Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №12/2005

ПЕРЕПИСКА С ЧИТАТЕЛЕМ

УГЛЕРОД

Урок-сказка по химии 10 класс

Цели. Повторить и обобщить знания об углероде, о свойствах этого неметалла, строении простого вещества, его кристаллических решетках, сущности аллотропии, сформулировать первичные понятия органической химии на примере углеводородов.

Оборудование и реактивы. Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, карта «Полезные ископаемые», приборы для восстановления оксида меди(II) углем и для получения газов, пробирки; мрамор, соляная кислота, оксид меди(II), уголь, известковая вода, лакмус.

Эпиграф урока. «Широко простирает химия руки свои в дела человеческие» (М.В.Ломоносов).

План урока

Положение элементов подгруппы углерода в периодической системе химических элементов, строение атома углерода.

Углерод: аллотропия, адсорбция, химические свойства.

Соединения углерода, свойства, применение.

Органическая химия – химия углерода.

Теория химического строения органических веществ.

Явление изомерии.

Предельные углеводороды.

Химические термины. Углерод, аллотропия, адсорбция, графит, алмаз, углеводороды, общая формула углеводородов СnН2n+2, гомологи, гомологическая разность (–СН2–), метан СН4, изомеры.

ХОД УРОКА

Учитель. В сказочном царстве, химическом государстве жил-был граф Углерод. Он был очень важной персоной, т.к. находился в родстве со всеми живыми организмами. Граф был мягким и добродушным, говорил он большей частью стихами:

«Я здесь, коллега,
Альфа и омега.
В тиглях от жара
Синий угар.
Я из отвара делаю пар.

В жидкости плотной
Плавлю кристалл.
Запах кислотный
К пальцам пристал.

Я трансформатор
И фармацевт,
В химии я –
Гениальный поэт…

Я – Углерод
И неспроста
Свет превращаю
В зелень листа.

Нефть я и газы
В недрах прессую,
Углем по извести
Землю рисую…»

Начнем наше знакомство с графом Углеродом с определения его положения в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева и строения атома. (Самостоятельная работа учащихся по карточкам – три ученика работают у доски.)

Граф Углерод был мягким и добродушным, но, когда случалось вступать с кем-то в спор, когда на него оказывали давление и доводили его «до белого каления», Углерод становился совсем другим, непохожим на самого себя: очень твердым, бесцветным, прозрачным. В такой момент он был необычайно хорош и привлекал внимание всех красавиц сказочного государства. (Назвать аллотропные видоизменения углерода с их краткой характеристикой, повторить материал о нахождении углерода в природе.)

Углерод очень любил принимать гостей, проявляя при этом свои окислительные способности. С водородом он образовывал углеводороды, а с друзьями-металлами – карбиды.

(Написать уравнения реакций в тетради:

С + 2Н2 CH4,

2С + Ca CaC2,

4Al + 3C Al4C3.)

Благодаря восстановительным свойствам в реакции с кислородом было у Углерода два сына: Угарный Газ (Угарик) и Углекислый Газ (Углекислик).

Дети росли, а отец радовался, глядя на них. Угарный газ был бесцветным, без запаха, немного легче воздуха, плохо растворим в воде, с температурой кипения –191,5 °С. Он, как и Углерод, был восстановителем, восстанавливал металлы из их оксидов (рис.):

СО + СuO Сu + СО2.

В кислороде газ СО горел голубоватым пламенем:

2СО + О2 2СО2 + Q.

Было у Угарного Газа свойство, которое очень огорчало отца. Какое это свойство?

(Ответ. Угарный газ прочно соединяется с гемоглобином крови. При этом кровь уже не может переносить кислород, такое свойство смертельно опасно. Угарный газ ядовит.)

Углекислый Газ был, как и брат, бесцветным, но в 1,5 раза тяжелее воздуха. У него было много друзей (основания и основные оксиды), с которыми он образовывал соли:

СО2 + 2NаОН = Nа2СО3 + Н2О,

СО2 + NаОН = NаНСО3,

СО2 + СаО = СаСО3.

Только Известковая вода не любила Углекислика. Завидев его, она начинала нервничать, и по ее помутнению все сразу узнавали о появлении Углекислого Газа (см. рис.):

СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3 + Н2О.

(Демонстрируется получение углекислого газа и его взаимодействие с известковой водой.)

Рис. Восстановление меди из оксида меди(II) угарным газом

Рис.
Восстановление меди из оксида меди(II)
угарным газом

Углекислый газ помогал тушить пожары, был незаменим в производстве сахара, соды, стекла и многих других веществ. Углекислый Газ умел превращаться в «сухой лед», чем очень гордился.

Однажды старый граф Углерод и его дети поехали на бал в Водное царство. Их встретила принцесса Вода. Она была так прекрасна в своем ослепительно-голубом наряде, что Углекислый Газ сразу влюбился в нее и весь вечер танцевал только с принцессой. Углекислый Газ покорил сердце красавицы Воды. Вскоре Вода и Углекислый Газ поженились, и у них родился ребенок:

СО2 + Н2О = Н2СО3.

(Через воду пропускают углекислый газ и получают кислоту, которую обнаруживают индикатором.)

Дитя было бесцветное и слабое. Но, когда ребенка окропили раствором фиолетового лакмуса, все сразу поняли, что родилась дочь. Ей дали красивое имя – Кислота. От отца она унаследовала фамилию – Угольная. Угольная Кислота была непоседой, баловницей; когда она сердилась, то шипела и пускала пузыри:

Угольная Кислота, хоть и была очень слабой, все же обладала всеми свойствами кислот. Металлы выделяли из нее водород:

Н2СО3 + Мg = МgСО3 + Н2.

С основаниями и основными оксидами она образовывала соли:

Итак, мы познакомились с поместьем графа Углерода. А вот в этом месте есть какой-то отличительный знак. Посмотрим, что это такое: «СН4 – метан – вещество органической химии». Открываем знак – и обнаруживаем целое государство, где правит король Углерод. Для того чтобы попасть в это государство, надо ответить на вопросы.

Вопросы по органической химии

• Что называют органической химией?

• Сколько соединений (веществ) известно в органической химии?

• Кем и когда была открыта теория химического строения органических соединений?

• Что такое изомерия?

• Какие вещества называют углеводородами?

• Какие углеводороды называют предельными?

Учитель. Государство короля Углерода имеет четыре княжества. К ним относятся:

1) теория химического строения А.М.Бутлерова; 2) изомерия; 3) гомологи; 4) углеводороды.

Ученики работают по группам, повторяя основные понятия урока. От каждой группы по одному ученику отвечают у доски.

Учитель. В завершение урока-сказки – стихотворение:

«От трудов и от забот
Отдыхает Углерод.
Не тревожьте сладкий сон.
Почивать изволит он.
Не шумите у ворот:
Спит Великий Углерод».

Н.Ф.ВОРОБЬЕВА,
учитель химии
Нижне-Нарыкарской
национальной школы
(д. Нижние-Нарыкары,
Ханты-Мансийский авт. округ)