Transcript Иянова ислед

Работу выполнила: ученица 10 «Б» класса Иянова Юлия
Учитель: Байметова А.И.
Актуализация
Кристаллы играли и играют до сих пор немаловажную роль в
жизни человека. Они обладают оптическими и механическими
свойствами, именно поэтому первые линзы, в том числе и для очков,
изготавливались из них. Кристаллы до сих пор применяются для
изготовления призм и линз оптических приборов. Развитие новой
техники требует создания новых материалов с особыми свойствами. В
связи с этим необходимо ознакомиться с основами кристаллизации и
с современными представлениями о структурах кристаллических
веществ.
Кроме того, кристаллы можно выращивать из раствора. Это
удивительное свойство кристаллических тел.
Цели и задачи
исследовательской работы
Цель работы: исследовать способ выращивания кристаллов соли из
раствора, определить свойства и оптимальные условия для получения
кристаллов.




Задачи:
Рассмотреть свойства кристаллов.
Рассмотреть многообразие мира кристаллов.
Вырастить кристалл поваренной соли.
Определить роль кристаллов в современном мире.
Гипотеза работы: вырастить и изучить кристаллы различных солей,
определить наиболее оптимальные условия для выращивания
кристаллов, предложить наиболее оптимальный способ выращивания
кристаллов.
Основные сведения о кристаллах
и их свойствах
Кристаллы
Кристаллы - это твердые тела, в которых атомы или молекулы
расположены закономерно, образуя трёхмерно-периодическую
пространственную укладку — кристаллическую решётку. Поэтому
кристаллы имеют плоские грани.
Твердое тело, состоящее из большого числа маленьких
кристалликов, называют поликристаллическим. Одиночные
кристаллы называют монокристаллами.
Кристаллы образуются при охлаждении расплавов или насыщенных
растворов. Иногда кристаллы образуются непосредственно при
охлаждении паров (снег) или на холодных поверхностях
(сублимация).
Кристаллы
Монокристаллы
1. Медный купорос
2. Поваренная соль
Поликристаллы
Свойства кристаллов
 Температура плавления.
Плавление – это переход вещества из твёрдого состояния в жидкое.
Процесс плавления любого кристалла происходит при постоянной
температуре, называемой температурой плавления.
 Симметрия.
Идеальные формы кристаллов симметричны. В кристаллах можно
найти различные элементы симметрии: ось симметрии, плоскость
симметрии, центр симметрии.
Различные кристаллы обладают разной симметрией.
Свойства кристаллов
 Закон постоянства углов – основной закон кристаллографии.
В кристаллах одного вещества углы между соответственными
гранями всегда одинаковы – так звучит закон постоянства углов.
В кристаллографии грани могут отличаться межу собой по форме и
считаться равными, если они обладают одинаковыми физическими и
химическими свойствами.
 Все кристаллы имеют кристаллическую решётку.
Взаимодействие частиц в кристалле приводит к тому, что частицы
устанавливаются только в определённых положениях, где силы,
действующие на них, оказываются скомпенсированными, а
потенциальная энергия их взаимодействия становится наименьшей.
Такое строение и называют кристаллической решёткой, а положения,
в которых могут располагаться частицы, - узлами кристаллической
решётки.
Элементарная ячейка – это совокупность минимального числа
частиц, регулярно повторяющаяся внутри кристалла.
Свойства кристаллов
 Полиморфизм.




Полиморфизм – свойство вещества иметь две (или несколько)
различные кристаллические структуры. Ярким примером такого
вещества является углерод. Углерод в чистом виде содержат:
Сажа, или копоть
Уголь древесный или каменный
Графит
Алмаз
 Анизотропия.
Анизотропия – различие свойств кристалла по разным направлениям.
Рост кристаллов
Кристаллы могут расти как в природе, так и в искусственных
условиях.
 Рост кристаллов в природе
В соляных озёрах, на мелководье вода, нагреваясь, испаряется. Соль
выпадает в осадок, наращиваясь на дне. Так образуются солончаки,
представляющие дно высохших озёр.
 Рост кристаллов в искусственных условиях
В искусственных условиях кристаллы выращивают из раствора или
из расплава.
Применение кристаллов и их роль
в современном мире
 Нужными оптическими и механическими свойствами обладают кристаллы





неокрашенного кварца, и первые линзы, в том числе и для очков,
изготавливались из них.
Кристаллы кварца, кальцита и других прозрачных веществ до сих пор
применяются для изготовления призм и линз оптических приборов.
Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках XX века.
Некоторые кристаллы генерируют электрический заряд при деформации.
Первым их значительным применением было изготовление генераторов
радиочастоты со стабилизацией кварцевыми кристаллами.
Полупроводниковые диоды используются в компьютерах и системах связи,
транзисторы заменили электронные лампы в радиотехнике, а солнечные
батареи, помещаемые на наружной поверхности космических летательных
аппаратов, преобразуют солнечную энергию в электрическую.
Полупроводники широко применяются также в преобразователях
переменного тока в постоянный.
Кристаллы используются также в некоторых мазерах для усиления волн СВЧдиапазона и в лазерах для усиления световых волн. Кристаллы, обладающие
пьезоэлектрическими свойствами, применяются в радиоприемниках и
радиопередатчиках, в головках звукоснимателей и в гидролокаторах.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
(ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ
ИЗ РАСТВОРОВ)
Этапы выращивание кристаллов
поваренной соли
Чтобы вырастить кристалл необходимо подготовить:
- ложку, для размешивания раствора;
- ёмкость для раствора;
- соль;
- воду;
- кастрюлю.
Условия кристаллизации
Если кристаллизация идёт очень медленно, получается один
большой кристалл, а если быстро — то множество мелких
кристаллов.
Мы заметили, увеличение скорости роста кристаллов с повышением
температуры, объясняется тем, что с повышением температуры
раствора одновременно возрастает и концентрация соли в
насыщенном растворе. Емкость же с кристаллом лучше поставить в
прохладное и сухое место, так как при высокой влажности, скорость
испарения воды уменьшается, и образование кристаллов будет идти
медленнее.
Важно соблюдать следующие меры предосторожности:
1. Кристаллик нельзя при росте без особой причины вынимать из
раствора.
2. Не допускать попадание мусора в насыщенный раствор.
3. Нужно следить за уровнем насыщенного раствора, периодически
(раз в неделю или две) обновлять при испарении раствор.
Экспериментальный опыт
«Нахождение оптимальной концентрации раствора для роста
монокристалла и поликристалла поваренной соли».
Температура
окружающей
среды
1 стакан
2 стакан
одинакова,
примерно
23°С.
Объем воды и
масса соли в
растворе
Полученный
результат
V воды =80 мл
m соли = 100 г
В данном
стакане
кристалл вырос
довольно
быстро; по виду поликристалл
V воды =80 мл
m соли = 60 г
Кристалл рос
медленно; по
виду- маленький
и симметричный
монокристалл.
Вывод: в ходе опыта я выяснила: для того, чтобы
вырастить монокристалл поваренной соли, надо 80 мл
воды и 60 г соли. Для того, чтобы вырастить красивый
поликристалл, надо 80 мл воды и 100г соли. Необходимая
температура для выращивания кристалла примерно 23°С.
Анализ полученных результатов







Я установила, что можно вырастить кристаллы соли в домашних
условиях.
В процессе выполнения работы я пыталась получить кристаллы.
По итогам выполнения исследовательской работы я сделала для себя
следующие выводы:
При благоприятных условиях некоторые твердые тела принимают
форму кристаллов.
Кристаллы растут из растворов, когда испаряется вода.
Рост кристаллов зависит от концентрации раствора.
На форму кристаллов соли оказывает влияние температура
(изменяется форма кристаллов и число граней кристаллов).
Быстрота роста кристаллов зависит от относительной влажности.
Скорость роста кристаллов зависит от рода вещества.
Кристаллы различных веществ имеют разную форму