Углерод. Происхождение названия

1. «Углерод».

2. Цели урока

• Образовательная -- рассмотрение строения атома, аллотропии
углерода; формирование представлений о строении, свойствах и
применении алмаза и графита; ознакомление с явлением
адсорбции, характеристика физических и химических свойств
углерода.
• Развивающая – установление причинно-следственных связей
(строение – свойства – применение).
• Воспитательная – воспитание культуры общения, культуры
труда.

3. Углерод

• Химический элемент 4 группы периодической
системы Д.И. Менделеева, атомный номер 6,
атомная масса 12,011.

4. Происхождение названия

• В начале XIX века в русской
химической литературе иногда
применялся термин «углетвор» (Шерер,
1807; Севергин, 1815); с 1824
года Соловьёв ввёл название «углерод».
Соединения углерода имеют в названии
часть карб(он)- от лат. carbō (род.
п. carbōnis) «уголь».

5.

+6С
)2)4
+14Si )2)8)4
+32Ge )2)8)18)4
+50Sn )2)8)18)18)4
+82Pb )2)8)18)32)18)4
Общая электронная
формула внешнего слоя
nS2
n P2
↑↓
↑
↑
Р - элементы

6. Изменение свойств в группе

На внешнем слое 4 электрона, значит,
являются неметаллами
С
Si
Ge
Sn
Pb
Металлические свойства
увеличиваются

7.

Углерод
• Порядковый номер – 6
• Строение атома: протонов – 6, нейтронов
– 6, электронов – 6
• Энергетических уровней – 2
• Число электронов на последнем уровне –
4
• Максимальная степень окисления + 4
• Минимальная степень окисления -4

8. Нахождение в природе

• Содержание углерода в земной коре 0,1 % по
массе. Свободный углерод находится в природе в
виде алмаза и графита.
В атмосфере и гидросфере находится в
виде диоксида углерода СО2, в воздухе 0,046 %
СО2 по массе, в водах рек, морей и океанов в ~60
раз больше. Углерод входит в состав растений и
животных (~18 %).

9. Углерод в организме человека

• В организм человека углерод поступает с пищей
(в норме около 300 г в сутки). Общее содержание
углерода в организме человека достигает около
21 % (15 кг на 70 кг массы тела). Углерод
составляет 2/3 массы мышц и 1/3 массы костной
ткани. Выводится из организма преимущественно
с выдыхаемым воздухом (углекислый газ) и
мочой (мочевина).

10.

Аллотропные
модификации углерода
графит
алмаз
фуллерен

11.

ПОЧЕМУ
А Л М А З - очень твердый,
Г Р А Ф И Т – очень мягкий ?
Кристаллическая решетка алмаза
Кристаллическая решетка графита

12.

АЛМАЗ

13.

АЛМАЗ
Алмаз имеет атомную
кристаллическую
решетку, в которой
каждый атом углерода
связан с четырьмя
атомами. В пространстве
эти атомы располагаются
в центре и углах
тетраэдров, соединенных
своими вершинами. Это
очень симметричная и
прочная решетка.

14.

Боровиковский
Владимир Лукич
Портрет князя А.Б. Куракина

15.

Алмаз «Шах»
Звезда ордена
Св. Андрея Первозванного
Скипетр императорский

16.

Большая императорская корона
Малая императорская корона

17.

ГРАФИТ
Графит имеет слоистую
структуру.
В кристаллической решетке
графита атомы углерода,
лежащие в одной плоскости,
прочно связаны в
правильные
шестиугольники. Связи
между слоями малопрочны.

18.

ГРАФИТ
Применение графита:
• Электроды для электролиза
• Облицовка сопел ракетных двигателей
• Смазка для трущихся поверхностей,
работающих при очень высоких и очень низких
температурах
• Стержни для карандашей
• Замедлители нейтронов в ядерных реакторах

19.

ГРАФИТ
Сходное с графитом строение имеют:
Сажа
типографская краска, картриджи, резина,
косметическая тушь
Древесный уголь
Кокс
твердое топливо,
адсорбент для очистки
газов и жидкостей
восстановитель при выплавке чугуна из руд

20. Адсорбция

• Поглощение газообразных или растворенных
веществ поверхностью твердого вещества.
Выделение эти веществ- десорбция.
• Применение:
• В медицине
• Для очистки примесей
• Для очистки дыхательных путей

21.

Н.Д.Зелинский

22.

Угольные фильтры
В бытовых фильтрах, в промышленном
производстве, на очистных сооружениях –
уголь поглощает вредные вещества из воды

23.

Химические
свойства
углерода
Окислитель
+4 ē
Восстановитель
+4
С
-4 ē
Cl2, F2, O2, HNO3 С0
Me, H2
-2ē (О2, Н2О)
С+2
С-4

24. Химические свойства

восстановитель
окислитель
1.С кислородом
1.С некоторыми
металлами
2Be +C=Be2C
4Al+3C=Al4C3
C+O2=CO2
2C+O2=2CO(неполное
сгорание)
2.С водой
C+H2O=CO+H2
водяной газ
t >1200 C
3.С оксидами металлов
C+2Zn=2Zn+CO2
2.С водородом
C+H2=CH4

25. Токсическое действие

• Углерод входит в состав атмосферных аэрозолей,
в результате чего может изменяться
региональный климат, уменьшаться количество
солнечных дней. Углерод поступает в
окружающую среду в виде сажи в составе
выхлопных газов автотранспорта, при сжигании
угля на ТЭС, при открытых разработках угля,
подземной его газификации, получении угольных
концентратов и др.

26.

Тест
1. Конфигурация внешнего
электронного уровня элементов
подгруппы углерода:
а) ns2np2
б) ns2np3
в) ns2np4
г) ns1np2
2. Наиболее характерная
валентность элементов подгруппы
углерода:
а) II
б) III
в) IV
г) V
3. Неметаллические свойства
элементов подгруппы углерода в
группе сверху вниз:
а) уменьшаются
б) уменьшаются, затем возрастают
в) возрастают
г) не изменяются
4. Углерод является:
а) восстановителем
б) восстановителем и окислителем
в) окислителем
г) не проявляет окислительно-восстановительных свойств
5. Атомную слоистую кристаллическую решетку имеет:
а) алмаз
б) фуллерен
в) графит
г) карбин
6. Наибольшей прочностью отличается кристаллическая
решетка:
а) атомная
б) ионная
в) атомная слоистая
г) молекулярная
7. Наиболее химически активна аллотропная
модификация углерода:
а) алмаз
б) фуллерен
в) графит
г) карбин

27.

ПРОВЕРЬ ПОЛУЧЕННЫЕ ЗНАНИЯ
Ответы к тесту
1.а; 2.в; 3.а; 4.б; 5.в;
6.а; 7.в

28.

Домашнее задание
§ 29 стр. упр. 5, 6, 7.
Используя дополнительную литературу и
информацию в Интернете сделать сообщения по
темам: 1. Алмаз, 2. Графит.