Chat ran

Bài 50 :
CHẤT RẮN
I.Chất rắn kết tinh & chất rắn vô định hình.
1.Chất rắn kết tinh.
2.Chất rắn vô định hình.
II.Tinh thể và mạng tinh thể .
III.Vật rắn đơn tinh thể & đa tinh thể.
IV.Chuyển động nhiệt ở chất rắn kết tinh & vô định hình.
V.Tính dị hướng.
VI.Một số tinh thể mới phát hiện.
VII.Củng cố.
Nội dung
Nhận xét về hình dạng bên ngoài của 4 vật rắn?
a.Muối ăn
b.Thạch anh
c.Nhựa thông
d.Hắc ín
* Chất rắn được phân thành hai loại :
+Chất rắn kết tinh.
+Chất rắn vô định hình.
* Cách phân loại này dựa trên những đặc điểm gì về cấu trúc và tính chất của các vật rắn?
Thạch anh
Muối
I-CHẤT RẮN KẾT TINH & CHẤT RẮN VÔ ĐỊNH HÌNH :
Nêu đặc điểm về dạng hình học?
Có dạng hình học xác định
Có cấu trúc tinh thể

1.Chất rắn kết tinh :
Không có dạng hình học xác địnhKhông có cấu trúc tinh thể
Lưu ý: Một số chất rắn(đường, lưu huỳnh…) có thể tồn tại ở dạng tinh thể hoặc vô định hình tùy thuộc vào việc người ta làm nó rắn lại như thế nào.
Nhựa thông
Hắc ín
Thủy tinh
2.Chất rắn vô định hình :
II.TINH THỂ - MẠNG TINH THỂ:
-Các vật rắn có dạng hình học như vừa nói ở trên được gọi là các tinh thể.
Cấu trúc tinh thể muối ăn
Cấu trúc tinh thể kim cương
Hãy nhận xét cấu trúc các tinh thể này có điểm nào giống nhau?
1.Tinh thể:
-Cấu trúc tinh thể(tinh thể):
Là cấu trúc tạo bởi các hạt (nguyên tử, phân tử,ion…) chiếm những vị trí xác định, có trật tự và trật tự này được lặp lại tuần hoàn trong không gian.
-Các nguyên tử bên trong tinh thế hoặc các phân tử có sắp xếp theo kết cấu không gian ba chiều và mang tính tuần hoàn tạo nên những tính chất đặc trưng như:
+Đồng chất: các vị trí khác nhau trong tinh thể có tính chất vật lý và hóa học giống nhau;
+Dị hướng: các phương hướng khác nhau có tính chất vật lý và hóa học khác nhau;
+Có thể tự hình thành lên các thể đa diện;
+Có nhiệt độ nóng chảy xác định;
+Có tính đối xứng;
+Gây ra hiệu ứng nhiễu xạ đối với tia X và chùm tia điện tử.



