Ученики на Учителя.com


Конспект урока "Общая характеристика элементов подгруппы углерода. Углерод как простое вещество" 9 класс

Государственное бюджетное образовательное учреждение
Средняя общеобразовательная школа №1009
Конспект урока по химии в 9 классе
«Общая характеристика элементов подгруппы
углерода. Углерод как простое вещество»
Подготовила учитель химии
Мальнова Ирина
Вячеславовна.
Москва 2012.
Тема урока: «Общая характеристика элементов подгруппы углерода.
Углерод как простое вещество»( 9 класс).
Цели и задачи:
-используя знания учащихся о строении атома, дать характеристику
элементов подгруппы углерода;
-изучить особенности строения атома углерода;
-продолжить формировать понятие об аллотропных видоизменения х
углерода( алмаз, графит, карбин, фуллерен),рассмотреть строение и
сравнение свойств, области применения углерода;
-познакомить учащихся с явлением адсорбции и его практическим
значением;
- разобрать химические свойства углерода;
-развивать познавательный интерес; способствовать формированию
информационной, коммуникативной, общенаучной компетенций
личности.
Тип урока: Урок усвоения новых знаний.
Форма урока: Урок-проект.
Оборудование: Таблица - периодическая система химических элементов
Д.И.Менделеева, мультимедиа, экран, модели кристаллических решеток
алмаза и графита, образцы изделий из графита (карандаши, электроды и др.),
древесный уголь, таблетки карболена.
Организационный момент.
- Здравствуйте, ребята. Садитесь.
- Итак, урок химии. Сегодня мы продолжим изучать неметаллы .Запишем
сначала число, классная работа. А в конце урока попробуем написать
тестовую работу, которая позволит определить, которая позволит
определить, насколько вы усвоили новую тему.
1.Актуализация знаний.
Учитель: Сообщение темы урока и запись ее на доске «Общая
характеристика элементов подгруппы углерода. Углерод как простое
вещество»(слайд 2)
Учащиеся записывают тему урока в тетради.
А)Общая характеристика элементов подгруппы углерода.
Учитель: Сегодня мы познакомимся с элементами IV группы главной
подгруппы. Названия элементов вы найдете в загадках.
«Станция поэтическая»
Задание: отгадайте загадки и запишите характеристику каждого элемента по
плану:
1.Химический знак.
2.Применение.
3.Особенности.
4.Металл (неметалл.)
Пятеро нас. Мы особого сорта.
Мы - элементы группы четвертой,
Наш коллектив удивительно дружен,
Каждый из нас очень важен и нужен.
У элемента номер шесть
Достоинств очень много есть.
Людям я совсем как брат.
Много тысяч лет назад
Я уже пылал в костре,
Освещая интерьер первобытных их пещер.
И украсить был я рад
Дам и рыцарей наряд,
Что блистали при дворе…
Если мягким быть решу,-
То в тетради я пишу.
Такова, друзья, природа
Элемента УГЛЕРОДА! (слайд 3)
Сосед углерода привык к работе,
Замену ему нигде не найдете.
Если бы этот пропал элемент,
Где бы взяли кирпич и цемент,
Чем бы стеклили окно, и куда
Делись бы кварц, и фарфор, и слюда?
Пляжи песчаные, толщи подземные –
Где все это было без КРЕМНИЯ?
Дайте выйти в первый ряд!
Я ведь – номер пятьдесят.
Я древний, но выгляжу молодо.
Я – в бронзе, похожей на золото.
Но я не спесив. Всем люблю помогать;
И дырку в кастрюле могу запаять,
Фольгой, даже банкой готов я предстать.
И лишь от мороза теряю я голову.
Ну как, догадались? Зовут меня ОЛОВО» (слайд 4)
Поднял голову едва
номер восемьдесят два:
«Знает каждый ученик:
Я - металл. Пусть я старик,
Но за все берусь с отвагой,
Не сижу без дела я.
Я рисую. Где бумага?
Я стреляю из ружья.
