Углероды
план-конспект урока по химии (9 класс) на тему

Конспект урока по химии в 9 классе

по теме «Углерод»

Девиз урока:

«Сами трудясь, вы многое сделаете для себя и для близких, а если при труде успеха не будет, будет неудача, не беда – пробуйте еще».

 (Д.И. Менделеев).

Цель урока. Добыть «живое» знание путем активной самостоятельной творческой работы на уроке.

Задачи:

1. Способствовать дальнейшему закреплению знаний о периодической системе, периодическом законе и строении атома на примере характеристики углерода.

2. Ознакомить учащихся с характеристикой углерода как химического элемента, как простого вещества.

3. Дать понятие адсорбции.

4. Способствовать развитию познавательного интереса учащихся.

Тип урока: урок с проблемной ситуацией.

Оборудование: уголь древесный, карболен, графитовые стержни, подкрашенный водный раствор, кристаллические решетки алмаза, графита; иллюстрации фуллеренов и сокровищ алмазного фонда.

1. Определение темы урока начинается со стихотворения:

Ох, как вездесущ я, как никто другой.

Уголь, нефть, алмазы – дружат все со мной

И в графите тоже, верьте содержусь,

И всегда так будет – я за то молюсь.

Как же не молиться, милый ты друг мой

В каждом я растении, каждому родной

Организм животный -  это тоже я

Да я жизнь рождаю. Вот моя семья!

Вопрос: о каком химическом элементе идет речь в этом стихотворении?

Учащиеся отвечают, что об углероде. Тема урока определена.

2. Постановка  проблемы: перед вами находятся: уголь, алмазное украшение и стержень из графита. Могу ли я назвать их «родными братьями»?

3. Определяются пути решения проблемы:

• выяснение состава веществ, входящих в эти физические тела;
• изучение строения кристаллических решеток;
• ознакомление со свойствами веществ. 

4. Вопрос:  каков состав веществ в этих телах?

Дети отвечают, что все тела состоят из атомов углерода.

5. Сообщение, подготовленное учеником, о нахождении углерода в природе и его распространении

Углерод

Углерод (лат. Carboneum), С — химический элемент IV группы периодической системы Менделеева. Известны два стабильных изотопа 12 С (98,892 %) и 13 С (1,108 %).

Углерод известен с глубокой древности. Древесный уголь служил для восстановления металлов из руд, алмаз — как драгоценный камень. Значительно позднее стали применяться графит для изготовления тиглей и карандашей.

В 1778 К. Шееле, нагревая графит с селитрой, обнаружил, что при этом, как и при нагревании угля с селитрой, выделяется углекислый газ. Химический состав алмаза был установлен в результате опытов А. Лавуазье (1772 г.) по изучения горения алмаза на воздухе и исследований С. Теннанта (1797 г.), доказавшего, что одинаковые количества алмаза и угля дают при окислении равные количества углекислого газа. Углерод как химический элемент был признан только в 1789  г. А. Лавуазье. Латинское название сarboneum углерод получил от сarbo — уголь.

Распространение в природе

Среднее содержание углерода в земной коре — 2,3 * 10 - 2 % по массе (1 * 10 –2 в ультраосновных, 1 * 10 - 2 — в основных, 2 * 10 - 2 — в средних, 3 * 10 –2 — в кислых горных породах). Углерод накапливается в верхней части земной коры (биосфере): в живом веществе 18 % углерода, в древесине — 50 %, в каменном угле — 80 %, в нефти — 85 %, антраците — 96 %. Значит, часть углерода литосферы сосредоточена в известняках и доломитах.

Число собственных минералов углерода — 112; исключительно велико число органических соединений углерода — углеводородов и их производных.

С накоплением углерода в земной коре связано накопление и многих других элементов, сорбируемых органическим веществом и осаждающихся в виде нерастворимых карбонатов и т.д.

