Меню

Проводят ток в твердом состоянии имеют высокую температуру

Кристаллические и аморфные тела. 10-й класс

Разделы: Физика

Класс: 10

Цели урока:

  • Обучающая: сформировать понятие о кристаллическом и аморфном состоянии твердых тел, раскрыть основные свойства кристаллических и аморфных тел, рассмотреть влияние химической связи на свойства твердых тел.
  • Развивающая: развитие логического мышления, умений и навыков на сравнение свойств кристаллических и аморфных тел.
  • Воспитательная: воспитание умений и навыков самостоятельной работы, с целью политехнического образования показать значение физики твердого тела в современном мире, усиление мотивации учащихся к активной познавательной деятельности.

Тип урока: изучение нового материала.

Методы обучения: объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый.

Приборы и материалы: кристаллические и амфорные тела, модели кристаллических решеток, мультимедиа, компьютер.

I. Организационный этап

На данном этапе проверить наличие учащихся в классе, сообщить тему урока. (Приложение 1).

Учащимся предлагается прочитать тему урока и ответить на вопрос:

– О чем может пойти речь на уроке? Какая ассоциация у вас возникает, когда вы слышите словосочетание: «Кристаллические тела»?

II. Актуализация знаний

Стадия вызова

Маркировочная таблица «З–Х–У» («Знаю – Хочу знать – Узнал»).

Один из способов графической организации и логико-смыслового структурирования материала.

1 шаг: До знакомства с новым материалом учащиеся в группе заполняют первый и второй столбики «Знаю», «Хочу узнать».
2 шаг: По ходу знакомства с текстом или же в процессе обсуждения, учащиеся заполняют графу «Узнал».
3 шаг: Подведение итогов, сопоставление содержания граф.

Повторение материала по химии

Кристаллы – твердые тела, обладающие трехмерной периодической атомной (или молекулярной) структурой и, при определенных условиях образования, имеющие естественную форму правильных симметричных многогранников. Следует различать понятия структура кристалла и пространственная решетка. Структура – это физическая реальность, а пространственная решетка – геометрическое построение, помогающее выявить законы симметрии структуры кристалла.

Виды кристаллических решеток

Частицы в кристалле колеблются около положений равновесия – узлов кристаллической решетки, расположенных на определенных расстояниях друг от друга в определенном порядке. Расстояния между самими частицами меняются вследствие теплового движения. Наименьший фрагмент, повторением которого можно образовать всю решетку наз. элементарной ячейкой. Выделяют четыре типа кристаллических решеток:

  • молекулярные (водород, азот, нафталин, сухой лед и др.) – в узлах решетки расположены молекулы. Характеризуются малой прочностью.
  • ковалентные (алмаз, кремний, германий, сульфид цинка и др.) – между соседними атомами осуществляется ковалентная (парноэлектронная связь), общие электроны могут двигаться по строго определенным путям. Являются диэлектриками или полупроводниками.
  • ионные (поваренная соль, бромистое серебро и др.) – в узлах ионы, удерживающиеся электростатическими силами притяжения.
  • металлические (металлы) – в узлах ионы металлов.

Работа в группах по заполнению таблицы по определенному типу решетки и затем обсуждение.

III. Изучение нового материала

На столе лежат тела: мыло, стеклянный стакан, свеча, шоколад, чупа – чупс, кольцо с рубином, выращенные кристаллы сульфата меди и поваренной соли, металлическая ложка. Их можно разделить на 2 группы по определенным свойствам. По каким? Для этого необходимо, изучить новый материал.

Дальше идет работа в группах по самостоятельному изучению материала по учебнику и заполнению таблицы.

Все твёрдые тела делятся на кристаллические и аморфные. Мы рассмотрим, в чём их сходство и различие. Что такое кристаллы? Кристаллы – это твёрдые тела, атомы или молекулы которых занимают определённые, упорядоченные положения в пространстве. Кристаллические тела делятся на монокристаллы и поликристаллы. Монокристаллы – одиночные кристаллы. Монокристаллами наз. одиночные кристаллы, имеющие макроскопическую упорядоченную кристаллическую решетку. Поликристаллы – это твёрдые тела, состоящие из большого числа кристаллов, беспорядочно ориентированных друг относительно друга. Одним из наиболее существенных свойств монокристаллов является анизотропия – зависимость (неодинаковость) физических свойств кристалла от направления. Но в отличии от монокристаллов, поликристаллы изотропны, т.е. физические свойства одинаковые по всем направлениям. Это объясняется тем, что кристаллы внутри располагаются беспорядочно, и каждый в отдельности обладает анизотропией, а в целом кристалл изотропен. Свойства кристаллических тел: правильность геометрической формы, постоянная температура плавления, анизотропия свойств.
Аморфные тела – это твёрдые тела, где сохраняется только ближний порядок в расположении атомов. (Кремнезём, смола, стекло, канифоль, сахарный леденец). Отличие в характере движения: частицы не только совершают колебательные движения, но совершают скачки (движения характерные для жидкой фазы состояния вещества) Свойства аморфных тел: отсутствие симметрии, отсутствие постоянной температуры плавления, изотропия свойств.
Аморфные тела – жидкости с очень большой вязкостью (при низких температурах ведут себя как кристаллические тела, при высоких температурах и постоянной нагрузке – как жидкости).
В аморфных телах не наблюдается строгого порядка в расположении их частиц.
Сравнение свойств аморфных и кристаллических тел (с помощью таблицы).

