Разработка урока

Тема урока. Углерод и его свойства.

Цель урока: создать условия для формирования у обучающихся представлений об углероде как химическом элементе и простом веществе, его строении, особенностях, свойствах.
Задачи урока: 

1. 
   Способствовать дальнейшему формированию знаний о периодической системе, строении атома и свойствах простых веществ на примере углерода и умений применять полученные знания на практике.

2. 
   Развивать критическое мышление, самостоятельность к рефлексии, умение работать в атмосфере поиска, творчества. 

3. 
   Активизировать познавательную деятельность обучающихся на всех этапах урока, способствовать развитию логического мышления, умению устанавливать взаимосвязь состава, строения и свойств вещества, выявлять общее и единичное.

Ожидаемые 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 и коммуникативные: 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.
Понятия, впервые вводимые на уроке:

• 
  адсорбция

• 
  десорбция

• 
  активированный уголь

• 
  фуллерены

Технология развития критического мышления.
Ход урока: 

1. 
   Организационный момент и мотивация – стадия вызова (ассоциативный ряд; рифмованное начало урока; эпиграф к уроку):

Учитель: На протяжении нескольких предыдущих уроков вы изучали представителей неметаллов: познакомились со строением и свойствами их атомов, физическими и химическими свойствами, применением. Последним неметаллом был фосфор и сейчас мы проведем графический диктант по теме «Фосфор и его соединения».

1. Фосфор означает в переводе с греческого «светоносный» (+)

2. У фосфора более выражены восстановительные свойства, чем у азота.(+)

3. Белый фосфор имеет атомную кристаллическую решётку.(-)

4. Белый фосфор при нагревании превращается в красный фосфор.(-)

5. Свойство фосфина объясняет появление болотных блуждающих огней(+)

6. Оксид фосфора (V) типичный основный оксид. (-)

7. Оксиду фосфора (V ) соответствует фосфорная кислота . (+)

8. Реактивом на фосфорную кислоту и фосфаты является раствор нитрата серебра.(+)

9. В растениях, как и у животных, фосфор входит в состав жиров. (-)

10. Белый фосфор используется для производства спичек.(-)

Осуществляем взаимопроверку.__ __ / / __ / __ _ _/ /

Каждая задание оцениваем в 0,5 баллов и баллы переносим в лист оценивания.

Прежде чем мы продолжим изучение неметаллов, я предлагаю вам

догадаться «Кто ОН?», т.е. о каком элементе или веществе идет речь:

1) ОН известен человечеству с древнейших времен. 

2) Благодаря ЕМУ возникло все богатство и разнообразие видов растений и животных. 

3) ОН входит в состав ДНК. 

4) В организме человека массой 70 килограммов на ЕГО долю приходится 16 килограммов, в мышечной ткани ЕГО содержание составляет 64 %, а в костной ткани - 36 %. 
Если обучающиеся не догадались, то учитель задает загадку.

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 урока.
Что вы хотите узнать на уроке по данной теме?

Обучающиеся самостоятельно формулируют цель - на уроке мы должны изучить углерод, установить взаимосвязь между составом, строением и свойствами.

1. 
   Изучение нового материала - стадия осмысления:

В течение урока вам предстоит заполнить рабочий лист.

Учитель: на ваших столах есть листочки с интересными фактами. Поработайте с ними и заполните характеристику на ваших рабочих листах.

Задание № 1. 

Характеристика углерода по положению в периодической системе и строению атома. Актуализация знаний и применение их в новой ситуации. «Шаг за шагом»

Дайте характеристику углероду по положению в периодической системе и строению атома, используя свои знания, материал учебника §33 и план:

1.Положение в периодической системе

2.Заряд ядра и состав атома

3.Электронная формула

4.Формула внешнего уровня

5.Возможные степени окисления

6.Окислительно-восстановительная характеристика

7.Тип химической связи в простом веществе

8.Тип кристаллической решетки простого вещества

9.Формула высшего оксида и его характер

10.Формула гидроксида и его характер

Проверка через слайд. Каждое задание оцениваем в 0,5 баллов и переносим в лист оценивания.
Задание № 2. 

Физические свойства углерода. Аллотропия. 

Классификация полученной информации «Перепутанные логические цепочки»

Внимательно прочитайте материал учебника §33 и дополнительную информацию об аллотропных модификациях углерода. Выберите и расставьте в правильной последовательности физические свойства каждого аллотропного соединения углерода.

Приложение для группы № 2 (каждому обучающемуся).

К заданию №2 Информационный текст: 

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.

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).

Каждое задание оцениваем в 0,5 баллов и переносим в лист оценивания.
Задание № 3. 

Адсорбция.

Внимательно прочитайте материал учебника §29 и дополнительную информацию об адсорбции и ответьте на вопросы:

1.Где используют способность углерода к адсорбции? 

2.Что такое десорбция? 

3.Для чего используется активированный уголь?

4.Проведите опыт по адсорбции (поглощение измельченным активированным углем красителя). Опишите наблюдения.

Приложение для группы № 3 (каждому обучающемуся)

К заданию №3 Информационный текст: 
Адсорбция (от лат. Ad - на, при и sorbeo - поглощаю), поглощение какого-либо вещества из газообразной среды или раствора поверхностным слоем жидкости или твёрдого тела.

• 
  Адсорбция – свойства угля и других твердых веществ поглощать и удерживать на своей поверхности газообразных или растворенных веществ.

• 
  Адсорбенты – вещества, на поверхности которых происходит адсорбция.

• 
  Десорбция - обратный адсорбции процесс (выделение поглощенных веществ).

Древесный уголь обладает уникальным свойством – способностью поглощать газообразные и жидкие вещества. Это свойство называется адсорбция. Впервые адсорбция была открыта в конце 18 века русским учёным Т. Ловицем, а впоследствии подробно изучена академиком Н.Д. Зелинским. Зелинский использовал способность углерода к адсорбции в конструкции противогаза. Это уникальное изобретение спасло миллионы жизней в годы Первой Мировой войны и до сих пор находит практическое применение при работах в агрессивных газовых средах – используется пожарниками, шахтёрами, спасателями. Это свойство используется в медицине – активированный уголь помогает вывести из организма токсичные вещества при пищевых отравлениях.

Проведите опыт: налейте в колбу с водой раствор перманганата калия и поместите в раствор таблетки активированного угля. Энергично перемешайте. Что наблюдаете? 
Каждое задание оцениваем в 1,5 баллов и переносим в лист оценивания.
Задание № 4.

Химические свойства углерода. 

«Лови ошибку!»

Используя свои знания об общих химических свойствах неметаллов, материал учебника §33 предположите, какими химическими свойствами будет обладать углерод:

А) как окислитель;

Б) как восстановитель 

В предложенных уравнениях реакциях, найдите ошибки, исправьте их и в опорном конспекте отразите правильный вариант химических свойств углерода.

Внимание: углерод при повышенной температуре вступает во взаимодействие с водой с образованием синтез – газа (смесь угарного газа и водорода), с оксидами металлов, восстанавливая их до свободных металлов. А также углерод взаимодействует с кислотами, проявляющими сильные окислительные свойства – с серной и азотной кислотой.
Правильный ответ - проверка через слайд:
А) Углерод – окислитель: 

Реакции с простыми веществами 

C + 4Na → Na₄C

2 C + Ca → CaC₂

3 C + 4 Al → Al₄C₃

C + 2 H₂ → CH₄

Б) Углерод – восстановитель: 

Реакции с простыми веществами 

C + O₂ → CO₂

2 C + O₂ → 2CO

C + 2 Cl₂ → CCl₄

C + 2 S→ CS₂

Реакции со сложными веществами 

C + H₂O → CO + H₂↑

C + 2 CuO → 2 Cu + CO₂

C + 4 HNO₃ → CO₂ + 4 NO₂ + 2 H₂O

конц.

C + 2 H₂SO₄ → CO₂ + 2 SO₂ + 2 H₂O

конц.

Кто нашел 3 ошибки ставит «3», 4 ошибки – «4», 5 ошибок – «5» в лист оценивания.
Учитель демонстрирует слайд о нахождении углерода в природе и применении углерода.