По сравнению со средним содержанием в земной коре человечество в исключительно больших количествах извлекает углерод из недр (уголь, нефть, природный газ), т.к. эти ископаемые — основные источники энергии. Углерод широко распространён также в космосе; на Солнце он занимает 4-е место после водорода, гелия и кислорода.

6. Описание элемента по периодической системе (строение атома, гибридизация, углеродные цепи, соединения углерода).

    В периодической таблице химических элементов углерод (С) расположен во втором периоде, в IV группе главной подгруппы.
    
     Рассказ о строении атома углерода следует начать с изображения распределения электронов по электронным слоям:
    
    
    
     По желанию учащийся может дополнить свой ответ информацией, приведя состав, графическую схему и электронную формулу атома углерода:
    
    
    
     Углерод (С) — неметалл. Возможные степени окисления: -4; 0; +2; +4. Формулы высшего оксида и гидроксида: СО2 и Н2СО3. Оба соединения проявляют кислотные свойства.
    
     При освещении вопроса о нахождении углерода в природе и характеристике физических свойств углерода следует остановиться на явлении адсорбции (поглощение одного вещества поверхностью другого). Вещество, на поверхности которого происходит поглощение, называется адсорбентом. Вследствие большой пористости древесный уголь является хорошим адсорбентом, т. е. способен поглощать своей поверхностью большие порции веществ (например, газов). Это свойство угля используется в медицине (активированный уголь), на этом основано использование угля в противогазах.
    
     Среди аллотропных модификаций следует рассмотреть алмаз и графит . Следует отметить, что различие физических свойств алмаза и графита обусловлено строением их кристаллических решеток. Необходимо показать, что графит и алмаз превращаются друг в друга, при этом целесообразно воспользоваться схемой:
    
    
    
     О других видоизменениях углерода (карбин, фулле-рен) ученик может рассказать по желанию.
    
     Рассказ о химических свойствах углерода можно начать с анализа строения атома. Наличие четырех электронов на внешнем электронном слое (валентных электронов) предполагает возможность как принятия, так и отдачи этих электронов. Из этого следует, что углерод по химическим свойствам может быть: а) окислителем (например, в реакциях с металлами и водородом):
    
    
    
     Эта реакция играет важную роль в металлургии (получение чистых металлов).

7. Приводится выдержка из произведения У. Коллинза « Лунный камень».

«Посмотрите,  Габриэль, -  сказала мне Рэчел и поднесла сверкающий алмаз к солнечному лучу, падавшему из окна.

- Господи помилуй! Вот уж поистине алмаз! Величиной с яйцо ржанки!

Блеск, струившийся из него, походил на сияние полной луны. Один мистер Годфри сохранил самообладание, Он обнял за талию своих сестер и,  снисходительно посматривая то на алмаз, то на меня сказал:

- Уголь Беттередж! Простой уголь, мой добрый друг!»

Вопрос: Что хотел сказать этими словами мистер Годфри?

Учащиеся отвечают, что очевидно, мистер Годфри хотел сказать, что алмаз – это аллотропная  модификация углерода.

8. Разбирается вопрос об аллотропных видоизменениях углерода. (Сообщение   учащегося). Заполняется таблица «Сравнительная характеристика аллотропных видоизменений углерода»

9. Возвращение к первоначальной  проблеме.

Дети отвечают, что  назвать « родными братьями» уголь,  алмазное украшение  и стержень из графита можно. Так как они состоят из одного и того же химического элемента, но отличаются по строению.

10. Характеристика других форм углерода: карбина, фуллеренов, кокса, сажи, древесного угля.

11. Адсорбция и десорбция. Работа Н.Д.Зелинского. Демонстрация опыта по адсорбции (обесцвечивание раствора КМпО ).

12. Химические свойства углерода.

13. Закрепление знаний. Тестирование.

14. Выставление оценок за работу на уроке. 

15. Домашнее задание пар. № 29 упр. 1-5.