Затем выходит учащийся и раскладывает мыло, стеклянный стакан, свечу, шоколад, чупа – чупс, кольцо с рубином, выращенные кристаллы сульфата меди и поваренной соли, металлическую ложку на две группы: кристаллические и аморфные тела.

Сообщение учащегося по ФТТ

Большинство окружающих нас твердых тел представляют собой вещества в кристаллическом состоянии. К ним относятся строительные и конструкционные материалы: раз­личные марки стали, всевозможные металлические сплавы, мине­ралы и т. д. Специальная область физики—физика твердого тела — занимается изучением строения и свойств твердых тел. Эта область физики является ведущей во всех физических исследова­ниях. Она составляет фундамент современной техники.
В любой отрасли техники используются свойства твердого те­ла: механические, тепловые, электрические, оптические и т. д. Все большее применение в технике находят кристаллы. Вы, навер­ное, знаете о заслугах советских ученых — академиков, лауреатов Ленинской и Нобелевской премий А. М. Прохорова и Н Г Басова в создании квантовых генераторов. Действие современных оптиче­ских квантовых генераторов — лазеров — основано на использовании свойств монокристаллов (рубина и др.).

IV. Закрепление нового материала

1. Прием «Фишбоун»

Голова – вопрос темы, верхние косточки – основные понятия темы, нижние косточки – суть понятий, хвост – ответ на вопрос. Записи должны быть краткими, представлять собой ключевые слова или фразы, отражающие суть.

2. Прием «Синквэйн»

Правила написания синквэйна:

1. В первой строчке тема называется одним словом (существительным).
2. Вторая строчка – это описание темы в двух словах (два прилагательных).
3. Третья строка – описание действия в рамках темы тремя глаголами.
4. Четвертая – это фраза из четырех слов, показывающая отношение к теме.
5. Синоним из одного слова, который повторяет суть темы.

Тела
Кристаллические, аморфные
Находят, выращивают, создают.
В веществах разные связи.
Материальны.

3. Выполнение теста (Взаимопроверка)

Вариант 1 Часть А

А1. Вещество, которое хорошо проводит электрический ток и тепло, пластич­ное, непрозрачное, имеет кристаллическую решетку:

1) молекулярную;
2) ионную;
3) атомную;
4) металлическую.

А2. Вещество, которое обладает высокой твердостью, высокими температу­рами кипения и плавления, не растворяется в воде, имеет кристалличе­скую решетку:

1) молекулярную;
2) ионную;
3) атомную;
4) металлическую.

А3. Дифенил — легкоплавкое вещество, потому что имеет кристаллическую решетку:

1) молекулярную;
2) ионную;
3) атомную;
4) металлическую.

А4. Для веществ с металлической кристаллической решеткой нехарактерным свойством является:

1) электропроводность;
2) пластичность;
3) хрупкость;
4) теплопроводность.

А5. Кристаллическую решетку алмаза образуют:

1) атомы углерода, связанные ковалентной связью;
2) молекулы углерода;
3) ионы углерода С 4– и С 4+ ;
4) ионы углерода С 4+ , связанные электронным газом.

А6. Какие из утверждений являются верными?

А) Все вещества с металлической кристаллической решеткой являются твердыми веществами.
Б) Вещества с ионной кристаллической решеткой хорошо растворимы в воде, водные растворы веществ не проводят электрический ток.

1) Верно только А;
2) верно только Б;
3) оба утверждения верны;
4) оба утверждения неверны.

Часть В В1. Установите соответствие:

Вариант 2 Часть А

А1. Вещество, обладающее свойствами: твердость, хрупкость, высокие тем­пературы плавления и кипения, электропроводность водного раствора, имеет кристаллическую решетку:

1) атомную;
2) ионную;
3) молекулярную;
4) металлическую.

А2. Вещество, обладающее свойствами: невысокая прочность, легкоплав­кость, неэлектропроводность водного раствора, имеет кристаллическую решетку:

1) атомную;
2) ионную;
3) молекулярную;
4) металлическую.

А3. Карборунд — очень твердое вещество, имеет высокие температуры плав­ления и кипения, не растворяется в воде, не проводит электрический ток, так как его кристаллическая решетка:

1) молекулярная;
2) атомная;
3) ионная;
4) металлическая

А4. Для веществ с ионной кристаллической решеткой нехарактерно свойство:

1) тугоплавкость;
2) хорошая растворимость в воде;
3) возгонка;
4) высокая температура кипения.

А5. Кристаллическую решетку хлорида кальция образуют:

1) атомы Са и Cl, связанные ковалентной связью;
2) ионы Са 2+ и CI – ;
3) молекулы CaCl2;
4) атомы Са, связанные с ионами Сl –

А6. Какие из утверждений являются верными?

Читайте также:  Формулы для нахождения плотности тока

А) Вещества с атомной кристаллической решеткой пластичны и обладают высокой теплопроводностью.
Б) Вещества с молекулярной кристаллической решеткой имеют низкие температуры кипения и плавления.

1) Верно только А;
2) верно только Б;
3) оба утверждения верны;
4) оба утверждения неверны

Часть В В1. Установите соответствие:

V. Подведение итогов урока

VI. Рефлексия

VII. Домашнее задание: § 75,76.

Используемая литература:

  1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика 10 класс. М.: Просвещение, 2004.
  2. Блудов М.И. Беседы по физике. М.: Просвещение, 1984.
  3. Кабардин О.Ф., С.И. Кабардина. Факультативный курс физики. 9 класс.
  4. Материалы сайта.

Источник

Сборка тестов по химии по теме «Строение вещества»

Вещества молекулярного и немолекулярного строения. Тип кристаллической решетки. Зависимость свойств веществ от их состава и строения.

ыркыаторвптовсТакже вы можете ознакомиться со всеми тестами ЦТ по химии перейдя по ссылке http://www.yoursystemeducation.com/ct/ или всеми заданиями ЕГЭ по химии перейдя по ссылке http://www.yoursystemeducation.com/realnoe-ege/

