Углерод. Подгруппа углерода

Загадка:
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.
Работа с учебником стр. 131 рис.42

ЦЕЛЬ УРОКА:
Повторить общую характеристику элементов, исходя из положения в периодической системе и строения атома.
Повторить строение атома и явление аллотропии на примере углерода.
Рассмотреть строение, сравнение свойств и применение алмаза и графита.
Дать понятие об аморфном углероде и его сортах.
Познакомить учащихся с явлением адсорбции и его практическим значением.
Задание по учебнику: § 28.
упр. 1, 3 (устно),
упр. 6, 7, 8 (письменно)

Характеристика элементов главной подгруппы IV группы периодической системы

На основе строения атома углерода можно легко спрогнозировать окислительно-восстановительные свойства углерода:

Алмаз и графит –
это два аллотропных видоизменения углерода.

ОПРОС:
Какое явление называют аллотропией?
- Что называют аллотропными видоизменениями элемента?
- Какие химические элементы образуют аллотропные видоизменения?
- Назовите причину аллотропии?
- Что такое кристаллическая решетка?

Таблица
«Аллотропные видоизменения углерода»

Расположение орбиталей углерода в пространстве

Схема «Аллотропные видоизменения углерода»

АЛМАЗНЫЙ ФОНД Российской Федерации, государственное собрание драгоценных камней и ювелирных изделий, имеющих историческую, художественную и материальную ценность, а также уникальных золотых и платиновых самородков.
Искусственно ограненные алмазы называются бриллиантами и являются предметом роскоши.

Держава и
Большой бриллиантовый букет

Алмаз «Шах».
В 1829 году поднесен персидским шахом Хозрев-Мирзой Николаю I как выкуп за убийство русского дипломата и писателя А.С.Грибоедова.

Колумбийский изумруд и Цейлонский сапфир

Портретный алмаз

Алмаз «Горняк»

АЛМАЗ - минерал по блеску, красоте и твердости превосходящий все минералы
Бесцветные или окрашенные октаэдрические кристаллы.
Самый твердый минерал (твердость 10 по минералогической шкале); плотность около 3,5 г/куб.см, высокий показатель преломления (2,417).
Полупроводник.
Крупные прозрачные кристаллы алмаза — драгоценные камни первого класса.
Крупнейшие в мире алмазы: «Куллинан» (3106 кар), «Эксельсиор» (971,5 кар), «Йонкер» (726 кар).

А что такое «карат»?
Карат – это единица измерения драгоценных камней.
В Аравийской пустыне растет дерево Caratina silikva (каратина силиква), косточка плодов которого весит всегда, - в любое время года и на любом дереве 0.2 г.

Промышленные месторождения
связаны с кимберлитами, россыпями.
Главные зарубежные добывающие страны:
ЮАР, Конго (Заир), Ботсвана, Намибия.
В Российской Федерации месторождения в Якутии, на Урале.

«Аморфный углерод», как было установлено исследованиями, не является еще одним аллотропным видоизменением углерода, а представляет собой мелкокристаллический графит.
Сортами этого углерода являются древесный уголь, кокс и сажа.
Сажу получают преимущественно при разложении метана.
Она используется для приготовления типографской краски, картриджей, резины, косметической туши.
Кокс представляет собой в основном свободный углерод, он получается при нагревании каменного угля без доступа воздуха.
Кокс применяется в доменных печах при выплавки чугуна из руд.
Древесный уголь получается при нагревании без доступа воздуха древесины.
Он применяется в качестве топлива в кузнечных горнах, жаровнях, самоварах, используется в металлургии при выплавке некоторых цветных металлов и особо чистых сортов чугуна, так как не содержит вредных примесей, имеющихся в коксе.

Явление адсорбции было открыто русским химиком ЛОВИЦЕМ

Н.Д.Зелинский на основе адсорбционных свойств древесного угля разработал фильтрующий противогаз.
Николай Дмитриевич Зелинский (1861-1953) - профессор Московского Университета, академик, Герой Социалистического Труда

Обобщение пройденного материала:
Какие элементы Периодической системы входят в главную подгруппу IV группы?
Что общего в строение атомов элементов IV группы главной подгруппы Периодической системы Д.И. Менделеева?
Какой из элементов данной подгруппы встречается в свободном виде?
Перечислите все аллотропные видоизменения химического элемента углерод.
Назовите фамилию ученного открывшего явление адсорбции?
Кто впервые разработал фильтрующий противогаз?

Закрепление. Тестовая работа по вариантам.
1. В IV группе главной подгруппы в периодической системе Д.И.Менделеева расположены следующие элементы:
Б) Бериллий, магний, кальций, стронций, барий;
В) Бор, алюминий, галлий, индий, таллий;
А) Литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций;
Г) углерод, кремний, германий, олово, свинец.
2. У элементов IV группы главной подгруппы на внешнем энергетическом уровне расположено … электронов:
А) 1;
Б) 2;
В) 3;
Г) 4;
3. Высший оксид характерный для элементов IV группе главной подгруппы в периодической системе Д.И.Менделеева имеет общую формулу:
А) RO;
Б) R2O3;
В) RO2;
Г) R2O5.
4. Атом элемента имеет сокращенную электронную конфигурацию …ns2np2 (где n – номер периода). Формула водородного соединения этого элемента:
А) RH4;
Б) RH3;
В) H2R;
Г) HR.
5. Общими формулами высшего оксида и гидроксида элемента, электронная конфигурация внешнего энергетического слоя которого…2 s22p2. являются:
А) RO2, R(OH)2;
Б) RO2, H2RO3;
В) RO3, H2RO4;
Г) RO, R(OH)2.

6. Из аллотропных видоизменений углерода (sp3 гибридизация) наибольшую твердость проявляет:
А) Уголь;
Б) Графит;
В) Алмаз;
Г) Карбин.
7. Мягкий, sp2 гибридизация, слоистая структура, большие расстояния и непрочные связи между слоями. Отметьте аллотропную модификацию углерода, соответствующую приведенным свойствам:
А) Уголь;
Б) Алмаз;
В) Графит;
Г) Карбин.
8. Адсорбция представляет собой:
А) Процесс разложения вещества;
Б) Процесс выделения адсорбируемых веществ;
В) Химическое взаимодействие угля с газами;
Г) Поглощение газов или растворенных веществ поверхностью твердого вещества.
9. Сортами аморфного углерода являются:
А) Алмазы и бриллианты;
Б) Каменный, бурый уголь;
В) Древесный уголь, кокс и сажа.
Г) Не знаю.
10. Назовите фамилию ученного - химика, который впервые разработал противогаз:
А) Д.И. Менделеев;
Б) Н.Д. Зелинский;
В) Н.Н.Бекетов;
Г) Генри Кавендиш.

Задание на дом:
Задание по учебнику
28 читать,
упр. 1, 3 (устно), упр. 6, 7, 8 (письменно).
Составить презентации «Знаменитые алмазы» и
«Простой графитовый карандаш»