Урок в 9 классе по теме «Углерод – основа живой и неживой природы»

Удивить готов он нас - Он и уголь и алмаз, Он в карандашах сидит, Потому что он - графит. Грамотный народ поймет, То, что это …

Тема урока: « Углерод – основа всей живой природы»

План урока Углерод - основа всей живой природы Паспортные данные углерода Станция историческая Станция « Аллотропные модификации» Станция химическая Станция прикладная Станция «Круговорот углерода в природе» Станция контрольная

Углерод-основа всей живой природы Углерод считается царем живой природы, хотя в природе его находится только 0,35%. Углерод в природе существует в виде аллотропных видоизменений – алмаза и графита. Соединения углерода весьма распространены в природе: все живые организмы, каменный уголь, торф, нефть, известняк, мел, мрамор и другие соединения.

Паспортные данные углерода Охарактеризуйте положение углерода в ПСХЭ. Электронное строение углерода. Возможные степени окисления. Составьте формулу высшего оксида углерода(его характер). Составьте формулу соответствующего гидроксида(его характер). Формула летучего водородного соединения. Сравните неметаллические свойства:а)углерода, кремния, германия,б)азота, углерода,кислорода.

Станция историческая Углерод является одним из первых химических элементов, который известен человеку. С незапамятных времён человек использовал уголь и сажу. Когда наши предки овладели огнём, а это было около 100 тысяч лет назад, они имели дело с углём и сажей. В XVII—XVIII вв., в период расцвета теории флогистона, считали, что уголь полностью состоит из этого таинственного вещества: ведь при горении угля почти не образуется твёрдого остатка. И только A. Л. Лавуазье, изучая горение угля на воздухе и в кислороде, пришёл к выводу, что уголь — всего лишь простое вещество. Лавуазье назвал новый элемент Carboneum 

Станция «Аллотропные модификации углерода» углерод алмаз карбин графит

АЛМАЗ (греч. «адамас» – твёрдый, непреклонный ) как аллотропное видоизменение углерода

Кристаллическая решётка – атомная Кристаллизуется в кубической кристаллической решётке. Каждый атом окружен четырьмя такими же атомами, располагающимися по вершинам тетраэдра. Расположение атомов таково, что каждый из них окружен четырьмя равноотстоящими ближайшими атомами — тетраэдр. На одну ячейку приходится восемь атомов. Все атомы относятся к одной правильной системе точек. Междоузлия представляют собой тетраэдрические пустоты. Из всех простых веществ алмаз имеет максимальное число атомов, приходящихся на единицу объёма – атомы упакованы очень плотно.

Существуют разновидности кристаллических решёток алмаза: гексагональный алмаз, или лонгсдейлит (рис. 1) и кубический алмаз (рис. 2).

Физические свойства Одно из самых твёрдых и тугоплавких веществ (плотная упаковка и прочность связей). Хрупок – довольно легко расколоть на части. Очень высокая теплопроводность – проводит тепло в несколько раз лучше, чем многие металлы (в 4 раза лучше меди). Не проводит электрический ток.

Алмазы имеют разный цвет Известны алмазы оранжевого, голубого, розового, жёлтого, коричневого, молочно-белого, синего, зелёного, серого и даже чёрного цвета. Окраска связана с дефектами в кристаллической решётке и замещением части атомов углерода на атомы бора, азота и даже алюминия. Серая и чёрная окраска алмазов обусловлена включениями графита.

Применение основано на физических свойствах Изготовление бриллиантов – огранённые алмазы сильно преломляют свет. Для резки стекла, металлов, наконечники свёрл («алмазные жала»), буров и резцов – благодаря твёрдости. Алмазный порошок – для полировки и огранки драгоценных камней (рубинов) – твёрдость.

Графит (от др.-греч. γράφω — записывать, писать) — минерал из класса самородных элементов, одна из аллотропных модификаций углерода. Структура слоистая. Слои кристаллической решётки могут по-разному располагаться относительно друг друга, слои слабоволнистые, почти плоские, состоят из шестиугольных слоёв атомов углерода. Кристаллы пластинчатые, чешуйчатые. Образует листоватые и округлые радиально-лучистые агрегаты, реже — агрегаты концентрически-зонального строения. У крупнокристаллических выделений часто треугольная штриховка ,

Образуется графит в результате вулканической деятельности при высоких температурах, поэтому и находят его в природе в магматических горных породах, где содержание кристаллического графита может доходить до 50%. Встречается графит также совместно с вольфрамитом - в кварценосных жилах, совместно с другими минералами – в полиметаллических среднетемпературных месторождениях, а в таких метаморфических породах, как мраморы, гнейсы, сланцы, графит распространен очень широко. Крупное графитовое месторождение находится в Тунгусском каменноугольном бассейне, образовавшееся в результате высокотемпературного воздействия на уголь – так называемая скрытокристаллическая форма графита, содержание которого лежит в пределах от 60 до 80%.

Химические свойства графита Графит химически малоактивен: в кислотах не растворяется, с некоторыми солями и щелочными металлами образует соединения наподобие включений. С кислородом воздуха реагирует только при очень высокой температуре, образуя углекислый газ.

Применение графита Техническое применение минерала чрезвычайно разнообразно и обусловлено свойствами графита, главным образом его огнеупорностью и электропроводностью. Так, в металлургии графит используется для производства тугоплавких тиглей, чехлов для термопар, емкостей для кристаллизации. В литейном производстве графитовый порошок используется в качестве антипригарной присыпки, а также для смазывания литейных форм. Из коллоидно-графитовых смесей таких как графит С-1 изготавливают шлифовальные и полировочные пасты.

Аллотропные модификации углерода Характеристика вещества Алмаз Графит Кристаллическая решетка Цвет и прозрачность Блеск Твердость Плотность Тепло и электропроводность

Применение активированного угля

Ученые - химики

Обоснуйте истинность или заблуждение древних 1.В одном из трактатов Плиний-старший пишет: «Испытание производится на наковальне, на которую кладут алмаз, по которому ударяют молотом; когда оказывается, что алмаз отталкивает молот, меж тем наковальня от удара иногда трескается…» 2.В легенде о Прометее говорится. Что похититель огня был прикован к скале алмазными цепями. Как это можно прокомментировать с точки зрения химика?

Станция химическая Допишите уравнения реакций. Распределите их на две группы в зависимости от проявления свойств углерода: 1. АI +С = 2. С + О 2= 3. С + Н 2 = 4. С + F2 =

Станция прикладная

Станция «Круговорот углерода в природе»

Станция контрольная 1.Сколько электронов в атоме углерода на вэу: а) 2, б) 4, в) 6, г) 8 2.Число протонов и нейтронов в ядре соответственно: а) 4 и 4 б) 6 и 4 в) 6 и 6 г) 6 и 2 3. Максимальная степень окисления углерода в соединениях : а) – 4 б) + 2 в) +4 г) + 6 4. В соединениях углерода с металлами С.О равна: а) +4 б) – 4 в) + 2 г) - 2 5. Среди перечисленных элементов 4 группы типичным неметаллом является: а) кремний, б) углерод, в) германий, г) олово 6. В соединениях: СО2, СО , СН 4 , АI 4С 3углерод имеет С.О: а) + 4, -4, 0, +2 б)+4, +2, -4, -4 в) -4, 0, +4, +2 г) +6, -4, +2, -2

Проверка теста 1 - б 2 - в 3 - в 4 - б 5 - б 6 - б