Слайд 1
Аллотропные модификации
Слайд 2
Положение в таблице Менделеева
Углерод Carbogenium - 6ой элемент в таблице Менделеева. Он располагается в главной подгруппе четвертой группы, втором периоде. Углерод-типичный неметалл.
Слайд 3
Нахождение в природе
В настоящее время известно более миллиона соединений углерода с другими элементами. Их изучение составляет целую науку – органическую химию. В тоже время за изучение свойств чистого углерода ученые взялись сравнительно недавно - около 20 лет назад.
Слайд 4
Углерод занимает 17-е место по распространенности в земной коре – 0,048%. Но несмотря на это, он играет огромную роль в живой и неживой природе.
Слайд 5
Углерод входит в состав органических веществ в растительных и живых организмах, в состав ДНК. Содержится в мышечной ткани – 67%, костной ткани – 36% и крови человека (в человеческом организме массой 70 кг в среднем содержится 16 кг связанного углерода).
Слайд 6
Свободный углерод
В свободном виде углерод встречается в нескольких аллотропных модификациях – алмаз, графит, карбин, крайне редко фуллерены. В лабораториях также были синтезированы многие другие модификации: новые фуллерены, нанотрубки, наночастицы и др.
Слайд 7
Слайд 8
Слайд 9
Модель фуллерена С60
Слайд 10
Все это - чистый углерод
Слайд 11
Алмаз – бесцветное, прозрачное, сильно преломляющее свет вещество. Алмаз тверже всех найденных в природе веществ, но при этом довольно хрупок. Он настолько тверд, что оставляет царапины на большинстве материалов.
Структура алмаза
Слайд 12
Плотность алмаза – 3,5 г/см3, tплав=3730С, tкип=4830оС. Алмаз можно получить из графита при p > 50 тыс. атм. и tо = 1200оC В алмазе каждый 4-х валентный атом углерода связан с другим атомом углерода ковалентной связью и количество таких связанных в каркас атомов чрезвычайно велико.
Слайд 13
Непрерывная трехмерная сетка ковалентных связей, которая характеризуется большой прочностью, определяет многие свойства алмаза, так то плохая тепло- и электропроводимость, а также химическая инертность. Алмазы очень редки и ценны, их вес измеряется в каратах (1 карат=200мг). Ограненный алмаз называют бриллиантом.
Знаменитый бриллиант «Кохинор»
Слайд 14
Графит – устойчивая при нормальных условиях аллотропная модификация углерода, имеет серо-черный цвет и металлический блеск, кажется жирным на ощупь, очень мягок и оставляет черные следы на бумаге.
Структура графита
Слайд 15
Атомы углерода в графите расположены отдельными слоями, образованными из плоских шестиугольников. Каждый атом углерода на плоскости окружен тремя соседними, расположенными вокруг него в виде правильного треугольника.
Слайд 16
Графит характеризуется меньшей плотностью и твердостью, а также графит может расщепляться на тонкие чешуйки. Чешуйки легко прилипают к бумаге – вот почему из графита делают грифели карандашей. В пределах шестиугольников возникает склонность к металлизации, что объясняет хорошую тепло- и электропроводность графита, а также его металлический блеск.
Графитовый электрод
Слайд 17
Карбин был получен в начале 60-х годов В.В. Коршаком, А.М. Сладковым, В.И. Касаточкиным, Ю.П. Кудрявцевым. Карбин имеет кристаллическую структуру, в которой атомы углерода соединены чередующимися одинарными и тройными связями.
Строение карбина
Слайд 18
Он имеет вид черного мелкокристаллического порошка, однако может существовать в виде белого вещества с промежуточной плотностью. Карбин обладает полупроводниковыми свойствами, под действием света его проводимость резко увеличивается.
Слайд 19
За счет существования различных типов связи и разных способов укладки цепей из углеродных атомов в кристаллической решетке, физические свойства карбина могут меняться в широких пределах. Позднее карбин был найден в природе в виде вкраплений в природном графите, содержащемся в минерале чаоит, а также в метеоритном веществе.
Слайд 20
Другие формы углерода
Известны и другие формы углерода, такие как уголь, кокс и сажа. Но все эти формы являются композитами, то есть смесью малых фрагментов графита и алмаза.
Слайд 21
Фуллерены
Фуллерены – класс химических соединений, молекулы которых состоят только из углерода, число атомов которого четно, от 32 и более 500, они представляют по структуре выпуклые многогранники, построенные из правильных пяти- и шестиугольников.
Фуллерен С70
Слайд 22
Происхождение термина "фуллерен" связано с именем американского архитектора Ричарда Букминстера Фуллера, конструировавшего полусферические архитектурные конструкции, состоящие из шестиугольников и пятиугольников.
Купол Фуллера
Слайд 23
В противоположность первым двум, графиту и алмазу, структура которых представляет собой периодическую решетку атомов, третья форма чистого углерода является молекулярной. Это означает, что минимальным элементом ее структуры является не атом, а молекула углерода, представляющая собой замкнутую поверхность, которая имеет форму сферы.
Слайд 24
Нанотрубки
Наряду со сфероидальными углеродными структурами, могут образовываться также и протяженные цилиндрические структуры, так называемые нанотрубки, которые отличаются широким разнообразием физико-химических свойств. Идеальная нанотрубка представляет собой свернутую в цилиндр графитовую плоскость, выложенную правильными шестиугольниками, в вершинах которых расположены атомы углерода.
Строение нанотрубки
Слайд 25
На рисунке представлена идеализированная модель однослойной нанотрубки. Такая трубка заканчивается полусферическими вершинами, содержащими наряду с правильными шестиугольниками, также по шесть правильных пятиугольников. Наличие пятиугольников на концах трубок позволяет рассматривать их как предельный случай молекул фуллеренов, длина продольной оси которых значительно превышает их диаметр.
Слайд 26
Наночастицы
В процессе образования фуллеренов из графита образуются также наночастицы. Это замкнутые структуры, подобные фуллеренам, но значительно превышающие их по размеру. В отличие от фуллеренов, они также как и нанотрубки могут содержать несколько слоев., имеют структуру замкнутых, вложенных друг в друга графитовых оболочек. В наночастицах, аналогично графиту, атомы внутри оболочки связаны химическими связями, а между атомами соседних оболочек действует слабое ван-дер-ваальсово взаимодействие. Обычно оболочки наночастиц имеют форму близкую к многограннику. В структуре каждой такой оболочки, кроме шестиугольников, как в структуре графита, есть 12 пятиугольников, наблюдаются дополнительные пары из пяти и семиугольников.
Слайд 27
Графе́н- двумерная аллотропная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом, находящихся в sp²-гибридизации и соединённых посредством σ- и π-связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Его можно представить как одну плоскость графита, отделённую от объёмного кристалла. По оценкам, графен обладает большой механической жёсткостью и рекордно большой теплопроводностью Высокая подвижность носителей заряда (максимальная подвижность электронов среди всех известных материалов) делает его перспективным материалом для использования в самых различных приложениях, в частности, как будущую основу наноэлектроники и возможную замену кремния в интегральных микросхемах.
Слайд 28
Основной из существующих в настоящее время способов получения графена в условиях научных лабораторий основан на механическом отщеплении или отшелушивании слоёв Этот метод не предполагает использования масштабного производства, поскольку это ручная процедура. Другой известный способ - метод термического разложения подложки карбида кремния- гораздо ближе к промышленному производству. Поскольку графен впервые был получен только в 2004 году, он ещё недостаточно хорошо изучен и привлекает к себе повышенный интерес.
«Подгруппа углерода» - Колумбийский изумруд и Цейлонский сапфир. Промышленные месторождения связаны с кимберлитами, россыпями. Кокс применяется в доменных печах при выплавки чугуна из руд. Опрос: Обобщение пройденного материала: Полупроводник. Главные зарубежные добывающие страны: ЮАР, Конго (Заир), Ботсвана, Намибия. Явление адсорбции было открыто русским химиком ЛОВИЦЕМ.
«Аллотропия углерода» - Подготовила учитель химии СШ№16 Самойлова Регина Львовна. Цели и задачи. Восстанавливается. CO2. Химически очень устойчивое вещество. Имеет слоистую структуру. 2. CF4. Графит. - 4?. Восстановитель. Окислитель. Фуллерены. Углерод 9 класс. Аморфный углерод. Адсорбция.
«Круговорот углерода в природе» - Самый интенсивный биогеохимический цикл круговорот углерода. Изготовлено: А.С.Большаков. Круговорот углерода в природе. Углерод участвует в образовании углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот. Основное звено большого круговорота углерода взаимосвязь процессов фотосинтеза и аэробного дыхания.
«Круговорот углерода» - Антрацит. Например: СО2+4Н = СН2О + Н2О. Растит.остатки. Дыхание. Денитрификация. При фиксации углерода. Маслова А.Л. ГОУ № 483. Например: при возрастании давления. Эрозия почв и выпадение осадков. Атмосферный углекислый газ. Зависит как от биохимических, так и от физических процессов. Значительное количество углерода зафиксировано в органических молекулах:
«Оксид углерода» - Оксиды углерода. Для оксида углерода (II) характерны восстановительные свойства. Со. Оксид углерода (IV). Получение оксида углерода (IV). или углекислый газ – газ без цвета и запаха. Использованы ЦОР: Оксид углерода (II). Демонстрационное поурочное планирование.
«Фуллерены» - И. Строение фуллеренов. Углеродные нанотрубки. Как трос для космического лифта. Получение. Как полупроводник (акцептор электронов). Весы. Сверхпроводящие соединения с С60. Применение нанотрубок. Микроскопические. История открытия. Фуллерены. Создание микроскопических весов. Антиоксиданты и биофармпрепараты.
Всего в теме 11 презентаций
Нахождение в природе
В настоящее время известно более миллиона соединений углерода с другими элементами. Их изучение составляет целую науку – органическую химию. В тоже время за изучение свойств чистого углерода ученые взялись сравнительно недавно - около 20 лет назад.
Нахождение в природе
Углерод входит в состав органических веществ в растительных и живых организмах, в состав ДНК. Содержится в мышечной ткани – 67%, костной ткани – 36% и крови человека (в человеческом организме массой 70 кг в среднем содержится 16 кг связанного углерода).
Свободный углерод
В свободном виде углерод встречается в нескольких аллотропных модификациях – алмаз, графит, карбин, крайне редко фуллерены. В лабораториях также были синтезированы многие другие модификации: новые фуллерены, нанотрубки, наночастицы и др.
Алмаз
Плотность алмаза – 3,5 г/см3, tплав=3730С, tкип=4830оС. Алмаз можно получить из графита при p > 50 тыс. атм. и tо = 1200оC В алмазе каждый 4-х валентный атом углерода связан с другим атомом углерода ковалентной связью и количество таких связанных в каркас атомов чрезвычайно велико.
Алмаз
Непрерывная трехмерная сетка ковалентных связей, которая характеризуется большой прочностью, определяет многие свойства алмаза, так то плохая тепло- и электропроводимость, а также химическая инертность. Алмазы очень редки и ценны, их вес измеряется в каратах (1 карат=200мг). Ограненный алмаз называют бриллиантом.
Графит
Графит характеризуется меньшей плотностью и твердостью, а также графит может расщепляться на тонкие чешуйки. Чешуйки легко прилипают к бумаге – вот почему из графита делают грифели карандашей. В пределах шестиугольников возникает склонность к металлизации, что объясняет хорошую тепло- и электропроводность графита, а также его металлический блеск.
Карбин
Карбин был получен в начале 60-х годов В.В. Коршаком, А.М. Сладковым, В.И. Касаточкиным, Ю.П. Кудрявцевым. Карбин имеет кристаллическую структуру, в которой атомы углерода соединены чередующимися одинарными и тройными связями.
Карбин
Он имеет вид черного мелкокристаллического порошка, однако может существовать в виде белого вещества с промежуточной плотностью. Карбин обладает полупроводниковыми свойствами, под действием света его проводимость резко увеличивается.
Карбин
За счет существования различных типов связи и разных способов укладки цепей из углеродных атомов в кристаллической решетке, физические свойства карбина могут меняться в широких пределах. Позднее карбин был найден в природе в виде вкраплений в природном графите, содержащемся в минерале чаоит, а также в метеоритном веществе.
Фуллерены
Фуллерены – класс химических соединений, молекулы которых состоят только из углерода, число атомов которого четно, от 32 и более 500, они представляют по структуре выпуклые многогранники, построенные из правильных пяти- и шестиугольников.
Фуллерены
В начале 70-х годов физхимик–органик Е.Осава предположил существование полой, высокосимметричной молекулыС60, со структурой в виде усеченного икосаэдра, похожей на футбольный мяч. Чуть позже (1973 г.) российские ученые Д.А. Бочвар и Е.Г. Гальперин сделали первые теоретические квантово-химические расчеты такой молекулы и доказали ее стабильность.
Первый способ получения и выделения твердого кристаллического фуллерена был предложен в 1990 г. В.Кречмером и Д.Хафманом с коллегами в институте ядерной физики в г. Гейдельберге (Германия).
Фуллерены
В противоположность первым двум, графиту и алмазу, структура которых представляет собой периодическую решетку атомов, третья форма чистого углерода является молекулярной. Это означает, что минимальным элементом ее структуры является не атом, а молекула углерода, представляющая собой замкнутую поверхность, которая имеет форму сферы.
Фуллерены
Наиболее эффективный способ получения фуллеренов основан на термическом разложении графита. На рисунке показана схема установки для получения фуллеренов, которую использовал В.Кретчмер. Распыление графита осуществляется при пропускании через электроды тока с частотой 60 Гц, величина тока от 100 до 200 А, напряжение 10-20 В.
Нанотрубки
Наряду со сфероидальными углеродными структурами, могут образовываться также и протяженные цилиндрические структуры, так называемые нанотрубки, которые отличаются широким разнообразием физико-химических свойств.
Идеальная нанотрубка представляет собой свернутую в цилиндр графитовую плоскость, выложенную правильными шестиугольниками, в вершинах которых расположены атомы углерода.
Нанотрубки
Многослойные нанотрубки отличаются от однослойных значительно более широким разнообразием форм и конфигураций. Возможные разновидности поперечной структуры многослойных нанотрубок представлены на рисунке. Структура типа "русской матрешки") представляет собой совокупность вложенных друг в друга однослойных нанотрубок (а). Другая разновидность этой структуры, показанная на рисунке б, представляет собой совокупность вложенных друг в друга призм. Наконец, последняя из приведённых структур (в), напоминает свиток. .
Заключение
Хотя фуллерены имеют короткую историю, это направление науки быстро развивается, привлекая к себе все новых исследователей. Она включает три направления: физика фуллеренов, химия фуллеренов и технология фуллеренов.
Физика фуллеренов занимается исследованием структурных, механических, магнитных, оптических свойств фуллеренов и их соединений. Сюда относится также изучение характера взаимодействия между атомами углерода в этих соединениях, свойства и структура систем, состоящих из молекул фуллеренов. Физика фуллеренов является наиболее продвинутой ветвью в области фуллеренов.
Химия фуллеренов связана с созданием и изучением новых химических соединений, основу которых составляютфуллерены, а также изучает химические процессы, в которых они участвуют. Следует отметить, что по концепциям и методам исследования это направление химии во многом принципиально отличается от традиционной химии.
Технология фуллеренов включает в себя как методы производства фуллеренов, так и различные их приложения.
Работа может использоваться для проведения уроков и докладов по предмету "Астрономия"
Готовые презентации по астрономии помогут наглядно показать процессы, происходящие в галактике и космосе. Скачать презентацию по астрономии могут как учителя, преподаватели так и ученики. Школьные презентации по астрономии из нашей коллекции охватывают все темы по астрономии, которые изучают дети в общеобразовательной школе.
Cлайд 1
Урок химии 9 класс Общая характеристика элементов подгруппы углерода. Углерод, нахождение в природе, аллотропные видоизменения, химические свойства углерода.Cлайд 2
Cлайд 3
Цель урока: дать общую характеристику элементам подгруппы углерода понятие аллотропии на примере алмаза и графита показать сущность биосферного значения углерода закрепить и углубить знания учащихся об окислительно-восстановительной двойственности на примере атома углерода.
Cлайд 4
Вопросы к теме урока Характеристика элементов подгруппы углерода. Биологическое значение углерода. Нахождение углерода в природе. Аллотропные видоизменения углерода – алмаз, графит, фуллерен, карбин. Химические свойства углерода. Основные области применения углерода.
Cлайд 5
Характеристика подгруппы углерода Углерод, кремний, германий, олово и свинец составляют главную подгруппу 4 группы. Внешние энергетические уровни р- элементов 4 группы содержат по 4 электрона, из которых два спаренных s-электрона и два не спаренных р- электрона Электронные конфигурации данных атомов…….(составляют на доске учащиеся) Возможные степени окисления ……(ответы учащихся) Усиление металлических свойств в подгруппе (вывод делают учащиеся)
Cлайд 6
Биологическое значение углерода Все без исключения живые организмы построены из соединений углерода.
Cлайд 7
Аллотропные модификации углерода Алмаз Фуллерен Графит Карбин Ограненный алмаз – бриллиант
Cлайд 8
Cлайд 9
Химические свойства углерода. Окислительно-восстановительная двойственность углерода
Cлайд 10
Самостоятельная работа таблица: Вопросы к теме урока Что я знал Что я узнал на уроке О чем хотел бы узнать подробней 1.Подгруппа углерода а) Положение элементов в системе Д.И.Менделеева б)Строение атомов в)Возможные степени окисления г)Усиление металлических свойств от углерода к свинцу 2.Нахождение углерода в природе а)уголь б)алмаз в)графит 3.Природные минералы углерода а)известняк б)магнезит в) малахит
Cлайд 11
Самостоятельная работа Вариант А: Составить уравнение реакции, в которой углерод – окислитель, показать переход электронов. Вычислить объем оксида углерода (IV), если сгорело 5 кг угля, содержащего 20% примесей.
Cлайд 12
Самостоятельная работа Вариант В Составить схемы электронного баланса следующих реакций: Ca + 2C = CaC2 4Al + 3C = Al4C3 C + 2FeO = 2Fe + CO2
Cлайд 13
Самостоятельная работа Вариант C: Закончить следующие уравнения: C + O2 C + H2 Al + C
Cлайд 14
Биологическое значение углерода в том, что все,без исключения живые организмы построены из соединений углерода. Особенностью атомов углерода является их способность соединяться между собой, образуя длинные цепи, содержащие миллионы и миллиарды атомов углерода, соединенных с атомами других элементов. Возможные степенями окисления углерода +4,+2,-4. Углерод может быть как окислителем,так и восстановителем, чаще окислительные свойства он проявляет с водородом и металлами, с кислородом, оксидами, углерод-восстановитель. Аллотропные модификации углерода – алмаз,графит, карбин, фуллерен. Выводы к уроку Биологическое значение углерода в том, что…(?) Особенностью атомов углерода является их способность образовывать…(?) Возможные степени окисления углерода…(?) Углерод в химических реакциях проявляет окислительно-восстановительную двойственность, например… Аллотропные модификации углерода, это…(?)
Cлайд 15
Нажав на кнопку "Скачать архив", вы скачаете нужный вам файл совершенно бесплатно.
Перед скачиванием данного файла вспомните о тех хороших рефератах, контрольных, курсовых, дипломных работах, статьях и других документах, которые лежат невостребованными в вашем компьютере. Это ваш труд, он должен участвовать в развитии общества и приносить пользу людям. Найдите эти работы и отправьте в базу знаний.
Мы и все студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будем вам очень благодарны.
Чтобы скачать архив с документом, в поле, расположенное ниже, впишите пятизначное число и нажмите кнопку "Скачать архив"
Подобные документы
Углерод: положение в таблице Менделеева, нахождение в природе, свободный углерод. Атомы углерода в графите. Фуллерены как класс химических соединений, молекулы которых состоят из углерода. Первый способ получения твердого кристаллического фуллерена.
доклад , добавлен 14.12.2010
Многообразие соединений углерода, их распространение в природе и применение. Аллотропные модификации. Физические свойства и строение атома свободного углерода. Химические свойства углерода. Карбонаты и гидрокарбонаты. Структура алмаза и графита.
реферат , добавлен 23.03.2009
Переход аллотропной модификации. Электрические, магнитные, оптические, физико-механические, термические свойства алмаза. Изучение структуры графита, его антифрикционные и химические свойства. Образование, применение озона и кислорода. Аллотропия углерода.
реферат , добавлен 17.12.2014
Аллотропные формы углерода (алмаз, карбин и графит), их схематическое изображение. История открытия карбина, подтверждение полиинового строения цепочек. Кристаллическая структура карбина, спектры рентгеновского анализа. Основные методы получения.
презентация , добавлен 07.01.2013
Химические и физические свойства серы. История открытия вещества. Основные месторождения самородной серы, способы получения и применение, пожароопасные свойства. Взаимодействие серы с кислородом, аллотропные модификации. Особенности плавления серы.
презентация , добавлен 12.01.2012
Механические (расщепление) и химические методы получения графена. Открытие в химии углерода, графита, фуллерена, нанотрубки. Холодный способ производства графенов Петрика. Промышленное производство графена. Использование графена в качестве транзистора.
доклад , добавлен 13.03.2011
Сведения об углероде, восходящие к древности и распространение его в природе. Наличие углерода в земной коре. Физические и химические свойства углерода. Получение и применение углерода и его соединений. Адсорбционная способность активированного угля.
реферат , добавлен 03.05.2009
Структурные особенности графена - однослойной двумерной углеродной структуры, его дефекты и свойства. Потенциальные области применения графена. Строение и получение фуллеренов. Классификация углеродных нанотрубок по количеству слоев, их применение.
курсовая работа , добавлен 03.03.2015