ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ АТОМА УГЛЕРОДА И ОБРАЗОВАНИЕ ИМ ХИМИЧЕСИХ СВЯЗЕЙ.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ УРОКА : РАСКРЫТЬ ПРИЧИНЫ МНОГООБРАЗИЯ СОЕДИНЕНИЙ, ОБРАЗОВАННЫХ АТОМАМИ УГЛЕРОДА. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ:1. РАСКРЫТЬ ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ АТОМА УГЛЕРОДА И ОБРАЗОВАНИЕ ИМ ХИМИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ. РАССМО- ТРЕТЬ АЛЛОТРОПНЫЕ МОДИФИКАЦИИ АТОМА УГЛЕРОДА И ЗАВИСИМОСТЬ ИХ СВОЙСТВ ОТ СТРОЕНИЯ. 2. ПРОДОЛЖАТЬ ФОРМИРОВАТЬ ЗНАНИЯ УЧАЩИХСЯ О СТРОЕНИИ АТОМА, ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ И МЕХАНИЗМАХ ЕЕ ОБРАЗОВАНИЯ, АЛЛОТРОПИИ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПРИМЕРЕ УГЛЕРОДА; РАЗВИВАТЬ ТАКИЕ ПОНЯТИЯ КАК ГИБРИДИЗАЦИЯ, - И -СВЯЗИ. РАЗВИВАЮЩИЕ: РАЗВИВАТЬ У УЧАЩИХСЯ УМЕНИЯ УСТАНАВЛИВАТЬ ПСС, УМЕНИЕ АНАЛИЗИРОВАТЬ ИДЕЛАТЬ ВЫВОДЫ ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ: СПОСОБСТВОВАТЬ ОСОЗНАННОМУ ОТНОШЕНИЮ К НАУКЕ КАК ЧАСТИ ВСЕОБЩЕЙ КУЛЬТУРЫ, ВОСПИТЫВАТЬ САМОСТОЯТЕЛЬНОСТЬ.

ПЛАН: 1.Особенности строения атома углерода. 2. Образование химической связи между атомами углерода в простых веществах на примере графита, алмаза и карбина: ( гибридизация, - и - связи). 3. Сравнительная характеристика аллотропных модификаций углерода.

Что может быть общего между пестрым букетом цветов и куском каменного угля? Что общего между разнообразным содержимым склянок, аккуратно расставленных на полках аптечных шкафов, и нефтью? Общего, конечно, мало! И долго пришлось бы искать такого чудака, который своей возлюбленной вместо духов решился бы преподнести… кусок каменного угля. Правда, в Париже была мода на бусы из… антрацита. Не нашлось бы, пожалуй, и врача, рекомендовавшего своим пациентам вместо лекарств натуральную нефть. Однако и черный, невзрачный, тускло поблескивающий в солнечных лучах кусок каменного угля, и пестрый букет цветов, и нефть все они содержат углерод, без которого невозможно существование ни медикаментов, ни большинства взрывчатых веществ, ни огромного множества так называемых органических соединений, из которых в свою очередь состоят организмы человека, животных и растений.

Элемент IVA группы 2-го периода ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕМЕНТОВ ; порядковый номер 6; атомная масса 12,01115.ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕМЕНТОВ Электронная конфигурация в основном состоянии 1s 2 2s 2 2p 2. Дальше Электронная конфигурация атома углерода в возбужденном состоянии * 1s ² 2 s ¹ 2p³

: назад

Углерод - особый элемент. Ни один другой химический элемент не способен образовывать такое многообразие соединений. Причина этого многообразия в том, что атомы углерода способны: соединяться друг с другом в цепи различного строения: открытые (неразветвленные, разветвленные), замкнутые: В невозбужденном состоянии атомы углерода практически не встречаются в соединениях. При образовании межатомных связей в молекулах происходит гибридизация электронов внешней оболочки по типу sp3 в алмазе, sp2 в графите и фуллеренах и sp в карбинах.

Одна s- и три р-орбитали смешиваются, и образуются четыре равноценные по форме и энергии sp 3 -гибридные орбитали. Для атома углерода этот процесс происходит по схеме:. Оси sp 3 -гибридных орбиталей направлены к вершинам правильного тетраэдра. Тетраэдрический угол между ними равен 109°28', что соответствует наименьшей энергии отталкивания электронов. дальше

АЛМАЗ Алмаз является диэлектриком, причем его электросопротивление одинаково по всем направлениям кристалла. Это связано с тем, что все валентные электроны входят в четыре равноценные -связи, а свободные - электроны, образующие облако, отсутствуют. Кристаллы алмаза имеют октаэдрическую форму, каждый атом кристаллической решетки расположен в центре тетраэдра из других атомов углерода. Все расстояния между атомами одинаковы (0,15445нм), как и углы между связями (109,5нм). Кристаллы алмаза бесцветны, отличаются высоким показателем преломления и твердостью Кристаллическое вещество, прозрачное, сильно преломляет лучи света, очень твёрдое, не проводит электрический ток, плохо проводит тепло, r = 3,5 г/см3; t°пл. = 3730°C; t°кип. = 4830°C. Атомы углерода находятся в sp3- гибридизации и образуют атомную кристаллическую решётку с прочными ковалентными s- связями.

Одна s- и две p-орбитали смешиваются, и образуются три равноценные sp 2 -гибридные орбитали, расположенные в одной плоскости под углом 120°. Они могут образовывать три -связи. Третья р-орбиталь остается негибридизованной и ориентируется перпендикулярно плоскости расположения гибридных орбиталей. Эта р-АО участвует в образовании -связи. дальше

ГРАФИТ Кристаллическое вещество, слоистое, непрозрачное, тёмно-серое, обладает металлическим блеском, мягкое, проводит электрический ток; r = 2,5 г/см3. В кристаллической решётке атомы углерода находятся в sp2- гибридном состоянии и образуют слои из шестичленных колец; между слоями действуют межмолекулярные силы. Графит представляет собой непрерывный ряд слоев, параллельных основной плоскости и состоящих из гексагонально связанных друг с другом атомов углерода. Расстояние между любыми соседними атомами углерода в плоскости слоя равно 0,1415нм, между соседними слоями 0,3354нм. Каждый атом в слое связан с тремя соседними, и углы между связями составляют 120нм. В связях участвуют три валентных электрона из четырех, оставшиеся электроны образуют общее электронное облако.

sp-Гибридизация (линейная) Одна s- и одна р-орбиталь смешиваются, образуя две равноценные sp-орбитали, расположенные под углом 180°, т.е. на одной оси. p-Орбитали образуют в соединениях две p-связи Гибридные sp-орбитали участвуют в образовании двух s-связей. Две р-орбитали не гибридизованы и расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях: дальше

КАРБИН Он подразделяется на две модификации: с кумулированными связями =С=С=С= (β -карбин) и полииновыми связями -С С-С С- ( -карбин). Эти модификации различаются по составу продуктов озонирования: Карбин- порошок черного цвета. В нем атомы углерода выстроены в одну прямую цепочку. Впервые карбин синтезирован в 60-х годах советскими химиками. Позднее он был найден в метеоритном кратере Рис в Баварии (Германия). По твердости он занимает промежуточное положение между графитом и алмазом. Он обладает полупроводниковыми свойствами. При нагревании переходит в графит.

1. Атом углерода способен образовывать не только простые (одинарные), но и кратные (двойные, тройные) связи: 2. Он образует прочные связи почти с любым другим элементом. Эти уникальные свойства углерода объясняются сочетанием двух факторов: наличие на внешнем энергетическом уровне (2s и 2p) четырех электронов (поэтому атом углерода не склонен ни терять, ни приобретать свободные электроны с образованием ионов); малый размер атома (в сравнении с другими элементами IV группы). Вследствие этого углерод образует главным образом ковалентные, а не ионные связи, и проявляет ковалентность, равную 4. ВЫВОДЫ:

ПРИЗНАК ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ГРАФИТАЛМАЗКАРБИН тип гибридизации особенности строения и тип кристаллической решетки агрегатное состо- яние, цвет тепло- и электро- проводность T (кип) и Т (пл) другие свойства СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АЛЛОТРОПНЫХ МОДИФИКАЦИЙ УГЛЕРОДА.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ: 1.Подготовить сообщение на одну из тем: «Многоликий углерод», «Искусственные алмазы», «Применение радиоактивного изотопа углерода в научных целях». 2. Заполнить последнюю строчку в таблице. 3. Рекламная кампания: Товар для рекламы – Углерод, Графит, Алмаз ( по выбору). При выполнении домашнего задания 2 вы можете обратиться на сайты: