Углерод: строение и свойства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Химия 9 класс

Тема урока: Углерод: строение и свойства

Разработчик: Танюкевич В.В.

учитель химии 1категории

УВК "школа-гимназия" №1

План

Введение

1. Краткое описание хода урока

Используемые учебники и учебные пособия, оборудование

Введение

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления нового материала.

Цели урока: создать условия для становления знаний об особенностях строения атома углерода, закрепления знаний о зависимости свойств вещества от его строения.

Задачи урока:

Обучающие: изучить строение атома углерода, познакомиться с аллотропными модификациями углерода, рассмотреть химические свойства некоторых из них. углерод графит алмаз аллотропный

Развивающие: способствовать развитию логического мышления и интеллектуальных умений (анализировать, сравнивать, устанавливать причинно-следственные связи).

Воспитательные: продолжить формирование экологических знаний.

Методы обучения: словесные (рассказ, проблемное изложение); наглядные (мультимедийное наглядное пособие); эвристические (письменные и устные упражнения, решение задач).

Технологии: элементы педагогики сотрудничества, личностно-ориентированного обучения (компетентностно-ориентированное обучение, индивидуальный и дифференцированный подход), информационно-коммуникативной технологии, здоровьесберегающих образовательных технологий (организационно-педагогическая технология).

1. Краткое описание хода урока

Организационный момент:

Контроль Д/З: Упр. 2 "Переход" Актуализация опорных знаний:

Ребята, какую группу неметаллов мы ещё не изучали?

Конечно, IVА группа. И сегодня мы познакомимся с первым представителем этой группы химических элементов. Тема урока: "Углерод: строение и свойства".

Изучение нового материала:

Учащиеся записывают тему урока в тетрадях. Записывают содержание слайда 1 с комментарием: Углерод - элемент IV группы главной подгруппы периодической системы элементов с порядковым номером шесть.

Углерод известен с древнейших времён. Углерод - основная составная часть всех организмов (слайд 2). Биосфера состоит из живых организмов, основанных на органических веществах, т.е. производных углерода. Встречается как в свободном виде (алмаз, графит, карбин, фуллерен), так и в связанном состоянии (оксиды углерода, карбонаты, карбиды, нефть и др.) (слайд 3).

Физические свойства углерода. Учитель знакомит учащихся с некоторыми аллотропными модификациями углерода (слайд 4), предваряя рассказ вопросом: "Одинаковыми или разными свойствами будут обладать многочисленные простые вещества углерода?"

Углерод образует несколько аллотропных: графит, алмаз, карбин, лонсдейлит и другие. Уголь и сажу можно рассматривать как аморфные разновидности графита.

Графит - серо-черная, непрозрачная, жирная на ощупь, чешуйчатая, очень мягкая масса с металлическим блеском, построен из кристаллов гексагональной структуры. При атмосферном давлении и температуре около 3700 °С графит возгоняется.

Алмаз - благородный камень, имеет наибольшую твёрдость среди природных веществ. Кристаллы имеют кубическую гранецентрированную решетку.

Для твердого углерода (кокс, сажа, древесный уголь) характерно также состояние с неупорядоченной структурой - так называемый "аморфный" углерод, который не представляет собой самостоятельной модификации; в основе его строения лежит структура мелкокристаллического графита. Нагревание некоторых разновидностей "аморфного" углерода выше 1500-1600 °С без доступа воздуха вызывает их превращение в графит.

Карбин получен искусственно. Он представляет собой мелкокристаллический порошок черного цвета, построен из длинных цепочек атомов С, уложенных параллельно друг другу. Является полупроводником.

Лонсдейлит найден в метеоритах и получен искусственно.

Фуллерен - модификация углерода, образованная молекулами С 60, С 70 или С 84. Кристаллы относятся к молекулярному типу.

Вывод: Причина явных отличий в физических свойствах графита и алмаза, а также других веществ обусловлена различным строением кристаллической решётки.

Химические свойства углерода. Учащимся предлагается в тетрадях показать электронное строение углерода. (Проверка - слайд 5) Учитель обращает внимание учащихся на конфигурацию внешнего энергетического уровня атома С в основном и возбуждённом состояниях.

Конфигурация внешней электронной оболочки атома углерода 2s22p2. Для углерода характерно образование четырех ковалентных связей, обусловленное возбуждением внешней электронной оболочки до состояния 2sp3. Поэтому углерод способен в равной степени как притягивать, так и отдавать электроны.

Учащиеся вспоминают термины: химическая связь, ковалентная связь, валентность, степень окисления.

Рассматриваем содержание слайда 6: Учащиеся переносят в тетради информацию слайда, записывают комментарий, знакомясь с понятиями: гибридизация, типы гибридизации, типы перекрывания электронных облаков, у-связь, р-связь.

Химическая связь может осуществляться за счет sp3-, sp2- и sp- гибридных орбиталей. Число валентных электронов углерода и число валентных орбиталей одинаково; это одна из причин устойчивости связи между атомами углерода.

"Жизнь на нашей планете построена на углеродной основе. Почему?"

Вывод: Уникальная способность атомов углерода соединяться между собой с образованием прочных и длинных цепей и циклов привела к возникновению громадного числа разнообразных соединений углерода. К неорганическим соединениям относятся его оксиды, угольная кислота и её соли, карбиды. Остальные соединения углерода являются органическими.

Работа со слайдом 7: Учитель вместе с учащимися разбирает химические свойства углерода; в тетрадь переносится информация слайда:

Реакционная способность повышается в ряду алмаз - графит - карбин - аморфный углерод. Алмаз и графит инертны, устойчивы к действию кислот и щелочей.

· Алмаз и графит сгорают в чистом кислороде при высоких температурах с образованием углекислого газа:

C + O₂ > CO₂

Аморфные модификации сгорают уже на воздухе. При недостатке кислорода образуется угарный газ:

2C + O₂ > 2CO

· Непосредственно из галогенов с аморфным углеродом реагирует лишь фтор. С остальными галогенами реакция происходит лишь при нагревании.

· При температуре 500° С на никелевом катализаторе идет реакция с водородом:

C + 2H₂ > CH₄

· При высоких температурах углерод взаимодействует также с такими неметаллами, как сера, при пропускании ее паров через уголь, а также с азотом с образованием бесцветного ядовитого газа дициана:

· С металлами, металлоидами и оксидами некоторых металлов углерод образует соответствующие карбиды:

2C + Ca > CaC₂,

3C + CaO > CaC₂ + 2CO

4Al + 3C > Al₄C₃,

· Однако наиболее характерные реакции для углерода со сложными веществами - реакции восстановления, применимые в металлургии для получения металлов из их руд:

2C + SiO₂ > Si + 2CO,

C + FeO > Fe + CO,

C + H₂O > CO + H₂,

· Порох сгорает по реакции:

2KNO₃ + S + 3C > K₂S + N₂ + 3CO₂.

Закрепление:

· Игра в "Крестики и нолики" (слайд 8, устно). Определить выигрышные пути:

А) вещества, с которыми взаимодействует углерод;

Б) вещества, имеющие одинаковое значение степени окисления углерода.

· Решение задач: Вычислите массу карбида алюминия, который образуется при взаимодействии угля массой 0,6 кг с алюминием в стехиометрическом соотношении.

Какой объём кислорода (н.у.) потребуется для сгорания угля массой 24 кг.

При сгорании бурого угля массой 1 кг образуется углекислый газ массой примерно 2,57 кг. Вычислите массовую долю элемента-углерода в торфе.

Домашнее задание: изучить конспект, § 28, № 6, подготовить индивидуальные сообщения (по желанию) по темам: "Алмазные усы", "Открытие фуллеренов", "Радиоуглерод - очевидец прошлого", "С-60 - футбольный мяч для физиков и химиков"

Подведение итогов.

Используемые учебники и учебные пособия, оборудование

1. П. П. Попель, Л.С. Крикля Химия 9 класс Киев. Издательский центр "Академия" 2009,

2. Компьютер

3. Мультимедийный проектор

Размещено на Allbest.ru