碳族元素(教案)
化学教案-硅 碳族元素
化学教案－硅碳族元素一、教学目标1. 让学生了解硅和碳族元素的基本概念、性质和用途。
2. 使学生掌握硅和碳族元素的原子结构、电子排布和周期性规律。
3. 培养学生运用化学知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 硅的基本概念、性质和用途2. 碳族元素的基本概念、性质和用途3. 硅和碳族元素的原子结构、电子排布4. 硅和碳族元素的周期性规律5. 硅和碳族元素的实际应用案例三、教学重点与难点1. 教学重点：硅和碳族元素的基本概念、性质、用途、原子结构、电子排布和周期性规律。
2. 教学难点：硅和碳族元素的原子结构、电子排布和周期性规律。
四、教学方法1. 采用多媒体课件辅助教学，直观展示硅和碳族元素的性质、原子结构和周期性规律。
2. 通过实物展示、实验演示和案例分析，增强学生对硅和碳族元素的认识。
3. 组织小组讨论，引导学生主动探究硅和碳族元素的相关知识。
4. 利用课后习题和实践活动，巩固所学内容。
五、教学步骤1. 引入：回顾上一节课的内容，引导学生思考硅和碳族元素在周期表中的位置及其特点。
2. 讲解硅的基本概念、性质和用途，通过实物展示和实验演示，使学生了解硅的物理和化学性质。
3. 讲解碳族元素的基本概念、性质和用途，通过实物展示和实验演示，使学生了解碳族元素的物理和化学性质。
4. 讲解硅和碳族元素的原子结构、电子排布，通过多媒体课件和模型展示，使学生掌握硅和碳族元素的原子结构特点。
5. 讲解硅和碳族元素的周期性规律，通过周期表和多媒体课件，使学生了解硅和碳族元素的周期性规律。
6. 分析硅和碳族元素的实际应用案例，引导学生运用所学知识解决实际问题。
7. 课堂小结，梳理本节课所学内容。
8. 布置课后习题，巩固所学知识。
9. 组织实践活动，让学生动手操作，加深对硅和碳族元素的认识。
六、教学评估1. 课后习题完成情况：检查学生对硅和碳族元素的基本概念、性质、用途、原子结构、电子排布和周期性规律的理解和掌握。
2. 小组讨论报告：评估学生在小组讨论中的参与程度和对问题的理解深度。
碳族元素 教案
第六节碳族元素成员：碳C 硅Si 锗Ge锡Sn铅Pb位于ⅣA 族一、碳族元素在元素周期表中的位置（周期、族、原子序数）表示方法：原子结构示意图、电子式原子结构相同点：最外层电子数相同，都是4个 不同点：电子层数不同 相似性：不易得失电子，易形成共价键，难形成离子键，最高正价为＋4，最低价为－4。
主要性质递变性：随原子序数递增，元素金属性增强，非金属性减弱；氢化物稳定性减弱（CH 4可燃，SiH 4易自燃）；最高价氧化物对应水化物酸性减弱，碱性增强，Ge(OH)4呈两性。
碳族元素的金属性比同周期氮族元素强，且自上而下由非金属性向金属性递变比氮族更为明显。
1、碳族元素的主要特征 （1）C 是非金属，Si 貌似金属，但大多数情况下显示非金属性，Ge 的金属性比非金属性强，Sn 、Pb 都是金属。
（2）碳族主要化合价是＋2、＋4，除Pb 的＋2价化合物稳定外，其他元素的＋4价化合物稳定。
（3）金刚石、石墨、C 60互为同素异形体，金刚石的硬度最大。
（4）碳元素是形成化合物种类最多的元素。
（5）在所有非金属元素形成的气态氢化物中，甲烷含氢量最大（25%）。
（6）硅在地壳中的含量仅次于氧，是良好的半导体材料。
二、碳及其化合物1、单质比较（1）同素异形体金刚石：正四面体构型、空间网状结构的晶体。
无色透明，熔沸点高，硬度大，难溶于溶剂，不导电。
用途：钻具、装饰品。
石墨：平面层状正六边形结构，层间以范德华力结合。
熔点很高，质软，有滑腻感，电的良导体。
用途：润滑剂、电极、铅笔芯、耐火材料。
C60：形似足球，俗称“足球烯”，分子晶体。
无定形碳：木炭、活性炭（有吸附性）等，实际是石墨的微小晶体和少量杂质组成。
（2）化学性质①氧化性：②还原性：2、气态氢化物——CH4甲烷的化学性质将在有机化学中复习。
3、一氧化碳CO（1）物理性质：无色无味的气体，难溶于水，有剧毒（与血红蛋白作用）（2）化学性质：高温下表现出强还原性（淡蓝色火焰，作气体燃料）4、二氧化碳CO2（1）结构：电子式为，结构式为，空间构型为直线型。
2012高考第一轮复习教学案__碳、硅及其化合物
2011高考第一轮复习教学案碳、硅及其化合物【课标要求】1.了解单质硅及其重要硅的化合物的主要性质及应用2.能综合应用硅及硅的化合物知识【知识梳理】1、本考点知识结构：2、碳族元素：①碳族元素的特征：碳族元素原子最外层电子数为4，既不容易失去电子，又不容易得到电子，易形成共价键，难形成离子键。
碳族元素形成的单质在同周期中硬度最大，熔沸点最高(如金刚石、晶体硅)。
②碳族元素的化合价：碳族元素的主要化合价有+2，+4，其中铅+2价稳定，其余元素+4价稳定。
③碳族元素的递变规律：从上到下电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，失电子的能力增强，从上到下由非金属递变为金属的变化非常典型。
其中碳是非金属，锡、铅是金属，硅、锗是半导体材料。
④碳族元素在自然界里的存在：自然界里碳有游离态和化合态两种；硅在地壳里无游离态，主要以含氧化合物的形式存在。
⑤几种同素异形体：碳：金刚石、石墨、C60、C70等；硅：晶体硅，无定形硅。
3、碳：在常温下碳很稳定，只在高温下能发生反应，通常表现为还原性。
①燃烧反应②与某些氧化物的反应：C＋CO 22CO；C＋2CuO CO2↑＋2Cu；C＋H2O CO＋H2O（CO、H2的混合气体叫水煤气）；2C+SiO 2Si+2CO↑③与氧化性酸反应：C＋2H2SO4（浓）CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；C＋4HNO3（浓）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O4、一氧化碳：不溶于水，有毒(CO和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和O2结合，而使细胞缺氧引起中毒)，但由于CO无色无味因此具有更大的危险性。
①可燃性②还原性：CO+CuO CO2＋Cu，CO+H2O(g)CO2+H2O5、二氧化碳：直线型（O＝C＝O）非极性分子，无色能溶于水，密度大于空气，可倾倒，易液化。
固态CO2俗称干冰，能升华，常用于人工降雨。
实验室制法：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2O。
①酸性氧化物一—酸酐Ca(OH)2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O(用于检验CO2)②氧化性：CO2＋C2CO；2Mg＋CO 22MgO＋C6、碳酸盐：①溶解性：Ca(HCO3)2>CaCO3；Na2CO3>NaHCO3。
无机化学教案 张祖德-chapter14
第十四章 碳族元素Chapter 14 The Carbon Family ElementsCarbon (C) Silicon (Si) Germanium (Ge) Stannum (Sn) Plumbum (Pb)§14-1 碳及其化合物 Carbon and its Compounds一、General Properties1．根据σ键的数目，碳可采取sp 、sp 2、sp 3杂化，其最大配位数为42．由于碳—碳单键的键能特别大，所以C －C 键非常稳定,具有形成均键(homochains)的倾向C －C N －N O －O F －F E (kJ·mol -1) 374 250 210 159 实 例H 3C －CH 3H 2N －NH 2HO －OH从碳到氮的单键键能的突减，是由于N 2分子中氮原子之间非键电子对排斥的缘故。
二、The Simple Substance1．在第二周期中，氟、氧和氮都以双原子分子存在：F 2、O 2和N 2；而碳存在多聚物，其理由为：O 2和N 2的多重键要比σ单键（均键）强得多如： ,E (kJ·mol -1) 494 ＞ 210 + 210 , 946 ＞ 250 + 250而：E (kJ·mol -1) 627 ＜ 374 + 374即C 2分子中的多重键比均链中的两个σ单键之和小，所以碳往往形成多原子均键，虽然在星际空间存在有C 2(g)分子。
2．Allotropes: diamond 、graphite 、fullerene (C 60、C 70)、carbin (carbon fibers) (1) 熵 S carbin ＞S graphite ＞S diamond(2) d C-C (nm): diamond ＞ graphite ＞ benzene ＞ ethylene ＞ carbin ＞ acethylene (3) C graphite → C diamond ∆r H m ＞0，∆r S m ＜0根据平衡，需要高压Pa 100.1106109⨯-⨯，(because of the insignificantreduction of volume)，升高温度不利于平衡的移动，但为了达到该过程可以接受的速率，反应温度大约在2000℃，近来已发明一种低压生产金刚石的方法：把金刚石晶种（seed ）放在气态碳氢化合物（甲烷methane ，ethane ）中，温度升高到1000℃，可以得到金刚石粉末或者crystal whiskers(4) C 60由12个正五边形和20个正六边形组成，每个碳原子以sp 3、sp 2杂化轨道与相邻的三个碳原子相连，使∠CCC 小于120︒而大于109︒28'，形成曲面，剩余的p 轨道在C 60球壳的外围和内腔形成球面π键，从而具有芳香性。
无机化学第十五章碳族元素
05 碳族元素生物效应及环境 影响评价
碳族元素在生物体内作用机制
1
碳族元素在生物体内主要以有机化合物的形式存 在，如蛋白质、脂肪、碳水化合物等，是构成生 命体的基本要素。
2
碳族元素参与生物体内多种代谢过程，如葡萄糖 代谢、脂肪代谢等，对维持生物体正常生理功能 具有重要作用。
3
一些碳族元素如硅、锗等还具有特殊的生物活性， 对生物体的生长、发育和免疫等方面产生影响。
特点
碳族元素具有相似的最外层电子 构型，主要呈现+2、+4价态；随 着原子序数的增加，金属性逐渐 增强，非金属性逐渐减弱。
碳族元素在周期表中位置
01
碳和硅位于第二周期和第三周期 ，锗、锡、铅则位于第四周期及 其以后。
02
碳族元素在周期表中的位置反映 了它们的电子构型和化学性质的 递变规律。
碳族元素重要性及应用
锗、锡、铅单质性质简介
锗
锗是一种化学元素，具有半导体性质。它在电子工业中有一定的应 用，如制造高频器件等。
锡
锡是一种银白色、柔软的金属，具有良好的延展性和可塑性。它广 泛用于制造合金、焊料、涂料等。
铅
铅是一种蓝灰色、质软的金属，密度大，熔点低。它具有一定的耐腐 蚀性，可用于制造蓄电池、电缆等。但铅对人体有害，应注意防护。
配位化合物形成与稳定性
配位化合物概念
01
碳族元素可与多种配体形成配位化合物，如与氨、水、卤素离
子等形成的配合物。
配位化合物稳定性
02
碳族元素配位化合物的稳定性受多种因素影响，如中心原子电
荷、配体性质、空间构型等。
配位化合物应用
03
碳族元素配位化合物在催化、材料科学、生物医药等领域具有
江苏省徐州市贾汪区建平中学高一化学《碳族元素》教案
备课时间2012 年月日编写人：任响上课时间第周周月日班级8 节次课题碳族元素总课时数第节教学目标1．了解非金属原子核外电子排布的周期性与元素性质递变关系，掌握典型非金属碳元素在元素周期表中的位置及性质的关系；2．了解常见非金属C、Si及其化合物的主要性质和重要应用教学重难点1.了解碳及其化合物的主要性质和重要应用用。
教学参考书本近几年的高考考题 2012年高考说明授课方法结合练习册总结归纳教学辅助手段多媒体专用教室教室教学教学二次备课1过程设计一、感悟高考：1、（09年海南化学·7）用足量的CO还原13.7 g某铅氧化物，把生成的CO2全部通入到过量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后质量为8.0g，则此铅氧化物的化学式是：A．PbO B．Pb2O3 C．Pb3O4 D．PbO2二、教学过程（一）碳族元素1、名称：符号：2、位置相同点不同点结构半径：轨道排布式：性质化合价：金属性、非金属性：3、相似性和递变性：（1）密度依次：（2）熔点、沸点：（3）氢化物稳定性：（4）最高价氧化物水化物酸性：4、特殊性：（1）各类单质形成的晶体：（2）碳的化合物种类最多：（3）有关价态：通常+4价稳定，而Pb 价稳定的，如：CO，SnCl2等具有性，而PbO2具有较强的性，通常+2价有还原性，+4价有氧化性。
学生思考左面习题学生回答学生思考回答教师解释学生回答学生思考回答教师补充教师指导2教学教学二次备课3过程设计（二）碳的单质及其氧化物1、碳的同素异形体包括（原子晶体）（混合型晶体）（分子晶体）以及无定形碳等，同时分析其构型。
2、碳的化学性质a.可燃性b.还原性3、CO与CO2的性质：C与CO以还原性为主，CO2有氧化性与酸性氧化物通性。
CO2CO电子式＼制法工业：实验室：＼氧化物类型化学性质（三）碳酸、碳酸盐及酸式碳酸盐（1）碳酸（H2CO3），不稳定，一般在方程式中写作CO2和H2O，二元弱酸。
（2）热稳定性：正盐＞酸式盐＞酸，例如：Ca（HCO3）2CaCO3↓+CO2↑+H2O2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，而Na2CO3强热也难分解。
高三一轮复习碳硅及其化合物教学教案
碳及其化合物的化学性质
记忆大搜索： 写出有1、C 2、CO 参与的化学方程式
3、CO2
1、C＋O2＝点燃CO2
C＋CO2＝△ 2CO
C＋2CuO＝△ 2Cu＋CO2↑ C＋H2O(g)=△CO+H2 C+2H2SO4(浓)△=CO2 ↑ +2SO2 ↑ +2H2O
△
C+4HNO3(浓)=CO2 ↑ +4NO2 ↑ +2H2O
碳族元素特点：
1、形成化合物最多的一族, 2、单质晶体类型最多的一族 分子晶体、原子晶体、金属晶体，过渡晶体 3、易形成共价化合物一族 4、半导体比较集中的一族 5、无机非金属材料比较集中的一族
二.碳
金刚石
1.碳的单质 石墨
同素异
C60
形体
金刚石与石墨晶体结构对比
金刚石
金刚石是一种具有空间网状结构的原子晶体，为正四面体 立体网状结构，金刚石的熔点（>3550℃）和沸点（4827℃） 都很高,硬度很大。
- - -- -- -- -- -- -- - - - - -- -- -- -- -- -- - -
- - -- ---------------- - - - - -- ---------------- - -
-
-
非极性
共 价 键
C60分子结构示意图
结构：笼状分子，固态时是分子晶体，每个碳 原子只跟相邻的三个碳原个六边形。
- - -- -- -- -- -- -- - - - - -- -- -- -- -- -- - -
-
-
--
----------------
--
-
-
-
--
碳族元素
第十三章碳族元素元素周期表中的IV A族元素包括碳、硅、锗、锡、铅及其化合物。
13.1 碳族元素的通性13.1.1 原子结构及性质碳族元素中，碳、硅是非金属，其余三种是金属，由于硅、锗的金属性和非金属均不强，也有人将其称为准金属。
M2+2213.1.2成键特点①碳以sp、sp2、sp3三种杂化状态为主，在自然界中以碳酸盐的形式存在。
②硅以硅氧四面体的形式存在于石英矿和硅酸盐矿中，也可以形成少数硅氧氢化合物。
③锡铅以+2氧化态存在于离子化合物中，以+4氧化态存在与共价化合物和少量离子化合物中。
+4氧化态的铅由于惰性电子对效应具有强氧化性。
13.1.3元素在自然界中的分布碳在自然界主要以化石燃料及动植物有机体形式存在，无机矿藏主要有石灰石、大理石、白云石、菱镁矿等，空气中存在约0.03%的二氧化碳。
碳在地壳中的含量为0.027%。
硅在地壳中的质量分数为28.2%，主要以硅酸盐的形式存在于土壤和泥沙中，自然界也存在石英矿。
锗、锡、铅在地壳中的含量都不高，主要以硫化物和氧化物的形式存在。
如硫银锗矿4Ag2S·GeS2、锡石矿SnO2、方铅矿PbS等。
13.2 碳及其化合物13.2.1 单质碳有三种同素异形体，金刚石、石墨、球型碳。
无定形碳中也有石墨的结构。
石墨结构金刚石结构①金刚石的性质金刚石就是我们常说的钻石（钻石是它的俗称），它是一种由纯碳组成的矿物。
金刚石是自然界中最坚硬的物质，因此也就具有了许多重要的工业用途，如精细研磨材料、高硬切割工具、各类钻头、拉丝模。
还被作为很多精密仪器的部件。
金刚石有各种颜色，从无色到黑色都有，以无色的为特佳。
它们可以是透明的，也可以是半透明或不透明。
多数金刚石大多带些黄色。
金刚石的折射率非常高，色散性能也很强，这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。
金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。
金刚石仅产出于金伯利岩筒中。
金伯利岩是它们的原生地岩石，其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
碳族元素（教案）
第七章第一节碳族元素
【教学目标】
按课程标准的要求并结合本节学习内容，从“知识与技能”，“过程与方法”，“情感态度与价值观”等三个方面确定以下教学目标。
1．通过学习碳族元素的名称、元素符号、在周期表中的位置，碳族元素的原子结构特征及相似性和递变性、成键特点，碳族元素及其有关化合物的性质递变规律（金属性、非金属性、最高价氧化物的水化物的酸碱性、气态氢化物的稳定性）等知识，学习了解碳族元素的性质及其递变规律。
2．在学习过程中，帮助学生近一步了解运用元素周期律知识学习同主族元素性质及其递变规律的方法；培养学生的归纳思维能力、自学能力。
3．培养和锻炼学生的协作交流、语言表达能力，让学生体验学习的乐趣。
【教学重点】碳族元素性质递变规律；碳族元素的成键特点。
【课型及课时】新课。
1课时。
【教学过程】
▓教师活动1。
创设教学情景：
①童话故事（青蛙和鱼）。
给予学生学习方法的启示。
②展示一组碳族元素家族的图片。
激发学生学习的兴趣和积极性。
▓教师活动2。
提出问题：
展示一幅元素周期表后提出问题：今天我们要学习的碳族元素家族中的大多数元素及其化合物与日常生活、工农业生产、现代科学技术有着密切的联系，例如，收音机、电视机、计算机等电子产品与晶体硅有非常密切的关系。
同学们在前面已经学习了一个金属族（碱金属）两个非金属族（卤族和氧族），知道了这些元素族的一些性质都呈现规律性的变化［例如：碱金属（P36）、卤族（P71）的熔点、沸点、颜色、状态、密度以及主要化学性质（如金属性、非金属性的递变规律）］。
那么：
问题1.碳族元素是否也会似碱金属元素、卤族元素等，随原子序数的递增元素性质呈现规律性变化？为什么？
问题2.具体是一些什么样的变化？（本节要学习的内容）。
问题3.我们一般采取什么样的学习方法？
▉学生活动。
（原子结构可请学生代表上黑板书写）
1．写出碳族元素的元素名称和元素符号。
画出碳族元素的原子结构示意图。
2．分析碳族元素在原子结构上的共同点和不同点。
研究其成键特点。
为什么碳族元素容易形成共价化合物？（提倡讨论）
3．根据碳族元素的原子结构特点，分析预测碳族元素在性质上的相似性和递变性，完成下表：（分组讨论）
碳族元素性质的递变规律
［练一练1］假设我们发现了114号新元素X（位于第七周期ⅣA族），下列有关X可能具有的性质合理的是（）
A.X是非金属元素
B.X的+2价化合物比+4价化合物稳定
C.XO2具有强氧化性
D.X有稳定的氢化物
★师生共同活动1。
［探究1］碳的+4价化合物稳定，CO就应具有较强的还原性，为什么CO在常温下也能稳定存在呢？
［练一练2］教材P145 一、2。
［探究2］根据元素周期律知识，Pb的金属性比Sn强，但在金属活动顺序表中，Sn的活动性比
Pb强，这是否矛盾？
［分析归纳］碳族元素及其单质的一些重要性质。
［探究3］表7-1中碳元素形成的单质列出了金刚石和石墨两种，它们与碳元素互为。
二者在性质和用途上有何不同？
［拓展］碳元素只有金刚石和石墨两种同素异形体吗？
［解答］
（若对教师的解答觉得不够的，需要了解更多知识的同学可以在课后查阅相关资料）
［练一练3］教材P145 一、4。
★师生共同活动2。
小结：我们用了一个课时45分钟的时间，重点学习了碳族元素的原子结构特征及其成键特点。
同时学习了碳族元素及其单质的一些重要性质的递变规律，这些规律是符合元素周期律的。
▓教师活动3。
布置课后作业。
1．①表7-1与课本第36页表2-1、第71页表4-1和第122页表6-1相比，有何特点？试从颜色、熔点、沸点的递变情况等加以说明。
②根据表7-1中的有关数据，简述碳族元素单质的结构和性质。
2．根据已学知识，用化学方程式表示碳单质的化学性质。