Углерод, Его строение и свойства

Углерод. Его строение,  свойства.

Цели урока: изучить  строение, свойства применение углерода как простого вещества.

Обучающие задачи урока:     

 Изучить:

1)общее положение элементов подгруппы углерода в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева, особенности электронного строения атома углерода;

2).аллотропные видоизменения атома углерода, особенности строения  кристаллических решеток, применение алмаза и графита на основе их строения и свойств;

3) химические свойства углерода как окислителя и восстановителя.

Развивающие задачи урока:1) развивать интеллектуальные и познавательные умения учащихся: выделять существенные признаки и свойства, развивать  логическое  мышление, устанавливать причинно-следственные связи,  анализировать, делать выводы;

 2) совершенствовать умение учащихся прогнозировать свойства вещества на основе его строения.

Воспитательные:

1) содействовать воспитанию у учащихся организованности, аккуратности, умению работать в парах;

2).прививать, укреплять  навыки  самостоятельной  работы с учебным материалом

1.Тип урока – изучения нового материала и его первичного закрепления

2.Формы работы учащихся:

3.Необходимое техническое оборудование: компьютеры на столах учителя и учеников, мультимедийный проектор.

 Оборудование и реактивы. На столах учащихся: Периодические системы химических элементов Д.И. Менделеева.

На столе учителя: коллекция  минералов — карбонатов (мел,  мрамор, известняк, кальцит,  доломит,  малахит), Периодическая таблица химических элементов Д.И.Менделеева, модели кристаллических решеток алмаза и графита, активированный уголь, противогаз.

I.Организационный момент,

II. Этап подготовки учащихся к активному и сознательному усвоению нового материала. Актуализация знаний

Этот урок  начну со слов:

От углерода до свинца-

Веществ разнообразию

Ни дна, ни края, ни конца.

Какой простор фантазии!

- Ребята! Как вы считаете,  о какой группе элементов мы сегодня будем с вами говорить?

- Да, это элементы IV группы, А подгруппы.

- Запишите тему урока «Углерод. Его строение, аллотропные видоизменения и свойства» 

II Этап усвоения новых знаний

Общая характеристика элементов IV группы главной подгруппы

1). Какие элементы образуют IV группу А подгруппу? Я предлагаю вам познакомиться с характеристикой  элементов подгруппы  углерода и их нахождением в природе.   (http://fcior.edu.ru/card/10112/obshaya-harakteristika-podgruppy-ugleroda.html)

2).Что же общего объединяет эти элементы в одну группу?

Во-первых, это одинаковые степени окисления: максимальная +4 и минимальная  -4, кроме этого устойчивой является степень окисления +2.

Во – вторых, для элементов этой подгруппы характерна склонность образовывать различные модификации.

Общая характеристика углерода по его положению в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева.

1).Из всех элементов этой подгруппы больше значение для человека имеет углерод и его соединения. Поэтому большее внимание мы уделим углероду и начнем с общей характеристики углерода по его положению в периодической системе. В этом вам поможет тренажер:  http://fcior.edu.ru/card/9754/trenazher-harakteristika-himicheskogo-elementa-nemetalla-po-polozheniyu-v-periodicheskoy-sisteme.html

Особенности  электронного строения атома углерода

1).Запишите в тетрадях схему строения, электронно-графическую и электронную формулы атома углерода. Сравните с записью, сделанной на доске.  

2).Исходя из схемы  строения атома углерода, предположите, сколько химических связей он способен образовывать? (учащиеся отмечают наличие двух неспаренных электронов и, соответственно, двух химических связей). Однако для углерода характерны и такие соединения, как СН4, СО2, в которых атом углерода образует 4 химических связи.

3).В чем причина образования такого числа связей? (учащиеся отмечают возможность перехода одного s-электрона с 2s-подуровня на свободную орбиталь 2р-подуровня и выравнивания  формы электронных облаков).

