Урок по химии "Углерод" 9 класс

Тема: Углерод, аллотропная модификация, физические и химические свойства углерода. Алмаз, графит.

Класс: 9 класс.

Цель: Обеспечить усвоение учащимися на уровне восприятия, осмысления и первичного запоминания знаний состава, строения, свойств и применения углерода; закрепить знания обучающихся об аллотропии. Формирование базовых компетентностей современного человека: учебно-познавательной, информационной, коммуникативной, личностного совершенствования.

Задачи:

 Образовательные задачи: познакомить учащихся с простым веществом

углерод, строением его атома, его физическими свойствами – аллотропными

модификациями, химическими свойствами – его окислительными и

восстановительными свойствами, нахождением в природе, применением

совершенствовать умения составлять уравнения реакций, определять их тип, расставлять коэффициенты методом подбора и электронного баланса.

 Развивающие задачи: развивать умений делать выводы, объяснять, анализировать при выполнении заданий.

 Воспитательные задачи: воспитывать формирование естественнонаучного

мировоззрения, представления о единичном и целом при знакомстве с

углеродом и его соединениями, развитие элементов эстетического воспитания, элементов экологического воспитания.

Тип урока: изучение нового материала.

Оборудование: таблица: «Периодическая система химических элементов

Д.И.Менделеева», таблица растворимости, стеклянная или пробирка без дна, вата, речной песок,карболен, штатив, воронка, чернила, стакан, горелка.

Ход урока:

        I.            Орг. момент. (2 минуты)

     II.            Актуализация знаний.(5 минут)

  III.            Изучение нового материала. (25 минут)

  IV.            Рефлексия. (10 минут)

    V.            Домашние задание. ( 3 минуты)

1.      Орг. момент.

Приветствие. Определение отсутствующих. Проверка готовности учащихся к учебным занятиям. Организация внимания.

2.      Актуализация знаний.

Учитель:

Из меня состоит все живое,
Я – графит, антрацит и алмаз,
Я на улице, в школе и в поле,
Я в деревьях и в каждом из вас.

Учитель: о каком химическом элементе идет речь в этом стихотворении?

Ученики: углерод.

Учитель: верно- это углерод.

Углерод является четвертым самым распространенным элементом во Вселенной.

Углерод может создавать связь с самим собой и многими другими химическими элементами, образующими почти десять миллионов соединений.

Учитель: Давайте узнаем основные области применения углерода и его соединений (Сообщение ученика)

Учитель: Что позволило так широко использовать углерод в нашей жизни

Ученики: знание его химических свойств.

Учитель: А что может объяснить эти свойства

Ученики: строение атома.

Учащиеся вместе с учителем формулируют цели урока.

Цели урока:

• Изучить строение атома углерода, опираясь на положение в таблице Менделеева;
• Рассмотреть аллотропные модификации углерода;
• Изучить химические свойства углерода и познакомиться с его применением.

3.      Изучение нового материала.

Учитель: охарактеризуйте строение атома углерода на основании его положения в Периодической системе химических элементов по плану.

1.      Каков химический знак углерода?

2. Положение в периодической системе Д.И.Менделеева (номер периода и его вид, номер группы и тип подгруппы, номер элемента).
3. Каков заряд ядра?
4. Какова атомная масса?
5. Сколько протонов в ядре атома?
6. Сколько нейтронов в ядре атома?
7. Сколько электронов в атоме углерода?
8. Электронная формула атома.
9. Чему равна высшая степень окисления?
10. Чему равна низшая степень окисления?
11. Какие свойства будет проявлять углерод, вступая в химическое взаимодействие?

Учащиеся характеризуют положение углерода в ПСХЭ,
определяют его порядковый номер и составляют электронную формулу атома, делают соответствующую запись в тетради: 

1. химический знак – С
2. второй период малый, IV группа, главная подгруппа, номер элемента – 6
3.  заряд ядра +6
4.  Ar(C) = 12 
5. 6 протонов
6. 6 нейтронов
7. 6 электронов   
8. ₊₆С 2 e 4 e
9. высшая степень окисления +4
10. низшая степень окисления –4

Учитель: На внешнем электронном уровне углерод содержит 4 электрона и до его завершения не хватает 4 электрона. Поэтому тенденция к отдаче и принятию электрона у него выражена одинаково

Исходя из строения атома, прогнозируют окислительно-восстановительные свойства углерода:   

В природе углерод находится и в свободном виде, и в виде соединений.

. Углерод входит в состав многих сложных веществ : CaCO

3– мел, известняк, мрамор и др. В земной атмосфере углерод находится в виде

углекислого газа СО2. Содержание его в сухом воздухе незначительно и

составляет приблизительно 0,03 объемных %.

Углерод простое вещество.   В ввиде простого вещества углерод существует в трех формах – алмаз, графит, антрацит.

Учитель:  Почему углерод – это графит, антрацит и алмаз?

Учащиеся: Углерод образует несколько простых веществ.

Учитель: Как называется такое явление?

Учащиеся: аллотропия – способность атомов одного химического элемента образовывать несколько простых веществ. Эти простые вещества называются – аллотропными видоизменениями или модификациями.

Учитель: каковы причины аллотропии углерода?

Учащиеся: различное строение кристаллических решеток.

Давайте с вам и вместе заполним таблицу о аллотропных соединениях.

Строение простых веществ, образованных атомами углерода.

Название вещества	Особенности кристаллической решетки	Свойства	Применение.
Алмаз
Графит
Фуллерен

Помогут нам в этом ваши одноклассники, которые приготовили сообщения о данных соединениях.

Ученики зачитывают сообщения, и заполнят таблицу.

Учитель демонстрирует древесный уголь и таблетки карболена (активированный уголь). Что общего между ними?

Учащиеся отвечают, что и древесный уголь и активированный уголь обладают способностью поглощать газы и растворенные вещества – адсорбцией.

Учитель демонстрирует адсорбционные свойства угля (приложение 1).

Учитель:  открытое русским химиком Ловицем явление адсорбции широко используется для очистки сахара на рафинадных заводах от веществ, придающих ему желтый цвет; для очистки спирта.

На поглотительной способности активированного угля также основано и действие противогазов – устройства для защиты от вредных примесей, имеющихся в воздухе. Первый противогаз был изобретен Н.Д.Зелинским и спас жизнь тысячам солдат в период Первой мировой войны.

Учитель: Рассмотрим химические свойства углерода.

Итак, исходя из электронного строения атома углерода, мы выяснили, что углерод может проявлять восстановительные и окислительные свойства. Причем при обычных условиях углерод химически малоактивен, однако при нагревании он реагирует со многими веществами. Таким образом, все реакции углерода протекают при высоких температурах (от 600-1700^°С). Самой активной формой является аморфный углерод, менее активен графит, самый инертный – алмаз.

Учащиеся  записывают уравнения химических реакций и проводят виртуальный лабораторный опыт «Горение угля в кислороде».

Учитель проводит демонстрационный опыт «Восстановление меди из оксида меди (II) углем».

4.      Рефлексия.

Учитель задает вопросы, учащиеся отвечают на них.

– Почему алмаз, графит и уголь называют «родными братьями»?

– От чего зависит твердость алмаза и мягкость графита?

– Для каких целей применяют алмаз и графит?

– О каком явлении рассказывается в сказке «Мороз Иванович»?

“Между тем Рукодельница воротится, воду процедит, в кувшины нальёт, да ещё какая затейница: коли вода нечиста, так свернет лист бумаги, наложит в неё угольков да песку крупного насыплет, вставит ту бумагу в кувшин да нальёт в неё воды, а вода-то знай проходит сквозь песок да сквозь уголья и капает в кувшин чистая, словно хрустальная”.

– Где еще в настоящее время широко используется явление адсорбции?

(Медицина, военное дело, химическая промышленность.)

– Назовите природные соединения углерода.

– Каковы химические свойства углерода?

– В каких условиях протекает большинство реакций с участием углерода?

– Чем объясняется не высокая химическая активность углерода?

– Какая из модификаций углерода химически наиболее активна?

5.      Домашние задание.

Предлагается учащимся в двух формах:

1)  обычной - по учебнику О.С. Габриеляна «Химия 9 класс» (М.: Дрофа, 2009) § 29, упр. 6,8;

2)  творческой (по желанию):

• Выполнить творческое задание в программе «Power Point» по теме «Алмаз - уникальный камень» или написать сказку с участием углерода и прислать на электронный адрес учителя.

•   Проделать дома опыт, доказывающий адсорбционные свойства угля.

Налейте в емкость воду объемом 40-50 см3 и добавьте 1-3 капли чернил, чтобы получился слабо окрашенный раствор. Затем добавьте 3-5 таблеток активированного угля и круговыми движениями колбы интенсивно перемешайте смесь. Дайте смеси отстоятся. Если обесцвечивания не произошло, добавьте еще 2-3 таблетки угля и повторите перемешивание. Убедившись, что адсорбция произошла полностью, профильтруйте смесь.

• Составить кроссворд по теме «Углерод»

• Подготовить краткое сообщение «Живопись глазами химика» по теме «Углерод. Графит. Сажа»

– Прочитайте цель урока. Достигли ли вы цели? В какой степени? Оцените свою работу на уроке.