки. Такая нить успевает пропитаться раствором и “сливается” с системой в единое целое.

Теперь следует следить за ростом кристалла каждый день, ни в коем случае не сотрясая раствор, иначе эта встряска породит в системе мгновенную кристаллизацию. Так многие авторы советуют доливать раствор в систему по мере его испарения. Это очень сложная операция, поскольку возникшая сильная диффузия также может вызвать сбои в росте кристалла.

Вначале будет видно, как система будет “обживает” затравку, как они будут подстраиваться друг под друга. В итоге должно получиться следующее. Кристаллы должны быть гладкими и прозрачными, как стекло. Однако, при частом прикасании к кристаллу, хранении на открытом воздухе, на свету, наблюдается его помутнение: кристалл выветривается, т.е. теряет, всегда входящую в его состав воду.

Хранить кристаллы следует в герметичных пакетах или баночках в холодильнике. Хромокалиевые квасцы лучше хранить в концентрированном сотрясённом растворе в банке с плотно прилегающей пробкой в месте, где температура может измениться максимум на 5о.

hello_html_41b19cf2.png









  1. Получение кристаллов малорастворимых или нерастворимых соединений в воде


Самый простой пример таких солей – это готовый иодид свинца, растворимость которого (ПР = 8,7·10-9; S = 0,0013г/мл) возрастает с нагреванием. Однако пытаться приготовить насыщенные растворы нерастворимых соединений для получения огромных кристаллов – бесполезно. Необходимо максимально приблизиться к природным условиям выращивания но при наших tоС и P,атм.

Для опыта потребуется большой стеклянный стакан (около 1 литра) или аквариум (объём 3-5л). В большой стакан помещают стаканы малого объёма (удобны аптекарские пенициллиновые пузырьки), в которых находятся концентрированные растворы исходных солей с небольшим количеством соли (1/6 часть) на дне, на расстояние 5-6см.

Теперь в стакан наливают воду (аккуратно!) по палочке или через воронку с длинным отводом (это может быть надетый шланг). Жидкости будут отличаться по плотностям и перемешиваться сразу не будут. Слой воды над пузырьками должен составить 8-10см. Сверху раствор заливают маслом или парафином и оставляют при комнатной температуре.

Уже спустя 2-3 дня можно заметить появление следов осадка возле одного из пузырьков (процесс диффузии), а спустя неделю на отверстии пузырька появится что-то напоминающее кристалл.

У хлорида свинца, карбоната кальция это будут длинные игольчатые кристаллы, у иодида свинца – стружки и плитки. По мере концентрирования раствора соли в пузырьке, будет расходоваться заранее положенный избыток. Чем дальше будут удалены пузырьки в сосуде, чем больше будет сосуд, тем больше вероятность создать условия для медленного роста большого кристалла.

3. Получение кристаллов простых веществ

Выращивать кристаллы металлов несложно из раствора. Конечно же, это будут металлы неактивные, невзаимодействующие с водой (медь, сурьма, висмут, серебро, золото, свинец, олово и т.п.). Описание опыта будет сведено к выращиванию кристаллов меди. Для эксперимента понадобится медный купорос (тв.), хлорид натрия (тв. и конц. р-р), дистиллированная вода, стакан (от 50 мл до 700 мл) или обычная пробирка, фильтровальная бумага, железные скрепки, кнопки и т.п. Если опустить железный гвоздь в стакан с медным купоросом, то он мгновенно покроется розовой плёнкой, состоящей из очень мелких кристалликов восстановленной меди. Такая плёнка легко стирается и особого интереса не представляет, а дальнейшее содержание железа в растворе даст губчатую медь, а не кристаллы.

Для получения кристаллов нужно создать среду-ингибитор, такой средой в нашем случае будет хлорид натрия. В чистый стакан (см. рисунок внизу) насыпают медный купорос очень тонким слоем, чтобы он покрыл дно, утрамбовывают. Сверху насыпают хлорид натрия, он должен превышать количество медного купороса в 3-5 раз (чем больше, тем лучше). Слой также трамбуют. Поверх слоёв укладывают круг из фильтровальной бумаги так, чтобы он вплотную прикасался к стенкам стакана. На фильтр высыпают железные предметы.

hello_html_43fe1021.pngТеперь удерживая фильтр стеклянной палочкой, наливают медленно и тоненькой струйкой концентрированный раствор хлорида натрия. Раствор не должен перевернуть фильтр или перемешать слои! Чтобы все слои хорошо пропитались, и воздух вышел, аккуратно вдоль стенки опускают тонкую упругую проволоку, давая лишний канал раствору до дна. Стакан закрывают фильтровальной бумагой и оставляют стоять при комнатной температуре.









1 – фильтровальная бумага;

2 – водород;

3 – насыщенный раствор хлорида натрия (гипертонический раствор);

4 – слой из железных предметов;

5 – слой хлорида натрия NaCl;

6 – пузырьки воздуха, которые следует удалить;

7 – слой медного купороса CuSO4;

Спустя пару суток (а иногда это видно в первые минуты) слои солей окрасятся в зелёный цвет, это, очевидно, связано с образованием в слоях хлорида меди (II) CuCl2. После того, как “зелень” дойдёт до фильтра, начнут появляться в слое хлорида натрия розовые нити-дендриты (не сформировавшиеся кристаллы) меди, которые иногда приобретают удивительный вид папоротниковых и еловых веточек (см. рис. б внизу).

Если дать им разрастись, то вскоре можно получить обещанные ярко-розовые кристаллы меди (см. рис. а внизу), имеющие вид призм и октаэдров. В природе медь растёт таким же образом, но ингибитором здесь станет дерево, кварц (см. рис. в внизу).

hello_html_21c4c4de.png









IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Цель эксперимента: выращивание кристаллов медного купороса и поваренной соли в домашних условиях.

Задачи: 1) Изучить теорию твердого тела по строению кристаллов.

2) Овладеть методикой выращивания кристаллов.

3) Проведение эксперимента в домашних условиях

4) Экспериментальное подтверждение строения внутренней

структуры кристаллов.

Материалы:

  • химическая посуда (большие термостойкие плоскодонные стаканы от 0,05 до 3 л (и более, если такое возможно));

  • водяная баня (в домашних условиях это м.б. старая кастрюля);

  • сосуд для кипячения на водяной бане (круглодонные колбы от 1 л и более);

  • тонкие, прочные суровые нитки (на таких меньше кристаллических наростов);

  • фильтровальная бумага (промокашка, салфетка);

  • дополнительные мелочи, которые требуются при выполнении, будут указаны далее в тексте (воронки (это м.б. срезанное горлышко пластмассовой бутылки), вата, стеклянные палочки и т.п.);

  • бесцветный лак.

Выбор методики: изучив различные методики по выращиванию кристаллов в своем исследовании, мы остановились на методике выращивания монокристаллов соединений растворимых в воде, так как она является самой доступной в домашних условиях.

1. Процесс выращивания кристалла

Если не дожидаться у моря погоды и смены времен года, можно за две-три недели вырастить красивый кристалл медного купороса у себя дома. Для этого потребуется стеклянная банка, проволочка и нитка, да еще необходимый запас медного купороса, кристаллы которого мы собрались выращивать.

Сначала мы приготовили как можно более концентрированный раствор медного купороса, внося его в стакан с водой, - до тех пор, пока очередная порция купороса не переставала растворяться при перемешивании. Затем слегка подогрели смесь, чтобы добиться полного растворения медного купороса. Для этого стакан поставили в кастрюлю с теплой водой.

Полученный концентрированный раствор перелили в банку (или химический стакан); туда же с помощью проволочной перемычки (можно также сделать перемычку из стержня шариковой ручки) подвесили на нитке кристаллическую "затравку" - маленький кристаллик купороса - так, чтобы он был погружен в раствор.

На этой "затравке" и предстояло расти будущему экспонату нашей коллекции кристаллов (рис. 1.1).

Подобным образом мы вырастили и кристаллы поваренной соли (рис. 1.2).

Сосуд с раствором поставили в открытом виде в теплое место. Когда кристалл вырос достаточно большим, вынули его из раствора, обсушили мягкой тряпочкой или бумажной салфеткой, обрезали нитку и покрыли грани кристалла бесцветным лаком, чтобы предохранить от "выветривания" на воздухе.


hello_html_2987bfa9.png




















hello_html_m68af70a0.png

Так выглядят кристаллы медного купороса, выращенные из нашего раствора (рис. 1.3 и рис. 1.4).

hello_html_5aaf69cb.pnghello_html_5e522622.jpg













Результаты


hello_html_4d03793d.jpgНам удалось вырастить монокристалл медного купороса в домашних условиях. Рассматривая выращенный монокристалл медного купороса, мы доказали, что он имеет форму призмы, в сечении которой лежит ромб и представляет собой триклинную кристаллическую решетку (рис. 1.5). Нам удалось измерить длину бокового ребра. Для этого мы взяли линейку и измерили длину этого ребра (рис. 1.6). Также мы измерили с помощью транспортира и углы между гранями из возможных для измерения плоскостей (рис. 1.7).

hello_html_7f575bd0.jpg








hello_html_65da53ea.jpg










Длины боковых ребер составили 0,01 и 0,005м., углы - 115º и 150º соответственно.

Проведя измерения, полученные результаты полностью подтвердили триклинную структуру элементарной ячейки.

hello_html_m53d4ecad.gif


В Ы В О Д Ы


В ходе проведенного эксперимента по выращиванию кристаллов медного купороса и поваренной соли в домашних условиях была проведена следующая работа:

  • Изучалась теория внутреннего строения кристаллов. Мы ознакомились с многообразием кристаллов в природе, основами кристаллографии

  • Рассмотрели различные методики по выращиванию кристаллов;

  • Для выращивания кристаллов медного купороса и поваренной соли мы выбрали методику выращивания больших монокристаллов соединений растворимых в воде;

  • Подтвердили триклинную структуру элементарной ячейки медного купороса.

Нам удалось вырастить монокристалл медного купороса и мелкие кристаллы поваренной соли. Мы считаем, что этот процесс по истине увлекательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и дешёвое для большинства начинающих химиков и физиков, максимально безопасное с точки зрения техники безопасности, что немаловажно для тех, кто проводит эксперименты в домашних условиях. Он развивает у человека аккуратность, терпеливость и наблюдательность. Изучив структуру твердого тела и вырастив кристалл, мы получили много знаний и большой опыт в научно-исследовательской практике.











ЛИТЕРАТУРА

  1. О. Ольгин, “Опыты без взрывов”, М.; “Химия”, 1995 г.;

  2. Т. Б. Здорик, “Камень, рождающий металл”, М.; “Просвещение”, 1984г.;

  3. Шаскольская М. П.; "Кристаллы", М.: Наука, 1985 г.;

  4. Кантор Б. З.; "Минерал рассказывает о себе", М.: Недра, 1985 г.;

  5. Стёпин Б. Д., Аликберова Л. Ю., "Книга по химии для домашнего чтения", М.: Химия, 1994 г.;

  6. Полосин В. С.; "Школьный эксперимент по неорганической химии", УЧПЕДГИЗ, 1959 г.;

  7. Алексинский В. Н.; "Занимательные опыты по химии", М.: Просвещение, 1995

  8. Блудов М.И..; «Беседы по физике», М.:Просвещение, 1970г.;

  9. Кабардин О.Ф., КабардинаС.И. «Факультативный курс по физике»,М.: Просвещение, 1986г.;

  10. Руденко В.Н. «Школьникам о современной физике», М.:Просвещение, 1990г.;

  11. Гильде В. «Зеркальный мир», М.: Мир, 1982г.;

  12. Аксёнова М. Энциклопедия «Техника», М.: Аванта+, 2004 г.;

  13. Тарасов Л. «Этот удивительный симметричный мир», М.: Просвещение, 1982г.

  14. Интернетресурсы.


















Выбранный для просмотра документ кристаллы доклад.doc

библиотека
материалов

ДОКЛАД к реферату «КРИСТАЛЛЫ»


Издавна внимание человека привлекают изумительные по совершенству творения неживой природы — кристаллы. В природе минералы образовывались в течение многих миллионов лет в верхних слоях земной коры, при высоких температурах под колоссальным давлением. Они достаточно редки и представляют высокую ценность.

В начале прошлого века ученым удалось воспроизвести природные явления и получать искусственные минералы.

Целью нашей работы явилось изучение способов выращивания искусственных кристаллов и воспроизведение одного из способов в домашних условиях.

Для реализации этой цели мы изучили теорию строения и методики выращивания кристаллов, провели домашний эксперимент.


КРИСТАЛЛЫ В ПРИРОДЕ И В ЛАБОРАТОРИИ

Кристаллические минералы поражают своим изяществом и красотой форм. Кто не любовался бесконечным разнообразием снежинок - кристаллами льда.

Наука о кристаллах началась с изучения горного хрусталя. Его кристаллы нашли ещё в древности. Сначала думали, что это особая форма замёрзшей воды, и назвали вещество хрусталём (так по-гречески звучит слово "лёд"). Со временем стало ясно, что горный хрусталь и лёд - различные вещества.

Горный хрусталь - это чистый кристаллический кварц, соединение оксида кремния. Но не менее красивы кристаллы кварца, окрашенные примесями в различные цвета: фиолетовые аметисты, жёлтые цитрины, коричневый дымчатый кварц, переливающиеся всеми цветами радуги опал и яшма.

В Оружейной палате Московского Кремля есть одежда и короны русских царей, иконы, сплошь усыпанные кристаллами-самоцветами. Среди них особенно много аметистов.

Самые знаменитые кристаллы - алмазы, которые после огранки превращаются в бриллианты. Разгадать тайну этих драгоценных камней люди пытались многие века. Когда же, наконец, установили, что алмаз - это одна их разновидностей углерода, никто не поверил! Действительно, ведь алмаз - символ не только богатства, но и необыкновенной твёрдости.

Твердость алмаза максимальная, равна 10. Блеск сильный. Размеры кристаллов варьируют от микроскопических до очень крупных, масса самого крупного алмаза «Куллинан», найденного в 1905г. - 621грамм.

Алмаз – полупроводник, в промышленности он применяется как абразивный материал.

Другая, самая распространённая в природе кристаллическая разновидность углерода - графит. Из него делают грифели карандашей - чёрные, жирные на ощупь и очень мягкие! Структура графита слоистая, твердость 1-2. Он огнеупорен, электропроводен, химически стоек. Используется в литейном деле, при изготовлении электродов, карандашей.

Оказалось, что сверкающие кристаллы алмаза, с которыми связано столько романтических историй, и невзрачный чёрный графит состоят из одних и тех же атомов углерода.

И алмаз, и графит - кристаллы. Почему же их свойства так отличаются? Объясняется это разным внутренним строением. В алмазе все связи между атомами одинаковые и прочные, твёрдым получается и сам кристалл. Строение же кристалла графита слоистое, в нём атомы углерода прочно связаны друг с другом только в одном слое. Такой кристалл похож на пачку бумаги, которую очень трудно разрезать пополам, но легко рассыпать на отдельные листочки.

Ученые смогли создать условия, при которых из графита можно получить алмаз, и производят десятки тонн искусственных алмазов. Среди них есть алмазы и для ювелирных целей, однако основная их масса идёт на изготовление инструментов.

Люди научились получать искусственно многие драгоценные камни и прекрасные кристаллы, которые в природе вообще не существуют, например, фианиты (название происходит от сокращения ФИАН - Физический институт Академии наук, где их впервые получили) и кристаллы Swarovski. Их на глаз трудно отличить от алмаза - так красиво они "играют" на свету.


ОСНОВЫ КРИСТАЛЛОГРАФИИ

Кристаллография – наука, занимающаяся изучением строения и свойств кристаллических веществ.

Кристаллы (от греч. Krystallos – лед) - это твердые тела, атомы или молекулы которых образуют упорядоченную пространственную структуру.

Удивительные камни-кристаллы составлены из одинаковых блоков, а самые крохотные из них образованы всего несколькими атомами. В кристаллах атомы образуют правильные геометрические конструкции – объемные кристаллические решетки.

Многие кристаллы образованы не атомами, а ионами. Есть и молекулярные кристаллы. Отсюда и названия кристаллических решеток: атомная, ионная, молекулярная, металлическая.

Когда большой монолитный кусок вещества представляет собой единый кристалл, его называют монокристаллом. Они встречаются редко. Чаще ученые имеют дело с поликристаллами – веществами, состоящими из множества мелких или крупных кристаллических зерен.

1. Кристаллы обязательно обладают симметрией. Она проявляется во всем: в правильной естественной огранке кристаллов, во «внутренней» структуре, в физических свойствах.

2. Кристаллы обладают анизотропией, т.е. их свойства неодинаковы в различных направлениях - это важнейший признак кристаллического тела. Простейшие примеры анизотропии кристаллов – неодинаковая их прочность и твердость по различным направлениям, некоторые химические свойства.

Французский физик Браве выдвинул геометрический принцип классификации кристаллов, основанный на их внутреннем строении. Он вывел 14 видов возможных геометрических форм решёток. В реферате представлены все.


МЕТОДИКИ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ

Так как мы задались целью вырастить кристаллы самостоятельно в домашних условиях, нам пришлось найти и изучить несколько методик для этого:

1. Выращивание больших монокристаллов соединений, растворимых в воде

  1. Получение кристаллов малорастворимых или нерастворимых соединений в воде.

  2. Получение кристаллов простых веществ.


ЭКСПЕРИМЕНТ

Мы остановились на 1-й методике, так как она является самой доступной в домашних условиях.

Сама работа состояла из 3-х этапов:

  • приготовление маточного раствора,

  • получение кристалла – затравки,

  • выращивание монокристаллов.

Мы подготовили все необходимое для эксперимента, получили у учителя порошок сульфата меди, запаслись поваренной солью и приступили к работе.

Сначала мы приготовили как можно более концентрированный раствор медного купороса, внося его в стакан с водой, - до тех пор, пока очередная порция купороса не переставала растворяться при перемешивании. Затем слегка подогрели смесь, чтобы добиться полного растворения. Для этого стакан ставили в кастрюлю с теплой водой.

Затем в стакан с помощью перемычки из стержня шариковой ручки подвесили на нитке кристаллическую "затравку" - маленький кристаллик купороса - так, чтобы он был погружен в раствор. На этой "затравке" рос будущий экспонат нашей коллекции кристаллов.

Сосуд с раствором поставили в открытом виде в теплое место. Когда кристалл вырос достаточно большим, вынули его из раствора, обсушили салфеткой, обрезали нитку и покрыли грани кристалла бесцветным лаком, чтобы предохранить от "выветривания" на воздухе.

На слайде виден химический стакан с раствором CuSO4 и нитка с «затравкой» для выращивания кристаллов. Через несколько суток на нитке появился кристалл, похожий на драгоценный камень.

Подобным образом мы вырастили и кристаллы поваренной соли.

На слайде химический стакан с насыщенным раствором NaCl и нитка с «затравкой». Через несколько суток нитка, опущенная в раствор, превратилась в «ожерелье» из кристаллов хлорида натрия.

Так выглядят выращенные нами кристаллы.

Результаты

Нам удалось вырастить монокристалл медного купороса в домашних условиях. Рассматривая его, мы увидели, что он имеет форму призмы, в сечении которой лежит ромб и представляет собой триклинную кристаллическую решетку. Мы измерили длины боковых ребер и углы между гранями из возможных для измерения плоскостей.

Полученные результаты полностью подтвердили триклинную структуру элементарной ячейки.


hello_html_m53d4ecad.gifВ Ы В О Д

Нам удалось вырастить монокристаллы медного купороса и мелкие кристаллы поваренной соли. Мы считаем, что этот процесс - увлекательное занятие, простое, доступное и дешёвое для начинающих химиков и физиков. Он развивает у человека аккуратность, терпеливость и наблюдательность. Изучив структуру твердого тела и вырастив кристаллы, мы получили много знаний и большой опыт в научно-исследовательской практике.

3



Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Краткое описание документа:

   Человека всегда привлекают кристаллы - изумительные по совершенству творения неживой природы. Ученые научились создавать аналогию минералов. Стало возможным воспроизвести природные явления в ускоренном варианте и в лабораторных условиях получить минерал.    Целью исследовательской работы явилось изучение способов выращивания искусственных кристаллов и воспроизведение одного из способов в домашних условиях. С этой целью были решены следующие задачи: •           изучена теория строения кристаллов; •           подобрана методика выращивания кристаллов; •           проведен эксперимент в домашних условиях; •           экспериментально подтверждено строение внутренней структуры кристалла медного купороса.    Материалы научно-исследовательской работы состоят из реферата, презентации для научно-практической конференции и текста выступления.
Автор
Дата добавления 02.04.2014
Раздел Химия
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров831
Номер материала 55569040229
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх