2019-2020年高中化學(xué) 《共價(jià)鍵 原子晶體》教案1 蘇教版選修3.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 《共價(jià)鍵 原子晶體》教案1 蘇教版選修3 〖教學(xué)目標(biāo)〗 1．認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的本質(zhì)和特性，了解共價(jià)鍵的飽和性與方向性 2．了解共價(jià)鍵的類(lèi)型 3．用電子式法表示共價(jià)鍵的形成過(guò)程 4．認(rèn)識(shí)影響共價(jià)鍵鍵能的主要因素，分析化學(xué)鍵的極性強(qiáng)弱，把握鍵能與化學(xué)反應(yīng)熱之間的內(nèi)在聯(lián)系 5．深化對(duì)原子晶體的認(rèn)識(shí) 〖課時(shí)安排〗4課時(shí) 第一、二課時(shí) 〖教學(xué)內(nèi)容〗共價(jià)鍵的形成、共價(jià)鍵的類(lèi)型 【板書(shū)】3－3－1共價(jià)鍵的形成 一、定義：原子間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵。 【設(shè)疑】通過(guò)共價(jià)鍵的概念我們可以了解形成共價(jià)鍵的粒子是什么呢？為什么要形成共價(jià)鍵？什么元素之間形成共價(jià)鍵？ 【思考后得出】成鍵的微粒是原子；成鍵原子必須有未成對(duì)電子，成鍵后達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。一般非金屬元素的原子之間可形成共價(jià)鍵。 【板書(shū)】1、成鍵微粒：原子。 2、成鍵原因：原子有未成對(duì)電子 3、成鍵性質(zhì)：共用電子對(duì)（或電子云重疊） 4、成鍵元素：一般非金屬元素（△x＜1.7） 只含有共價(jià)鍵的化合物稱(chēng)為共價(jià)化合物。 【設(shè)疑】哪些物質(zhì)中存在共價(jià)鍵？ 【板書(shū)】二、存在共價(jià)鍵的物質(zhì)（注：書(shū)寫(xiě)電子式） （1）非金屬單質(zhì)（除稀有氣體外）。如：H2、Cl2、O2、N2等 （2）共價(jià)化合物。如HCl、H2S、NH3、CH4、CO2 （3）某些離子化合物。如NaOH、Ba(OH)2、Na2O2、NH4Cl 【過(guò)渡】在前一節(jié)，我們學(xué)習(xí)過(guò)用電子式表示離子鍵的形成過(guò)程，那么共價(jià)鍵的形成過(guò)程如何呢？ 【板書(shū)】三、用電子式表示共價(jià)分子的形成過(guò)程。 【練習(xí)】用電子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成過(guò)程。 【設(shè)問(wèn)】?jī)蓚€(gè)氫原子之間一定能形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵嗎？ 【自學(xué)】p.39 【總結(jié)】只有兩個(gè)自旋方向相反的未成對(duì)電子才能形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵。 【設(shè)問(wèn)】為什么沒(méi)有He2、H3、H2Cl、Cl3分子 【閱讀】p.40 【板書(shū)】四、共價(jià)鍵的特點(diǎn) 1．具有飽和性：形成的共價(jià)鍵數(shù) = 未成對(duì)電子數(shù) 【講解】用電子云描述氫分子的形成 電子云在兩個(gè)原子核間重疊，意味著電子出現(xiàn)在核間的概率大，電子帶負(fù)電，因而可以形象地說(shuō)：“核間電子好比在核間架起一座帶負(fù)電荷的橋梁，把帶正荷的兩個(gè)原子核‘黏結(jié)’在一起了”。 H2里的共價(jià)鍵稱(chēng)為δ鍵。其特征是：以成鍵兩原子核連線為軸，成軸對(duì)稱(chēng)。兩個(gè)s電子重疊形成的δ鍵稱(chēng)為“s－sδ鍵”，由于球形對(duì)稱(chēng)，故其沒(méi)有方向性。 由于HCl、Cl2里的共價(jià)鍵的電子云成軸對(duì)稱(chēng)，因而都是δ鍵。分別稱(chēng)為“s－pδ鍵”和“p－pδ鍵”，由于其在電子云的伸展方向上成鍵，故其具有方向性。 兩個(gè)p電子除了“頭碰頭”重疊形成δ鍵外，還可以“肩并肩”重疊形成π鍵。 其特征是：電子云有兩塊組成，分別位于兩原子核構(gòu)成平面的兩側(cè)，成鏡像對(duì)稱(chēng)。 【板書(shū)】3－3－2共價(jià)鍵的類(lèi)型 一、按成鍵方式分類(lèi) δ鍵 π鍵 重疊方式 頭碰頭 肩并肩 電子云形狀 軸對(duì)稱(chēng) 鏡像對(duì)稱(chēng) 種類(lèi) S-Sδ鍵、S-Pδ鍵P-Pδ鍵 P-Pπ鍵 牢固程度 σ鍵強(qiáng)度大，不容易斷裂 π鍵強(qiáng)度較小，容易斷裂 成鍵判斷規(guī)律 共價(jià)單鍵是σ鍵,共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵,另一個(gè)是π鍵,共價(jià)三鍵中一個(gè)是σ鍵,另兩個(gè)為π鍵 N N πy σ πy x z z x z z y y x 【學(xué)生活動(dòng)】p.41“交流與討論” πy πz 【思考】乙烷、乙烯、乙炔分子中的共價(jià)鍵分別是由幾個(gè)σ鍵和幾個(gè)π鍵組成。P.42“問(wèn)題解決” 【板書(shū)】二、按鍵的極性分類(lèi) 非極性鍵 極性鍵 共用電子對(duì)是否偏移 不偏移 偏移 判斷依據(jù) 同種元素原子之間 不同種元素原子之間 在極性共價(jià)鍵中，成鍵原子吸引電子能力的差別越大，即電負(fù)性相差越大，共用電子對(duì)的偏移程度越大，共價(jià)鍵的極性越強(qiáng)。 【學(xué)生活動(dòng)】p.43“交流與討論”，閱讀p.44內(nèi)容。 【板書(shū)】三、一種特殊的共價(jià)鍵――配位鍵 （1）定義： 由一個(gè)原子單方面提供一對(duì)電子與另一個(gè)接受電子的原子共用而形成共價(jià)鍵。 （2）配位鍵的成鍵要求 一個(gè)原子提供孤對(duì)電子，另一個(gè)原子有空軌道，兩者形成配位鍵 （2）配位鍵的存在：NH4+、H3O+、AlCl3 〖習(xí)題研究〗 1．結(jié)合Cl2的形成，說(shuō)明共價(jià)鍵的形成條件，以及共價(jià)鍵為什么具有方向性和飽和性？ 2．試分析右圖分子中共價(jià)鍵的類(lèi)型 第三課時(shí) 〖學(xué)習(xí)內(nèi)容〗共價(jià)鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)熱 【板書(shū)】3-3-3共價(jià)鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)熱 一、共價(jià)鍵鍵參數(shù) 1．鍵能：在101KPa、298K條件下，1mol氣態(tài)AB分子生成氣態(tài)A原子和B原子的過(guò)程所吸收的能量，稱(chēng)為AB鍵共價(jià)鍵的鍵能。單位：kＪ／mol 【設(shè)問(wèn)】鍵能大小與共價(jià)鍵的強(qiáng)度有什么關(guān)系？ 【回答】鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，越不易斷裂。 【設(shè)問(wèn)】H－H的鍵能為436 kJ/mol所表示的意義是什么？ 2．鍵長(zhǎng)：成鍵原子核間的平均間距 【學(xué)生活動(dòng)】參看p.45 表3-5 共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)與鍵能的關(guān)系？ 【板書(shū)】鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，共價(jià)鍵越穩(wěn)定，越不易斷裂。 3．鍵角：多原子分子中的兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。 例如：CO2 結(jié)構(gòu)為Ｏ＝Ｃ＝Ｏ，鍵角為180，為直線形分子。 　 H2O　鍵角104.5Ｖ形 CH4　鍵角10928′正四面體 【小結(jié)】鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角是共價(jià)鍵的三個(gè)參數(shù) 鍵能、鍵長(zhǎng)決定了共價(jià)鍵的穩(wěn)定性；鍵角決定了分子的空間構(gòu)型，可幫助我們認(rèn)識(shí)分子的形狀和判斷分子的極性。 二、利用鍵能計(jì)算化學(xué)反應(yīng)中的ΔH 【設(shè)問(wèn)】化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？ 【講解】反應(yīng)熱應(yīng)該為斷開(kāi)舊化學(xué)鍵（拆開(kāi)反應(yīng)物→原子）所需要吸收的能量與形成新化學(xué)鍵（原子重新組合成反應(yīng)生成物）所放出能量的差值。舊鍵斷裂所吸收的總能量大于新鍵形成所放出的總能量，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反之為放熱反應(yīng)。 【舉例】Cl2+H2=2HCl的能量變化，N2＋O2=2NO的能量變化 【講解】由于反應(yīng)后放出的熱量使反應(yīng)本身的能量降低，故規(guī)定△H為“—”，則由鍵能求反應(yīng)熱的公式為△H =反應(yīng)物的鍵能總和—生成物的鍵能總和。 【板書(shū)】△H =反應(yīng)物的鍵能總和—生成物的鍵能總和。 【提醒】反應(yīng)熱△H =生成物的總能量—反應(yīng)物的總能量。（正好與上面相反） 【講解】反應(yīng)物和生成物的化學(xué)鍵的強(qiáng)弱決定著化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的能量變化。 【習(xí)題】教材P46“問(wèn)題解決” 第三課時(shí) 〖學(xué)習(xí)內(nèi)容〗原子晶體 這節(jié)課我們學(xué)習(xí)金剛石、水晶、晶體硅、石墨等一些物質(zhì)所屬晶體類(lèi)型和性質(zhì)。 【設(shè)疑】金剛石是我們所熟悉的單質(zhì)，它有什么用途？它屬于哪種晶體呢？ 【展示】展示金剛石晶體結(jié)構(gòu)模型。 【講述】金剛石中每個(gè)碳原子與周?chē)膫€(gè)碳原子通過(guò)四個(gè)共價(jià)鍵形成 正四面體型的結(jié)構(gòu)，伸展成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、因此金剛石中只有通過(guò)共 價(jià)鍵彼此連接的碳原子而沒(méi)有獨(dú)立存在的單個(gè)的分子，這又是一種類(lèi) 型的晶體——原子晶體。 【板書(shū)】3-3-3原子晶體 1、定義：相鄰原子間以共價(jià)鍵相結(jié)合而形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。 2、構(gòu)成粒子：原子 3、粒子間作用：共價(jià)鍵 【討論】甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)，金剛石晶體結(jié)構(gòu)中也存在著正四面體，能說(shuō)甲烷與金剛石的晶體類(lèi)型是一樣的嗎？ 【板書(shū)】4、物理性質(zhì) 【提問(wèn)】同學(xué)們能否描述金剛石的物理性質(zhì)？ 【講述】金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，熔點(diǎn)（＞3550℃）、沸點(diǎn)（4827℃）很高，這是原子晶體的共同特點(diǎn)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，注：原子晶體的熔點(diǎn)通常均在1000℃以上，但是熔點(diǎn)在1000℃以上的晶體不一定是原子晶體，也可能是離子晶體。 【板書(shū)】（1）熔沸點(diǎn)很高，硬度很大 【提問(wèn)】試從結(jié)構(gòu)角度分析原子晶體熔沸點(diǎn)很高的原因。（原子晶體中，構(gòu)成晶體的粒子是原子，原子之間以較強(qiáng)的共價(jià)鍵結(jié)合，而且形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，要破壞它需要很大能量） 【板書(shū)】（2）難溶于一般的溶劑 （3）大部分不導(dǎo)電（晶體硅是半導(dǎo)體材料） 【學(xué)生活動(dòng)】p.47“問(wèn)題解決” 【板書(shū)】4．影響原子晶體熔沸點(diǎn)、硬度的主要因素 結(jié)構(gòu)相似的原子晶體，原子半徑越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，晶體熔、沸點(diǎn)越高，硬度越大。 【板書(shū)】5、常見(jiàn)的原子晶體：金剛石、SiO2晶體、晶體硅、SiC晶體等。 （1）金剛石： ①每個(gè)碳原子與 個(gè)碳原子相連；鍵角為 ，最小碳環(huán)狀為 元環(huán)。 ②晶體中碳原子與C-C鍵數(shù)目比 。 （2）二氧化硅 【講述】石英與金剛石、晶體硅一樣，也具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 【展示】展示二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)模型。 ①構(gòu)成二氧化硅晶體的微粒是 ②每個(gè)Si原子與 個(gè)O原子以共價(jià)鍵相結(jié)合，每個(gè)O原子與 個(gè)Si原子以共價(jià)鍵相結(jié)合。 ③晶體中Si原子與O原子個(gè)數(shù)比為 。 所以二氧化硅的化學(xué)式為 ，但不能叫分子式。 ④晶體中Si原子與Si-O鍵數(shù)目之比為 ，即1molSiO2晶體中有 mol共價(jià)鍵。 ⑤晶體中最小的環(huán)有 個(gè)原子。 【板書(shū)】6、石墨晶體（混合型晶體） 【展示】⑴石墨的立體結(jié)構(gòu)模型 ⑵平面結(jié)構(gòu)掛圖 【講述】通過(guò)觀察，我們可知金剛石為空間四面體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而石墨是層狀結(jié)構(gòu)，請(qǐng)同學(xué)們分析： a、同一平面內(nèi)碳原子之間存在很強(qiáng)的共價(jià)鍵，故熔沸點(diǎn)很高。 b、層與層之間是范德華力結(jié)合，容易滑動(dòng)，所以石墨很軟。 【板書(shū)】⑴同層間每個(gè)碳原子與______碳原子以______結(jié)合，鍵角_______。 ⑵最小環(huán)上有______個(gè)碳原子，平均每個(gè)正六邊形占有C原子數(shù)為_(kāi)___個(gè)，占有的碳碳鍵數(shù)為_(kāi)___個(gè)。 ⑶碳原子數(shù)與形成的化學(xué)鍵數(shù)之比為_(kāi)____。 【板書(shū)】7、三種化學(xué)鍵的比較 化學(xué)鍵 成鍵本質(zhì) 鍵的方向性和飽和性 影響鍵強(qiáng)弱的因素 金屬鍵 金屬陽(yáng)離子和自由電子靜電作用 無(wú) 原子半徑和價(jià)電子數(shù) 離子鍵 陰陽(yáng)離子間的靜電作用 無(wú) 離子半徑和離子電荷 共價(jià)鍵 共用電子對(duì) 有 鍵長(zhǎng) 〖習(xí)題研究〗 氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300℃反應(yīng)獲得。 (1)氮化硅晶體屬于______________晶體。 (2)已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中，原子間都以單鍵相連，且N原子和N原子，Si原子與Si原子不直接相連，同時(shí)每個(gè)原子都滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，請(qǐng)寫(xiě)出氮化硅的化學(xué)式_______. (3)現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Ｗo(hù)下，加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，可得到較高純度的氮化硅。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________.