Transcript Углерод ()
УГЛЕРОД Цель урока: Познакомиться с простым веществом углеродом, его строением и свойствами Характеристика элементов 4 группы 1. Укажите номер группы и номер периода 2. Составьте электронную схему строения атома углерода 3. Какова высшая и низшая валентность атома углерода? 4. Составьте схему атома кремния 5. Что общего в строении и чем отличаются атомы? 6. Как изменяются свойства элементов в группе? Аллотропные модификации Аллотропия – способность одного элемента образовывать несколько простых веществ Аллотропные модификации углерода: АЛМАЗ ГРАФИТ ФУЛЛЕРЕН КАРБИН Алмаз самородный минерал, кристаллический углерод один из самых дорогих драгоценных камней (Один карат соответствует 0,2 граммам) Виды алмазов Орлов Принцесса Горняк Императорский скипетр Гладко отшлифованная золотая поверхность скипетра перехвачена восемью бриллиантовыми ободками, ручка прочеканена каннелюрами (вертикальными желобками), усиливающими игру светотени. Скипетр завершает литой золотой двуглавый орёл, украшенный чёрной эмалью и бриллиантами. Парадность этой эмблемы монархической власти усилил алмаз «Орлов», украсивший скипетр. По мнению знатоков, это лучший бриллиант из всех знаменитых Корона Российской империи Алмаз «ШАХ» В алмазном фонде России хранится один красивый и необычный камень алмаз в форме октаэдра, на котором сделана гравировка на персидском языке. Бриллиант под названием «Шах» весом 88,7 каратов не огранен, а просто отполирован, абсолютно прозрачный и имеет небольшой желтоватый оттенок. Это необычный алмаз с необычной судьбой. Он побывал в руках гениальных ювелиров и им владели властелины нескольких стран. А в 1824 году его привезли Николаю I из Персии, чтобы откупиться за убийство великого автора «Горя от ума» А. С. Грибоедова… Алмаз «Орлов» История этого алмаза также связана с Индией. Алмаз был найден в этой стране в конце XVII века. По дошедшим до нас сведениям, алмаз при огранке «похудел» с 400 до 189,62 карата. «Орлов» несколько раз переходил из рук в руки, пока не попал к армянину Григорию Сафрасу, который в 1767 году положил бриллиант в Амстердамский банк. В 1772 году он продал камень племяннику своей жены, придворному ювелиру Ивану Лазареву, а тот в 1773 году перепродал его графу Г. Г. Орлову за 400 тысяч рублей, пожизненную пенсию в 2 тысячи рублей и дворянскую грамоту. Орлов подарил бриллиант Екатерине II в день ее именин 24 ноября 1773 года (по старому стилю). Однако даже столь щедрый дар не помог графу вернуть себе утраченную благосклонность императрицы. С 1784 года бриллиант «Орлов» украшает навершие скипетра русских царей. Скипетр с этим камнем стоил по оценке 1865 года 2399 тысяч 410 рублей серебром Куллинан БРИТАНСКАЯ КОРОНА КОРОЛЕВСКИЙ СКИПЕТР БРИТАНИИ Свойства алмаза прозрачен, бесцветен не проводит электрический ток самое твердое из природных веществ хрупкий преломляет свет горит Применение ювелирные украшения рабочие инструменты приборостроение машиностроение медицина Графит графит в природе измельчённый графит Свойства графита непрозрачен серого цвета с металлическим блеском проводит электрический ток тугоплавкий одно из самых мягких среди твердых веществ горит скользкий на ощупь Применение атомная энергетика металлургия химическая промышленность авиационная и космическая техника народное хозяйство изобразительное искусство Аллотропные видоизменения углерода алмаз Физические свойства Применение Строение графит Аллотропные видоизменения углерода алмаз графит Физические свойства Применение Прозрачный, твердый, не проводит ток. Хорошо проводит электрический ток, тугоплавкий, оказывает смазывающее действие Алмазы используются для обработки различных твердых материалов, для резки, шлифования, сверления и гравировки стекла, для бурения горных пород. Алмазы после шлифовки и огранки превращаются в бриллианты, которые используются как украшения Электроды, ракетные двигатели, узлы трения. Потребителем графита является керамическая промышленность. Из прессованного графита делают газовые рули ракет. В металлургии он используется для обсыпки форм при литье. Графит идет для изготовления минеральных красок и карандашей. В качестве смазочного материала для трущихся частей механизмов. Строение Атомная решетка, ковалентная неполярная связь Каждый атом углерода в ней образует связь с четырьмя атомами, все связи равноценные, что обусловливает высокую прочность Атомная решетка.Слоистое строение, внутри слоя – ковалентная неполярная связь, между слоями – межмолекулярное взаимодействие. каждый атом углерода образует только три связи с соседними. Кристаллические решетки алмаз графит Фуллерен Фуллерены представляют собой устойчивые многоатомные кластеры углерода с числом атомов от нескольких десятков и выше. Число атомов углерода в таком кластере не произвольно, а подчиняется определенной закономерности. Свойства фуллерена единственная растворимая форма углерода есть фуллерены – замечательные проводники тока, а также есть фуллерены, обладающие свойствами очень хорошего электрического изолятора Применение присадки для улучшения свойств уже существующих материалов катализаторы синтез металлов твёрдая смазка Карбины Самая термодинамически устойчивая форма элементарного углерода: в тех условиях, при которых графит переходит в алмаз за 30 минут, карбин не изменяется и после 15 часов выдержки. Графен Графен - удивительное вещество. Пленка толщиной в один атом прозрачна, но обладает поразительной прочностью, в 200 раз превышающей прочность стали, и уникальной электропроводностью. Существование графена было теоретически предсказано еще в середине прошлого века, однако получить саму эту модификацию углерода долго не удавалось. Графен (C62H20) – одноатомный слой молекул углерода – относится к впечатляющему семейству углеродов, которое включает его трехмерные (алмаз, полуметаллы – графит), одномерные (полупроводники или металлы – углеродные нанотрубки) и нульмерные (фуллерены) аллотропные формы. Двухмерную аллотропную форму углерода, получившую название графен, описанную теоретически более 60 лет назад и широко используемую для описания свойств различных материалов на основе углерода, очень долго не удавалось получить практически, поскольку считалось, что двухмерные кристаллы не могут существовать из-за своей нестабильности Химические свойства углерода Составить уравнения и электронный баланс С водородом С металлами С оксидами металлов С кислородом Оксиды углерода Признак сравнения Строение молекулы Химические свойства Получение Применение СО СО2