Труба канализации,
Экран от радиации,
Балласт подводного пловца-
Моим заслугам нет конца;
Таков уж мой природный стиль;
Я ток даю в автомобиль…
Ну, догадайтесь, наконец,
Кто я? Меня зовут СВИНЕЦ».
А я здесь самый молодой,
И не седою бородой,
А тем, что полупроводник,
Быть примечательным привык.
Открыт я был в Германии,
Зовут меня ГЕРМАНИЕМ» ( слайд 5)
Учитель: Вы познакомились элементами подгруппы углерода.
Задание: Как изменяются свойства по подгруппе. (атомный номер, радиус
атома, металлических свойств, восстановительных свойств)? (ответ :
увеличение атомного номера, радиуса атома, металлических свойств,
восстановительных свойств.)
Среди элементов IV А- группы наибольшее значение имеют углерод,
входящий в состав всех живых организмов, и кремний – важнейший элемент
земной коры. Золотая середина – именно так называют эту подгруппу.
Б)Положение углерода и кремния в периодической таблице химических
элементов.(слайд 6)
Задание: Прочитайте параграф 24 . Сравните углерод и кремний на
основании положения этих химических элементов в Периодической
системе. Заполните таблицу в тетрадях.
Свойства химических
элементов
Углерод
Кремний
Положение в ПС
Электронная формула
Электроотрицательность
Характерные степени
окисления
Формулы высших оксидов
и гидроксидов
Формулы соединений с
водородом
Учитель: Что общего и в чем различие электронного строения этих
элементов?
Планируемый ответ: на внешнем энергетическом уровне атомов этих
элементов находится четыре электрона- общее; различие-разный заряд ядра
и атомный радиус.
В)Формирование знаний об углероде.
-Открытие углерода - «Станция историческая».(слайд 7)
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. Сам процесс горения, который
является первым химическим процессом, который заинтересовавшим
человека. Огонь давал тепло, свет, защищал от хищных животных. Но
горение рассматривалось как процесс разложения вещества. Человек
замечал, что если взять много топлива, то в результате горения остаётся
зола, которой значительно меньше чем сжигаемое топливо. Уголь или
углерод не считали элементом. Элементом для древнего человека был
огонь.
Углерод является одним из элементов, имя первооткрывателя которого
неизвестно, неизвестно и то, какая из форм элементарного углерода – алмаз
или графит – была открыта раньше. И то и другое случилось слишком давно,
ещё до возникновения письма.
В конце XVIII, начале XIX веков зародилась теория флогистона, в которой
говорилось о том, что в любом веществе имеется особое элементарное
вещество-флогистон, который улетучивался в результате процесса горения.
Небольшое количество золы, образовавшееся в результате горения, давало
повод сторонникам данной теории предполагать, что уголь – это почти
чистый флогистон.
И только А.Л. Лаувазье, изучая горение угля на воздухе и в кислороде,
пришел к выводу, что уголь – всего лишь простое вещество.
-Углерод в природе (станция геологическая).( слайд 8)
Учитель: Углерод - один из важнейших элементов в природе. Его
соединения составляют основу живой природы. В виде органических
соединений углерод находится в горючих полезных ископаемых: нефти,
торфе, сланцах, природном газе. Это продукты разложения растительных
остатков древнейших времен. Некоторые каменные угли содержат до 98%
чистого углерода. Природные неорганические соединения углерода –
карбонаты. В атмосфере углерод находится в виде диоксида углерода –
углекислого газа. Природные воды содержат значительное количество
растворенного диоксида углерода и других углеродсодержащих веществ.
Углерод широко распространён также в космосе; на Солнце он занимает 4-е
место после водорода, гелия и кислорода.
Задание: Запишите формулы- мел - карбонат кальция (СаСО
3
), углекислый газ
( СО
2
).
-Станция «Аллотропные модификации» - «Многоликий углерод».
Особенности строения атома: четыре электрона на внешнем энергетическом
уровне, причем S – электрон может переходить на р – подуровень, что дает
возможность атому образовывать четыре ковалентные связи. При таком
строении углерод – химический элемент, который образует больше всего
аллотропных видоизменений.
Углерод встречается в природе в виде нескольких аллотропных
модификаций, главные из которых – известные с древности графит и алмаз.
В последние десятилетия были получены аллотропные модификации
углерода, в частности, карбины и фуллерены. Многообразие аллотропных
модификаций углерода обусловлено замечательной способностью атомов
углерода, образовывать химические связи между собой.
-«Алмаз – самая драгоценная модификация углерода» (слайд 9 )
В структуре алмаза каждый атом углерода имеет четырех соседей, которые
расположены от него на равных расстояниях в вершинах тетраэдра. Весь
кристалл представляет собой единый трехмерный каркас. С этим связаны
многие свойства алмаза, в частности его самая высокая среди минералов
твердость. Она-то и дала камню имя, которое происходит от греч. «адамас» -
«твердый», «непреклонный», «несокрушимый». Кристаллы алмаза,
особенно ограненные ( бриллианты), очень сильно преломляют свет. Этим и
обусловлена знаменитая «игра бриллиантов». В России ювелирные алмазы
вошли в моду в середине XVIII в. Ими украшали царские диадемы и
скипетры, но так же брелки, застежки, трости, табакерки и даже обувь.
- «Графит – самая мягкая модификация углерода» (слайд 10)
Графит - мягкое вещество серого цвета. Атомы углерода связаны в нем в
плоские слои, состоящие из соединенных ребрами шестиугольников,
наподобие пчелиных сот. Каждый атом в таком слое имеет трех соседей,
угол между связями С-С-С равен 120 градусов. Для образования трех
ковалентных связей атом предоставляет три электрона, а четвертый
электрон, образуя П – связи, делокализован по всему кристаллу. Этим
объясняются такие свойства графита, как металлический блеск и
электропроводность.
В древности графит считали одним из минералов свинца, возможно из-за
того, что, подобно свинцу, он оставляет на бумаге след (поэтому из графита
делают грифели).
- «Карбин – самая неизученная модификация углерода» (слайд 11)
Это вещество состоит из цепей, образованных атомами углерода. Известно
несколько форм карбина, различающихся строением цепи, например
=С=С=С=С=. Ученые установили, что карбин образуется при температуре 2000
градусов Цельсия и низком давлении.
Карбин обладает особым свойством - совместимостью с тканями
человеческого организма. Это свойство используют в медицине: из волокна с
карбиновым покрытием изготавливают искусственные кровеносные сосуды.
- «Фуллерены - самая перспективная модификация углерода» (слайд12)
В конце 80 –х гг. XX в. Было обнаружено еще одно аллотропное
видоизменение углерода- фуллерит. Фуллерит, в отличие от графита и
алмаза, имеет молекулярную кристаллическую решетку. В узлах такой
решетки располагаются полые сферические или эллипсовидные молекулы,
состоящие из атомов углерода – молекулы фуллеренов.
К фуллеренам относят вещества с четным числом атомов углерода в
молекуле: С 60, С 70, С 72, С 74, С 76…С 108…С 960…С 1020 и др. Эти
замечательные молекулы составлены из атомов углерода, объединенных в
пяти и шестиугольники с общими ребрами.
Наиболее устойчивы молекулы С 60 и С 70. Фуллерит мягкий и скользкий на
ощупь подобно графиту, растворяется в органических растворителях с
образованием ярко окрашенных растворов.
- « Нанотрубки- технология будущего» (слайд13)
Атомы углерода могут образовывать также полые трубки – так называемые
нанотрубки. Специалисты предполагают, что нанотрубки, подобно графиту,
должны хорошо проводить электрический ток, а возможно, и являться
сверхпроводниками. Изучение этих интересных объектов только начинается.
- Адсорбция. (слайд 14)
Сходное с графитом строение имеют сажа и древесный уголь. Древесный
уголь получают при сухой перегонке древесины. Этот уголь благодаря своей
пористой поверхности обладает замечательной способностью поглощать
газы и растворенные вещества. Такое свойство некоторых веществ
называется адсорбцией. Чем больше пористость древесного угля, тем
эффективнее адсорбция. Чтобы увеличить поглотительную способность,
древесный уголь обрабатывают горячим водяным паром. Обработанный
таким способом уголь называется активированным. В аптеках его продают в
виде черных таблеток карболена.
- Химические свойства УГЛЕРОДА. станция «химическая» (Слайд 15,16)
Задание: допишите уравнения реакций. Какую роль выполняет углерод в
этих реакциях?
Составьте уравнения электронного баланса к данным реакциям:
- При окислении кислородом в избытке воздуха он превращается в оксид
углерода(IV)
С+О
2
= СО
2
С
0
– 4е =С
+4
восстановитель
О
0
+4е=2О
-2
окислитель
- углерод восстанавливает многие металлы из их оксидов
С+2 СuО=СО
2
+2Сu
C
0
-4е=С
+4
восстановитель
Сu
+2
+2е=Сu
0
окислитель
- При нагревании углерода в атмосфере оксида углерода(IV) образуется
угарный газ
С+СО
2
= 2СО
С
0
– 4е=С
+2
- При взаимодействии с водой образуется синтез-газ
С+Н
2
О=СО+Н
2
С
0
-2е=С
+2
восстановитель
Н
2
+!
+2е=Н
2
0
окислитель
- При взаимодействии с водородом образуется метан
С+2Н
2
=СН
4
С
0
+4е=С
-4
окислитель
- При взаимодействии с металлами образуется карбиды
2С+Са = СаС
2
С
0
+2е=С
2
-1
окислитель
Са
0
- 2е=Са
+2
восстановитель
3С+4АL=АL
4
С
3
АL
0
-12е=АL
4
+3
восстановитель
С
0
+12е=С
3
-4
окислитель
Углерод становится химически активным только при высоких температурах.
Он окисляет водород и активные металлы, а в реакциях с кислородом и
оксидами проявляет восстановительные свойства.
-Применение. (слайд17)
Задание: Выпишите области применения углерода.
Ответ: В металлургической промышленности; в получении графитовых
стержней,
графитовых электродов, искусственных алмазов; при производстве резины,
сахара,
синтетического бензина, углеродных волокон, красок; в качестве адсорбента;
медицине.
-«Знаете ли вы что?» (слайд 18)
Химики исхитрились создать и графитовую ткань. Она эластична, прочна,
способна впитывать в себя различные вещества. Из этой ткани делают
салфетки для ран от ожогов. Такая салфетка не присыхает к ране, пропускает
воздух и в то же время впитывает выделяющуюся жидкость; обожженная
кожа быстро восстанавливается, на ней не остается рубцов.
Еще одно удивительное применение графитовой ткани основано на низкой
электропроводности графита. Если графитовую стельку поместить в ботинок,
а к ней присоединить батарейку, то нога в таком ботинке не замерзнет в
самый лютый мороз. Графит имеет высокое электросопротивление и хорошо
нагревается даже от маленькой батарейки.
Контроль знаний «Станция контрольная».
Выполнение тестов:
Вариант 1.
1. С каким веществом может взаимодействовать углерод?
А) кальцием
Б) гидроксидом калия
В) сульфатом натрия
Г) раствором серной кислоты.
2. Что не является аллотропной модификацией углерода?
А) графит
Б) алмаз
В) озон
Г) карбин.
3. Металлические свойства элементов IV группы главной подгруппы с
увеличением
зарядов ядер атомов
А) возрастают
Б) не изменяются
В) убывают
Г) меняются периодически
4.Углерод проявляет восстановительные свойства в реакции
А) C+O
2
=CО
2
Б) СО
2
+Н
2
о= Н
2
СО
3
В) С+2H
2
=СH
4
Г) СО
2
+СаО=СаСО
3
5.Укажите электронную формулу атома кремния
А)1S
1
Б)1S
2
,2S
2
,2Р
1
В)1S
2
,2S
2
,2Р
2
Г)1S
2
,2S
2
,2Р
6
,3S
2
,3Р
2
Ответы: 1 – А; 2- В; 3-А; 4- А; 5-Г.
