химия 9 класс "Углерод и Кремний" Рудзитис
план-конспект урока по химии (9 класс)

Химия  9 класс                                                                                              Учитель Федорова О.В.

Урок № 37                                                                                                      Дата

Тема урока: Положение углерода и кремния в ПСХЭ, строение их атомов. Аллотропные модификации углерода.

Цель урока: рассмотреть положение углерода и кремния в ПСХЭ, причины и аллотропные модификации углерода; воспитывать бережное отношение к своему здоровью.

Задачи урока:

Образовательные: 

- охарактеризовать положение углерода и кремния в ПСХЭ, строение их атомов, закрепить понятие «аллотропия».

Развивающие: 

- формирование экологической грамотности.

Воспитательные:

- воспитывать интерес к предмету, формировать навыки поведения в коллективном и индивидуальном учебном труде.

Планируемые результаты

Предметные:

- знать положение углерода и кремния в ПСХЭ, строение их атомов;

- знать аллотропные модификации углерода и кремния.

Личностные: 

- формировать уважительное отношение к чужому мнению;

- формировать ответственное отношение к учению.

Метапредметные: 

Коммуникативные:

- уметь слушать собеседника и вести диалог;

- уметь признавать возможность существования различных точек зрения.

Регулятивные:

- продолжить развитие умения планировать и регулировать свою деятельность, самостоятельно планировать пути достижения цели.

Познавательные:

- умение определять понятия, устанавливать аналогии, строить логические заключения и делать выводы.

Тип урока: изучения новых знаний

Оборудование: образцы угля, графита, кремния, кристаллические решетки  алмаза и графита.

Ход  урока

I Организационный момент

II Актуализация опорных знаний учащихся

Учащиеся класса отвечают на вопросы блиц – опроса в своих тетрадях, затем меняются тетрадями, сверяют ответы с правильными ответами, представленными учителем (Помощник № 1), используя шкалу оценивания, выставляют оценку друг другу.

Блиц – опрос

1. Оксид фосфора (V) образуется …

2. Оксид фосфора (V) – это …

3. Оксид фосфора (V) является …

4. При взаимодействии оксида фосфора (V) с водой при нагревании образуется …

5. Ортофосфорная кислота – это …

6. Степень окисления фосфора в ортофосфорной кислоте равна …

7. Валентность фосфора в ортофосфорной кислоте равна …

8. Качественной реакцией на фосфат – ион является …

9. Ортофосфорная кислота образует … ряда солей.

10. Фосфорные удобрения необходимы для … .

III Мотивация учебной деятельности

Мы изучили наиболее известные неметаллы VII, VI, V групп ПСХЭ. Какие неметаллы нами не изучены? Как вы считаете, какова цель нашего урока?

IV Изложение нового материала

1. Положение в ПСХЭ

В IV – А группе ПСХЭ расположены C, Si, Ge, Sn, Pb. К неметаллам относятся C и Si.

Рассмотрим строение их атомов

+6 C )2 )4

+14 Si )2 )8 )4

На внешнем энергетическом уровне атомов элементов IV – А группы расположено 4е-. Атомы углерода и кремния могут как отдавать 4е-, так и принимать их, проявляя степень окисления +4 и -4. В соединении с кислородом углерод может также проявлять степень окисления +2.

Например:

C+4O2                                                                                             C-4H4

C0 - 4е- C+4                                                                                C0 + 4е- C-4

Окисляется, восстановитель                        Восстанавливается, окислитель

Следовательно, эти элементы могут проявлять и окислительные, и восстановительные свойства.

2. Нахождение в природе

Углерод встречается в природе, как в свободном виде, так и в виде соединений. В свободном виде углерод встречается в виде графита и алмаза.

Соединения углерода очень распространены: все живые организмы, каменный уголь, торф, нефть, древесный уголь, известняк, мрамор, доломит, углекислый газ и т.д.

Д  № 7

Образцы угля, графита, кремния. Кристаллические решетки  алмаза и графита.

Кремний открыл и получил в 1823 году шведский химик Йенс Якоб Берцелиус. Второй по распространённости элемент в земной коре после кислорода (27,6% по массе). Встречается в соединениях.

Кристаллический – тёмно-серое вещество с металлическим блеском, большая твёрдость, хрупок, полупроводник; ρ = 2,33 г/см3, t°пл. =1415°C; t°кип. = 2680°C. Имеет алмазоподобную структуру и образует прочные ковалентные связи. Инертен.

Аморфный - бурый порошок, гигроскопичен, алмазоподобная структура, ρ = 2 г/см3, более реакционноспособен.

3. Аллотропия углерода

Углерод — вещество с самым  большим числом аллотропических модификаций. Аллотропные ввидоизменения углерода по своим свойствам наиболее радикально отличаются друг от друга, от мягкого к твёрдому, непрозрачного к прозрачному, абразивного к смазочному, недорогого к дорогому.

Углерод образует несколько аллотропных видоизменений, из которых наиболее известны алмаз и графит.

А) Алмаз имеет атомную кристаллическую решётку. Каждый атом углерода в алмазе связан четырьмя прочными ковалентными связями с соседними атомами, расположенными в вершинах тетраэдра (рис.29, стр. 112)

Благодаря такому строению алмаз — самое твёрдое из известных природных веществ. Все четыре валентных электрона каждого атома углерода участвуют в образовании связей, поэтому алмаз не проводит электрический ток. Это бесцветное прозрачное кристаллическое вещество, хорошо преломляющее свет.

Б) Графит тоже имеет атомную кристаллическую решётку, но устроена она иначе. Решётка графита слоистая. Каждый атом углерода соединён прочными ковалентными связями с тремя соседними атомами. Образуются плоские слои из шестиугольников, которые между собой связаны слабо. Один валентный электрон у атома углерода остаётся свободным.

Графит представляет собой тёмно-серое вещество с металлическим блеском, жирное на ощупь. В отличие от алмаза графит непрозрачный, проводит электрический ток и оставляет серый след на бумаге. У графита очень высокая температура плавления (3700 °С).

Из мельчайших частиц графита состоят сажа, древесный уголь и кокс. Сажа образуется при неполном сгорании топлива. Древесный уголь получают при нагревании древесины без доступа воздуха, а кокс — переработкой каменного угля.

Алмаз и графит взаимопревращаемы. При нагревании выше 10000 С без доступа воздуха алмаз чернеет и превращается в графит. Графит можно превратить в алмаз при температуре 1200 – 16000С и давлении 104 МПа.

Алмаз и графит отличаются друг от друга по физическим свойствам (таблица 23, стр. 113).

Для углерода известны искусственно полученные аллотропные видоизменения – карбин, графен, фуллерены.

В) Карбин

Данная модификация является примером линейной формы аллотропии. Карбин состоит из углеродных цепочек с одинарными, двойными или тройными связями между атомами. Такие линейные структуры могут превращаться в циклические. По физическим свойствам карбин - черный порошок, состоящий из мелких кристаллов. Он является полупроводником. Причем это свойство усиливается под воздействием света, что обусловливает использование карбина в фотоэлементах. Еще одно удивительное качество этого вещества - совместимость с тканями человеческого организма. Поэтому карбин применяют еще и в медицине для изготовления искусственных кровеносных сосудов.

Г) Графены

Эта аллотропная модификация углерода представляет собой монослой графита. Толщина такого слоя - один атом. Графен - тонкое и прочное вещество с высокими показателями электропроводности. В настоящее время он широко используется в микроэлектронике и автомобилестроении.

Д) Фуллерен

Это полые сферические или эллипсовидные молекулы, состоящие из атомов углерода. Наиболее устойчивы молекулы С60 – С70 (рис. 30, стр.114).

Физкультминутка

Чтобы голова не болела,

Ей вращаем вправо-влево. (Вращение головой)

А теперь руками крутим –

И для них разминка будет. ( Вращение прямых рук вперед и назад)

Тянем наши ручки к небу,

В стороны разводим. (Потягивания – руки вверх и в стороны)

Повороты вправо-влево

Плавно производим. (Повороты туловища влево и вправо)

Наклоняемся легко,

Достаем руками пол. ( Наклоны вперед)

Потянули плечи, спинки,

А теперь конец разминке. (Дети садятся)

V Закрепление

Тест по теме «Положение углерода и кремния в ПСХЭ, строение их атомов. Аллотропные модификации углерода»

1. Степени окисления углерода?

А) -3,+3,+5           Б) -4,+2,+4          В) +2,+4,+6      Г) -3,+5

2. Причина аллотропии углерода?

А) разное количество атомов;                 Б) различие в химических свойствах;         

В) разные кристаллические решетки;    Г) разный качественный состав.

3. Кристаллическая решетка у алмаза

А) молекулярная;          Б) атомная;

В) ионная;                      Г) металлическая.

4.  Свойство, характерное для графита -

А) большая прочность;        Б) электропроводность;

В) пластичность;                   Г) высокая твердость.

5.  При какой температуре алмаз превращается в графит?

А) 100°С;          Б)  1200°С;       В)  3000°С;         Г)   1000°С.

VI Домашнее задание

Читать § 31, упр. 2, стр. 114

VII Рефлексия

«Незаконченное предложение»: ребятам нужно высказаться одним предложением, выбирая начало фразы на доске:

Сегодня на уроке

я узнал (а)…

мне особенно запомнилось…

было интересно…

было трудно…

я понял, что…

теперь я могу…

меня удивило

Помощник № 1

1. Оксид фосфора (V) образуется при сгорании фосфора в избытке кислорода.

2. Оксид фосфора (V) – это белый рыхлый, гигроскопичный порошок.

3. Оксид фосфора (V) является кислотным оксидам.

4. При взаимодействии оксида фосфора (V) с водой при нагревании образуется ортофосфорная кислота.

5. Ортофосфорная кислота – это бесцветное, твердое кристаллическое вещество, хорошо растворимое вещество.

6. Степень окисления фосфора в ортофосфорной кислоте равна + 5.

7. Валентность фосфора в ортофосфорной кислоте равна V.

8. Качественной реакцией на фосфат – ион является взаимодействие с AgNO3, в результате которой выпадает осадок желтого цвета.

9. Ортофосфорная кислота образует три ряда солей.

10. Фосфорные удобрения необходимы для роста и развития цветков и плодов растений.

Шкала оценивания: каждый правильный ответ оценивается в – 0.5 балла.