Цель урока: рассмотреть строение и свойства аллотропных модификаций углерода.
Задачи:
- 1. Познакомить со строением аллотропных модификаций углерода, физическими и химическими свойствами.
- 2. Развивать память, мышление, познавательный интерес.
- 3. Формировать научное мировоззрение, пробуждать интерес к изучению химии.
План урока:
- Организационный момент.
- Актуализация знаний.
- Изучение нового материала.
- Строение атома углерода.
- Аллотропные модификации углерода.
- Химические свойства углерода.
- Применение углерода.
- Домашнее задание.
Ход урока
I. Организационный момент.
II. Актуализация знаний.
Он – самый главный элемент
И нет других тут мнений:
Очень уж велик процент
Его соединений.
Он и графит, он и алмаз,
Входит в состав растений.
Он есть и в воздухе, и в нас,
Земля – его владения.
Всё это сказано об удивительном элементе, который называется «Углерод». Сегодня мы поговорим о строении атома углерода, его аллотропных модификациях, познакомимся с его свойствами и применением.
III. Изучение нового материала.
Человек познакомился с углеродом даже раньше, чем научился добывать огонь, встречаясь со сгоревшими от удара молнии лесами. Когда же человек овладел искусством добывания огня, углерод стал его постоянным спутником.
Первым, кто показал, что углерод есть простое вещество, был Лавуазье, который исследовал процесс сжигания угля. Он же доказал, что алмаз и графит – аллотропные модификации углерода.
В 1819 г. Гитон де Морво перевёл алмаз в графит, а затем и в углекислый газ путем осторожного нагревания. Но обратный перевод графита в алмаз оказался не под силу науке того времени. Только в 1955 г. группе английских ученых удалось получить первые в мире искусственные алмазы. Синтез проводили при температуре 3000°С.
1. Строение атома.
Учащиеся разбирают строение атома углерода, записывают электронную формулу, прогнозируют возможные степени окисления углерода.
2. Аллотропные модификации углерода.
Для углерода характерно несколько аллотропных модификаций: алмаз, графит, уголь.
а) Алмаз – это прозрачное, твердое кристаллическое вещество. Имеет очень сильный блеск, является изолятором, при нагревании до 1000° С переходит в графит. Алмаз имеет тетраэдрическую кристаллическую решетку, в которой все атомы расположены друг от друга на одинаковом расстоянии, и каждый из них образует прочные связи с соседними атомами, что объясняет высокую твердость алмаза.
Искусственно ограненные алмазы называются бриллиантами и являются предметом роскоши.
Алмаз – «король камней». Он издавна олицетворял власть, отвагу, мужество. Наиболее крупными, известными и исторически ценными алмазами в нашей стране, являются «Орлов» и «Шах».
Граф Г. Г. Орлов подарил бриллиант чистейшей воды массой 189,62 карата Екатерине II в день ее именин. Позже алмаз под названием «Орлов» стал украшением скипетра русских царей.
Алмаз «Шах», считавшийся величайшей драгоценностью персидского двора, был передан русскому правительству в качестве компенсации за убийство русского посла в Тегеране, выдающегося писателя, автора «Горе от ума» А. С. Грибоедова. Камень массой 88,7 карата предотвратил новую войну между Россией и Персией.
В середине позапрошлого века Ост-Индская компания преподнесла королеве Виктории уникальный дар – знаменитый алмаз «Кох-и-Нур». В 1852 году королева Англии пригласила в Лондон известного амстердамского ювелира Форзангера в качестве консультанта. Королева своими руками в течение 38 дней шлифовала алмаз. В результате чего от огромного камня, весившего до обработки 186 карат, осталось всего 106 карат. «Кох-и-Нур» – самая известная драгоценность британской короны.
б) Графит – это темно-серое, жирное на ощупь кристаллическое вещество с металлическим блеском, имеет сложную структуру, т. к. кристаллическая решетка графита состоит из бесконечных плоских параллельных слоев, слои связаны между собой сравнительно слабо и легко отделяются друг от друга. Этим и объясняется малая механическая прочность графита. Он проводит тепло и электрический ток, очень тугоплавкий, при температуре 1200°С его можно перевести в алмаз.
в) Древесный уголь получается при нагревании без доступа воздуха древесины. Очень важным свойством угля является адсорбция.
Адсорбция – это способность поглощать различные вещества (газы, запахи, растворенные в воде краски).
3. Химические свойства.
При комнатной температуре углерод инертен. Реакционная способность усиливается при повышении температуры.
1) Взаимодействие с кислородом:
С + О2 = СО2.
2) Взаимодействие с водородом при высоких температурах (600-1000°С):
С + 2Н2 = СН4 (метан).
3) Восстановление металлов из их оксидов:
С + 2СuO = 2Cu + CO2.
4) Взаимодействие с металлами:
3С + 4 Al = Al4C3 (карбид алюминия).
5) Взаимодействие с концентрированными кислотами:
С + 2H2SO4 = 2SO2 ↑ + CO2 ↑ + 2H2O.
4. Применение.
Углерод используют в качестве адсорбента, в производстве синтетического бензина, при получении резины, для получения искусственных алмазов, в медицине, углерод является составной частью крема для обуви.
IV. Домашнее задание.
Параграф 28, учебник «Химия» 9 кл. О. С. Габриелян, задание 6.