Номер 4, страница 114 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 6. Углерод и кремний. Параграф 31. Характеристика углерода и кремния. Аллотропия углерода. Подумай, ответь, выполни... - номер 4, страница 114.

Условие.

4. Подготовьте компьютерную презентацию на одну из тем: «В мире алмазов», «Искусственные алмазы», «Аллотропные модификации углерода».

Решение.

Решение 2.

Задание предполагает создание компьютерной презентации на одну из предложенных тем. Ниже представлен развернутый план-конспект для презентации на тему «Аллотропные модификации углерода», который охватывает ключевые аспекты и может служить основой для её подготовки. Эта тема является наиболее общей и позволяет рассмотреть в том числе и алмазы (как природные, так и искусственные).

План компьютерной презентации на тему «Аллотропные модификации углерода»

Слайд 1. Титульный лист

• Тема: Аллотропные модификации углерода
• Автор: Фамилия Имя, класс
• Учебное заведение: Название школы/гимназии/лицея, город
• Год: 2024

Слайд 2. Введение: что такое аллотропия?

Аллотропия — это способность химического элемента существовать в виде двух или более простых веществ, различных по строению и свойствам. Такие вещества называют аллотропными модификациями.

Углерод ($C$) — один из самых ярких примеров элемента, обладающего множеством аллотропных форм. Его уникальные свойства обусловлены способностью атомов образовывать различные типы химических связей ($sp^3$, $sp^2$, $sp$-гибридизация).

Цель презентации: познакомиться с основными аллотропными модификациями углерода, изучить их кристаллическое строение, физические свойства и области применения.

Слайд 3. Классификация модификаций углерода

Все аллотропные формы углерода можно условно разделить на две большие группы. На слайде рекомендуется представить эту информацию в виде схемы.

• Кристаллические: имеют упорядоченную структуру — кристаллическую решетку.
  • Алмаз
  • Графит
  • Лонсдейлит
  • Карбин
  • Фуллерены
  • Углеродные нанотрубки
  • Графен
• Аморфные: не имеют строгого порядка в расположении атомов.
  • Уголь
  • Кокс
  • Сажа

Слайд 4. Алмаз — самый твердый

• Строение: каждый атом углерода находится в состоянии $sp^3$-гибридизации и связан прочными ковалентными связями с четырьмя соседними атомами, образуя объемную тетраэдрическую структуру. (Рекомендуется добавить изображение модели кристаллической решетки алмаза).
• Свойства:
  • Сверхвысокая твердость (10 по шкале Мооса).
  • Высокая теплопроводность.
  • Является диэлектриком (не проводит ток).
  • Высокий показатель преломления света, что обуславливает «игру света» в ограненных алмазах (бриллиантах).
• Применение: ювелирное дело, буровые установки, резка стекла, абразивные материалы, медицинские инструменты. (Рекомендуется добавить изображение бриллианта и буровой коронки).

Слайд 5. Графит — самый мягкий

• Строение: атомы углерода в состоянии $sp^2$-гибридизации образуют плоские гексагональные сетки (слои). Связи внутри слоя прочные, а между слоями — слабые силы Ван-дер-Ваальса, что позволяет слоям легко скользить друг относительно друга. (Рекомендуется добавить изображение модели слоистой структуры графита).
• Свойства:
  • Очень мягкий, жирный на ощупь, оставляет след на бумаге.
  • Электропроводен.
  • Высокая термостойкость и химическая инертность.
• Применение: стержни для карандашей, электроды, твердые смазки, замедлитель нейтронов в ядерных реакторах. (Рекомендуется добавить изображение грифеля карандаша и графитового электрода).

Слайд 6. Фуллерены и нанотрубки — наноформы углерода

• Фуллерены: молекулярные соединения, представляющие собой замкнутые каркасные структуры. Самый известный — бакминстерфуллерен ($C_{60}$), похожий на футбольный мяч. (Рекомендуется добавить изображение модели молекулы $C_{60}$).
• Углеродные нанотрубки: цилиндрические структуры, полученные «сворачиванием» графеновой плоскости. Обладают феноменальной прочностью. (Рекомендуется добавить изображение модели одностенной и многостенной нанотрубки).
• Применение: наноэлектроника, создание сверхпрочных композитных материалов, катализаторы, системы доставки лекарств.

Слайд 7. Графен — материал XXI века

• Строение: плоский двумерный кристалл (монослой) из атомов углерода, соединенных в гексагональную решетку. Является «строительным блоком» для графита, нанотрубок и фуллеренов. (Рекомендуется добавить изображение модели листа графена).
• Открытие: получен и исследован в 2004 году Андреем Геймом и Константином Новосёловым (Нобелевская премия по физике, 2010 г.).
• Уникальные свойства:
  • Самый прочный из известных материалов.
  • Рекордная электро- и теплопроводность.
  • Почти полная прозрачность.
  • Гибкость и эластичность.
• Потенциальное применение: гибкие дисплеи, сверхбыстрые транзисторы, солнечные батареи, фильтры для опреснения воды.

Слайд 8. Другие формы углерода

• Карбин: линейная форма углерода. Цепочки атомов $C$ соединены двойными ($=C=C=$) или чередующимися одинарными и тройными связями ($-C \equiv C-$). Обладает полупроводниковыми свойствами.
• Лонсдейлит: гексагональный алмаз. Обнаружен в метеоритах. По расчетам, может быть на 58% тверже обычного алмаза.
• Аморфный углерод: (сажа, древесный уголь) — неупорядоченные структуры. Применение: производство резины, красителей, фильтры (активированный уголь).

Слайд 9. Заключение

Многообразие аллотропных модификаций углерода — яркая демонстрация того, как способ соединения атомов в веществе кардинально определяет его свойства. Алмаз и графит, состоящие из одних и тех же атомов, являются антиподами по своим характеристикам.

Открытие новых форм — фуллеренов, графена, нанотрубок — открыло новую эру в материаловедении и нанотехнологиях, обещая технологическую революцию в ближайшем будущем.

(На слайде можно разместить коллаж из изображений всех рассмотренных модификаций углерода)

Слайд 10. Спасибо за внимание!

Готов(а) ответить на ваши вопросы.

Ответ:

Представлен подробный пошаговый план для создания компьютерной презентации на тему «Аллотропные модификации углерода». План включает 10 слайдов, охватывающих введение в понятие аллотропии, классификацию форм углерода, детальное рассмотрение строения, свойств и применения ключевых модификаций (алмаз, графит, фуллерены, нанотрубки, графен), а также краткий обзор других форм и итоговое заключение. Структура и содержание плана полностью соответствуют требованиям для подготовки развернутого и информативного доклада.