  1. Немолекулярное строение имеет: 1) фуллерен, 2) алмаз, 3) вода, 4) углекислый газ.
  2. Немолекулярное строение имеет: 1) железо, 2) водород, 3) кислород, 4) угарный газ.
  3. Ионную кристаллическую решетку имеет: 1) бромид калия, 2) бром, 3) калий, 4) бромоводород.
  4. Молекулярную кристаллическую решетку имеет: 1) литий, 2) оксид натрия, 3) красный фосфор, 4) белый фосфор.
  5. Молекулярную кристаллическую решетку имеет: 1) фторид серы (VI), 2) сульфид натрия, 3) графит, 4) натрий.
  6. Молекулярное строение имеет: 1) йод, 2) йодид калия, 3) гидроксид калия, 4) гидроксид алюминия.
  7. Немолекулярное строение имеет: 1) йод, 2) хлорид йода, 3) гидроксид калия, 4) уксусная кислота.
  8. Немолекулярное строение имеет: 1) цинк, 2) муравьиная кислота, 3) фтороводород, 4) кислород.
  9. Молекулярную кристаллическую решетку в твердом состоянии имеет: 1) иодид бария, 2) гидроксид бария, 3) барий, 4) йод.
  10. Ионную кристаллическую решетку имеет: 1) фтор, 2) фтороводород, 3) гидрид натрия, 4) хлорид титана(IV).
  11. Молекулярное строение имеет: 1) оксид кремния(IV), 2) нитрат бария, 3) хлорид натрия, 4) оксид углерода(II).
  12. Молекулярную кристаллическую решетку имеют: 1) H2O, CuO, 2) CuO, K2S, 3) K2S, H2SO4, 4) H2SO4, O 2.
  13. Атомную кристаллическую решетку имеет: 1) графит, 2) железо, 3) карбонат кальция, 4) азотная кислота.
  14. Ионную кристаллическую решетку имеет: 1) фторид кальция, 2) оксид кремния, 3) алмаз, 4) медь.
  15. Вещество, имеющее низкую температуру плавления, возгоняющееся при нагревании, неэлектропроводное – имеет кристаллическую решетку: 1) ионную, 2) металлическую, 3) молекулярную, 4) атомную.
  16. Твердое, хрупкое вещество, расплав которого проводит электрический ток – имеет кристаллическую решетку: 1) ионную, 2) металлическую, 3) молекулярную, 4) атомную
  17. Вещество, имеющее высокую электропроводность, ковкое, пластичное, имеет кристаллическую решетку: 1) ионную, 2) металлическую, 3) молекулярную, 4) атомную.
  18. Тугоплавкое хрупкое вещество, нерастворимое в воде, имеет кристаллическую решетку: 1) ионную, 2) металлическую, 3) молекулярную, 4) атомную
  19. Атом является структурной единицей в кристаллической решетке: 1) фосфорной кислоты, 2) белого фосфора, 3) кремнезема, 4) хлорида аммония.
  20. В кристалле вольфрама частицы связаны металлической связью, поэтому вольфрам: 1) тугоплавок, 2) химически стоек, 3) электропроводен, 4) имеет высокую плотность.
  21. Ионный тип кристаллической решетки характерен для: 1) кислот, 2) металлов, 3) неметаллов, 4) солей.
  22. Из молекул состоит каждое из веществ: 1) поваренная соль и кислород, 2) оксид магния и хлороводород, 3) вода и хлор, 4) алмаз и сода.
  23. Атомную кристаллическую решетку имеет каждое из веществ: 1) алмаз и графит, 2) аммиак и йод, 3) озон и кислород, 4) вода и мел.
  24. Ионную кристаллическую решетку имеет каждое из веществ: 1) серная кислота и оксид углерода(IV), 2) гидроксид натрия и хлорид калия, 3) карбонат кальция и хлороводород, 4) оксид кремния и гидроксид меди(II).
  25. Верны ли следующие суждения о типах кристаллических решеток веществ в твердом состоянии? А) этанол имеет ионную кристаллическую решетку. Б) йод имеет молекулярную кристаллическую решетку. 1) верно только А, 2) верно только Б, 3) верны оба суждения, 4) оба суждения неверны.
  26. Какие свойства характерны для вещества с атомной кристаллической решеткой? 1) нерастворимость в воде и тугоплавкость, 2) хрупкость и легкоплавкость, 3) растворимость в воде и летучесть, 4) хорошая тепло- и электропроводность.
  27. В твердых веществах молекулярного строения химическая связь: 1) ковалентная, 2) металлическая, 3) ионная, 4) водородная
  28. В твердых веществах атомного строения химическая связь между атомами: 1) ковалентная, 2) металлическая, 3) ионная, 4) водородная
  29. Некоторое вещество тугоплавко и не проводит электрический ток ни в твердом виде, ни в расплаве. Какую кристаллическую решетку оно имеет? 1) атомную, 2) молекулярную, 3) ионную, 4) металлическую.
  30. Некоторое вещество тугоплавко и не проводит электрический ток в твердом виде, но его водный раствор обладает электрической проводимостью. Какую кристаллическую решетку имеет это вещество? 1) атомную, 2) молекулярную, 3) ионную, 4) металлическую.
  31. Выберите вещество, которое в твердом состоянии имеет молекулярную кристаллическую решетку: 1) С (графит), 2) SiO2, 3) SiC, 4) CO 2
  32. Выберите вещество, которое в твердом состоянии имеет атомную кристаллическую решетку: 1) SiO2, 2) SiH4, 3) O2, 4) Na.
  33. Выберите вещество, которое в твердом состоянии имеет ионную кристаллическую решетку: 1) N2O5, 2) HNO3, 3) NH4NO3, 4) NH3.
  34. Какое свойство характерно для веществ с атомной кристаллической решеткой? 1) высокая плотность, 2) тугоплавкость, 3) хорошая растворимость в воде, 4) электропроводность.
  35. Один и тот же тип решетки в кристаллическом состоянии имеют: 1) хлор и водород, 2) вода и алюминий, 3) поваренная соль и серная кислота, 4) кремнезем и гидроксид натрия.
  36. Запахом обладают вещества, имеющие кристаллическую решетку: 1) атомную, 2) молекулярную, 3) ионную, 4) металлическую.
  37. Молекулярную решетку в кристаллическом состоянии имеет: 1) хлорид натрия, 2) хлор, 3) натрий, 4) гидроксид натрия.
  38. Хлорид-ионы отсутствую в кристаллах: 1) хлорида натрия, 2) хлорида кальция, 3) хлорида фосфора(V), 4) хлорида цезия.
  39. Ионную кристаллическую решетку в кристаллическом состоянии имеет: 1) бром, 2) вода, 3) серная кислота, 4) карбонат натрия.
  40. Металлическую кристаллическую решетку имеет: 1) NH3, 2) AlCl3, 3) Cu3Al, 4) CuO.
  41. Один и тот же тип решетки в кристаллическом состоянии имеют вода и: 1) железо, 2) углекислый газ, 3) поваренная соль, 4) алмаз.
  42. Легкоплавкое кристаллическое вещество хорошо растворимо в этаноле и не проводит электрический ток ни в расплаве, ни в растворе. Какую кристаллическую решетку оно имеет? 1) атомную, 2) молекулярную, 3) ионную, 4) металлическую.
  43. Тугоплавкое кристаллическое вещество нерастворимо в воде и хорошо проводит теплоту и электрический ток. Какую кристаллическую решетку оно имеет? 1) атомную, 2) молекулярную, 3) ионную, 4) металлическую.
  44. Тот же тип кристаллической решетки, что и у сульфата натрия, имеет: 1) красный фосфор, 2) хлороводород, 3) серная кислота, 4) сульфид бария.
  45. Тот же тип кристаллической решетки, что и у натрия, имеет: 1) хлорид цинка, 2) сульфат натрия, 3) карбонат натрия, 4) золото.
  46. Тот же тип кристаллической решетки, что и у кислорода, имеет: 1) бром, 2) оксид натрия, 3) поваренная соль, 4) калий.
  47. Один и тот же тип решетки в кристаллическом состоянии имеют: 1) фтор и фторид натрия, 2) хлор и хлорид калия, 3) хлорид натрия и гидроксид калия, 4) оксид хлора(VII) и гидроксид калия.
  48. Оксид алюминия в кристаллическом состоянии имеет тот же тип кристаллической решетки, что и: 1) алюминий, 2) кислород, 3) фтор, 4) фторид алюминия.
  49. Ванилин представляет собой легкоплавкое кристаллическое вещество с характерным запахом. Какой тип кристаллической решетки он имеет? 1) атомный, 2) молекулярный, 3) ионный, 4) металлический.
  50. Атомную решетку в кристаллическом состоянии имеет: 1) азот, 2) аммиак, 3) карбид кремния, 4) платина.
  51. Один и тот же тип решетки в кристаллическом состоянии имеют: 1) натрий и хлорид натрия, 2) сульфат бария и барий, 3) сульфат бария и серная кислота, 4) серная кислота и оксид серы(VI).
  52. Для твердых веществ с молекулярной кристаллической решеткой характерна высокая: 1) плотность, 2) температура плавления, 3) летучесть, 4) энергия связи между молекулами.
  53. Для твердых веществ с металлической кристаллической решеткой характерна низкая: 1) теплопроводность, 2) плотность, 3) летучесть при комнатной температуре, 4) электропроводность.
  54. Для твердых веществ с ионной кристаллической решеткой характерна низкая: 1) температура плавления, 2) энергия связи между ионами, 3) растворимость в воде, 4) летучесть.
  55. Твердое вещество с ионной кристаллической решеткой расплавили. Полученная жидкость: 1) имеет высокую плотность, 2) быстро испаряется, 3) неприятно пахнет, 4) проводит электрический ток.
  56. Атомную кристаллическую решетку не образует: 1) кремний, 2) германий, 3) алюминий, 4) углерод.
  57. Если вещество хорошо растворимо в воде, имеет высокую температуру плавления, не электропроводно, то его кристаллическая решетка: 1) молекулярная, 2) атомная, 3) ионная, 4) металлическая.
  58. Понятие «молекула» не применимо по отношению к структурной единице вещества: 1) хлороформа, 2) кислорода, 3) алмаза, 4) озона.
  59. Атомная кристаллическая решетка характерна для: 1) алюминия и карбида алюминия, 2) серы и йода, 3) оксида кремния и хлорида натрия, 4) алмаза и бора.
  60. Вещества, имеющие молекулярную кристаллическую решетку, как правило: 1) тугоплавкие и хорошо растворимые в воде, 2) легкоплавкие и летучие, 3) твердые и электропроводные, 4) теплопроводные и пластичные.
Читайте также:  Эффект холла для постоянного тока

