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
Общая характеристика элемента углерода
по расположению в периодической системе и строению атома.
Физические свойства углерода
Применение и значение углерода.
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: