Конспект урока по химии 9 класс "Углерод".

Тема урока в 9 –м классе: « Углерод, распространение в природе, физические и химические свойства».

Урок № 35

Дата проведения: 17.01.2024

Класс: 9-а

Учитель: Кулинич Ж.И.

Цель урока: сформировать у обучающихся представлений об углероде как химическом элементе и простом веществе, его строении, особенностях, свойствах.

Планируемые результаты:

·      предметные: усвоение обучающимися знаний об углероде на основании его положения в периодической системе и строения атома, аллотропных модификациях, о физических и химических свойствах и применении углерода;

·      метапредметные: развитие навыков интеллектуальной работы, умений анализировать, планировать, систематизировать учебный материал, преобразовывать словесный материал в графический;

·       личностные: формирование умений работать в группе, (взаимодействовать, слушать и слышать, уважать чужую точку зрения, аргументировать свою собственную точку зрения), вести учебный диалог.

Тип урока: изучение нового материала.

Оборудование:

·      Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева

·      Демонстрационный материал( коллекция каменного угля, бурого, торфа, графита)

·      Активированный уголь

·      Учебник « Химия 9 класс.» под редакцией Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман, издательство «Просвещение», 2022 год.

                                                 Ход урока:

1.    Организационный момент (1 минута)

(Приветствие, проверка готовности к уроку)

2.      Актуализация знаний (4 минуты).

-На прошлых уроках мы рассматривали химический элемент Фосфор. Это простое или сложное вещество?

Ответ: простое.

-Что такое простое вещество?

Ответ: вещество, образованное одним химическим элементом.

-А как называется вещество, образованное несколькими химическими элементами?

Ответ: сложное.

-Приведите примеры?

Ответ: фосфорные минеральные удобрения.

Отгадайте загадку:

Людям я совсем как брат.
Много тысяч лет назад,
Освещая интерьер
Первобытных их пещер,
Я уже пылал в костре.
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)

О каком веществе идет речь? Какое вещество мы будем изучать сегодня на уроке?

Сообщение темы и записываем её на доске: «Углерод, распространение в природе, физические и химические свойства».

«Уголь приближается к алмазу

Не одну, а много сотен лет…

Химия, конечно, это знает,

Как его природа испекла,

Чтоб его резная грань сквозная

Резала простую грань стекла».

Афанасий Афанасьевич Фет

3.    Изучение нового материала (28 минут).

-Углерод является одним из первых химических элементов, который известен человеку 3 тыс. лет до н.э. Имя первооткрывателя неизвестно.

В 1791 году английский химик Теннант первым получил свободный углерод. Он пропускал пары фосфора над прокалённым мелом, в результате чего образовался фосфат кальция и углерод.

Впервые название «углерод» (carbone) появилось в книге А. Лавуазье, Бертолле « Метод химической номенклатуры» 1787 году.

Международное название Carboneum происходит от латинского carbo (уголь).

Характеристика  углерода по положению в периодической системе (работа у доски).

 С-углерод.

Находится в IV группе, Главной подгруппе (IV-A),3-й период.

Заряд ядра +6, порядковый номер-6.

С+6 )  )

       2 4

Степени окисления: -4; 0; +2; +4 (Примеры: СО2; СН4; СО; С).

Высшая валентность: IV

Содержание углерода:(запись на доске)

 В земной коре-0,27%

В растительной клетке-45%

В животной клетке-18%

В человеческом теле-10,5%

Физические свойства углерода. Аллотропия.

-Углерод существует во множестве аллотропных модификаций.

Известны 4 кристаллические модификации:

                      -графит

                      - алмаз

                      -карбин

                      - лонсдейлит (найден в метеоритах и его получают искусственно.)

-И ещё одна модификация-графен (фуллерен)-полупрозрачное вещество, с высокой проводимостью. Открыт в 2004 году. В 2011 году за открытие была вручена Нобелевская премия английским учёным-Андрею Гейму и Константину Новосёлову.

Алмаз - бесцветный, прозрачный, не проводит электрический ток, очень твёрдый (по твёрдости занимает 1 место среди всех природных минералов).

При нагревании выше 1000⁰С без  доступа воздуха превращается в графит.

Алмаз имеет атомную кристаллическую решётку. Каждый атом углерода очень прочно связан с четырьмя окружающими его атомами, расположенными вокруг него в вершинах тетраэдра. Длина связей 0,154 нм. Каждая вершина тетраэдра является общей для четырёх смежных тетраэдров. Вещества с атомной кристаллической решёткой отличаются низкой тепло- и электропроводностью, высокой твёрдостью, тугоплавкостью, химической инертностью. Алмаз – самое твёрдое природное вещество. В отсутствии кислорода он выдерживает нагревание до 2500 ⁰С без каких-либо изменений. Вес алмаза измеряется в каратах: 1 карат = 0,2 грамма.

Графит - серое вещество с металлическим блеском, жирное на  ощупь, хорошо проводит электрический ток, мягкий, при  ударе рассыпается на тонкие пластинки. При t=1600⁰C под  высоким давлением превращается в алмаз, а при t=2000⁰C и низком  давлении - в карбин.

