高中化學(xué)：3.1《共價鍵》教案（新人教版選修3）

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1、課題：第二章　第一節(jié)　共價鍵〔1〕 授課班級 課 時 教 學(xué) 目 的 知識 與 技能 1.復(fù)習(xí)化學(xué)鍵的概念，能用電子式表示常見物質(zhì)的離子鍵或共價鍵的形成過程。 2.知道共價鍵的主要類型δ鍵和π鍵。 3.說出δ鍵和π鍵的明顯差異和一般規(guī)律。 過程 與 方法 學(xué)習(xí)抽象概念的方法：可以運用類比、歸納、判斷、推理的方法，注意各概念的區(qū)別與聯(lián)系，熟悉掌握各知識點的共性和差異性。 情感 態(tài)度 價值觀 使學(xué)生感受到：在分子水平上進(jìn)一步形成有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的根本觀念，能從物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的視角解釋分子的某些性質(zhì)，并預(yù)測物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)，體驗科學(xué)的魅力，進(jìn)

2、一步形成科學(xué)的價值觀。 重 點 σ鍵和Π鍵的特征和性質(zhì) 難 點 σ鍵和Π鍵的特征 知 識 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計 第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第一節(jié) 共價鍵 一、共價鍵 1.共價鍵的形成條件： (1) 兩原子電負(fù)性相同或相近 (2) 一般成鍵原子有未成對電子 (3) 成鍵原子的原子軌道在空間上發(fā)生重疊 2.共價鍵的本質(zhì)：成鍵原子相互接近時，原子軌道發(fā)生重疊，自旋方向相反的未成對電子形成共用電子對，兩原子核間的電子云密度增加，體系能量降低 3.共價鍵的類型 〔1〕σ鍵：以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸作旋轉(zhuǎn)操作，共價鍵電子云的圖形不變，這種特

3、征稱為軸對稱。如H-H鍵。 類型：s—sσ、s—pσ、p—pσ等 特點：肩并肩、兩塊組成、鏡像對稱、容易斷裂。 〔2〕π鍵：由兩個原子的p電子“肩并肩〞重疊形成。 〔3〕價鍵軌道：由原子軌道相互重疊形成的σ鍵和π鍵 〔4〕判斷共價鍵類型規(guī)律：共價單鍵是σ鍵；而共價雙鍵中有一個σ鍵，另一個是π鍵；共價三鍵由一個σ鍵和兩個π鍵組成 4.共價鍵的特征 (1)飽和性 (2)方向性 教學(xué)過程 教學(xué)步驟、內(nèi)容 教學(xué)方法、手段、師生活動 [復(fù)習(xí)]1、必修中學(xué)過共價鍵概念。 2、原子軌道、電子云概念。 [過渡]通過已學(xué)過的知識，我們知道元素原子形成共價鍵時，共用電子對，因為電子在

4、核外一定空間運動，所以電子云要發(fā)生重疊，它們又是通過怎樣方式重疊，形成共價鍵的呢？ [板書] 第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第一節(jié) 共價鍵 [隨堂練習(xí)]共價鍵是常見化學(xué)鍵之一，它的本質(zhì)是在原子之間形成共用電子對你能用電子式表示H2、HCl、C12分子的形成過程嗎? ［投影］HCl的形成過程： ［講］按共價鍵的共用電子對理論，不可能有H3。、H2Cl和Cl3分子，這說明共價鍵具有飽和性。我們學(xué)過電子云和原子軌道。如何用電子云和原子軌道的概念來進(jìn)一步理解共價鍵呢用電子云描述氫原子形成氫分子的過程如圖2—l所示 ［探究］兩個成鍵原子為什么能通過共用電子對相結(jié)合呢？ [板書]一、

5、共價鍵 ［投影］ ［板書］1、共價鍵的形成條件： (1) 兩原子電負(fù)性相同或相近 (2) 一般成鍵原子有未成對電子 (3) 成鍵原子的原子軌道在空間上發(fā)生重疊 2.共價鍵的本質(zhì)：成鍵原子相互接近時，原子軌道發(fā)生重疊，自旋方向相反的未成對電子形成共用電子對，兩原子核間的電子云密度增加，體系能量降低 [講]兩個1s1相互靠攏→電子云相互重疊→形成H2分子的共價鍵H-H。電子云在兩個原子核間重疊，意味著電子出現(xiàn)在核間的概率增大，電子帶負(fù)電，因而可以形象地說，核間電子好比在核間架起一座帶負(fù)電的橋梁，把帶正電的兩個原子核“黏結(jié)〞在一起了。 [投影]氫原子形成氫分子的電子云描述(s—s

6、σ) [板書]3、共價鍵的類型 〔1〕σ鍵：以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸作旋轉(zhuǎn)操作，共價鍵電子云的圖形不變，這種特征稱為軸對稱。如H-H鍵。 [設(shè)問]H2分子里的σ鍵是由兩個s電子重疊形成的，可稱為“s—sσ鍵〞。s電子和p電子，p電子和p電子重疊是否也能形成σ鍵呢? [講]我們看一看HCl和C12中的共價鍵， HCl分子中的共價鍵是由氫原子提供的未成對電子ls的原子軌道和氯原子提供的未成對電子3p的原子軌道重疊形成的，而C12分子中的共價鍵是由2個氯原子各提供土個未成對電子3p的原子軌道重疊形成的。 [投影] 圖2—2 H—C1的s—pσ鍵和C1一C

7、1的p—pσ鍵的形成 [講]未成對電子的電子云相互靠攏→電子云相互重疊→形成共價鍵單鍵的電子云圖象。 [板書]類型：s—sσ、s—pσ、p—pσ等。 ［講］形成σ鍵的原子軌道重疊程序較大，故σ鍵有較強的穩(wěn)定性。共價單鍵為σ鍵，共價雙鍵和叁鍵中存在σ鍵(通常含一個σ鍵) [投影]p電子和p電子除能形成σ鍵外，還能形成π鍵(如圖2-3) [板書]〔2〕π鍵：由兩個原子的p電子“肩并肩〞重疊形成。 [講]比照兩個p電子形成的σ鍵和π鍵可以發(fā)現(xiàn)，σ鍵是由兩個原子的p電子“頭碰頭〞重疊形成的；而π鍵是由兩個原子的p電子“肩并肩〞重疊形成的π鍵的電子云形狀與σ鍵的電子云形狀有明顯差異：每個

8、π鍵的電子云由兩塊組成，分別位于由兩原子核構(gòu)成平面的兩側(cè)，如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面，它們互為鏡像，這種特征稱為鏡像對稱。π鍵與σ鍵不同，σ鍵的強度較大，π鍵不如σ鍵牢固，比擬容易斷裂。因而含有π鍵的化合物與只有σ鍵的化合物的化學(xué)性質(zhì)不同，如我們熟悉的乙烷和乙烯的性質(zhì)不同。 [板書] 特點：肩并肩、兩塊組成、鏡像對稱、容易斷裂。 ［講］ π鍵通常存在于雙鍵或叁鍵中 [講]以上由原子軌道相互重疊形成的σ鍵和π鍵總稱價鍵軌道，是分子結(jié)構(gòu)的價鍵理論中最根本的組成局部。 [板書]〔3〕價鍵軌道：由原子軌道相互重疊形成的σ鍵和π鍵 〔4〕判斷共價鍵類型規(guī)律：共價單鍵是σ鍵；而共價雙

9、鍵中有一個σ鍵，另一個是π鍵；共價三鍵由一個σ鍵和兩個π鍵組成 [科學(xué)探究]1、氮分子的共價鍵是三鍵(N三N)，你能模仿圖2—1、圖2—2、圖2—3，通過畫圖來描述嗎?(提示：氮原子各自用三個p軌道分別跟另一個氮原子形成一個σ鍵和兩個π鍵) 2、鈉和氯通過得失電子同樣是形成電子對，為什么這對電子不被鈉原子和氯原子共用形成共價鍵而形成離子鍵呢?你能從原子的電負(fù)性差異來理解嗎?討論后請?zhí)畋怼? 3、乙烷、乙烯和乙炔分子中的共價鍵分別由幾個σ鍵和幾個π鍵組成？ [交流匯報] 1. 2. 原子 Na Cl H Cl C O 電

10、負(fù)性 0.9 3.0 2.1 3.0 2.5 3.5 電負(fù)性之差 〔絕對值〕 2.1 0.9 1.0 結(jié)論：當(dāng)原子的電負(fù)性相差很大，化學(xué)反響形成的電子對不會被共用，形成的將是離子鍵；而共價鍵是電負(fù)性相差不大的原子之間形成的化學(xué)鍵。 3.乙烷：7個σ鍵 乙烯 ：5個σ鍵一個π鍵 乙炔：3個σ鍵兩個π鍵 ［小結(jié)］電子配對理論：如果兩個原子之間共用兩個電子，一般情況下，這兩個電子必須配對才能形成化學(xué)鍵 ［投影］ ［過］下面，讓我們總結(jié)一下，共價鍵都具有哪些特征 ［板書］4.共價鍵的特征 ［講］按照共價鍵的共用電子對理論，一個原子有幾個未

11、成對電子，便可和幾個自旋方向相反的電子配對成鍵，這就是共價鍵的飽和性。H原子、CL原子都只有一個未成對電子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。 ［板書］ (1)飽和性 ［講］共價鍵的飽和性決定了共價化合物的分子組成 ［講］共價鍵形成時，兩個叁數(shù)與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向重疊，而且原子軌道重疊越多，電子在兩核間出現(xiàn)概率越多，形成的共價鍵越牢固。電子所在的原子軌道都是有一定的形狀，所以要取得最大重疊，共價鍵必然有方向性。 ［板書］(2)方向性 ［講］同種分子(如HX)中成鍵原子電子云(原子軌道)重疊程度越大，形成的共價

12、鍵越牢固，分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。如HX的穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI。 ［小結(jié)］ 鍵型 工程 σ鍵 π鍵 成鍵方向 沿軸方向“頭碰頭〞 平行或“肩并肩〞 電子云形狀 軸對稱 鏡像對稱 牢固程度 鍵強度大，不易斷裂 x鍵強度較小，容易斷裂 成鍵判斷規(guī)律 共價單鍵全是σ鍵，共價雙鍵中一個是σ鍵，另一個是π鍵；共價叁鍵中一個σ鍵，另兩個為π鍵 ［隨堂練習(xí)］ 1.關(guān)于乙醇分子的說法正確的選項是 ( ) A.分子中共含有8個極性鍵 B.分子中不含非極性鍵 C.分子中只含σ鍵 D.分子中含有1個π鍵 (

13、解析)乙醇的結(jié)構(gòu)簡式為：CH3CH2OH。共有有8個共價鍵，其中C—H、C—O、O—H鍵為極性鍵，共7個，C—C鍵為非極性鍵，由于全為單鍵，故無π鍵。 (答案) C (點評) 通過物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式，可以快速有效地判斷鍵的種類及數(shù)目，判斷成鍵方式時，需掌握規(guī)律：共價單鍵全是σ鍵，共價雙鍵中一個是σ鍵，另一個是π鍵；共價叁鍵中一個σ鍵，另兩個為π鍵。 教學(xué)回憶： 本節(jié)課的內(nèi)容非常抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)和接受都較困難。通過本節(jié)課的教學(xué)，我覺得要使本節(jié)教學(xué)成功的關(guān)鍵有三點： 〔1〕布置學(xué)生課前預(yù)習(xí)，使其了解教材的根本內(nèi)容，找出難點，對不理解的地方做上標(biāo)記，溫習(xí)有關(guān)根底知識，作為學(xué)習(xí)新課知

14、識的鋪墊。 〔2〕學(xué)生的自身體驗和探究是非常重要。本節(jié)課我以小組合作的學(xué)習(xí)形式讓學(xué)生用泡沫自制模型，感悟σ鍵的形成特點。同時通過課本中的科學(xué)探究進(jìn)一步理解σ鍵和π鍵以及和離子鍵形成的區(qū)別。 〔3〕利用多媒體輔助教學(xué)，使本來很難理解的過程變得易接受。本節(jié)課我用多媒體電腦播放有關(guān)電子云軌道重疊成鍵的過程，既使學(xué)生易理解，又提高課堂效率，保證有足夠的時間完本錢節(jié)課的教學(xué)任務(wù)。使本節(jié)課收到很好的教學(xué)效果。 課題：第二章　第一節(jié)　共價鍵〔2〕 授課班級 課 時 教 學(xué) 目 的 知識 與 技能 1.認(rèn)識鍵能、鍵長、鍵角等鍵參數(shù)的概念 2.能用鍵

15、參數(shù)――鍵能、鍵長、鍵角說明簡單分子的某些性質(zhì) 3.知道等電子原理，結(jié)合實例說明“等電子原理的應(yīng)用 過程 與 方法 情感 態(tài)度 價值觀 重 點 用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì) 難 點 鍵角 知 識 結(jié) 構(gòu) 與 板 書 設(shè) 計 二、鍵參數(shù)—鍵能、鍵長與鍵角 1.鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成l mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。通常取正值。 鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。 2.鍵長：形成共價鍵的兩個原子之間的核間距。 鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定。 3.鍵角：在原子數(shù)超過2的分子中，兩個共價鍵間的夾角稱為鍵角。 鍵角決定了分子的空間構(gòu)型

16、 三、等電子原理 等電子原理：原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)是相近的。 教學(xué)過程 教學(xué)步驟、內(nèi)容 教學(xué)方法、手段、師生活動 ［創(chuàng)設(shè)問題情境］Ｎ２與Ｈ２在常溫下很難反響，必須在高溫下才能發(fā)生反響，而Ｆ２與Ｈ２在冷暗處就能發(fā)生化學(xué)反響，為什么？ [復(fù)習(xí)]σ鍵、π鍵的形成條件及特點。 [過渡]今節(jié)課我們繼續(xù)研究共價鍵的三個參數(shù)。 [板書]二、鍵參數(shù)—鍵能、鍵長與鍵角 [問]電離能概念。 [講]在第一章討論過原子的電離能，我們知道，原子失去電子要吸收能量。反過來，原子吸引電子，要放出能量。因此，原子形成共價鍵相互結(jié)合，放出能量，由此形成了鍵能

17、的概念。鍵能是氣態(tài)基態(tài)原子形成l mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。例如，形成l mol H—H鍵釋放的最低能量為436．0 kJ，形成1 molN三N鍵釋放的最低能量為946 kJ，這些能量就是相應(yīng)化學(xué)鍵的鍵能，通常取正值。 [板書]1、鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成l mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。通常取正值。 ［講］單位kJ/mol，大家要注意的是，應(yīng)為氣態(tài)原子，以確保釋放能量最低。 [投影]表2-1某些共價鍵鍵能 [思考與交流]鍵能大小與化學(xué)鍵穩(wěn)定性的關(guān)系？ [講]鍵能越大，即形成化學(xué)鍵時放出的能量越多，意味著這個化學(xué)鍵越穩(wěn)定，越不容易被打斷。結(jié)構(gòu)相似的分子中，化學(xué)鍵鍵能越大，分子越穩(wěn)定

18、。 [板書] 鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。 [講]鍵長是衡量共價鍵穩(wěn)定性的另一個參數(shù)，是形成共價鍵的兩個原子之間的核間距。 [板書]2.鍵長：形成共價鍵的兩個原子之間的核間距。 [投影]表2-2 某些共價鍵的鍵長 [講]1pm=10－12m。因成鍵時原子軌道發(fā)生重疊，鍵長小于成鍵原子的原子半徑各。是衡量共價鍵穩(wěn)定性的另一個叁數(shù)。 ［投影］資料卡片---共價半徑：相同原子的共價鍵鍵長的一半稱為共價半徑。 [思考與交流]鍵長與鍵能的關(guān)系？ [板書]鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定。 [過渡]分子的形狀有共價鍵之間的夾角決定，下面我們學(xué)習(xí)鍵角。 [板書]3、鍵角：在原子數(shù)超過

19、2的分子中，兩個共價鍵間的夾角稱為鍵角。 [講]在原子數(shù)超過2的分子中，兩個共價鍵之間的夾角稱為鍵角。例如，三原子分子CO-的結(jié)構(gòu)式為O＝C＝O，它的鍵角為180°，是一種直線形分子；又如，三原子分子H20的H—O—H鍵角為105°，是一種角形(V形)分子。多原子分子的鍵角一定，說明共價鍵具有方向性。鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)都與鍵角有關(guān)。 [板書] 鍵角決定了分子的空間構(gòu)型 ［講］多原子分子中共價鍵形成的鍵角，說明共價鍵具有方向性。 ［投影小結(jié)］ 分子空間構(gòu)型 鍵角 實　 例 正四面體 109°28′ CH4、CCl4、(NH4+) 60° 白磷

20、：P4 平面型 120° 苯、乙烯、SO3、BF3等 三角錐型 107°18′ NH3 折線型 104°30′ H2O 直線型 180° CO2、CS2、CH≡CH [思考與交流]1、試?yán)帽?—l的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，1 mo1 H2分別跟l molCl2、lmolBr2(蒸氣)反響，分別形成2 mo1HCl分子和2molHBr分子，哪一個反響釋放的能量更多?如何用計算的結(jié)果說明氯化氫分子和溴化氫分子哪個更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)？ 2．N2、02、F2跟H2的反響能力依次增強，從鍵能的角度應(yīng)如何理解這一化學(xué)事實? 3．通過上述例子，你認(rèn)為鍵長、鍵能對分子的化學(xué)性

21、質(zhì)有什么影響？ [匯報]1.形成2 mo1HCl釋放能量：2×431.8 kJ －(436.0kJ+242.7kJ)= 184.9 kJ 形成2 mo1HBr釋放能量：2×366kJ －(436.0kJ+193.7kJ)= 102.97kJ HCl釋放能量比HBr釋放能量多,因而生成的HCl更穩(wěn)定,即HBr更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì). 2、鍵能大小是：F-H>O-H>N-H 3、鍵長越長，鍵能越小，鍵越易斷裂，化學(xué)性質(zhì)越活潑。 [投影]表2—3：CO分子和N2分子的某些性質(zhì) [講]表2—3數(shù)據(jù)說明，CO分子和N2分子在許多性質(zhì)上十分相似，這些相似性，可以歸結(jié)為它們具有相等

22、的價電子總數(shù)，導(dǎo)致它們具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，由此形成了等電子原理的概念一一原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)是相近的。 [板書]三、等電子原理 等電子原理：原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)是相近的。 ［講］等電子體的價電子總數(shù)相同，而組成原子核外電子總數(shù)不一定相同。 [思考]我們學(xué)過的等電子物質(zhì)還有哪些？試舉例。 ［投影小結(jié)］常見的等電子體 類型 實例 空間構(gòu)型 二原子10電子的等電子體 N2、CO、NO+、C22-、CN- 直線型 三原子16電子的等電子體 CO2、CS2、N2O、NCO-、N

23、O2+、N3-、NCS-、BeCl2 直線型 三原子18電子的等電子體 NO2-、O3、SO2 V型 四原子24電子的等電子體 NO3―、CO32-、BO33-、CS33-、BF3、SO3 平面三角形 五原子32電子的等電子體 SiF4、CCl4、BF4-、SO42-、PO43- 四個σ鍵，正四面體形 七原子48電子的等電子體 SF6、PF6-、SiF62-、AlF63- 六個σ鍵，正八面體 ［講］等電子體的應(yīng)用：判斷一些簡單分子或離子的立體構(gòu)型 ；利用等電子體在性質(zhì)上的相似性制造新材料；利用等電子原理針對某物質(zhì)找等電子體。 [自學(xué)]科學(xué)視野：用質(zhì)譜儀測定分

24、子結(jié)構(gòu) 現(xiàn)代化學(xué)常利用質(zhì)譜儀測定分子的結(jié)構(gòu)。它的根本原理是在質(zhì)譜儀中使分子失去電子變成帶正電荷的分子離子和碎片離子等粒子。由于生成的分子離子、碎片離子具有不同的相對質(zhì)量，它們在高壓電場加速后，通過狹縫進(jìn)入磁場分析器得到別離，在記錄儀上呈現(xiàn)一系列峰，化學(xué)家對這些峰進(jìn)行系統(tǒng)分析，便可得知樣品分子的結(jié)構(gòu)。例如，圖2—7的縱坐標(biāo)是相對豐度(與粒子的濃度成正比)，橫坐標(biāo)是粒子的質(zhì)量與電荷之比(m／e)，簡稱質(zhì)荷比?；瘜W(xué)家通過分析得知，m／e＝92的峰是甲苯分子的正離子(C6H5CH3＋)，m／e＝91的峰是喪失一個氫原子的的C6H5CH2＋ ，m／e＝65的峰是分子碎片……因此，化學(xué)家便可推測被測物是

25、甲苯。 教學(xué)回憶： 本節(jié)課，主要目的是讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)鍵參數(shù)的內(nèi)容來了解影響物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一些因素。教學(xué)中，教師不能一味順從學(xué)生的探究欲望，要做教學(xué)的向?qū)?，?dāng)學(xué)生提出很難對學(xué)生解釋清楚的問題時，教師要果斷的導(dǎo)向。教師又是學(xué)生的指導(dǎo)者，教師的指導(dǎo)直接影響著教學(xué)的效果。教學(xué)中，有些問題要引導(dǎo)學(xué)生提出，有些話要留給學(xué)生講，有些事要讓學(xué)生做。 這節(jié)課完成的比擬順利，從學(xué)生的精神面貌可以看出他們對鍵參數(shù)非常感興趣而且對自己的表現(xiàn)很滿意，享受到了探究學(xué)習(xí)的樂趣。老師作為輔導(dǎo)者，為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的時機，通過提問、總結(jié)、討論、歸納等教學(xué)活動，使每個學(xué)生的個性都得以充分的展現(xiàn)。課后有學(xué)生說：“我知道怎樣學(xué)化學(xué)了，得把自己想象成微粒那么小，進(jìn)入物質(zhì)里面，去感受物質(zhì)間的變化。〞 ??? 新課程需要教師在教學(xué)中重新尋找自己的位置，設(shè)計出以學(xué)生為主體的教學(xué)過程。教師怎樣才能起到設(shè)計者、指導(dǎo)者，乃至于學(xué)生的助手作用？是需要教師更新教育理念，痛苦洗腦。