Урок-проект "Свойства углерода".


5


Серебрянская Нелля Александровна

МОУ «Образцовская СОШ»

Фроловского муниципального района



Тип урока: урок усвоения новых знаний.

Форма урока: урок-проект, 2 часа. Особенности проектной деятельности: информационный (по доминирующей деятельности учащихся), монопроект (по предметно-содержательной области), внутриклассный (по характеру контактов между участниками), мини-проект (по продолжительности); форма продукта проектной деятельности – компьютерная презентация в программе Power Point.

Уровень образования школьников: 9 класс

Форма организации учебной работы: классно-урочная

Цели. Изучить особенности строения атома углерода, аллотропные видоизменения углерода (алмаз, графит, карбин, фуллерен), применение алмаза, графита и угля на основе знаний о свойствах данных веществ; закрепить знания о зависимости свойств вещества от его строения; воспитывать патриотизм, экологические и профориентационные знания; развивать познавательный интерес, умение анализировать; формирование основных компетенций личности: ключевых и предметных.

Этапы урока:

1. Постановка проблемы

Химический элемент углерод находится в 4 группе главной подгруппе ПСХЭ Д.И.Менделеева – золотая середина – именно так называют эту подгруппу. 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. При таком строении углерод – химический элемент, который образует больше всего аллотропных видоизменений.

Задача сегодняшнего урока: использовав опорные знания, различные источники информации, в том числе и электронные выяснить различие в строении у аллотропных модификаций углерода, связанное с этим различие в свойствах и обосновать применение простых веществ, образованных углеродом.

2. Определение путей решения проблемы

Учитель предлагает ученикам использовать информацию, имеющуюся в сети Интернет, компьютере в классе, различных справочников и структурировать эту информацию в определённом порядке. Для этого необходимо вспомнить план, по которому уже изучались простые вещества подгрупп галогенов, кислорода, азота (для этого ученики уже имеют сформировавшиеся навыки).

Класс делится на группы по числу изучаемых модификаций, каждой группе даётся задание собрать информацию, объясняющую свойства и применение графита, алмаза, карбина и фуллеренов.

3. Сбор информации.

Данный этап работы способствует реализации деятельностного подхода как способа стимулирования познавательных интересов и создания условий для прочного усвоения. Учащиеся определённое время работают самостоятельно у компьютеров – им поставлена задача оформить изученную информацию в электронном виде в форму презентации.

4. Структурирование информации

Информация, собранная об аллотропной модификации излагается по плану 1) особенности строения вещества, 2) особенности физических свойств вещества; 3) области применения вещества, основанные на свойствах.

5. Изготовление и оформление продукта, выбор формы презентации

6. Презентация проекта (публичное предъявление результатов).

Учащиеся презентуют свои подпроекты по темам

- Алмаз - самая драгоценная модификация углерода

(при работе над проектом по этой теме можно предложить обосновать истинность или заблуждение древних. 1. В одном из своих трактатов Плиний-старший пишет: «Испытание производится на наковальне, на которую кладут алмаз, по которому ударяют молотом; когда оказывается, что алмаз отталкивает молот, меж тем как наковальня от удара иногда трескается…». 2. В легенде о Прометее говорится, что похититель огня был прикован к скале алмазными цепями. Как это можно прокомментировать с точки зрения современного химика?)

- Графит – самая мягкая модификация углерода.

- Карбин – самая неизученная модификация углерода. (после презентации этого подпроекта учитель иллюстрирует опыт по адсорбции)

Описание опытов можно найти в пособии «Настольная книга учителя. Химия 9», О.С.Габриеляна, И.Г.Остроумова, М., «Дрофа», 2002, ст. «Углерод», стр.151-158.

- Фуллерены – самая перспективная модификация углерода.

В презентации должны быть обоснованы название подпроекта, области применения исходя из строения и свойств модификации.

7. Выводы по уроку. Самооценка и самоанализ.

Кроме непосредственного использования простых веществ, образованных углеродом, они служат исходными для получения более сложных, в том числе и органических. В тетрадях ученики в ходе обобщающей беседы зарисовывают общую схему применения углерода в синтезе сложных веществ.

1. Получение искусственных алмазов. 2. В медицине (активированный уголь). 3. В состав крема для обуви. 4. Адсорбент. 5. Получение сахара. 6. Получение чёрной краски. 7. Получение метилового спирта. 8. Получение синтетического бензина. 9. Получение резины. 10. Получение карбида кальция.




Слайд 1
АЛМАЗ (греч. «адамас» твёрдый, непреклонный ) как аллотропное видоизменение углерода
Слайд 2
Кристаллическая решётка атомная • • • Кристаллизуется в кубической кристаллической решётке: половина атомов располагается в вершинах и центрах граней одного куба, а другая – в вершинах и центрах другого, смещённого относительно первого в направлении его пространственной диагонали. Каждый атом окружен четырьмя такими же атомами, располагающимися по вершинам тетраэдра. Расположение атомов таково, что каждый из них окружен четырьмя равноотстоящими ближайшими атомами — тетраэдр. На одну ячейку приходится восемь атомов. Все атомы относятся к одной правильной системе точек. Междоузлия представляют собой тетраэдрические пустоты. Из всех простых веществ алмаз имеет максимальное число атомов, приходящихся на единицу объёма – атомы упакованы очень плотно
Слайд 3
Существуют разновидности кристаллических решёток алмаза: рис. 1 Гексагональный алмаз (лонгсдейлит). рис. 2 Кубический алмаз
Слайд 4
Физические свойства • Один из самых твёрдых и тугоплавких веществ (плотная упаковка и прочность связей). • Хрупок – довольно легко расколоть на части. • Очень высокая теплопроводность – проводит тепло в несколько раз лучше, чем многие металлы (в 4 раза лучше меди). • Не проводит электрический ток.
Слайд 5
Шкала МООСА • Все минералы имеют различную твёрдость. Твёрдость испытуемого минерала проверяется царапанием его «эталонным карандашом твёрдости». Немецкий минералог Ф.Моос создал шкалу твёрдости минералов. В ней в порядке возрастания твёрдости расположены 10 минералов: 1 — тальк, 2 — гипс, 3 — кальцит, 4 — флюорит, 5 — апатит, 6 — ортоклаз, 7 — кварц, 8 — топаз, 9 — корунд, 10 — алмаз.
Слайд 6
Алмазы имеют разный цвет • Известны алмазы оранжевого, голубого, розового, жёлтого, коричневого, молочнобелого, синего, зелёного, серого и даже чёрного цвета. Окраска связана с дефектами в кристаллической решётке и замещением части атомов углерода на атомы бора, азота и даже алюминия. Серая и чёрная окраска алмазов обусловлена включениями графита.
Слайд 7
Применение основано на физических свойствах • Изготовление бриллиантов – огранённые алмазы сильно преломляют свет. • Для резки стекла, металлов, наконечники свёрл («алмазные жала»), буров и резцов – благодаря твёрдости. • Алмазный порошок – для полировки и огранки драгоценных камней (рубинов) – твёрдость.
Слайд 1
Графит кристаллическое аллотропное видоизменение углерода, в древности считалось минералом свинца
Слайд 2
Кристаллическая решётка - атомная    Атомы связаны в плоские слои, состоящие из соединённых рёбрами шестиугольников. Каждый атом в слое имеет трёх соседей и угол между ними 120 градусов - возникает Четвёртый электрон делокализован (сходство с металлами). Связи вдоль слоёв и между ними разные по прочности.
Слайд 3
Физические свойства      Мягкое вещество серого цвета, малая механическая прочность (неравноценные по прочности связи). Электропроводен и имеет металлический блеск (электроны блуждают, как у металлов). Вещество жирное на ощупь Теплопроводность в направлении плоскости слоёв больше, чем в перпендикулярном направлении. Электрическое сопротивление в направлении слоёв меньше, чем в перпендикулярном направлении наблюдается анизотропия (зависимость свойств вещества от направления)
Слайд 4
ПРИМЕНЕНИЕ ГРАФИТА       Графитовый порошок – изготовление минеральных красок. Смазочный материал (в смеси с маслом) – между отдельными слоями графита взаимодействие настолько слабо, что возникает скольжение. Чешуйки графита заполняя неровности поверхности создают гладкую поверхность. Графитовые стержни – электроды – электропроводность. Тигли, блоки для атомных реакторов – тугоплавкость. Теплозащитный материал для головных частей ракет – термостойкость. Получение карбидов – легко реагирует с металлами.
Слайд 5
Материалы на основе графита      Графлекс или пенографит – высокопористый материал заменяет резину и металл. Стеклоуглерод – химически стоек, заменяет платиновую химическую посуду. Пирографит – для изготовления искусственных клапанов сердца Углеродное волокно как наполнитель в пластики для придания большей прочности и электропроводности, лёгкие эластичные электронагреватели Рис. Углеродная ткань и углеродное волокно, стаканчик из стеклоуглерода
Слайд 6
Карандаши   Первые графитовые карандаши появились в XVIII веке. Это было связано с открытием графитового месторождения в Камберленде (Англия). В 1795 г. в Париже по способу Конта изготовлялись карандаши из смеси графита и глины, обожжённые в печи. Эта технология используется и по сей день. Чем больше глины – тем твёрже карандаш. В особые мягкие карандаши добавляют воск и сало – ими можно писать на стекле. Особый сорт рыхлых карандашей служит для пастельной живописи.
Слайд 7
На основе графита создан графин  В конце XX века учёные разработали пути синтеза графинов – веществ со слоистой структурой, аналогичной графиту. Каждый слой графина состоит из шестичленных колец, внутри которых атомы связаны особой ароматической связью и связанных в свою очередь между собой.
Слайд 8
Аморфный углерод: древесный уголь, кокс, сажа     Как было установлено исследованиями – эти три разновидности – мелкокристаллический графит, а не отдельные аллотропные модификации. Сажа получается при разложении метан Кокс образуется при разложении угля без доступа воздуха Древесный уголь образуется при разложении древесины без доступа воздуха. Обладает способностью к адсорбции – способностью поглощать различные вещества. Это явление используется для очистки сахара, спирта, в фильтре противогаза. Активированный уголь прокаливают на перегретом пару, число пор при этом увеличивается, что улучшает адсорбцию.
Слайд 1
Получен синтетически
Слайд 2
СТРОЕНИЕ КАРБИНА И ПОЛИКУМУЛЕНА (его разновидности) • Белые кристаллы • Состоит из цепей, образованных участками: -С С-С С- (карбин) или =С=С=С=С= (поликумулен)
Слайд 3
Свойства • Обладает полупроводниковыми свойствами • При сильном нагревании без доступа воздуха превращается в графит.
Слайд 1
Фуллерены – молекулярная форма углерода По имени американского инженера и архитектора Ричарда Бакминстера Фуллера, который построил конструкцию купола из сочленённых пяти- и шестиугольников.
Слайд 2
Виды молекул фуллеренов: чётное число атомов углерода в молекуле С60, С70, С72, С74, С76, С108, С960 и т.д. Поверхность «мяча» образована пяти- и шестиугольниками с общими рёбрами. Простейший фуллерен – бакминтерфуллерен – состоит из 12 пятиугольников и 20 шестиугольников. Форма близка к сфере.
Слайд 3
Свойства    Кристаллические вещества чёрного цвета с металлическим блеском. Полупроводники При высоком давлении и комнатной температуре легко превращаются в алмаз.
Слайд 4
Свойства: растворы С60 и С70 в толуоле и кристаллы С60. Хорошо растворимы в органических растворителях – это свойство используют для отделения фуллеренов от сажи.
Слайд 5
Применение       Получение полимерных материалов и металлофуллеренов. Фторированные фуллерены используют как катоды в гальванических элементах Запоминающие устройства. Сверхпроводники. Лекарства с противоопухолевой активностью. Красители.
Слайд 6
Фуллерены – молекулы будущего   Нанотрубки из углерода являются сверхпроводн иками. Изучение этих интересных объектов только начинается («нано» - 10¯9)

Полный текст материала Урок-проект "Свойства углерода". смотрите в скачиваемом файле.
На странице приведен фрагмент.
Автор: Серебрянская Нелля Александровна  Нелли
02.07.2009 7 13312 2813

Спасибо за Вашу оценку. Если хотите, чтобы Ваше имя
стало известно автору, войдите на сайт как пользователь
и нажмите Спасибо еще раз. Ваше имя появится на этой стрнице.



А вы знали?

Интересные инструкции по ПК

Лучшие материалы сайта для вас
Оставьте отзыв к материалу:
Всего: 7
avatar
6 marOFF • 16:52, 02.03.2012
Мне очень пригодилось, я себе взяла и почти ничего не меняла
[Материал]
avatar
7 Нелли • 19:45, 02.03.2012
Спасибо за высокую оценку моего труда. Пользуйтесь - для того я делюсь своими наработками, чтобы помочь коллегам!
[Материал]
avatar
5 yakonvera • 22:17, 28.02.2011
спасибо. идея интересная попробую обязательно.
[Материал]
avatar
4 старт • 20:58, 06.01.2011
спасибо, материал заслуживает внимания.
[Материал]
avatar
3 ximia2010 • 12:19, 28.11.2010
Нелля Александровна! Великолепный проект, порой не знаешь, что придумать, чтобы заинтересовать детей аллотропией, а Ваш подход к изложению материала, то, что нужно. Успехов!
[Материал]
avatar
2 vetrennaja • 17:21, 21.11.2010
Спасибо. Хорошо.
[Материал]
avatar
1 Alesya • 19:26, 23.09.2010
Спасибо. Достойный материал для урока.
[Материал]