Ответы приведены в конце страницы.

А вот некоторые задания ЦТ и ЕГЭ с видео-объяснением:

А18 ЦТ 2010. Укажите названия веществ, в молекулах которых содержатся кратные связи и все атомы лежат в одной плоскости: а) стирол; б) фенилацетилен; в) сероводород; г) бутин-1:

  1. б, г
  2. а, г
  3. а, б
  4. б, в

А19 ЦТ 2010. Укажите название вещества, которое в твёрдом состоянии имеет атомную кристаллическую решётку:

  1. серная кислота
  2. оксид кремния (IV)
  3. алюминий
  4. водород

Досрочный ЕГЭ 2018. Из предложенного перечня веществ выберите два вещества, в которых присутствует ковалентная неполярная химическая связь.
1) этан;
2) азотная кислота;
3) гидроксид бария;
4) хлор;
5) аммиак;
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.

Также вы можете ознакомиться со всеми тестами ЦТ по химии перейдя по ссылке http://www.yoursystemeducation.com/ct/ или всеми заданиями ЕГЭ по химии перейдя по ссылке http://www.yoursystemeducation.com/realnoe-ege/

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2 1 1 4 1 1 3 1 4 3 4 4 1 1 3
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
1 2 4 3 3 4 3 1 2 2 1 4 1 1 3
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
4 1 3 2 1 2 2 3 4 3 2 2 4 4 4
46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
1 3 4 2 3 4 3 3 4 4 3 3 3 4 2

А также вы можете проделать большое число заданий на эту тему с подробными видео-объяснениями в отдельном разделе «Химическая связь и строение вещества»

Источник

Электрический ток в твердых проводниках

Вступление

Проводниками электрического тока могут служить твердые тела, жидкости, а при соответствующих условиях и газы.

Твердыми проводниками являются металлы , металлические сплавы (см. некоторые модификации углерода, а также твердые электролиты. Самыми хорошими

проводниками электрического тока являются металлы. Металлы являются проводниками в твёрдом состоянии. При прохождении электрического тока через металлические проводники не изменяются ни их масса, ни их химический состав. Следовательно, атомы металлов не участвуют в переносе электрических зарядов. Исследования природы электрического тока в металлах показали, что перенос электрических зарядов в них осуществляется только электронами.

К металлам относят пластичные вещества с характерным для них блеском, которые хорошо проводят электрический ток и теплоту. Среди материалов электронной техники металлы занимают одно из важнейших мест.

К жидким проводникам относятся расплавленные металлы и различные электролиты. Как правило, температура плавления металлов высока, за исключением ртути, у которой она составляет —39°С. Поэтому при нормальной температуре в качестве жидкого металлического проводника может быть применена только ртуть. Температуру плавления, близкую к нормальной (29,8°С), имеет еще галлий. Другие металлы являются жидкими проводниками лишь при повышенных или высоких температурах.

Механизм прохождения тока по металлам в твердом и жидком состояниях обусловлен движением свободных электронов, вследствие чего их называют проводниками с электронной электропроводностью или проводниками первого рода.

Электролитами, или проводниками второго рода, являются растворы (в основном водные) кислот, щелочей и солей, а также расплавы ионных соединений. Прохождение тока через такие проводники связано с переносом вместе с электрическими зарядами частей молекул (ионов), в результате чего состав электролита постепенно изменяется, а на электродах выделяются продукты электролиза.

Чугунные сплавы

Все газы и пары, в том числе и пары металлов, при низких напряженностях электрического поля не являются проводниками. Однако, если напряженность поля выше некоторого критического значения, обеспечивающего начало ударной и фотоионизации, то газ может стать проводником, обладающим электронной и ионной электропроводностями. Сильно ионизированный газ при равенстве числа электронов и положительных ионов в единице объема представляет собой особую равновесную проводящую среду, называемую плазмой.

Электрический ток в твердых проводниках

2. Электрический ток в твердых проводниках-это направленное движение свободных электронов под действием ЭДС.

ЭДС-электронно-движущая сила.

Первооткрыватель электропроводимости Андре Мари Ампер, так же он вел понятия как: взаимодействие между электрическими токами, сформулировал закон этого явления (закон Ампера), развил теорию магнетизма, предложил использовать электромагнитные процессы для передачи сигналов.

Свойства проводников:

Электрические

-Удельное сопротивление веществ от которого зависит электропроводимость.

-Сверхпроводимость-это свойство некоторых материалов при температуре равной 101(-273) проводить эл.ток без препятствий, т.е. удельное сопротивление этих материалов равно нулю

Физические

Механические

-Прочность на изгиб, растяжение и т.д., а также способность обрабатываться на станках.

Химические

-Свойства взаимодействовать с окружающей или противостоять коррозии.

-Свойства соединятся при помощи пайки, сварки.

Аллюминевые сплавы

Алюминий в качестве конструкционного материала применяется для изготовления слабонагруженных деталей главную роль играют высокая электропроводность , малая плотность, высокая пластичность, коррозионная стойкость, удовлетворительная свариваемость. Высокая электропроводность алюминия в сочетании с малой плотностью дают возможность его широкого использования в электротехнике в качестве материала для проводников. Благодаря высокой теплопроводности из технического алюминия изготовляются теплообменники в холодильных установках. Высокая отражательная способность содействует его широкому применению при изготовлении рефлекторов, зеркал, экранов

Применение алюминия и его соединений и сплавов:

Алюминий и его соединения применяется в быту и во всех отраслях народного хозяйства: в машиностроении, автостроении, в химической промышленности (для производства и транспортировки холодной концентрированной HNO3, т. к. алюминий в ней пассивируется. Пассивация—поверхность металла какого либо будет в неактивном состоянии ,т е пассивное состояние, связанное с образованием тонких поверхностных слоёв соединений слой коррозии).

К стати в природе: алюминий – один из наиболее распространенных элементов в земной коре – до 250 руд,

Пенометалл — металл (Алюминевы сплав) ячеистой структуры. Новый класс материалов, имеющих низкую плотность в сочетании с высокой удельной жесткостью и шумопоглощением, низкой теплопроводностью. Наиболее распространены пенометаллы на основе сплавов алюминия и магния.

Медные сплавы

Медь отличается высокими теплопроводностью, электропроводностью, коррозионной стойкостью, низкой температурой плавления, хорошо обрабатывается давлением, удовлетворительно резанием. Широко применятся в электротехнике, машино- и приборостроении. Медь по ГОСТу (Государственный стандарт — основная категория стандартов в СССР, сегодня межгосударственный стандарт в СНГ. Принимается Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (МГС). В настоящее время являются нормативными неправовыми актами.) выпускается в виде катодов, слитков, полос, лент, труб, проволоки, листов.

Большинство бронз (за исключением алюминиевых) хорошо поддаются сварке и пайке твердыми и мягкими припоями. Основное преимущество медных сплавов — низкий коэффициент трения, сочетающийся для многих сплавов с высокой пластичностью и хорошей стойкостью против коррозии в ряде агрессивных сред и хорошей электропроводностью.

Виды электро проводимых медий

Самый распространенный вид Бериллиевые бронзы- Бериллиевые бронзы сочетают очень высокую прочность и коррозионную стойкость с повышенной электропроводностью. Однако эти бронзы из-за высокой стоимости бериллия используют лишь для особо ответственных случаях в изделиях небольшого сечения в виде лент, проволоки для пружин, мембран, сильфонов и контактах в электрических машинах, аппаратах и приборах. Указанные свойства бериллиевые бронзы получаются после закалки и старения, т.к. растворимость бериллия в меди уменьшается с понижением температуры.

есть Медно-цинковые сплавы,еще их называют Латуни . По химическому составу различают латуни простые и сложные, а по структуре — однофазные и двухфазные. Простые латуни легируются одним компонентом: цинком. Однофазные простые латуни имеют высокую пластичность; она наибольшая у латуней с 30-32% цинка. Двухфазные латуни имеют хорошие ковкость (но главным образом при нагреве) и повышенные литейные свойства и используются не только в виде проката, но и в отливках.

Источник



Проводят ток в твердом состоянии имеют высокую температуру

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

Вещества, которые нас окружают, как правило, находятся в твердом агрегатном состоянии. Большинство физических свойств веществ обусловливается их внутренней строением. По внутреннему строению и физическим свойствам различают два состояния твердых веществ — аморфный и кристаллический.

Аморфные вещества не образуют правильной геометрической структуры, представляя собой структуры с неупорядкованим расположением частиц (атомов или молекул). В отличие от кристаллических веществ, которые имеют вполне определенную температуру плавления, аморфные вещества плавятся в широком интервале температур. При нагревании они постепенно размягчаются, затем начинают растекаться и, в конце концов, становятся жидкими. Иногда аморфные вещества рассматривают как жидкости с очень большой вязкостью. В отличие от кристаллических веществ, которые характеризуются правильной повторяемостью расположение атомов на больших расстояниях, в аморфных веществах, подобно жидкостей, частицы расположены хаотично. Примерами аморфных веществ являются стекло и смолы.

Читайте также:  Схема сварки постоянным током прямой полярности

Некоторые вещества могут находиться и в кристаллическом, и в аморфном состояниях, например сера, кремний(И V ) оксид т.д. Многие вещества могут быть переведены из аморфного состояния в кристаллическое и наоборот. Так, аморфное стекло при хранении «розскляновується», т.е. в нем появляются мелкие кристаллики. Вследствие этого старое стекло при нагревании разбивается и трескается легче и чаще, чем только что изготовленное. Аморфные вещества больше всего отличаются от кристаллических за физическими свойствами.

Подавляющем большинства твердых веществ присуща кристаллическое строение. Каждая кристаллическая вещество имеет определенную, характерную для нее форму кристаллов. Если кристаллическое вещество измельчить, то ее кристаллы распадутся на отдельные кусочки, каждый из которых сохранять, хотя бы частично, форму исходного кристалла.

В кристаллических веществах частицы, из которых построены кристаллы, располагаются в пространстве в определенном порядке и образуют пространственную кристаллическую решетку. Кристаллическая решетка построена из одинаковых, постоянно повторяющихся структурных единиц, индивидуальных для каждого кристалла. Такую структурную единицу называют элементарной ячейкой. Простейшая элементарная ячейка содержит 8 узлов в вершинах куба.

В зависимости от характера частиц, образующих кристалл, и от типа химической связи между ними различают четыре типа кристаллических решеток: металлическую, ионную, молекулярную и атомную.

Атомы металлических элементов довольно легко отдают электроны, поэтому в узлах кристаллической решетки металлов находятся ионы металлов, в пространстве между которыми свободно передвигаются электроны, образуют так называемый электронный газ. Размеры всех ионов одинаковы, поэтому ионы в металлах расположены максимально плотно и образуют простейшие кристаллические структуры. Металлические структуры могут образовывать как металлы, так и некоторые соединения с металлической связью, например нитриды Титана и Хрома.

В металлических структурах электроны свободно перемещаются по всему кристаллу и в такой способ обусловливают связь между всеми положительными ионами в кристалле. Благодаря такому поведению электронов металлы проявляют хорошую электро — и теплопроводность. Отдельные слои ионов можно легко передвигать относительно друг друга, потому что во всех узлах кристаллической ячейки находятся положительные ионы, которые соединяются благодаря притягуванню до электронного газа. Этим обуславливается пластичность (ковкость) металлов.

Если в узлах кристаллической решетки расположены ионы, то такую решетку называют ионной. Разноименно заряженные ионы, которые образуют ионные кристаллы, содержащихся вместе электростатическими силами. Поэтому структура ионной кристаллической решетки должна обеспечивать их электрическую нейтральность. Вокруг каждого иона в ионной кристаллической решетке находится определенное количество других ионов (противоположных по знаком). Так, в кристаллической решетке натрий хлорида каждый ион Na + окружен шестью ионами С l — . Аналогично, каждый ион С l — окружен шестью ионами Na + . И онні кристаллические решетки характерны для веществ с ионной связью.

Поскольку число связей в ионных кристаллах очень большое, то все ионы прочно связаны друг с одним. Для того чтобы их разрушить, необходимо потратить большое количество энергии. Поэтому ионные соединения при комнатной температуре твердые, а плавятся и кипят только при сильном нагревании.

Вещества с ионной кристаллической решеткой имеют сравнительно высокую твердость. Они нелетучие, поэтому не имеют запаха. Но, в отличие от металлических структур, ионные кристаллы являются хрупкими, поскольку даже небольшое смещение слоев в кристалле приближает друг к одного одноименно заряженные ионы, отталкивание между которыми приводит к разрыву ионных связей и, как следствие, к появлению трещин в кристалле или даже к его разрушению.

