Конспект урока "Углерод- как простое вещество"
план-конспект урока по химии (9 класс) на тему

Содержание

Деятельность

учителя

Деятельность

учеников

Время

  Актуализация:  На сегодняшнем уроке мы познакомимся с одним из важнейших элементов в природе. Его соединения составляют основу живой природы – флору и фауну. От всех элементов он отличается исключительным разнообразием химических соединений. Число известных в настоящее время более чем вдвое превышает количество соединений всех остальных  элементов, вместе взятых. Его относительная атомная масса равна 12.

О каком элементе идет речь?

 О: углерод

Охарактеризуйте положение углерода в периодической системе Менделеева?

  Углерод – шестой элемент в периодической системе Д.И.Менделеева, относится ко второму периоду, к главной подгруппе IV группы.

Заряд ядра + 6, 6 электронов.

  Какова электронная конфигурация атома кремния? (Запишись тетради и на доске).

О:  1S2 2S22P2

  Зарисуйте схему строения внешнего электронного слоя.

  В большинстве соединений углерод проявляет валентность IV

Объясните, почему углерод, имеющий на внешнем электронном уровне только два неспаренных электрона, проявляет валентность  равную четырем?

О: В возбужденном состоянии один электрон S подуровня переходит на Р подуровень, и все четыре электрона внешнего уровня становятся неспаренными. Поэтому для этого элемента характерна валентность равная четырем.

  Изучение нового материала.

 Для углерода нехарактерно образование положительных и отрицательных ионов. Обычно углерод образует ковалентные связи. Особенностью углерода является способность его   атомов соединяться друг с другом с образованием углерод – углеродных цепей:         |      |      |      

                                   -   C -  C – C -  

                                         |      |      |  

        |      |      |  

   -   C -  C – C -  

       |       |      |  

   -  C –

       |  

Углерод известен человеку с давних времен, но признан химическим элементом  лишь в 1775г, благодаря исследованиям французского ученого Лавуазье.

 В природе углерод может встречаться как в свободном виде, так и в виде соединений.

 Какими веществами представлена в природе свободная форма углерода?

 О: Алмаз, графит, карбин, фулерин.

  Какие природные минералы вам известны?

  Карбонаты, нефть, природный газ, каменный и бурый уголь.

 На долю углерода приходится всего 0,001 % массы земной коры. Причем наибольшая его часть содержится в мощных отложениях известняка(Cа СО3) и доломита (СаМgСО4), а каменный уголь и нефть, по сравнению с ними, можно считать редкими минералами.

 Какие минералы углерода наиболеешироко использует человек? Какие месторождения вам известны?

Нефть, природный газ, каменный и бурый уголь, торф

Месторождения нефти – Западно –Сибирский бассейн, Донецкий...Каменного угля – Тунгусский, Донецкий, Кузнецкий, Иркутский.

 Но несмотря на то, что на долю углерода приходится всего 0,001 % массы земной коры. Он является

тринадцатым элемент по распространенности на Земле.

   Как вы думаете, где может кроме литосферы и в виде каких соединений встречаться углерод?

В атмосфере  биосфере и гидросфере.

   Масса углерода, содержащегося в атмосфере виде углекислого газа, составляет примерно 6,0 *1011 т, что примерно только в два раза больше чем масса углерода в живой материи. В гидросфере же растворено в 60 раз больше углекислого газа, чем его находится в атмосфере.

   А в какой форме человек встречает чаще всего углерод в повседневной жизни?

Сажа

 В населенных пунктах сажа скапливается внутри печных труб. Кроме того, сажа образует нагар в двигателях внутреннего сгорания, создавая угрозу аварий.

Каковы его физические свойства, физиологическое действии на организм человека и области применения?

 Сажа – очень мелкий графитовый кристаллический порошок. Частое соприкосновение с сажей может вызвать рак кожи. Но несмотря на свои канцерогенные свойства, сажа все – таки находит достаточно широкое применение в жизни человека. Ее использовали в качестве черной краски на всем протяжении истории культуры. Кроме того, сажу в смеси с графитом используют для изготовления электродов, а также щеток, которые осуществляют контакт  между неподвижными и подвижными частями электромоторов. В этом случае используют такие свойства сажи, как электрическая проводимость, малый коэффициент трения и мягкость.  