Вариант 2
1.С каким веществом может взаимодействовать углерод?
А) гидроксидом натрия
Б) сульфитом калия
В) алюминием
Г) угольной кислотой.
2. Что не является аллотропной модификацией углерода?
А) фуллерен
Б) алмаз
В) карбин
Г) карбид.
3.Восстановительные свойства элементов IV группы ,главной подгруппы с
увеличением порядкового номера
А) меняются периодически
Б) убывают
В) не изменяются
Г) возрастают
4.Углерод проявляет окислительные свойства в реакции
А) С+О
2
=СО
2
Б) С+2СuО=2Сu+СО
2
В) С+2Н
2
=СН
4
Г) С+Н
2
О=СО+Н
2
О
5.Укажите электронную формулу атома углерода?
А)1S
1
Б)1S
2
,2S
2
,2Р
1
В)1S
2
,2S
2
,2Р
2
Г)1S
2
,2S
2
,2Р
3
Ответы: 1- В;2- Г ;3 –Г; 4-В; 5-В.
Подведение итогов урока, выставление оценок. Комментарий учителя.
Домашнее задание. (слайд.19)параграф 24,25.Упр.1,2,3(стр. 90) и заполните
таблицу.
Признаки
сравнения
алмаз
графит
карбин
фуллерен
строение
Кристаллическая
решетка
Физические
свойства
Цвет
Применение
Ответы:
Свойства химических
элементов
Углерод
Кремний
Положение в ПС
2 период,4 группа главная
подгруппа.
3 период, 4
группа главная
подгруппа.
Электронная формула
1S
2
2S
2
2S
2
1S
2
2S
2
2P
6
3S
2
3P
2
Электроотрицательность
2,5
1,8
Характерные степени
окисления
+4,+2,-4.
+4,-4.
Формулы высших оксидов
СО
2
SiO
2
Формулы соединений с
водородом
СН
4
SiH
4
Признаки
сравнения
алмаз
графит
карбин
фуллерен
Строение
Состоит из
связанных
между собой
тетраэдров
Состоит из слоев
шестиугольников.
Состоит из
линейных
макромолекул
Состоит из
молекул С
60 или С 70
(полые
сферы)
Кристалли
ческая
решетка
атомная
атомная
Молекуляр-
ная
Молекуляр-
ная
Физичес-
кие
свойства
Очень твердый,
электрический
ток не
проводит.
Мягкий, легко
расслаивается,
электрический ток
проводит.
Мелкодиспер-
сный порошок
,под
действием
света
проводит
электрический
ток.
Ферромаг-
нетик.
Цвет
бесцветный
Серо-черный
бесцветный
Темно-
красный
Примене-
ние
Драгоценности,
часовая,
ядерная
промышлен-
ность,
изготовление
ножей,сверл,
резцов.
Металлургическая
и химическая
промышленность,
ракетная, атомная
техника.
Медицина, в
фотоэлемен -
тах.
Фармаколо
гия,
медицина.
Список используемой литературы:
1. Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман . Химия 9 класс. Москва: Просвещение
ОАО Московские учебники, 2009.
2. О.С. Габриелян. Химия 9 класс Часть 2. Москва: Дрофа ОАО
Московские учебники, 2008.
3. Л.Ю.Аликберова. Занимательная химия. Москва: АСТ-ПРЕСС, 2002.
4. Е.В.Савинкина, Г.П.Логинова. Химия 9 класс. Мир веществ. Москва:
Баланс, 2007.
5. Л.М.Кузнецова. Новая технология обучения химии. 9 класс.
Методическое пособие для учителя. Москва: Мнемозина, 2006.
6. Энциклопедия для детей. Химия. Москва: ООО Мир энциклопедий
АВАНТА+АСТРЕЛЬ, 2006.
7. Н.Н.Богданова, Л.М.Мещерякова. Тестовые материалы для оценки
качества обучения. Химия 8-9 класс. Москва: Интеллект-Центр, 2012
Скачать материал

Химия - еще материалы к урокам: