11 клас

 

Доброго дня.

Тема уроку: Алотропні модифікаціі Карбону.

І. Хімічний елемент

Карбон — хімічний елемент № 6. Він розташований у IV групі головній підгрупі Періодичної системи.

 Будова атома 1s²2s²2p² 

На зовнішньому шарі атома Карбону містяться чотири валентних електрони, і до його завершення не вистачає чотирьох електронів. Тому в сполуках з металами для Карбону характерна ступінь окиснення −4, а при взаємодії з більш електронегативними неметалами він проявляє позитивні ступені окиснення: +2 або +4.

У природі Карбон зустрічається як у вигляді простих речовин, так і у вигляді сполук. У повітрі міститься вуглекислий газ CO₂. У земній корі поширені карбонати(наприклад, CaCO₃ утворює крейду, мармур, вапняк). Горючі копалини (вугілля, торф, нафта, природний газ) складаються з органічних сполук, головним елементом яких є Карбон. 

Карбон належить до життєво важливих елементів, оскільки входить до складу молекул усіх органічних речовин.

ІІ. Прості речовини

Карбон утворює декілька алотропних видозмін, з яких найбільш відомими є алмаз і графіт. Інші відомі алотропні модифікації Карбону — це карбін, фулерени, графен, нанотрубки, тощо.

Алмаз має атомну кристалічну ґратку. Кожен атом Карбону в алмазі зв'язаний чотирма міцними ковалентними зв'язками з сусідніми атомами, розташованими у вершинах тетраедра.

Завдяки такій будові алмаз — найтвердіша з усіх відомих природних речовин. Усі чотири валентних електрони кожного атома Карбону беруть участь в утворенні зв'язків, тому алмаз не проводить електричний струм. Це безбарвна прозора кристалічна речовина, добре заломлює світло.

Графіт теж має атомну кристалічну ґратку, але ґратка графіту є шаруватою. Кожен атом Карбону сполучений міцними ковалентними зв'язками з трьома сусідніми атомами. Утворюються плоскі шари з шестикутників, які між собою слабо зв'язані. Один валентний електрон у атома Карбону залишається вільним.

Графіт є темно-сірою речовиною з металічним блиском, жирний на дотик. На відміну від алмазу, графіт непрозорий, проводить електричний струм і залишає сірий слід на папері. Графіт має дуже високу температуру плавлення (3700 °С).

Алмаз і графіт можуть взаємоперетворюватися. При сильному нагріванні без доступу повітря алмаз чорніє і перетворюється на графіт. Графіт можна перетворити на алмаз при високій температурі і великому тиску.

З найдрібніших частинок графіту складаються сажа, деревне вугілля та кокс. Сажа утворюється при неповному згорянні палива. Деревне вугілля отримують при нагріванні деревини без доступу повітря, а кокс — переробкою кам'яного вугілля.

Деревне вугілля має пористу будову і має здатність поглинати гази і розчинені речовини. Така властивість називається адсорбцією 

Карбін за фізичними властивостями схожий на графіт і іноді трапляється в ньому у вигляді білих прожилок. Карбін володіє напівпровідниковими властивостями. Він має лінійну будову:

=C=C=C=C=C= або −C≡C−C≡C−.

Фулерени були відкриті у 1985 році групою американських і британський учених. Фулерени — це тверді кристалічні речовини, які на відміну від інших алотропних модифікацій, розчиняються в органічних розчинниках з утворенням яскраво забарвлених розчинів. Молекули фулеренів являють собою сфери або еліпсоїди.

 

Графен — двовимірна структура, утворена шаром атомів Карбону завтовшки в один атом. За певними оцінками графен має велику механічну міцність та рекордно велику теплопровідність і рухомість електронів. Він має перспективи застосування в наноелектроніці та, можливо, замінить силіцій у комп'ютерних мікросхемах

 

Джерела:

Хімія (рівень стандарту) : підруч. для 11 кл. закл. загал, серед, освіти / Олексій Григорович. — Харків : Вид-во «Ранок», 2019. с. 141 — 142.

 

Опрацювати с.84-85 та заповнити   таблицю

	графіт	алмаз
Слад молекули
Будова
Молекулярна маса
Агрегатний стан
Колір
Розчинність у воді
Електропровідність
Хімічна активність

 

Повторити матеріал параграфа 15, 16 с.82, 86-87.