  Для углерода характерны три аллотропные модификации. Прочитайте текст на стр 160. Назовите мне аллотропные модификации углерода.

Алмаз, графит,карбин.

 Чем они отличаются друг от друга?

 О: структурой кристаллов.

 Алмазы – прочные, очень твердые кристаллы. Графит – мягкое темно – серое вещество с металлическим блеском. Он легко расслаивается на мелкие чешуйки.

 Как вы думаете в чем причина различия физических свойств аллотропных модификаций углерода.

 Различие физических свойств аллотропных модификаций углерода объясняется  строением их кристаллических решеток.

 Кристаллическая решетка алмаза имеет тетраэдрическое строение. Расстояния между всеми атомами углерода одинаковые. Четыре валентных электрона каждого атома углерода в алмазе sр³ - гибридизованы и образуют прочные ковалентные связи друг с другом. В кристаллической решетке алмаза нет свободных электронов, следовательно, алмаз не проводит электрический ток.

 В молекулярной же решетке графита атомы углерода располагаются в параллельных плоскостях по углам правильного шестиугольника. Расстояние между плоскостями значительно больше, чем между соседними атомами в шестиугольнике.  

 Каждый атом углерода в кристаллической решетке графита sр² - гибридизован и образует три прочные ковалентные связи с атомами, расположенные в том же слое. В образовании этих связей участвуют три электрона, а четвертый валентный электрон является относительно свободным. Наличие свободных электронов обуславливает электропроводность графита. Карбин – порошок черного цвета. В нем атомы углерода выстроены в одну прямую цепочуку. По твердости занимает промежуточное положение алмазом и графитом, обладает полупроводниковыми свойствами.

  Таким образом аллотропные модификации углерода имеют различное строение, разные физические химические свойств, но в их состав входят только атомы углерода.

 Где же применяются аллотропные модификации углерода и как их использование связано с их химическими свойствами?

   Мягкость графита определяет его использование в качестве смазочного материала. Использование алмаза, напротив связано с его высокой твердостью. Благодаря этому свойству алмаз активно применяют для нарезки стекла, гравирования стали, сверления твердых пород.

  Раньше также считали что сажа и активированный уголь – тоже являются аллотропными модификациями углерода.  Но согласно структурному анализу это не аморфные модификации углерода, а тот же графит в разной степени измельчения.

  Для древесного угля характерно явления адсорбции

  Прочитайте текст на стр.163. В чем же заключается явление адсорбции?

  Адсорбцией называют поглощение газообразных или растворенных веществ поверхностью твердого вещества.

  Каким же образом можно повысить эффективность адсорбции?

  Для повышения адсорбции уголь нагревают в струе водяного пара.

  Как вы думаете, где может применяться способность угля поглощать газообразные вещества?

  В противогазах, для очистки воды.

 При обычной температуре углерод малоактивен. При нагревании он реагирует со многими простыми и сложными веществами.

 С какими веществами может взаимодействовать углерод.

 С кислородом, с серой, с металлами, с оксидами металлов, с водородом.

  Заполните схему:

        Химические свойства   углерода

  Окислительные                       Восстановительные    

 Напишите уравнения соответствующих реакций, расставьте коэффициэнты методом электронного баланса.

   Закрепление:

   В каком виде может встречаться углерод?

    В свободном виде, так и в виде соединений.

 Свободная представлена в природе форма углерода?

 О: Алмаз, графит, карбин, фулерин.

  В виде соединений: карбонаты, нефть, природный газ, каменный и бурый уголь.

   Назовите аллотропные модификации углерода

  Алмаз, графит,карбин.

Чем объясняется разница в физичесеских свойствах этих модификаций.

Строением их кристаллических решеток.

Какие химические свойства характерны для углерода?

    Организация домашнего задания

Стр. 162 - 164 , записи в тетради. Подготовте доклад на темы: Многоликий углерод. Алмаз царь камней. Искусственные алмазы. Применение радиоактивного изотопа углерода в научных исследованиях.

беседа

Беседа

Беседа

Беседа

Беседа,

Беседа,

Ответы на вопросы

Запись в тетради

Ответ на вопрос,

Запись в тетради и на доске.

Работа с учебником.