Строение и свойства вещества · урок 3 из 7

Кристаллические и аморфные тела

Физика · 8 класс · базовый уровень
ФРП «Физика» (базовый уровень), Москва – 2025 · строка R01 · PHY8-003

R01.5

Цели урока

Сегодня вы научитесь

Использовать понятия

кристаллическая решётка, узел, монокристалл, поликристалл (REQ-1.1)

Различать твёрдые тела

кристаллические и аморфные — по строению и свойствам (REQ-1.2)

Объяснять свойства

плавление, форму, анизотропию — через расположение частиц (REQ-1.6)

Проводить опыт

выращивать кристаллы соли или сахара и описывать их (REQ-1.9)

REQ-1.1 «использовать понятия»; REQ-1.2 «различать явления по описанию их характерных свойств и на основе опытов…»; REQ-1.6 «объяснять физические процессы и свойства тел…»; REQ-1.9 «проводить опыты по наблюдению физических явлений или физических свойств тел…». Элемент содержания EL-6.2 «Модели твердого, жидкого и газообразного состояний вещества. Кристаллические и аморфные тела».
Вид деятельности ФРП для строки R01: «Проведение опытов по выращиванию кристаллов поваренной соли или сахара» — сл. 12 и ДЗ.

повторение: R01.4

Вспомним

Как расположены частицы в трёх состояниях?

Соль, сахар, стекло, янтарь — всё твёрдое. Устроены ли они одинаково?

R01.5

Проблема

Почему соль колется на кубики, а стекло — нет?

Гипотеза: внутри соли и стекла частицы расположены по-разному.

R01.5

Новый материал

Кристалл: частицы — в узлах решётки

Кристаллическая решётка

частицы стоят в строгом порядке, узор повторяется во всех направлениях

Частицы не стоят на месте — колеблются около узлов

Скол идёт вдоль рядов частиц → ровные грани

R01.5

Сравним строение

Кристаллические и аморфные тела

Кристаллы: соль, сахар, лёд, металлы, кварц, алмаз

Аморфные: стекло, смола, янтарь, пластмассы, канифоль

Определения для тетради: кристаллические тела — твёрдые тела, частицы которых расположены в строгом порядке (образуют кристаллическую решётку). Аморфные тела — твёрдые тела, частицы которых расположены беспорядочно.
Рамки слева — «повторяющийся узор»: сдвинь его — получишь соседний участок. В аморфном теле такого узора нет; оно похоже на жидкость, «застывшую» без порядка.
Вопрос: к какому виду отнести пластилин? (Аморфное тело.)

R01.5

Свойство 1 · плавление

Нагреваем кристалл и аморфное тело

Кристалл

плавится при определённой температуре: лёд — 0 °C

Аморфное тело

размягчается постепенно, определённой температуры плавления нет

График зависимости температуры t от времени τ при равномерном нагревании. Горизонтальный участок у кристалла — плавление: подводимая энергия идёт на разрушение решётки, температура не меняется. Подробно о плавлении — в разделе «Тепловые процессы» (R02).
Пример: стекло при нагревании в пламени сначала становится мягким, тягучим, потом жидким — у стекольщиков нет «температуры плавления стекла».
Вопрос: как по графику узнать, кристалл перед нами или нет? (Есть ли горизонтальная площадка.)

R01.5

Свойства 2 и 3 · форма и направления

Кристаллы имеют правильную форму

Грани плоские, углы между ними у одного вещества одинаковы

Анизотропия: слюда расслаивается на пластинки, а поперёк не ломается

Внешняя форма кристалла повторяет форму его решётки: у соли решётка кубическая — кристаллы кубические; у льда — шестиугольная, отсюда 6 лучей у снежинки.
Анизотропия — зависимость физических свойств кристалла (прочности, теплопроводности, оптических) от направления. Показать кусочек слюды: ногтем отделяется тонкая пластинка. Аморфные тела изотропны: свойства по всем направлениям одинаковы.
Вопрос: почему стекло нельзя «расслоить», как слюду? (Нет рядов и слоёв частиц.)

R01.5

Свойство аморфных тел

Аморфные тела текут — очень медленно

Кусок вара от удара раскалывается, как стекло

В воронке за годы стекает, как очень густая жидкость

Со временем аморфное тело может кристаллизоваться: леденец мутнеет, «засахаривается»

R01.5

Схема-конспект

Кристаллы и аморфные тела: сравнение

Признак	Кристаллические	Аморфные
расположение частиц	строгий порядок, решётка	беспорядочное
температура плавления	определённая	нет, размягчаются
форма	плоские грани	произвольная
свойства по направлениям	различны (анизотропия)	одинаковы
текучесть	не текут	очень медленно текут

R01.5

Новый материал

Монокристаллы и поликристаллы

Одно вещество бывает и кристаллом, и аморфным: кварц и кварцевое стекло, сахарный песок и леденец.

Монокристалл — одиночный кристалл с единой решёткой. Поликристалл — тело из множества мелких сросшихся кристалликов (зёрен), повёрнутых по-разному. Зёрна металла видны на изломе или под микроскопом.
Почему поликристалл почти не проявляет анизотропию: зёрна повёрнуты беспорядочно, и «в среднем» свойства по всем направлениям одинаковы.
Вид тела зависит от условий: быстро охлаждённый расплав часто застывает аморфным (стекло), медленно — успевает выстроить решётку.

R01.5 · опыт ФРП

Опыт · выращивание кристаллов

Вырастим кристалл соли или сахара

Нужно: стакан, горячая вода, соль или сахар, ложка, нить, карандаш, крупный кристаллик

Растворять соль, пока не перестанет растворяться
Дать отстояться, перелить в чистый стакан
Подвесить кристаллик на нити
Накрыть бумагой, не трогать 1–2 недели
Записывать размер и форму граней

Техника безопасности: горячую воду наливает взрослый, стакан — на устойчивую подставку; раствор не пробовать.
Насыщенный раствор — тот, в котором вещество больше не растворяется (на дне остаётся осадок). Около 70 г соли на 200 мл воды. Сахар растворяется гораздо лучше: на 100 мл горячей воды — 200–250 г.
Ожидаемый результат: у соли — кубики и «ступенчатые» кубы, у сахара — призмы с косыми гранями. Вывод: форма кристалла отражает форму решётки. Выполняется дома (ДЗ), результаты — через 1–2 недели.

R01.5

Осторожно

Типичные ошибки

Неверно	Верно
Стекло прозрачное и твёрдое — значит, кристалл	Стекло — аморфное тело
У металла нет граней — он не кристалл	Металл — поликристалл из мелких зёрен
Аморфное тело — значит, жидкое	Оно твёрдое, но очень медленно течёт
В решётке частицы неподвижны	Они колеблются около узлов

R01.5

Закрепление

Решите

1базаРазделите на две группы: стекло, лёд, медь, янтарь, соль, пластилин, сахар, канифоль

2базаПочему у льда есть определённая температура плавления, а у стекла — нет?

3повыш.Слюда расщепляется на тонкие пластинки, но не ломается поперёк. Какое свойство кристаллов это показывает?

4повыш.Металл — кристалл. Почему стальной стержень одинаково прочен во всех направлениях?

5практикаСколько ионов уложится вдоль ребра кубика соли

l = 1

мм, если

d \approx 0, 28

нм?

6практикаЛеденец за полгода помутнел и стал крошиться. Что произошло с расположением частиц?

Ответы: 1) кристаллические — лёд, медь, соль, сахар; аморфные — стекло, янтарь, пластилин, канифоль. 2) У льда частицы образуют решётку; при t = 0 °C она разрушается — идёт плавление при постоянной температуре. У стекла решётки нет, оно размягчается постепенно. 3) Анизотропия: прочность разная по разным направлениям (слои частиц связаны слабее, чем частицы внутри слоя).
4) Сталь — поликристалл: зёрна повёрнуты беспорядочно, поэтому в среднем свойства одинаковы по всем направлениям. 5) N ≈ l / d = 1·10⁻³ м : 2,8·10⁻¹⁰ м ≈ 3,6·10⁶ — около 3,6 миллиона ионов (порядок величины 10⁶; ошибка — забыть перевести мм и нм в метры). 6) Аморфный сахар кристаллизовался: частицы выстроились в решётку, образовались мелкие кристаллики.
Задания 1–3 — все; 4–6 — по готовности; 5 можно решить у доски.

R01.5 · ОГЭ

В формате ОГЭ

ОГЭ, линия 14: график нагревания

14Два твёрдых вещества 1 и 2 одинаковой массы нагревают в одинаковых условиях. Выберите два верных утверждения.

Вещество 1 — кристаллическое.
Вещество 2 плавится при 80 °C.
С 4-й по 8-ю минуту температура вещества 1 не изменялась.
Вещество 2 имеет определённую температуру плавления.
Через 2 мин вещество 1 полностью расплавилось.

Ответ:

Ответ: 13 (порядок цифр в ОГЭ не важен: 31 тоже верно).
Разбор: у вещества 1 есть горизонтальный участок при 80 °C (4–8 мин) — плавление кристалла, утверждения 1 и 3 верны. Вещество 2 нагревается без площадки — аморфное, определённой температуры плавления нет: 2 и 4 неверны. Через 2 мин вещество 1 ещё твёрдое (50 °C), плавление только начнётся на 4-й минуте — 5 неверно.
Ловушка: графики пересекаются около 80 °C — это не «плавление вещества 2», а просто совпадение температур в этот момент.

R01.5 · дополнительно

Дополнительно

Один углерод — два разных кристалла

Алмаз — самый твёрдый природный материал, прозрачен

Графит — мягкий, слои легко отделяются: след грифеля

рефлексия · ДЗ

Итог урока

Проверьте себя и потренируйтесь

Ответьте одной фразой

Чем кристалл отличается от аморфного тела по строению?
Как по графику нагревания узнать кристалл?
Что такое поликристалл? Пример.

Домашнее задание

Вырастить кристалл соли или сахара (сл. 12), вести дневник: дата, размер, форма
Найти дома 3 кристаллических и 3 аморфных тела
Тренажёр:
reknow.ru/8/physics/8_physics_agregatnye.htm

Паспорт соответствия · скрытый слайд

PHY8-003 · Кристаллические и аморфные тела

Поле	Значение
ФРП	«Физика» (базовый уровень), 7–9 кл., Москва – 2025 · 8 класс
Строка, урок	R01 «1.1 Строение и свойства вещества» (раздел «Тепловые явления»), 7 ч · урок 3/7 · тип Н (новый материал)
Единицы → слайды	R01.5 «Кристаллические и аморфные тела» → 2, 4–17 · повторение R01.4 (модели состояний вещества) → 3
Результаты	REQ-1.1 (понятия) → 5, 6, 11 · REQ-1.2 (различать по свойствам и опытам) → 6–10, 14, 15 · REQ-1.6 (объяснять свойства) → 5, 7–9, 13, 14 · REQ-1.9 (опыты) → 12, 17 · REQ-1.7 (расчёт) → 14 (зад. 5) · EL-6.2
Виды деятельности	«Проведение опытов по выращиванию кристаллов поваренной соли или сахара» → 12, 17 · оценка числа частиц → 14
ОГЭ	линия 14 (графики, таблицы и схемы) → 15
Вне урока	объяснение свойств газов, жидкостей и твёрдых тел, смачивание, капиллярность — PHY8-004; тепловое расширение — PHY8-005; плавление и отвердевание, удельная теплота плавления — R02; алмаз/графит — дополнительно (сл. 16)
Проверки	автопроверка: pending · методист: pending