Закрепление изученного материала – стадия рефлексии:
Тест по теме: «Углерод»

1. Внешний уровень атома углерода:

А) 2 s ² 2 p ²          

Б) 1 s ² 2p ²                  

В) 2 s ² 2 p ⁴                 

Г) 2 s ¹2 p ³

2. Из аллотропных видоизменений углерода наибольшую твердость проявляет:

А) уголь

Б) графит

В) алмаз

Г) карбин

3. Мягкий, слоистая структура, непрочные связи между слоями: 

А) уголь

Б) алмаз

В) графит

Г) карбин
4.Тип кристаллической решетки алмаза:

А) молекулярная    

Б) ионная       

В) атомная         

Г) металлическая

5. 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

6. Сортами аморфного углерода являются: 

А) алмазы и бриллианты

Б) каменный, бурый уголь

В) древесный уголь, кокс и сажа

Г) графит и карбин 

7. Углерод как окислитель вступает в реакции с:

А) металлами и водородом

Б) кислородом и водородом

В) водой

Г) оксидами металлов

8. Углерод как восстановитель вступает в реакции с:

А) кальцием

Б) кислородом

В) водородом

Г) алюминием

9. Графит не применяется для:

А) изготовление электродов

Б) изготовления стержней карандашей

В) инструментов для резки стекла

Г) изготовления блоков для атомных реакторов

10. Углерод не содержится в природе:

А) в свободном виде

Б) в углекислом газе 

В) в мраморе

Г) в воде

Ключ к тесту:

1. А

2.В

3.А

4.В

5.Г

6.В

7.А

8.Б

9.В

10.Г

Каждое задание оценивается в 0,5 баллов и переносится в лист оценивания.

Подведение итогов уроков . Судя по тому, как вы выполняли задания, я уверена, что вам сегодня удалось многое узнать.

Давайте посчитаем, какую оценку вы сегодня получите. Складываем все оценки в листе оценивания и делим на 6.
Домашнее задание:
§ 33; задания: 5,7,8 (письменно)

Рабочий лист

Задание № 1. 

Характеристика углерода по положению в периодической системе и строению атома. 
Дайте характеристику углероду по положению в периодической системе и строению атома, используя свои знания, материал учебника §29 и план:

1.Положение в периодической системе
____________________________________________________
2.Заряд ядра и состав атома
_____________________________________________________
3.Электронная формула
_____________________________________________________
4.Формула внешнего уровня
______________________________________________________
5.Возможные степени окисления
__________________________________
6.Окислительно-восстановительная характеристика
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
7.Тип химической связи в простом веществе
___________________________________________________________________
8.Тип кристаллической решетки простого вещества
___________________________________________________________________
9.Формула высшего оксида и его характер
______________________________________________
10.Формула гидроксида и его характер
_______________________________________________

Задание № 2. 

Физические свойства углерода. Аллотропия. 
Алмаз Графит

1.

2.

3.

4.

Карбин Фуллерен

1.

2.

3.

Задание № 3. 

Адсорбция.

Внимательно прочитайте материал учебника §29 и дополнительную информацию об адсорбции и ответьте на вопросы:

1.Где используют способность углерода к адсорбции? 
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
2.Что такое десорбция? 
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
3.Для чего используется активированный уголь?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
4.Проведите опыт по адсорбции (поглощение измельченным активированным углем красителя). Опишите наблюдения.

Задание № 4.

Химические свойства углерода
В предложенных уравнениях реакциях, найдите ошибки, исправьте их и в опорном конспекте отразите правильный вариант химических свойств углерода.

Внимание: углерод при повышенной температуре вступает во взаимодействие с водой с образованием синтез – газа (смесь угарного газа и водорода), с оксидами металлов, восстанавливая их до свободных металлов. А также углерод взаимодействует с кислотами, проявляющими сильные окислительные свойства – с серной и азотной кислотой.
А) Углерод – окислитель: 

Реакции с простыми веществами 

C + 4Na → Na₄C

2 C + Ca → CaC₂

3 C + 4 Al → Al₄C₃

C + 2 H₂ → CH₄

Б) Углерод – восстановитель: 

Реакции с простыми веществами 

C + O₂ → CO₂

2 C + O₂ → 2CO

C + 2 Cl₂ → CCl₄

C + 2 S→ CS₂

Реакции со сложными веществами 

C + H₂O → CO + H₂↑

C + 2 CuO → 2 Cu + CO₂

C + 4 HNO₃ → CO₂ + 4 NO₂ + 2 H₂O

конц.

C + 2 H₂SO₄ → CO₂ + 2 SO₂ + 2 H₂O

конц.

Лист оценивания

Ф.И.___________________________________