2.Mạng tinh thể:
-Là mạng lưới mô tả sự phân bố các hạt cấu tạo nên tinh thể trong không gian.
-Hạt ở mạng tinh thể có thể là ion, phân tử, nguyên tử.
-Giữa các hạt trong mạng tinh thể có lực tương tác, lực này phụ thuộc vào bản chất của các hạt và sự liên kết giữa chúng.
Kích thước tinh thể lớn hay nhỏ là phụ thuộc vào
điều kiện nào?
Kích thước tinh thể phụ thuộc quá trình hình thành
tinh thể diễn biến nhanh hay chậm.
Tốc độ kết tinh càng chậm, tinh thể có kích thước
càng lớn.
3. Các tính chất của chất rắn kết tinh:
a)Các chất rắn kết tinh được cấu tạo từ cùng một loại hạt, nhưng cấu trúc tinh thể không giống nhau thì những tính chất vật lí của chúng cũng rất khác nhau.
b)Mỗi chất rắn kết tinh(ứng với 1 cấu trúc tinh thể) có nhiệt
độ nóng chảy xác định không đổi ở mỗi áp suất cho trước.
c)Chất rắn kết tinh có thể là chất đơn tinh thể hoặc chất đa tinh thể.
Cấu trúc tinh thể kim cương(dạng
tinh thể thứ nhất của cacbon)
Cấu trúc tinh thể than chì (dạng
tinh thể thứ hai của cacbon)
- Chất rắn vô định hình là những chất không có cấu trúc tinh thể, do đó không có dạng hình học xác định.
- Chất rắn vô định hình có tính đẳng hướng và không có nhiệt độ nóng chảy xác định.
4. Các tính chất của chất rắn vô định hình:
III.VẬT RẮN ĐƠN TINH THỂ - VẬT RẮN ĐA TINH THỂ :
Hãy so sánh chất đơn tinh thể với chất đa tinh thể dựa trên cách sắp xếp của các tinh thể và các tính chất vật lí?
Vật rắn đơn tinh thể
Được cấu tạo từ một tinh thể
(như hạt muối ăn, đá thạch anh…)
Các tính chất vật lí của nó không
giống nhau theo các hướng khác
Nhau tính dị hướng
Vật rắn đa tinh thể
Được cấu tạo từ vô số tinh thể rất nhỏ liên kết hỗn độn với nhau
(như 1tấm kim loại, 1 thỏi kim loại)
Các tính chất vật lí của nó
giống nhau theo các hướng khác
nhau tính đẳng hướng
Cấu trúc của vài chất rắn đơn tinh thể:
Muối (NaCl)
Kim cương
Thạch anh(SiO2)
Gemani
Cấu trúc của các đơn tinh thể Ge và Si:
Silic
Cấu trúc của kẽm
Cấu trúc kim loại
Cấu trúc của sắt
Cấu trúc của vàng
Cấu trúc chất đa tinh thể:
IV.Chuyển động nhiệt ở chất rắn kết tinh & vô định hình.
-Mỗi hạt cấu tạo nên tinh thể không đứng yên mà luôn dao động quanh vị trí cân bằng xác định trong mạng tinh thể.
-Chuyển động nhiệt :
+Ở chất rắn kết tinh là dao động của mỗi hạt quanh một vị trí cân bằng xác định của mạng.
+Ởchất rắn vô định hình là dao động của các hạt hạt quanh vị trí cân bằng, vị trí cân bằng này được phân bố theo kiểu trật tự gần.
-Khi nhiệt độ tăng, dao động mạnh lên.
V.TÍNH DỊ HƯỚNG :
-Tính chất đặc trưng của tinh thể : tính dị hướng (tính dị hướng ở 1 vật thể hiện ở tính chất vật lí theo các phương khác nhau ở vật đó là không như nhau).
-Trái với tính dị hướng là tính đẳng hướng.
-Tính dị hướng của tinh thể bắt nguồn từ sự dị hướng của cấu trúc mạng tinh thể.
-Vật rắn đơn tinh thể có tính dị hướng.
-Vật rắn đa tinh thể lại có tính không dị hướng.
-Vật rắn vô định hình không có tính dị hướng.

1. Ứng dụng của các chất rắn kết tinh:
- Silic (Si) và Gemani (GE)  dùng làm các linh kiện bán dẫn.
- Kim cương  dùng làm mũi khoan, dao cắt kính, đá mài …
- Kim loại và hợp kim  luyện kim, chế tạo máy, xây dựng …
VI.ỨNG DỤNG :
Kim cương dùng
làm đồ trang sức
Tinh thể Telua trắng bạc,
có ánh kim, giòn, là chất bán dẫn
-Được dùng trong nhiều ngành công nghệ khác nhau, dễ tạo hình, không gỉ, không bị ăn mòn …
- Một số chất rắn vô định hình: thuỷ tinh, nhựa, cao su …

2. Ứng dụng của các chất rắn vô định hình:
Dạng tinh thể thứ ba của cacbon gọi là fulơren: cấu trúc giống như
quả bóng tròn:
Dạng tinh thể thứ tư của cacbon: ống nanô cacbon(đường kính vài
nanômét), chiều dài cỡ micrômét
C60
C70
VI.Các tinh thể mới phát hiện:
Graphene: Tấm carbon siêu mỏng (dày 1 nguyên tử) trông như một sợi dây phân tử nhỏ.
Trước C60 người ta chỉ biết carbon qua ba dạng: dạng vô định hình (amorphous) như than đá, than củi, bồ hóng (lọ nồi), dạng than chì (graphite) dùng cho lõi bút chì và dạng kim cương
(Hình 1)
Hình 1: Tám loại carbon theo thứ tự từ trái sang phải: (a) Kim cương, (b) Than chì, (c) Lonsdaleite, (d) C60, (e) C540, (f) C70, (g) Carbon vô định hình (h) Ống nano carbon (Nguồn: Wikipedia).
Sự khám phá của C60 cho carbon một dạng thứ tư.
Các nguyên tố carbon không thể sắp phẳng theo kiểu lục giác tổ ong của than chì, nhưng có thể sắp xếp thành một quả cầu tròn trong đó hình lục giác xen kẻ với hình ngũ giác giống như trái bóng đá với đường kính vào khoảng 1 nm (Hình 1d và 2). Phân tử mới nầy được đặt tên là buckminster fullerene theo tên lót và họ của kiến trúc sư Richard Buckminster Fuller. Ông Fuller là người sáng tạo ra cấu trúc mái vòm hình cầu với mô dạng lục giác (Hình 3). Cho vắn tắt người ta thường gọi C60 là fullerene hay là bucky ball.
LCD TV
Liquid crystal
Tinh thể lỏng là những chất mang trạng thái của vật chất nằm giữa trạng thái tinh thể của chất rắn và trạng thái của chất lỏng nên có một số tính chất của cả hai chất; ngoài ra một số chất tinh thể lỏng còn thay đổi màu của mình một cách rõ rệt. Tinh thể lỏng (TTL) có thể chảy như một dòng chất lỏng, nhưng lại có các phân tử sắp xếp hay định hướng như của tinh thể.
Chất rắn kết tinh
Chất rắn vô định hình
-Có cấu trúc tinh thể
-Không có cấu trúc tinh thể
-Có nhiệt độ nóng chảy xác định
-Không có nhiệt độ nóng chảy xác định
-Có tính dị hướng đối với chất
đơn tinh thể
-Có tính đẳng hướng đối với chất
đa tinh thể
-Có tính đẳng hướng.
VII.CỦNG CỐ :
1.Chất rắn kết tinh – Chất rắn vô định hình:
2.Tinh thể - mạng tinh thể :
-Cấu trúc tinh thể(tinh thể):
Là cấu trúc tạo bởi các hạt (nguyên tử, phân tử,ion…) chiếm những vị trí xác định, có trật tự và trật tự này được lặp lại tuần hoàn trong không gian.
-Mạng tinh thể:
-Là mạng lưới mô tả sự phân bố các hạt cấu tạo nên tinh thể trong không gian.
-Hạt ở mạng tinh thể có thể là ion, phân tử, nguyên tử.
-Giữa các hạt trong mạng tinh thể có lực tương tác, lực này phụ thuộc vào bản chất của các hạt và sự liên kết giữa chúng.
3.Vật rắn đơn tinh thể - vật rắn đa tinh thể :
Vật rắn đơn tinh thể
Được cấu tạo từ một tinh thể
(như hạt muối ăn, đá thạch
anh…)
Các tính chất vật lí của nó không giống nhau theo các hướng khác nhau tính dị hướng
Vật rắn đa tinh thể
Được cấu tạo từ vô số tinh thể rất nhỏ liên kết hỗn độn với nhau
(như 1 tấm kim loại, 1 thỏi kim loại).
Các tính chất vật lí của nó
giống nhau theo các hướng
khác nhau tính đẳng hướng