Открытый урок «Всемогущий углерод».

Открытый урок
по теме «Всемогущий углерод»

Цель урока:

Воспитательные задачи: Привитие прекрасного к природным

Образовательные задачи: На примере углерода сформировать общую характеристику элементам IV группы главной подгруппы. Дать общую характеристику элементу углерода, исходя из положения в периодической системе и строения атома. Повторить строение кристаллических решеток и явление аллотропии на примере углерода. Рассмотреть строение, сравнить свойства аллотропных видоизменений и применение алмаза и графита. Дать понятие об аморфном углероде и его сортах. Познакомить учащихся с явлением адсорбции и его практическим значением. Раскрыть биологическое значение углерода в природе

Развивающие задачи:

Методы и приемы: Объяснение с элементами демонстрации, беседы, рассказа, постановка проблемного вопроса, актуализация

Тип и вид урока: Объяснение нового материала с использованием ИКТ и интеграции

Новые понятия: адсорбция, десорбция, фуллерен, сухая перегонка, сажа, кокс,

Оборудование:

Ход урока

I. Организационный момент

II. Объяснение нового материала.

Тема: «Всемогущий углерод»

Из меня состоит все живое
Я – графит, антрацит и алмаз,
Я на улице, в школе и в поле,
Я в аулах и в каждом из вас.

План

1. Общая характеристика элемента углерода

по расположению в периодической системе и строению атома.

1. Физические свойства углерода

2. Применение и значение углерода.

3. Круговорот углерода в природе

1. а)Общая характеристика элемента углерода по расположению в периодической системе химических элементов

Название элемента - символ элемента -

Период – ряд -

Группа – подгуппа –

Порядковый номер - Аr –

Высший оксид - Летучие водородные соединения –

1. б) Электронное строение атома углерода

Исходя из строения предскажите возможные валентности и степени окисления атома углерода в соединениях.

Физические свойства углерода

Аллотропия – это? Приведите примеры:

На основе строения атома углерода можно легко спрогнозировать окислительно-восстановительные свойства углерода:

Проблемный вопрос –
какую роль элемент углерод играет на нашей планете?!

Актуализация

• Какое явление называют аллотропией?

• Какие химические элементы образуют аллотропные видоизменения?

Алмаз, графит, карбин и фуллерен–
это четыре аллотропных видоизменения углерода.

Графит – вещество серого цвета с металлическим блеском, легко крошится при физической нагрузке. Его кристаллическая решетка похожа на стопку бумаги
Один из мягких веществ - плотность 2,17-2,3 5 г/куб.см,
Проводит электрический ток

• Алмаз - бесцветные или окрашенные тетраэдрические кристаллы.

Самый твердый минерал (твердость 10 шкале Рихтера); плотность 3,5 г/куб.см, высокий показатель преломления (2,417).

• Полупроводник.

• Крупнейшие в мире алмазы: «Куллинан» (3106 кар), «Эксельсиор» (971,5 кар), «Йонкер» (726 кар).

А что такое «карат»?

• Карат – это единица измерения драгоценных камней.

• В Аравийской пустыне растет дерево Caratina silikva (каратина силиква), косточка плодов которого весит всегда, - в любое время года и на любом дереве 0.2 г.

География промышленных месторождении связаны с кимберлитами, россыпями.
Главные зарубежные добывающие страны:
ЮАР, Конго (Заир), Ботсвана, Намибия.
Якутии, на Урале.

Новые понятия:

Сухой перегонкой называется нагревание вещества без доступа воздуха.

Свойство угля и других твердых веществ поглощать и удерживать на своей поверхности газы и растворенные вещества называется – адсорбцией.

Явление при котором вещество выделяет поглащенные газы называется десорбцией

«Аморфный углерод» - мелкокристаллический графит.
Сортами этого углерода являются древесный уголь, кокс и сажа.

• Сажу получают преимущественно при разложении метана.

Она используется для приготовления типографской краски, картриджей, резины, косметической туши.

• Кокс представляет собой в основном свободный углерод, он получается при нагревании каменного угля без доступа воздуха.

Кокс применяется в доменных печах при выплавки чугуна из руд.

• Древесный уголь получается при нагревании без доступа воздуха древесины.

Он применяется в качестве топлива в кузнечных горнах, жаровнях, самоварах, используется в металлургии при выплавке некоторых цветных металлов и особо чистых сортов чугуна, так как не содержит вредных примесей, имеющихся в коксе.