Кристаллическая решётка графита тригональная, переходного типа между молекулярной и металлической. Атомы углерода расположены слоями, образованными шестичленными циклами. Слои смещены один относительно другого на половину диаметра шестичленного цикла. Каждый атом углерода окружён тремя соседними атомами. Длина каждой ковалентной неполярной связи 0,142 нм. Кроме того образуется единая сопряжённая система, образованная р-электронами атомов графита. Электроны в сопряжённой системе могут легко перемещаться, что обуславливает электропроводность графита и полуметаллический блеск. Поэтому внутри каждого слоя графита связи иногда называют ковалентно-металличекими. Расстояние между слоями составляет 0,335 нм, между ними фактически действуют достаточно слабые межмолекулярные связи. Следствием этого является целый ряд свойств графита – меньшая плотность по сравнению с алмазом (при сравнении алмаза и графита, можно выделить следующий парадокс: алмаз имеет самую высокую твердость, равную 10 баллам по шкале Мооса, тогда как графит – самую маленькую, равную 1 баллу), благодаря слабому сцеплению слоёв он очень мягок. Графит химически инертен и термически стоек.

Карбин - это мелкокристаллический порошок чёрного цвета. Впервые синтезирован  в 60-х годах   XX века советскими химиками, позднее был найден в природе. Кристаллы карбина состоят из линейных цепочек углеродных атомов, соединённых чередующимися одинарными и тройными или двойными связями. По твёрдости карбин превосходит графит, но значительно уступает алмазу. Он химически активнее графита. Обладает полупроводниковыми свойствами. При нагревании до 2800 ⁰С без доступа воздуха превращается в графит

Фуллерен – это замкнутая сферическая структура, образованная из определённого числа атомов углерода. Чаще всего встречаются структуры С₆₀, С₇₀, С₈₄. Молекула фуллерена представляет собой шар, поверхность которого состоит из пяти – и шестичленных циклов, образованных атомами углерода. Впервые фуллерены были синтезированы в 80-х годах  XX века.

К аморфным формам углерода относятся – сажа, кокс, древесный уголь, стеклоуглерод (демонстрационный материал).

Сажа - технический углерод. Самая въедливая, длительный контакт с ней вызывает рак кожи («болезнь трубочистов»), изменение структуры лёгких, нарушает их деятельность.

Стеклоуглерод - твёрдый материал, сочетающий свойства графита (хорошая электропроводность) и стекла (высокая твёрдость).

Химические свойства углерода.

 §32 ,стр.117, задание №3 (переведите таблицу 24 в текст).

Ребята работают в парах, затем проверяем выполнение задания. «Углерод может проявлять как свойства восстановителя, так и свойства окислителя. Рассмотрим восстановительные свойства.

1.С+О2=СО2+Q (получаем оксид углерода (IV) и выделение теплоты)

2.С+2CuO=CO2+2Cu (может восстанавливать металлы из оксидов)

3.С+СО+=2СО (получаем оксид углерода (II) –несолеобразующий)

4. С+Н2О=СО+Н2 (взаимодействуя с водой, выделяется водород)

Рассмотрим окислительные свойства.

1.Взаимодействуя с водородом, получаем газ-метан (С+2Н2=СН4)

2.Взаимодействуя с кальцием, образуется карбид кальция (Са+2С=СаС2)

3.Взаимодействуя с алюминием, образуется карбид алюминия (3С+4АL=AL4C3)

 4. Физкультминутка (2 минуты).       

 Нахождение углерода  в природе:

Углерод находится в природе как в свободном состоянии, так и в виде многочисленных соединениях. Наиболее крупные месторождения графита образовались в результате воздействия высоких температур и давления на каменные угли. Некоторые из ископаемых углей содержат до 99% углерода. В свободном виде  углерод встречается в виде алмаза и графита, а также залежей угля (чёрный, бурый уголь, антрацит).

Кроме ископаемого угля, в недрах Земли находятся большие скопления нефти, состоящей из различных углеродсодержащих соединений, а так же природного газа, который в основном состоит из метана (СН₄). В земной коре встречаются в огромных количествах соли угольной кислоты, особенно карбонат кальция: СаСО₃ – мел, мрамор, известняк, кальцит,  ракушечник, жемчуг, перламутр, коралл; МgCO₃ - магнезит; СаСО₃∙МgCO₃ – доломит. В воздухе имеется диоксид углерода (СО₂ – углекислый газ). Наконец, растительные и животные организмы состоят из веществ (белки, жиры, углеводы), в образовании которых главное участие принимает углерод. Содержание углерода в живых организмах в расчёте на сухое вещество составляет: 34,5—40% у водных растений и животных, 45,4—46,5% у наземных растений и животных и 54% у бактерий. Таким образом, этот элемент относится к разряду распространенных на Земле, хотя общее его содержание в земной коре составляет около 0,1 % (11 по распространенности элементов в земной коре).Углерод является главной составной частью всех органических веществ.   

 5.Стадия рефлексии (2 минуты).

 «Синквейн»

Синквейн (от фр. cinquains, англ. cinquain) — это творческая работа, которая имеет короткую форму стихотворения, состоящего из пяти нерифмованных строк.

Синквейн – это не простое стихотворение, а стихотворение, написанное по следующим правилам:

1 строка – одно существительное, выражающее главную тему

2 строка – два прилагательных, выражающих главную мысль

3 строка – три глагола, описывающие действия в рамках темы

4 строка – фраза, несущая определенный смысл

5        строка – заключение в форме существительного (ассоциация с первым словом).

6.  Домашнее задание (1минута).

§ 31,32; стр.114, №3(письменно), стр.117,№4(письменно).

Скачано с www.znanio.ru