Хотя в ионных кристаллах есть готовые носители электрического заряда (катионы и анионы), в твердом состоянии ионные соединения не проводят электрический ток, потому что все ионы жестко закреплены на своем месте и не могут свободно передвигаться по кристаллу. Но если нагреть и перевести ионное соединение в жидкое состояние (расплавить), то все ионы становятся подвижными, и поэтому расплавы ионных соединений хорошо проводят электрический ток. Электрический ток проводят не только их расплавы, но и растворы. Многие ионных соединений легко растворяются в воде.

В узлах молекулярных кристаллических решеток находятся молекулы, связанные между собой слабыми межмолекулярными силами. Например, лед состоит из молекул воды, которые удерживаются вместе в кристаллической решетке водородными связями. Йод также существует в виде молекулярных кристаллов. Узлы кристаллической решетки йода заняты двохатомними молекулами йода И2. Хлор и бром образуют подобные структуры при более низких температурах (в обычных условиях хлор — газ, бром — жидкость). Такую же структуру имеет твердый углекислый газ (сухой лед»). Молекулярную структуру имеет еще целый ряд неорганических соединений (например, твердый аммиак), а также большинство органических соединений (например, твердый метан, этиловый спирт, бензол, фенол, нафталин и т.д.). Молекулярные структуры могут образовывать вещества только с ковалентними связями.

Отдельные молекулы, расположенные в узлах кристаллической решетки, связанные между собой слабыми силами, значительно слабее, чем химические связи в молекулі. их легко разрушить, поэтому вещества с молекулярной решеткой являются хрупкими и имеют невысокие значения температур плавления и кипения. Немало веществ с молекулярной структурой в обычных условиях находятся в жидком или газообразном состояниях (хлор, хлороводень, кислород — газы, вода, фтороводорода, сульфатная кислота, органические растворители — жидкости). Некоторые из молекулярных веществ при нагревании могут переходить из твердого в газообразное состояние, минуя жидкое (подвергаются сублимации), например йод, углекислый газ, нафталин.

Растворимость таких веществ в воде зависит от типа связи в их молекулах. Вещества с ковалентным неполярным или слабо-полярным связью в воде не растворяются, а большинство веществ с ковалентным полярным связью растворяются в воде большей или меньшей степени. Молекулы веществ не содержат свободных носителей электрического заряда, поэтому ни в жидком, ни в твердом состоянии молекулярные структуры электрический ток не проводят.

На отличие от ионных и металлических кристаллов, которые состоят из ионов, а также на отличие от молекулярных кристаллов, состоящих из молекул, атомные кристаллы имеют решетку, построенную из атомов, соединенных друг с другом прочными ковалентними связями. В таких структурах невозможно выделить структурную единицу, которую можно называть молекулой, каждый кристалл представляет собой одну большую молекулу. Именно поэтому такие кристаллы называют еще надмолекулярними.

Все атомы в атомных структурах крепко связаны друг с другом ковалентними связями. Чтобы их разрушить, необходимо очень большое количество энергии. Именно поэтому вещества с атомной кристаллической решеткой имеют очень высокие температуры плавления и кипения. Они нерастворимы в воде и в других растворителях. Атомы в кристаллической решетке должны располагаться только в строго определенных местах и на определенной расстоянии друг от друга. Смещение атома со своего места приводит к разрушению ковалентной связи, а для этого нужно много энергии. Поэтому вещества с атомной решеткой очень твердые, непластичні и некрихкі.

Атомную кристаллическую решетку имеет алмаз — самое твердое вещество из всех известных веществ. Атомы Углерода образуют четыре одинарные ковалентные связи, направленные к вершин правильного тетраэдра, в центре которого располагается атом Углерода. Таким образом, с этим центральным атомом могут быть связаны четыре другие атомы Карбона. Каждый из них связывается еще с тремя другими атомами Углерода и т. д. В таким образом образуется трехмерная решетка, составленная только из атомов Углерода. Подобную решетку образуют атомы Кремния и Кислорода в кварце.

Графит также имеет атомную кристаллическую решетку, но, в отличие от алмаза и кварца, в графите каждый атом Углерода образует три ковалентные связи с тремя другими атомами Углерода; при этом образуется плоская сетка из шестиугольников». Каждый из слоев, образованный атомами Углерода, характеризуется ковалентними связями внутри каждого слоя, а слои связаны друг с другом слабыми связями. Через это слои можно легко сместить друг относительно друга, приложив совсем небольшое усилия. Этим объясняются, например, «писальні» свойства графита. В отличие от алмаза, графит хорошо проводит электрический ток, но его электроны могут передвигаться только в одном направлении: вдоль плоскости шестиугольников, а наоборот — в перпендикулярном направлении — графит почти не проводит электрический ток.

Поскольку тип химической связи зависит от электронной конфигурации атомов, то закономерности в строении атомов влияют и на строение и физические свойства образованных ими простых веществ.

Место s — и р-элементов в Периодической системе и типы кристаллических решеток их простых веществ

Источник