Đề tài Sử dụng kiến thức lịch sử hóa học làm tư liệu dạy học Hóa học 11

hế nhưng công thức để chế tạo loại diêm quẹt đó người ta vẫn còn giữ bí mật.
Gợi ý tư liệu này bạn có thể dùng
Sử dụng trong bài “photpho” ở phần ứng dung, bên cạnh đó cũng có thể nhấn mạnh tính độc của P trắng – trong phần tính chất vật lí
2.3. Chương cacbon – silic 
2.3.1. Carbon
Hình ảnh carbon đơn chất
2.3.1.1. Giới thiệu tổng quát về carbon
Carbon (Tên Latinh carboneum do chữ carbo là than) , là nguyên tố thứ 6 trong bảng tuần hoàn Menđeleep. 
Hàm lượng của carbon trong vỏ Trái Đất là 2,3.10-2% về khối lượng. Carbon là nguyên tố hoàn toàn đặc biệt, từ hóa học của carbon mọc lên một cây to lớn hóa học hữu cơ với những tổng hợp phức tạp nhất vàphạm vi mênh mông của các hợp chất được nghiên cứu. Mọi sinh vật hợp thành sinh quyển đều do các hợp chất của carbon tạo nên. Carbon là một hợp phần chủ yếu của thế giới động thực vật. Những thân cây chết từ lâu, cách đây hàng triệu năm đã biến thành chất đốt chứa carbon như than đá , than bùn, dầu mỏ, khí . 
Carbon là một trong những nguyên tố quan trọng nhất đối với đời .Trong cuốn “ Nguyên lí hóa học” của Menđêlêep đã viết : “ Trong tự nhiên carbon vừa ở trạng thái tự do, vừa ở trạng thái hợp chất dưới nhiều dạng và loại rất khác nhau. Trong mọi hợp chất có carbon đều thấy thể hiện khả năng của nguyên tử carbon có thể kết hợp với nhau và tạo thành các phân tử phức tạp”
2.3.1.2. Lịch sử tìm ra nguyên tố carbon
	Chúng ta cũng không thể xác định chính xác rằng ai là người đầu tiên đưa ra từ “than” và từ đó ra đời khi nào, người ta không biết tên người tìm ra nguyên tố carbon, và cũng không rõ dạng carbon tinh khiết nào được tìm ra ra trước, graphit hay kim cương. Ngay Têôphrat (năm 315 TCN ) cũng đã mô tả việc khai thác than gỗ. Đến gần 2000 năm sau người ta tìm thấy những cốc gỗ bị cháy thành than cắm ở đấy sông Temza từ thời Xêza.
	Tên Latinh carboneum do chữ carbo là than, chữ này bắt nguồn từ chữ Phạn cra là cháy, bắt lửa.
2.3.1.3. Các dạng thù hình của carbon và ứng dụng 
 a. Than chì 
Hình 6 : Cấu trúc lớp của than chì	Hình 7 : hình ảnh than chì
Than chì là tinh thể màu xám đen, có ánh kim, dẫn điện tốt nhưng kém kim loại. Tinh thể than chì là dạng polime có cấu trúc phẳng (cấu trúc lớp). Trong mỗi lớp, mỗi nguyên tử carbon liên kết theo kiểu cộng hóa trị với 3 nguyên tử cacbon lân cận ở đỉnh hình tam giác đều. Các lớp liên kết với nhau bằng lực vandervan rất yếu, nên các lớp dễ tách khỏi nhau. Vì vậy khi vạch than chì lên giấy, nó để lại vạch đen gồm nhiều lớp tinh thể than chì.
Ở thế kỉ XVII người ta tìm thấy các mỏ chì ở Đức, Ý, Môravi và các nước Châu Âu khác. Những mỏ chì ở Kembeclen dần dần được khai thác hết, và đến thế kỉ XVIII trung tâm sản xuất bút chì chuyển sang Đức. Công nghiệp bút chì phát triển cao nhất vào thời kì sau 1795, khi người ta áp dụng phát minh mới nhất của người Pháp: trộn bột than chì với đất sét nhào nước. Do dùng than chì để viết nên người ta gọi nó là graphit, do chữ grapho theo tiếng Hi Lạp là viết.
Ngày nay, một lượng lớn than chì được điều chế nhân tạo bằng cách nung nóng hỗn hợp than cốc và silic đioxit trong lò điện, than chì điều chế thao cách này nguyên chất và dùng để làm các điện cực. 
b. Kim cương
Cấu trúc của mạng tinh thể phân tử kim cương
Kim cương là chất tinh thể không màu , trong suốt , không dẫn điện, dẫn nhiệt kém, có khối lượng riêng là 3,51 gam/cm3. Tinh thể kim cương là một polime vô cơ có cấu trúc không gian, thuộc dạng tinh thể nguyên tử điển hình, trong đó mỗi nguyên tử carbon liên kết với bốn nguyên tử carbon lân cận nằm trên đỉnh của hình tứ diện đều, mỗi nguyên tử carbon ở đỉnh lại liên kết với 4 nguyên tử carbon lân cận. Do có cấu trúc này mà tinh thể kim cương rất cứng. 
Lavoaliê
Davy
Khi đốt kim cương và than gỗ, Lavoaliê nhận thấy rằng cả hai chất đều cho cùng một chất là khí CO2. Phát xuất từ đó, Lavôliê đã đi đến kết luận rằng kim cương và than chì đều có cùng “ cơ sở ” và ông gọi đó là carbon.
Faraday_28t
 Năm 1797, Tennan đã quan sát sự cháy của kim cương nung đỏ trong diêm tiêu nóng chảy và nhận thấy rằng lượng khí cacbonic được tạo thành cũng bằng lượng đó sinh ra khi đốt cháy cũng một lượng đó than chì.
Năm 1814, Dêvy và Faraday đã đốt cháy kim cương trong oxi nguyên chất bằng gương chiếu mà các viện sĩ miền Florenxơ đã dùng năm 1694. Kim cương cháy với ngọn lửa chói sáng ngay cả khi ở xa tiêu điểm. Sản phẩm duy nhất của sự cháy là khí CO2 . Thí nghiệm này một lần nữa đã chứng minh rằng kim cương chỉ là dạng thù hình của carbon tuy rằng bề ngoài nó không giống than chì và than cốc.
Gợi ý tư liệu này bạn có thể dùng
	Sử dụng trong bài “Cacbon” ở phần tính chất vật lí, nhằm giải thích cho học sinh hiểu rõ hơn vì sao các nhà khoa học đã xác định được kim cương là thù hình của cacbon.
c. Carbon vô định hình 
Cấu trúc vô trật tự của carbon vô định hình
	Than điều chế nhân tạo như than cốc, than gỗ, than xương, than muội được gọi chung là carbon “vô định hình”. Carbon vô định hình gồm những tinh thể rất nhỏ, có cấu trúc vô trật tự, màu đen, xốp. 
	Carbon “vô định hình” rất xốp, nó có khả năng hấp phụ các chất khí , chất tan trong dung dịch, để hình thành các liên kết yếu với chúng. Bộ lọc bằng than gỗ được dùng để tinh chế các chất khí và làm mất màu dung dịch chất lỏng. Ví dụ nó được dùng trong mặt nạ phòng độc, bộ lọc nước, ngoài ra còn được dùng trong công nghiệp tinh luyện đường để khử màu nâu trong dung dịch đường, sao cho nó kết tinh và cho ra đường trắng tinh khiết.
	Than hoạt tính được dùng rộng rãi trong nền kĩ nghệ hiện đại. Năm 1915, viện sĩ Zêlixki đã đề nghị dùng than hoạt tính trong mặt nạ phòng độc, nhờ thế mà đã cứu được hàng ngàn binh lính Nga thoát khỏi sự tấn công bằng chất độc của quân đội Đức.
d. Carbin
	Carbin là polime dạng mạch thẳng của carbon tồn tại ở hai dạng khác nhau về kiểu liên kết hóa học và các xen kẽ của liên kết đó.
Cấu trúc carbin
Cho đến nay, polime mạch thẳng của carbon, còn có ứng dụng hạn chế trong thực tế. Trong phân tử carbon nối với nhau thành mạch qua những liên kết ba và liên kết đơn xen kẽ với nhau.
	Carbin lần đầu tiên được các nhà hóa học Liên Xô V.V. Kocsak, A.M.XlatCop,  điều chế vào đầu năm thứ 60 tại viện hợp chất cơ kim thuộc hàn lâm khoa học Liên Xô. Carbin có tính bán dẫn, độ dẫn điện của nó tăng lên mạnh dưới tác dụng của ánh sáng, và carbin được ứng dụng trong tế bào quang điện.
e. Buckminsterfullerence – gọi tắt là FLUREREN 	
	Cấu trúc phân tử của Buckminterfullerence 
	Buckminterfullerence được phát hiện vào năm 1990. Các phân tử của nó có hình quả cầu, mỗi quả cầu gồm 60 nguyên tử carbon.
	Buckminterfullerence là một dạng thù hình của carbon được điều chế bằng cách nung nóng graphit với hồ quang điện hoặc chùm tia laser. Hợp chất này cũng xuất hiện trong bồ hóng, gồm 60 nguyên tử được xếp theo hình quả bóng, các nguyên tử carbon tạo thành 12 ngũ giác và 20 hình lục giác trên bề mặt quả cầu.	Hợp chất này được đặt theo tên của kiến trúc sư người Mỹ Richard Buckminter Fuller (1895 – 1983), do các phân tử của nó giống các công trình có hình mái vòm mà ông đã thiết kế.
Gợi ý tư liệu này bạn có thể dùng
	Sử dụng trong bài “Cacbon” ở phần tính chất vật lí, để làm phong phú thêm kiến thức thực tiễn cho học sinh.
2.3.2. Silic 
Mẫu silic
2.3.2.1. Giới thiệu chung 
	Tên gọi silic (tên Latinh silicium, silex có nghĩa là đá lửa) 
	Về mức độ phổ biến trong thiên nhiên, thì Silic xếp thứ 2 sau oxi, nó chiếm khoãng 27,6 % trong lượng vỏ trái đất (A.P. Vinôgơrapđôp). 
	Những hợp chất quan trong của silic : thạch anh, đá silic, các aluminosilicat. Silic không tồn tại ở dạngtự do. Nó thường xuất hiện trong các ôxít và silicat. Cát, amêtít, mã não (agate), thạch anh, đá tinh thể, đá lửa, jatpe, và opan là những dạng tự nhiên của silic dưới dạng ôxít. Granit, amiăng, fenspat, đất sét, hoócblen, mica là những dạng khoáng chất silicat.) . 
	Vai trò hàng đầu của silic trong đời sống của quả trái đất cũng giống như carbon trong giới động vât và thực vật. Carbon được coi là bộ xương của chủ yếu của sự sống hữu cơ, còn silic lải lài đại diện điển hình cho giới vô cơ , silic có trong một số mô của dộng vật, thực vật.
2.3.2.2. Lịch sử tìm ra Silic
Antoine Lavoisier
	Silic lần đầu tiên được nhận ra bởi Antoine Lavoisier năm 1787, và sau đó đã bị Humphry Davy vào năm 1800 cho là hợp chất. Năm 1805 nhà bác học Nga N.N. Bêketôp đã điều chế được silic tự do khi cho kẽm tác dụng với silic tetrflorua: 
	SiF4 + 2 Zn ® 2ZnCl2 + Si 
	Vào năm 1811 các nhà bác học Pháp Gay Lussac ( 1778-1850) và Thénard (1777- 1857) là những người đầu tiên điều chế silic ở dạng vô định hình không nguyên chất . Hai ông cho kali tác dụng với tetraflorua silic và nhận thấy rằng phản ứng xảy ra mãnh liệt tạo thành chất bột màu nâu, đó chính là silic và tạp chất thế nhưng hai ông không biết chất họ điều chế là chất gì
 	SiF4 + 4 K ® 4 KF + Si 
	Vận may cuối cùng rơi vào nhà hóa học Berzelius. Đến năm 1825, nhà hóa học kiêm khoáng vật học Thủy Điển Berzelius (Beczêliuyt) đã tìm ra silic dưới dạng nguyên tố độc lập, khi đun nóng kali flosilicat với kali, ông đã tách được silic ra khỏi hợp chất đó bằng cách rửa nó nhiều lần:
 	 K2SiF6 + 4K ® 6 KF + Si 
Thénard (1777- 1857)
Silic thu được ở dạng vô định hình nhưng có độ tinh khiết cao hơn. Ông đặt tên cho nó là silic (đá lửa hay đá cứng ). Ông cũng là người đầu tiên đã nhận thấy rằng khi đốt silic thì nó chuyển hóa thành đá silic, nhờ thế mà đã chứng minh rằng silic là nguyên tố, là cơ sở của silic đioxit. 
	Ngày nay có một phương pháp đặc biệt để sản xuất silic là “ phương pháp nhiệt”
Silic được sản xuất công nghiệp bằng cách nung nóng silica siêu sạch trong lò luyện bằng hồ quang với các điện cực cacbon. Ở nhiệt độ trên 1900 °C, cacbon khử silica thành silic theo phản ứng: SiO2 + C → Si + CO2 . Silic lỏng được thu hồi ở đáy lò, sau đó nó được tháo ra và làm nguội. Silic sản xuất theo công nghệ này gọi là silic loại luyện kim và nó ít nhất đạt 99% tinh khiết.
2.3.2.3. Công nghiệp silicat
a. Ngành sản xuất thủy tinh
 Sản xuất được nhiều loại thủy tinh nổi tiếng khắp Châu Âu như: thủy tinh