Урок по теме "Углерод, строения атома, аллотропия,применение.

Разработка урока по теме "Углерод"

Класс: 9  Тема урока: «Углерод. Строение атома, аллотропия, свойства модификаций, применение»

Дата проведения: 14.03.18.

Тип урока: урок открытия новых знаний.

Технологии: проблемно-диалогическая ,информационно-коммуникативной технологии, здоровьесберегающая  технология.

Цели: изучение строения атома и аллотропных модификаций  углерода; ознакомить с явлением адсорбции; сформировать представление о химических свойствах углерода.

Образовательные задачи: познакомить учащихся с простым веществом углерод, строением его атома, его физическими свойствами – аллотропными модификациями, химическими свойствами – его окислительными и восстановительными свойствами, ознакомить с явлением адсорбции.

Развивающие задачи: продолжить развитие умений делать выводы, объяснять, анализировать при выполнении заданий, продолжить формирование умения сотрудничества на уроке, работы в коллективе, развивать познавательный интерес учащихся к предмету.

Воспитательные задачи: продолжить формирование естественно-научного мировоззрения, совершенствовать навыки общения,развитие элементов эстетического воспитания, элементов экологического воспитания.

 Планируемые результаты: уметь характеризовать элемент углерод на основании его положения в ПСХЭ Д.И.Менделеева и строение атома; описывать химические свойства углерода, составлять уравнения химических реакций с участием углерода; знать аллотропные  модификации углерода, уметь их описывать и проводить сравнительный анализ.

Методы обучения: частично-поисковый, словесный, наглядный, эвристический.

Оборудование: таблица: «Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева», таблица растворимости, презентация к уроку, ноутбук, экран, проектор, модели кристаллических решёток алмаза и графита тестовые задания, карточки.

Формы организации познавательной деятельности: фронтальная, индивидуальная, парная.

План урока:

1. Организационный момент (1 мин.)

2. Актуализация знаний учащихся (3 мин.)

3.Изучение нового материала (22 мин.)

4. Обобщение и систематизация изученного материала (8 мин.)

6. Подведение итогов урока (5 мин.)

 7. Домашнее задание (1 мин.)

                                Ход урока:

1. Организационный момент: приветствует учащихся, создает рабочий настрой на урок, определяет готовность к уроку, контроль д/з.

2.  Актуализация опорных знаний:

Ребята, какую группу неметаллов мы ещё не изучали? Конечно, это IVА группа. О каком из химических элементов этой группы идёт речь?

Он – самый главный элемент

И нет других тут мнений:

Очень уж велик процент

Его соединений.

Он и графит, он и алмаз,

Входит в состав растений.

Он есть и в воздухе, и в нас,

Земля – его владения.

Выдвигают предположения о каком элементе идёт речь.

 Учитель: итак, сегодня мы познакомимся с первым представителем этой группы. Тема урока: «Углерод: строение и свойства» (записывают в тетрадь).Что будем изучать на уроке? Отвечают. Правильно, наша цель – характеризовать физические и химические свойства углерода, составлять уравнения реакций углерода как окислителя и как восстановителя.

 3. Объяснение нового материала (25 минут).

 Давайте составим план изучения углерода. Предлагают, учитель открывает слайд презентации, учащиеся записывают план  в тетрадях. Новый материал изучается по плану:

1.Простое вещество углерод, строение атома;

2. Нахождение в природе;

3. Физические свойства;

4. Химические свойства: а) как восстановитель б) как окислитель;

5. Применение;

             1. Простое вещество углерод. Строение его атома.

Учитель:  Химический элемент углерод находится в 4 гр. Гл. П/гр. ПСХЭ Д.И.Менделеева - золотая середина - часто так называют эту подгруппу. Сейчас я попрошу вас, используя ПСХЭ Д.И.Менделеева дать полную характеристику углерода, как химического элемента в свете теории строения атома:

1. Положение в ПСХЭ_____________
2. Заряд ядра и состав атома _____________________
3. Электронная формула        _________________________
4. Возможные степени окисления ___________________________
5. Простое вещество _______________________________________

Учащиеся  работают в парах и записывают в тетрадь характеристику углерода. Углерод – шестой элемент в периодической системе Д.И.Менделеева, относится ко второму периоду и главной подгруппе IV группы. Его атомная масса – 12. Электронная формула: 1s²2s²2p².На внешнем электронном слое атома углерода имеется  4 электрона. Углерод может проявлять валентность II т.к. имеет два неспаренных электрона на внешнем уровне. Особенности строения атома: четыре электрона на в.э.у. и причём s-электрон может переходить на р-подуровень, что даёт возможность атому образовывать четыре ковалентные связи. И это позволяет образовывать больше аллотропных видоизменений. Делают вывод об особенностях строения атомов этой группы. Отвечают на вопросы учителя, высказывают свои предположения.

                                 2.Нахождение в природе.

 Учитель просит вспомнить  названия минералов в состав которых входит углерод, из ранее изученных тем (по теме ЩЗМ).Называют: мрамор, известняк, мел. Показ слайда презентации, который сопровождается рассказом  учителя:«в природе углерод находится и в свободном виде, и в виде соединений. Свободный углерод известен в виде двух аллотропных модификаций : алмаза и графита. Углерод входит в состав многих сложных веществ : CaCO₃ – 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%.»

                                    3.Физические свойства.   

Изучение физических свойств углерода. Формирование понятий: Аллотропия. Адсорбция. Учитель спрашивает: «Для каких ранее изученных элементов характерна существование нескольких простых веществ?». Отвечают:«Характерна для кислорода, серы, фосфора». Учитель демонстрирует слайд. Углерод имеет несколько аллотропных модификаций: алмаз, графит, карбин, поликумулен, фуллерен. Некоторые из них встречаются в природе, а другие получены искусственным путем. О важнейших модификациях углерода мы расскажем после выполнения самостоятельной работы. А сейчас запишем в тетради: Аллотропия - это явление существования нескольких простых веществ, образованных одним и тем же химическим элементом. Далее самостоятельное получение знаний.  Прочтите учебник стр 233, пользуясь изображением на слайде , ответьте на вопрос: Почему у разных аллотропных веществ углерода такие разные физические свойства?

1 ряд - алмаз

2 ряд - графит

Работают с учебником стр.233-234, заполняют таблицу (цель работы: сравнить их свойства и применение)

Заполняют таблицу, проверяют, дополняют, просматривают презентацию  и формулируют вывод: Причина явных отличий в физических свойствах графита и алмаза, а также других веществ обусловлена различным строением кристаллической решётки. Алмаз – прозрачное кристаллическое вещество, очень твердое. Алмаз не проводит электрический ток т.к. в его решетке отсутствуют свободные электроны. Графит – мягкое темно-серое вещество с металлическим блеском. Кристаллическая решетка графита имеет сложное строение. Наличие свободных электронов обуславливает электропроводность графита. В алмазе атомы углерода размещаются очень плотно, причем каждый из них прочно связан с четырьмя окружающими атомами. В структуре же графита выделяются параллельные плоские сетки, состоящие из шестиугольников с атомами углерода в вершинах. В каждом отдельно взятом слое связь между атомами углерода довольно прочная, а между слоями - слабая. Поэтому графит мягок, оставляет след на бумаге. Делают схематичный рисунок кристаллических решеток в тетрадях.

Учитель просит обратить внимание на таблетки активированного угля, которые лежат у них на партах. Учащиеся рассматривают их. Затем, вводит понятие Адсорбция и просит записать определение в тетрадь. Записывают в тетради. Адсорбция - это способность некоторых твердых веществ поглощать газы и растворенные вещества. Просматривают видеоопыт  «Адсорбционная способность угля». Делают выводы о применении адсорбционных свойств угля.

                               4.Химические свойства.

Учитель: Зная строения атома данного элемента, мы можем, предположить химические свойства углерода. При обычной температуре углерод малоактивен. При нагревании реагирует со многими простыми и сложными веществами. Используя учебник стр.236, выпишите в тетрадь химические реакции: углерод как восстановитель, углерод как окислитель.(после выполнения самостоятельной работы с учебником, проверяют выполнение по слайдам презентации, на экране уравнения химических реакций по свойствам углерода.)

А) Углерод как восстановитель

Как и другие неметаллы, углерод проявляет восстановительные свойства при  взаимодействии с кислородом и другими более электроотрицательными элементами.

1.горит на воздухе с выделением большого количества тепла:

C + O₂ = CO₂

2.при недостатке кислорода  образуется оксид углерода (II) или угарный газ:

С + О₂ = СО

3.раскаленный углерод реагирует с парами серы, легко соединяется с хлором и другими галогенами:

C + 2S = CS₂

C + Cl₂ = CCl₄

4.т.к. для углерода в отличие от других неметаллов весьма характерны восстановительные свойства, он может восстанавливать оксиды металлов и неметаллов:

С + CuO = Cu + CO

2C + PbO = Pb + 2CO

C + CO₂ = 2CO

Это свойство широко используется в металлургии.

5. при пропускании через раскаленный уголь водяного пара, получается смесь оксида углерода (II) с водородом, или водяной газ:

 C + H₂O = CO + H₂

Б) Углерод как окислитель.

Проявляет окислительные свойства при взаимодействии с металлами и водородом.

1.углерод взаимодействует с металлами с образованием карбидов металлов:

4Al + 3C = Al₄C₃

Ca  + 2C = CaC₂

2.углерод реагирует с водородом, при этом образуется метан:

С + Н₂ = СН₄

   После выполнения самостоятельной работы с учебником, сверяют её правильность по слайдам презентации. На экране уравнения химических реакций по свойствам углерода. Записывают в тетрадь, делают вывод: углерод в зависимости от того с каким веществом вступает во взаимодействие может выступать в роли окислителя и восстановителя.

                                            5.Применение.

 Ребята как вы думаете, на каких свойствах основано применение углерода?(Слайд)У вас на столах лежат карточки, ваша задача: работая в группах (по 4 человека) в течении 2-3 минут по карточкам, соотнести области применения углерода и его свойства.

Заслушивают ответы, проверяют.

1. Обобщение и систематизация изученного.

На уроке вы узнали много нового и интересного. Проверим ваши знания с помощью небольшого теста.

Тест. Выберите правильный ответ.

1. Электронная формула внешнего энергетического уровня атома углерода соответствует:

1)…2S²2P²;        2)… 2S²2P¹;         3)… 2S²2P⁴.

2. Аллотропия – это:

1)  условный заряд атомов химического элемента;

2)  способность атомов химического элемента образовывать несколько простых веществ;

3)  определенный вид атомов.

3. Причины аллотропии:

1) строение кристаллических решеток и число атомов в молекулах;

2) число атомов в молекулах и цвет веществ;

3) строение кристаллических решеток и агрегатное состояние.

4. Аллотропными модификациями углерода являются:

1)  кристаллическая и пластическая;

2)  алмаз и графит;

3)  красная и белая.

5. В каком агрегатном состоянии углерод встречается в природе:

1) в твердом;

2) в газообразном;

3) в жидком.

Выполняют задания теста, взаимопроверка: обмениваются тетрадями с соседом по парте и проверяют правильность ответов по ключу, который демонстрируется на экране. Выставляют оценки за тест.

1. Подведение итогов урока.

 Фронтальная беседа по вопросам:

- Какая цель стояла перед нами на уроке?

- Достигнута ли наша цель?

- Что нового узнали?

- Какова практическая значимость изучаемого вопроса?

Отвечают, соотносят цели урока и проделанную работу.

В заключении учитель обобщает ответы учащихся, оценивает работу на уроке. И в заключение  ТЗЙК  ОФ – ТАЧ ДАУН. Учитель проговаривает утверждения, если согласны – встаёте, если нет то сидите.

1.Углерод элемент 4 А группы;

2.Степени окисления углерода: -4,+2, +4;

3.Веществр серого цвета с металлическим блеском, оставляющим след на бумаге и в руке – алмаз;

4.Торф – это аллотропная модификация углерода;

5.Для аллотропных модификаций углерода характерна атомная кристаллическая решётка.

Наш урок подходит к концу, давайте ответим на следующие вопросы:

- Какие новые понятия были изучены на уроке?

- За что можешь похвалить себя и своих одноклассников?

 А теперь обратите внимание на последний слайд презентации и выберите смайлик соответствующий вашему эмоциональному настроению.

       6.    Домашнее задание.

  Задание записано на доске:

§ 33,  упр.5: на дополнительную оценку упр.6,8(стр.241); по желанию синквейн или кроссворд по теме.