Кристаллы. Получение кристаллов в лабораторных условиях;Урок химии в образовательном пространстве.
опыты и эксперименты по химии на тему

Научное общество учащихся

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Лицей № 38

 «Кристаллы. Получение кристаллов в лабораторных условиях»

Выполнила ученица 9 класса

Сайчева Валентина Павловна.

Научный руководитель:

Венкова Светлана Ивановна.

Нижний Новгород 2012 г.

Введение

Кристаллы – одни из самых красивых и загадочных творений природы.

В давние времена считалось, что кристаллы представляют собой редкость. Действительно, нахождение в природе крупных однородных кристаллов - явление нечастое. Однако мелкокристаллические вещества встречаются весьма часто. Так, например, почти все горные породы: гранит, песчаники известняк - кристалличны. По мере совершенствования методов исследования кристалличными оказались вещества, до этого считавшиеся аморфными. Сейчас мы знаем, что даже некоторые части организма кристалличны, например, роговица глаза.

Сейчас изучением кристаллов занимается целая наука: кристаллография.

Цель исследования: получение микрокристаллов и кристаллов в лабораторных условиях.

Проблема исследования: определение способов получения кристаллов, определение основных областей применения кристаллов, получение кристаллов в искусственных условиях.

Объект исследования: кристаллы природного и искусственного происхождения.

Предмет исследования: процесс кристаллизации веществ.

Задачи исследования:

- ознакомиться со становлением и развитием кристаллографии как науки;

- выявить значимость и важность кристаллографии как науки в наши дни;

- рассмотреть современное состояние промышленности выращивания кристаллов в наши дни;

- изучить особенности кристаллической решётки кристалла и различные процессы выращивания кристаллов;

- обнаружить связь изменений структуры кристалла с его физико-химическими свойствами;

- вырастить микрокристаллы и кристаллы в лабораторных условиях с помощью метода качественного обнаружения неорганических и органических веществ – микрокристаллоскопии.

Историография проблемы. В основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981 – 1985 годы и на период до 1990 года поставлена задача создания химико-технологических процессов получения новых веществ и материалов с заданными свойствами. В применении к кристаллам это означает поиск, синтез и выращивание новых кристаллических материалов, всестороннее исследование и научную разработку путей целенаправленного исследования и изменения их свойств и прогнозирование новых веществ.

Вплоть до начала ХХ в. промышленное использование монокристаллов ограничивалось почти исключительно ювелирными самоцветами. Применение кристаллов с богатой гаммой вариаций их физических свойств, обусловленных симметрией и анизотропией, началось в 20-х годах прошлого столетия. Требование к качеству монокристальных материалов и их массовому производству вызвало к жизни появление промышленности выращивания кристаллов, которая в настоящее время становится промышленностью создания материалов с заданными свойствами. В настоящее время развиваются новые области техники, целиком базирующиеся на использовании своеобразных свойств кристаллов. Такие области использования кристаллов, как полупроводники, сверхпроводники, пьезо- и сегнетоэлектрики, квантовая электроника, рубиновый лазер, жидко-кристаллические экраны и многие другие требуют глубокого понимания зависимости физических свойств кристаллов от их химического состава и строения.

Источники исследования представляют собой совокупность следующих компонентов:

• опубликованные материалы, отражающие становление и развитие кристаллографии;
• научная и справочная литература о кристаллах природного происхождения;
• опубликованные материалы о методах выращивания кристаллов;
• научная и справочная литература о методах микрохимического анализа;
• экспериментальные данные.

Методы исследования:

• выявление, анализ, обобщение, изучение опубликованных материалов;
• лабораторный эксперимент.

Значимость исследования определяется тем, что

• представлен обзор становления кристаллографии;
• рассмотрена значимость кристаллов в современной жизни;
• рассмотрено состояние промышленности выращивания кристаллов
• представлен анализ экспериментальных данных по выращиванию кристаллов, приведены технологии получения кристаллов из паров, растворов, расплавов;
• полученные факты, их анализ могут способствовать обогащению представлений школьников о кристаллах, процессах их искусственного получения. Результаты лабораторных экспериментов могут быть использованы в школьных спецкурсах по химии, для самостоятельного выращивания кристаллов, а также являться информацией по обнаружению солей различных металлов, в том числе калия и натрия, в растворе путём выделениях их кристаллического осадка.