Мусина М.Г. Структура силикатов

МАОУ ДОД «Детский оздоровительно-образовательный центр
туризма и краеведения» городского округа г.Салават
Методическая разработка занятия по теме:
"Структура силикатов»
Мусина Минигюль Гарифовна
г. Салават -2010
Пояснительная записка
В образовательных программах любого геологического объединения
есть раздел «Минералогия». Знание по минералогии нужны воспитанникам
для участия в геологических олимпиадах, слетах. Условия соревнования по
минералогии предполагает знание формул минералов и включает элементы
кристаллографии. Самый сложным для изучения является класс силикатов
из-за
многочисленности
Значительно облегчает
минеральных
видов
и
сложности
формул.
процесс усвоения материала, если воспитанники
познакомятся со структурными особенностями силикатов на самых первых
занятиях. Данная разработка поможет провести такое занятие даже
начинающему педагогу.
Цель занятия:
сформировать представление о структуре природных
силикатов.
Задачи:

узнать о структурных особенностях силикатов и их классификации;

познакомиться с образцами минералов класса силикатов;

выявить связь между структурой и физическими свойствами силикатов.
Данная разработка
рассчитана на руководителей геологических
объединений, также может использоваться учителями химии для проведения
факультативных занятий по силикатам, а презентация может быть
использована и преподавателями геологических колледжей.
В геологических объединениях данное занятие лучше проводить для
учащихся 8-ых классов и старше. Для проведения занятий необходимо,
чтобы учащиеся владели навыками определения физических свойств
минералов. При проведении занятия используются такие методы как:
словесный (объяснения педагога), наглядный (демонстрация образцов,
макетов, слайдов), практический (моделирование, лабораторная работы с
образцами), видеометод (просмотр презентации).
Данное
занятие
неоднократно
проводилось
в
геологических
объединениях города Салават. Занятие способствует развитию логического и
пространственного
мышления,
побуждает
учащихся
к
дальнейшему
изучению минералогии и кристаллографии, закрепляет практические навыки.
По окончании занятия воспитанники:
- имеют представление о классификации силикатов по их структурным
особенностям;
- по габитусу кристаллов определяют, к какой группе относится
определяемый силикат;
- могут провести сравнительную характеристику свойств силикатов по
структурным группам.
Методическая разработка занятия по теме:
"Структура силикатов»
Оборудование:

Электронная презентация;

интерактивная доска или проектор с экраном;

макет тетраэдра;

минеральная коллекция силикатов;

шкала твердости Мооса;

шарики из пластилина и спички.
Ход занятия:
1. Организационный момент.
2. Сообщение темы и задач.
Педагог: Тема нашего занятия «Природные силикаты». (СЛАЙД № 1)
Природные силикаты
Наши задачи сегодня:

- узнать о структурных особенностях силикатов;

- познакомиться с образцами минералов класса силикатов;

- выявить связь между структурой и физическими свойствами силикатов.
3. Объяснение нового материала с использованием электронной презентации.
Сегодня мы с вами приступаем к изучению минералов класса силикатов, самого
многочисленного класса в мире минералов. К классу силикатов относятся около 25% из
всех минеральных видов, 75-78 % земной коры сложено силикатами. Минералы этого
класса разнообразны по химическому составу, свойствам, внешнему виду.
(Показать образцы слюды, глины, граната, полевого шпата и др.).
Что же объединяет эти минералы в один класс?
Общим для них является наличие в структуре кремнекислородного тетраэдра.
(СЛАЙД № 2).
Кремнекислородный тетраэдр
кремний
кислород
[ SiO4 ]-4
Один атом кремния окружен четырьмя атомами кислорода, этот комплексный
анион и является основным кирпичиком в структуре силикатов. На столах у вас заготовки
из пластилина, соберите, пожалуйста, модель кремнекислородного тетраэдра, соединяя
атомы с помощью спичек. (Ребята собирают модель.)
(СЛАЙД № 3).
Кремнекислородный тетраэдр
[ SiO4 ]-4
Почему эту модель назвали тетраэдром? Если соединить
атомы кислорода прямыми
линиями (клик), то получим четыре треугольника, которые сложились в четырехгранник
или тетраэдр (клик). (Показать модель тетраэдра).
Тетраэдры легко соединяются между собой, создавая определенные комбинации.
Свойства и внешний вид силикатов зависят от того, в какие комбинации выстраиваются
кремнекислородные тетраэдры.
(СЛАЙД № 4).
Островные силикаты
+
SiO4
+
+
+
SiO4
SiO4
+
SiO4
+
+
+
SiO4
SiO4
SiO4
+
+
+
SiO4
SiO4
[ SiO4 ]-4
На слайде показана структура островных силикатов. Треугольниками показаны
тетраэдры, зелеными кружками показаны катионы. В чем особенность этой структуры?
(возможны ответы учащихся ). Тетраэдры изолированы
друг от друга, они
удерживаются в структуре силикатов с помощью катионов, похожи на острова в море
катионов, поэтому эту группу назвали островными силикатами. В природных силикатах
встречаются островки из сдвоенных тетраэдров.
Вопрос к ребятам: какой кислотный радикал будет в формуле островного силиката?
Ответ:
[SiO4] или [Si2O7]
При такой структуре наиболее вероятна изометричная формы кристаллов, посмотрите на
фото (клик). По форме кристаллов найдите в своих коллекциях островные силикаты.
(СЛАЙД № 5).
Кольцевые силикаты
[ SiO3 ]-2n
[ Si6O18 ]-12
Рассмотрим случай, когда тетраэдры образуют кольца. Кольца также изолированы друг от
друга и удерживаются в структуре катионами. Кислотный радикал этой группы выглядит
как [ Si O3 ]-2n , атомов кремния в три раза меньше атомом кислорода. Для этой группы
характерны призматические кристаллы с правильным сечением. Найдите в своих
коллекциях.
(СЛАЙД № 6).
Цепочные силикаты
[ Si2O6 ]-4
Следующая группа называется цепочные силикаты. Тетраэдры выстроились в одинарную
непрерывную цепочку. Попробуйте создать цепочку из изготовленных вами тетраэдров.
(Воспитанники моделируют).
Кислотный радикал в цепочных силикатах выглядит как [Si2O6 ]-4
(СЛАЙД № 7).
Ленточные силикаты
[ Si4O11 ]-6
Посмотрите на следующий слайд и скажите, как получилась эта структура?
ребят).
(Ответы
Это сдвоенная цепочка, образует как бы ленту, поэтому группа называется
ленточные силикаты. Эта лента также непрерывна. Кислотный радикал в цепочных
силикатах выглядит как [Si4O11 ]-6 .
(СЛАЙД № 8).
Цепочные и ленточные силикаты
цепочный
ленточный
Форма кристаллов цепочных и ленточных силикатов - вытянутые призмы, но в отличии от
кольцевых силикатов, сечение призм неправильное. Найдите в своих коллекциях
кристаллы цепочных и ленточных силикатов.
(СЛАЙД № 9).
Листовые силикаты
[ Si4O10 ]-2
В листовых силикатах тетраэдры образуют плоскую сетку или листы. Между листами
располагаются катионы, удерживающие их. В формуле листового силиката присутствует
анион [Si4O10 ]-2 .
(СЛАЙД № 10).
Листовые силикаты
Форма кристаллов листовых силикатов уплощенная. Найдите в своих коллекциях.
(СЛАЙД № 11).
Каркасные силикаты
Каркасные силикаты
[SiO4 ]-4
характеризуются трёхмерным бесконечным каркасом
кремнекислородных тетраэдров типа [SiO4 ]-4 , соединённых всеми четырьмя вершинами
друг с другом так, что каждый атом кислорода одновременно принадлежит только двум
таким тетраэдрам.
(СЛАЙД № 12).
Свойства силикатов:






Спайность
Твердость
Хрупкость
Гибкость и упругость
Блеск
Химическая стойкость
Островные
Кольцевые
Цепочные
Ленточные
Листовые
Каркасные
Мы с вами познакомились со структурными особенностями силикатов и выделили шесть
групп. В коллекциях вы нашли хотя бы по одному представителю из каждой группы.
4. Закрепление нового материала.
Теперь определите свойствами этих минералов и сравните их. Обратите внимание
на свойства перечисленные на экране. Результаты запишите в табличной форме.
(Дается время на определение свойств и оформление результатов).
В заключении проводится сравнительная характеристика свойств по группам.
Список литературы

Бетехтин А.Г. Курс минералогии. – М.: Изд-во КДУ, 2007.

Булах А.Г., Кривовичев В.Г., Золотарев А.А. Общая минералогия. М.: Издательский центр
«Академия», 2008, 416с.

Миловский А.В. Минералогия и петрография. – М.: Недра, 1979, 439с.

http://ru.wikipedia.org/wiki/Силикаты_(минералы)