4).Какой вывод вы можете сделать исходя из этого? (выслушивая мнения учащихся, приходим к совместному выводу). В нормальном состоянии атом углерода 2-х валентен при взаимодействии с атомами других элементов атом углерода переходит в возбужденное состояние и образуют  четыре неспаренных электрона и, соответственно, 4 химические связи. Подобное состояние атома называется возбужденным

Аллотропные видоизменения атома углерода

1).Зная электронное строение атома углерода,  познакомимся с модификациями атома углерода и нахождением его в природе.  (Презентация «Углерод». Слайды 8, 9, 12)

2).Демонстрируя модели кристаллических решеток алмаза, графита, обращаю внимание на особенности строения решеток алмаза и графита, и соответственно, на свойства этих аллотропных соединений. Для того, чтобы познакомиться со свойствами алмаза и графита, организую работу с учебником: таблица 22 «Физические свойства алмаза и графита»- стр. 79.

3).Задаю вопрос: «Ребята, от чего зависят свойства изученных вами аллотропных видоизменений?»

Выслушав ответы, формирую вывод: свойства веществ определяются их строением. Строение и свойства определяют применение веществ человеком.

Адсорбция и десорбция.

Следующим этапом нашей работы будет изучение важного свойства углерода: древесный уголь после нагревания без доступа воздуха сохраняет тонкопористое строение древесины и имеет большую поверхность. Благодаря этому он обладает особым свойством, с которым можно познакомиться на опыте. В этом нам поможет следующий видеофрагмент: (http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/cdc7c009-0534-7300-f45c-6322687fc743/index.htm.).  После знакомства с ним, ответьте на вопросы:

-Что такое адсорбция и десорбция?

-Где используется активированный уголь? Демонстрирую при этом таблетки активированного угля и противогаз.

Химические свойства углерода

Мы выяснили, что у атома углерода на внешнем уровне содержится 4 электрона.

1).Спрогнозируйте, как будет вести себя атом углерода при взаимодействии с другими веществами. ( Ученики предполагают, что атом углерода способен в реакциях отдавать и принимать электроны, следовательно, проявлять окислительно-восстановительные свойства).

2).Изучите вопрос о химических свойствах углерода. Сделайте выводы о восстановительных и окислительных свойствах углерода в этом вам поможет следующая интерактивная схема: http://fcior.edu.ru/card/10408/himicheskie-svoystva-ugleroda.html

IV Применение нового знания в стандартных ситуациях

В поисках ответа на вопрос о природе драгоценного камня алмаза английский химик С.Теннант в 1797 г осуществил дорогостоящий опыт. Он сжег алмаз массой 0,033 г в плотно закрытом тигле с отводной трубкой и по количеству выделившегося углекислого газа, сделал вывод о том что алмаз  целиком состоит из углерода и при нагревании сгорает точно так же, как уголь и графит. Рассчитайте количество теплоты, которое выделилось при горении  и определите  объем выделившегося углекислого газа, если тепловой эффект реакции равен 396 кДж.

V.Рефлексия:

После решения и проверки задачи, предлагаю определить свое отношение к уроку: Ребята по кругу высказываются одним предложением, выбирая начало фразы из рефлексивного экрана на доске:

1. сегодня я узнал…
2. было интересно…
3. было трудно…
4. я выполнял задания…
5. я понял, что…
6. теперь я могу…
7. я почувствовал, что…
8. я приобрел…
9. я научился…
10. у меня получилось …
11. я смог…
12. я попробую…
13. меня удивило…
14. урок дал мне для жизни…

Объявляю оценки, благодарю за урок, информирую и  комментирую домашнее задание.

V.Этап информации учащихся

 о домашнем задании.

Параграфы  24, 25, стр. 76-82,  упр. 1,2,4,5,7- устно, 8- письменно. Решить тест из коллекции ФЦИОР http://fcior.edu.ru/card/4404/testy-po-teme-uglerod-i-ego-svoystva-allotropiya-ugleroda.html