Фуллерен

Алмаз «Горняк»

Алмазы и бриллианты входят государственное собрание драгоценных камней и ювелирных изделий, имеющих историческую, художественную и материальную ценность.

Держава и
Большой бриллиантовый букет

Алмаз «Шах».
В 1829 году поднесен персидским шахом Хозрев-Мирзой Николаю I
как выкуп за убийство русского дипломата и писателя А.С.Грибоедова.

Колумбийский изумруд и Цейлонский сапфир

Портретный алмаз

Яйцевидный алмаз бриллиантовая подвеска

Н.Д.Зелинский на основе адсорбционных свойств древесного угля разработал фильтрующий противогаз.

Значение углерода в природе

• Благодаря способности к разнообразию соединению атомов углерода между собой и с другими атомами - Углерод является основой всех органических веществ: БЖУ и нуклеиновых кислот, спиртов, карбоновых кислот и многих многих других органических соединений.

Круговорот углерода.

Обобщение пройденного материала:

Проблемный вопрос –
Какую роль элемент углерод играет на нашей планете?!

• Выводы:

1.Углерод образует аллотропные видоизменения:

А)

Б)

С)

Д)

2.Разнообразие аллотропных видоизменений и их свойств связано –

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

3.Углерод – основа всех органических соединений: А)

Б)

С)

Д)

т.е. является основой всего живого на земле.

4.Сухой перегонкой можно получить

А)

Б)

С)

5. Активированный уголь обладает таким свойством как –

6.Углерод является основой всех т.е. является основой жизни

Расположение орбиталей углерода в пространстве

Схема «Аллотропные видоизменения углерода»

Таблица
«Природные аллотропные видоизменения углерода»

Почему же,
почему же?

• Почему алмаз твёрдый, а графит – мягкий?

• Почему графит оставляет следы на бумаге, а алмаз может резать стекло?

• Почему из графита делают электроды, а из алмазов – ювелирные изделия?

• Как вы думаете, можно ли получить из графита алмаз, а из алмаза – графит? Почему?

• Будет ли гореть графит? А алмаз? Почему?

Закрепление. Тестовая работа по вариантам.

1. В IV группе главной подгруппы в периодической системе Д.И.Менделеева расположены следующие элементы:

• Б) Бериллий, магний, кальций, стронций, барий;

• В) Бор, алюминий, галлий, индий, таллий;

• А) Литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций;

• Г) углерод, кремний, германий, олово, свинец.

2. У элементов IV группы главной подгруппы на внешнем энергетическом уровне расположено … электронов:

• А) 1;

• Б) 2;

• В) 3;

• Г) 4;

3. Высший оксид характерный для элементов IV группе главной подгруппы в периодической системе Д.И.Менделеева имеет общую формулу:

• А) RO;

• Б) R2O3;

• В) RO2;

• Г) R2O5.

4. Атом элемента имеет сокращенную электронную конфигурацию …ns2np2 (где n – номер периода). Формула водородного соединения этого элемента:

• А) RH4;

• Б) RH3;

• В) H2R;

• Г) HR.

5. Общими формулами высшего оксида и гидроксида элемента, электронная конфигурация внешнего энергетического слоя которого…2 s22p2. являются:

• А) RO2, R(OH)2;

• Б) RO2, H2RO3;

• В) RO3, H2RO4;

• Г) RO, R(OH)2.

6. Из аллотропных видоизменений углерода (sp3 гибридизация) наибольшую твердость проявляет:

• А) Уголь;

• Б) Графит;

• В) Алмаз;

• Г) Карбин.

7. Мягкий, sp2 гибридизация, слоистая структура, большие расстояния и непрочные связи между слоями. Отметьте аллотропную модификацию углерода, соответствующую приведенным свойствам:

• А) Уголь;

• Б) Алмаз;

• В) Графит;

• Г) Карбин.

8. Адсорбция представляет собой:

• А) Процесс разложения вещества;

• Б) Процесс выделения адсорбируемых веществ;

• В) Химическое взаимодействие угля с газами;

• Г) Поглощение газов или растворенных веществ поверхностью твердого вещества.

9. Сортами аморфного углерода являются:

• А) Алмазы и бриллианты;

• Б) Каменный, бурый уголь;

• В) Древесный уголь, кокс и сажа.

• Г) Не знаю.

10. Назовите фамилию ученного - химика, который впервые разработал противогаз:

• А) Д.И. Менделеев;

• Б) Н.Д. Зелинский;

• В) Н.Н.Бекетов;

• Г) Генри Кавендиш.

Задание на дом: