高中化學(xué)共價(jià)鍵教案設(shè)計(jì)
共價(jià)鍵其本質(zhì)是原子軌道重疊后，高概率地出現(xiàn)在兩個(gè)原子核之間的電子與兩個(gè)原子核之間的電性作用。接下來(lái)是小編為大家整理的高中化學(xué)共價(jià)鍵教案設(shè)計(jì)，希望大家喜歡!
高中化學(xué)共價(jià)鍵教案設(shè)計(jì)一
[教學(xué)目標(biāo)]：
認(rèn)識(shí)鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角等鍵參數(shù)的概念
能用鍵參數(shù)――鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角說(shuō)明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)
知道等電子原理，結(jié)合實(shí)例說(shuō)明“等電子原理的應(yīng)用”
[教學(xué)難點(diǎn)、重點(diǎn)]：
鍵參數(shù)的概念，等電子原理
[教學(xué)過(guò)程]：
[創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境]
N2與H2在常溫下很難反應(yīng)，必須在高溫下才能發(fā)生反應(yīng)，而F2與H2在冷暗處就能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，為什么?
[學(xué)生討論]
[小結(jié)]引入鍵能的定義
[板書(shū)]
二、鍵參數(shù)
1.鍵能
①概念：氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵所釋放出的最低能量。
?、趩挝唬簁J/mol
[生閱讀書(shū)33頁(yè)，表2-1]
回答：鍵能大小與鍵的強(qiáng)度的關(guān)系?
(鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定，越不易斷裂)
鍵能化學(xué)反應(yīng)的能量變化的關(guān)系?
(鍵能越大，形成化學(xué)鍵放出的能量越大)
鍵能越大，形成化學(xué)鍵放出的能量越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。
[過(guò)渡]
2.鍵長(zhǎng)
?、俑拍睿盒纬晒矁r(jià)鍵的兩原子間的核間距
?、趩挝唬?pm(1pm=10-12m)
?、坻I長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越牢固，形成的物質(zhì)越穩(wěn)定
[設(shè)問(wèn)]
多原子分子的形狀如何?就必須要了解多原子分子中兩共價(jià)鍵之間的夾角。
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105°V形
CH4 鍵角109°28′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;鍵長(zhǎng)、鍵角決定了分子的空間構(gòu)型。
高中化學(xué)共價(jià)鍵教案設(shè)計(jì)二
第一節(jié) 共價(jià)鍵
1.了解共價(jià)鍵的主要類型σ鍵和π鍵，知道σ鍵和π鍵的明顯差別和一般規(guī)律?！?.理解鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角等鍵參數(shù)的概念。
3.能應(yīng)用鍵參數(shù)——鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角說(shuō)明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)?！?.了解等電子原理，結(jié)合實(shí)例說(shuō)明等電子原理的應(yīng)用。
共價(jià)鍵[學(xué)生用書(shū)P16]
1.共價(jià)鍵的概念和特征
原子間通過(guò)共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵。
2.共價(jià)鍵的類型(按成鍵原子的原子軌道重疊方式分類)
(1)σ鍵
形成 由成鍵原子的s軌道或p軌道“頭碰頭”重疊形成 類型 s-s型
H—H的s-s σ鍵的形成 s-p型
H—Cl的s-p σ鍵的形成 p-p型
Cl—Cl的p-p σ鍵的形成 特征 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(jià)鍵電子云的圖形不變，這種特征稱為軸對(duì)稱;σ鍵的強(qiáng)度較大 (2)π鍵
形成 由兩個(gè)原子的p軌道“肩并肩”重疊形成 p-p π鍵
p-p π鍵的形成 特征 π鍵的電子云具有鏡面對(duì)稱性，即每個(gè)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;π鍵不能旋轉(zhuǎn);不如σ鍵牢固，較易斷裂 (3)判斷σ鍵、π鍵的一般規(guī)律
共價(jià)單鍵為σ鍵;共價(jià)雙鍵中有一個(gè)σ鍵、一個(gè)π鍵;共價(jià)三鍵由一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵組成。
1.判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。
(1)原子軌道在空間都具有方向性。( )
(2)一般來(lái)說(shuō)，σ鍵比π鍵強(qiáng)度大，更穩(wěn)定。( )
(3)N2分子中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)比是2∶1。( )
(4)形成Cl2分子時(shí)，p軌道的重疊方式為 eq avs4al(，，， ) 。( )
(5)σ鍵和π鍵都只存在于共價(jià)分子中。( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
2.關(guān)于σ鍵和π鍵的比較，下列說(shuō)法不正確的是( )
A.σ鍵比π鍵重疊程度大，形成的共價(jià)鍵強(qiáng)
B.σ鍵是“頭碰頭”式重疊，π鍵是“肩并肩”式重疊
C.σ鍵不能斷裂，π鍵容易斷裂
D.H原子只能形成σ鍵，O原子可以形成σ鍵和π鍵
答案：C
3.下列物質(zhì)的分子中既有σ鍵又有π鍵的是( )
?、貶Cl?、贖2O?、跱2?、蹾2O2?、軨2H4?、轈2H2
A.①②③ B.③④⑤⑥
C.①③⑥ D.③⑤⑥
答案：D
1.σ鍵與π鍵的比較
共價(jià)鍵類型 σ鍵 π鍵 電子云
重疊方式 沿鍵軸方向
相對(duì)重疊 沿鍵軸方向
平行重疊 續(xù) 表
共價(jià)鍵類型 σ鍵 π鍵 電子云
重疊部位 兩原子核之間，
在鍵軸處 鍵軸上方和下方，
鍵軸處為零 電子云
重疊程度 大 小 示意圖 鍵的強(qiáng)度 較大 較小 化學(xué)活潑性 不活潑 活潑 成鍵規(guī)律 共價(jià)單鍵是σ鍵;共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵，一個(gè)是π鍵;共價(jià)三鍵中一個(gè)是σ鍵，兩個(gè)是π鍵 2.對(duì)于σ鍵和π鍵應(yīng)特別注意的問(wèn)題
(1)s軌道與s軌道形成σ鍵時(shí)，電子并不是只在兩核間運(yùn)動(dòng)，只是電子在兩核間出現(xiàn)的概率大。
(2)因s軌道是球形的，故s軌道與s軌道形成σ鍵時(shí)，無(wú)方向性。兩個(gè)s軌道只能形成σ鍵，不能形成π鍵。
(3)兩個(gè)原子間可以只形成σ鍵，但不能只形成π鍵。
下列說(shuō)法正確的是( )
A.π鍵是由兩個(gè)p原子軌道“頭碰頭”重疊形成的
B.σ鍵呈鏡面對(duì)稱，而π鍵呈軸對(duì)稱
C.乙烷分子中的化學(xué)鍵全為σ鍵，而乙烯分子中含有σ鍵和π鍵
D.H2分子中含σ鍵，而Cl2分子中除σ鍵外還含有π鍵
[解析] 本題考查了σ鍵和π鍵的形成方式和特征。原子軌道以“頭碰頭”方式相互重疊形成的共價(jià)鍵為σ鍵，以“肩并肩”方式相互重疊形成的共價(jià)鍵為π鍵;σ鍵呈軸對(duì)稱，而π鍵呈鏡面對(duì)稱;分子中所有的共價(jià)單鍵都是σ鍵，共價(jià)雙鍵及共價(jià)三鍵中均含σ鍵和π鍵。
[答案] C
請(qǐng)指出上述例題C項(xiàng)中1 mol乙烷分子中σ鍵的個(gè)數(shù)為_(kāi)_______;乙烯分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為_(kāi)_______。
答案：7NA 5∶1
共價(jià)鍵的形成與類型判斷
1.下列不屬于共價(jià)鍵成鍵因素的是( )
A.共用電子對(duì)在兩原子核之間高頻率出現(xiàn)
B.共用電子對(duì)必須在兩原子中間
C.成鍵后的體系能量降低，趨于穩(wěn)定
D.兩原子核體積大小要適中
解析：選D。兩原子形成共價(jià)鍵時(shí)電子云發(fā)生重疊，即電子在兩核之間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)更多;兩原子電子云重疊越多，鍵越牢固，體系的能量也越低;原子核體積的大小與能否形成共價(jià)鍵無(wú)必然聯(lián)系。
2.(2017·鞍山一中期中)下列說(shuō)法中正確的是( )
A.乙烷分子中，既有σ鍵，又有π鍵
B.Cl2和N2的共價(jià)鍵類型相同
C.由分子構(gòu)成的物質(zhì)中一定含有σ鍵
D.HCl分子中含一個(gè)s-p σ鍵
解析：選D。A中，乙烷分子的結(jié)構(gòu)式為 ，只有σ鍵，無(wú)π鍵;B中，Cl2分子是p-p σ鍵，N2分子中除有p-p σ鍵外，還有p-p π鍵;C中，某些單原子分子(如He、Ne等稀有氣體)中不含有化學(xué)鍵。
共價(jià)鍵的特征
3.硫化氫(H2S)分子中兩個(gè)共價(jià)鍵的夾角接近90°，其原因是( )
①共價(jià)鍵的飽和性?、赟原子的電子排布?、酃矁r(jià)鍵的方向性?、躍原子中p軌道的形狀
A.①② B.①③
C.②③ D.③④
解析：選D。S原子的價(jià)電子排布式是3s23p4，有2個(gè)未成對(duì)電子，并且分布在相互垂直的兩個(gè)p軌道中，當(dāng)與兩個(gè)H原子配對(duì)成鍵時(shí)，形成的兩個(gè)共價(jià)鍵間夾角接近90°，這體現(xiàn)了共價(jià)鍵的方向性，是由p軌道的伸展方向決定的。
4.下列分子的結(jié)構(gòu)式與共價(jià)鍵的飽和性不相符的是( )
解析：選A。由共價(jià)鍵的飽和性可知：C、Si均形成4個(gè)共價(jià)鍵，H形成1個(gè)共價(jià)鍵，O、S均形成2個(gè)共價(jià)鍵。A項(xiàng)中O原子之間不可能形成雙鍵，B項(xiàng)是過(guò)氧乙酸，含有過(guò)氧鍵“O—O”，C項(xiàng)相當(dāng)于S取代了CH3OH中的氧原子，D項(xiàng)中Si原子形成4個(gè)共價(jià)鍵。
鍵參數(shù)[學(xué)生用書(shū)P17]
1.鍵能
(1)鍵能是氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學(xué)鍵釋放的最低能量。鍵能的單位是kJ·mol-1。例如：形成1 mol H—H鍵釋放的最低能量為436.0 kJ，即H—H鍵的鍵能為436.0 kJ·mol—1。
(2)下表中是H—X鍵的鍵能數(shù)據(jù)
共價(jià)鍵 H—F H—Cl H—Br H—I 鍵能/kJ·mol-1 568 431.8 366 298.7 ①若使2 mol H—Cl鍵斷裂為氣態(tài)原子，則發(fā)生的能量變化是吸收863.6__kJ的能量。
②表中共價(jià)鍵最難斷裂的是H—F鍵，最易斷裂的是H—I鍵。
?、塾杀碇墟I能數(shù)據(jù)大小說(shuō)明鍵能與分子穩(wěn)定性的關(guān)系：HF、HCl、HBr、HI的鍵能依次減小，說(shuō)明四種分子的穩(wěn)定性依次減弱，即HF分子很穩(wěn)定，最難分解，HI分子最不穩(wěn)定，最易分解。
2.鍵長(zhǎng)
(1)鍵長(zhǎng)是指形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子之間的核間距，因此原子半徑?jīng)Q定化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)，原子半徑越小，共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短。
(2)鍵長(zhǎng)與共價(jià)鍵的穩(wěn)定性之間的關(guān)系：共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，往往鍵能越大，表明共價(jià)鍵越穩(wěn)定。
(3)下列三種分子中：①H2、②Cl2、③Br2，共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)最長(zhǎng)的是③，鍵能最大的是①。
3.鍵角
(1)鍵角是指在原子數(shù)超過(guò)2的分子中，兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。在多原子分子中鍵角是一定的，這表明共價(jià)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)。
(2)根據(jù)立體構(gòu)型填寫(xiě)下列分子的鍵角：
分子立體構(gòu)型 鍵角 實(shí)例 正四面體形 109°28′ CH4、CCl4 平面形 120° 苯、乙烯、BF3 三角錐形 107° NH3 V形(或角形) 105° H2O 直線形 180° CO2、CS2、CH≡CH
1.判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。
(1)鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)。( )
(2)鍵長(zhǎng)是成鍵兩原子半徑的和。( )
(3)C===C鍵的鍵能等于C—C鍵的鍵能的2倍。( )
(4)鍵長(zhǎng)短，鍵能就一定大，分子就一定穩(wěn)定。( )
(5)因?yàn)镺—H鍵的鍵能小于H—F鍵的鍵能，所以O(shè)2、F2與H2反應(yīng)的能力依次減弱。( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
2.實(shí)驗(yàn)測(cè)得四種結(jié)構(gòu)相似的單質(zhì)分子的鍵長(zhǎng)、鍵能的數(shù)據(jù)如下：
A—A B—B C—C D—D 鍵長(zhǎng)/10-10 m a 0.74 c 1.98 鍵能/kJ·mol-1 193 b 151 d 已知D2分子的穩(wěn)定性大于A2，則a________(填“>”或“<”，下同)1.98，d________193;a________c，b________d。
解析：結(jié)構(gòu)相似的單質(zhì)分子中，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，分子越穩(wěn)定。
答案：> > < >
鍵參數(shù)的應(yīng)用
1.對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響
2.共價(jià)鍵強(qiáng)弱的判斷
(1)由原子半徑和共用電子對(duì)數(shù)判斷：成鍵原子的原子半徑越小，共用電子對(duì)數(shù)越多，則共價(jià)鍵越牢固，含有該共價(jià)鍵的分子越穩(wěn)定。如原子半徑：F<cl<brH—Cl>H—Br>H—I，穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI。如共用電子對(duì)數(shù)：N≡N>Cl—Cl，則共價(jià)鍵的牢固程度：N≡N >Cl—Cl。
(2)由鍵能判斷：共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵消耗的能量越多。
(3)由鍵長(zhǎng)判斷：共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越牢固，破壞共價(jià)鍵消耗的能量越多。
3.共價(jià)鍵的鍵能與化學(xué)反應(yīng)熱
(1)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是反應(yīng)物分子內(nèi)舊化學(xué)鍵的斷裂和生成物中新化學(xué)鍵的形成。
(2)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程有能量變化：反應(yīng)物和生成物中化學(xué)鍵的強(qiáng)弱決定著化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的能量變化。
(3)放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)
?、俜艧岱磻?yīng)：舊鍵斷裂吸收的總能量小于新鍵形成放出的總能量。
?、谖鼰岱磻?yīng)：舊鍵斷裂吸收的總能量大于新鍵形成放出的總能量。
(4)反應(yīng)熱(ΔH)與鍵能的關(guān)系
ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。
注意：ΔH<0時(shí)，為放熱反應(yīng);ΔH>0時(shí)，為吸熱反應(yīng)。
由實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同物質(zhì)中O—O鍵的鍵長(zhǎng)和鍵能數(shù)據(jù)如下表。其中X、Y的鍵能數(shù)據(jù)尚未測(cè)定，但可根據(jù)規(guī)律性推導(dǎo)鍵能的大小順序?yàn)閃>Z>Y>X。該規(guī)律性是( )
O—O鍵
數(shù)據(jù) O eq oal(2-，2) O eq oal(-，2) O2 O eq oal(+，2) 鍵長(zhǎng)/10-12 m 149 128 121 112 鍵能/kJ·mol-1 X Y Z=494 W=628 A.電子數(shù)越多，鍵能越大
B.鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越小
C.成鍵所用的電子數(shù)越少，鍵能越大
D.成鍵時(shí)電子對(duì)越偏移，鍵能越大
[解析] 電子數(shù)由多到少的順序?yàn)镺 eq oal(2-，2) >O eq oal(-，2) >O2>O eq oal(+，2) ，而鍵能由大到小順序?yàn)閃>Z>Y>X，A錯(cuò)誤;對(duì)于這些微粒在成鍵時(shí)所用的電子數(shù)情況，題中無(wú)信息，C錯(cuò)誤;這些微粒都是O原子成鍵，無(wú)偏移，D錯(cuò)誤。
[答案] B
白磷與氧氣可發(fā)生反應(yīng)P4+5O2===P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為P—P a kJ·mol-1、P—O b kJ·mol-1、P===O c kJ·mol-1、O===O d kJ·mol-1。
根據(jù)如圖所示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的ΔH，其中正確的是( )
A.(6a+5d-4c-12b) kJ·mol-1
B.(4c+12b-6a-5d) kJ·mol-1
C.(4c+12b-4a-5d) kJ·mol-1
D.(4a+5d-4c-12b) kJ·mol-1
解析：選A。根據(jù)ΔH=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和計(jì)算。從圖中可以看出1個(gè)白磷分子中有6個(gè)P—P鍵，所以1 mol P4中共價(jià)鍵斷裂要吸收6a kJ的能量，1 mol氧氣分子中共價(jià)鍵斷裂要吸收d kJ的能量;1個(gè)P4O10中有4個(gè)P===O鍵和12個(gè)P—O鍵，所以生成1 mol P4O10需放出(4c+12b) kJ的能量，所以該化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱為(6a+5d-4c-12b) kJ·mol-1。
鍵參數(shù)及其應(yīng)用
1.下列說(shuō)法正確的是( )
A.分子的結(jié)構(gòu)是由鍵角決定的
B.共價(jià)鍵的鍵能越大，共價(jià)鍵越牢固，由該鍵形成的分子越穩(wěn)定
C.CF4、CCl4、CBr4、CI4中C—X(X=F、Cl、Br、I)鍵的鍵長(zhǎng)、鍵角均相等
D.H2O分子中兩個(gè)O—H鍵的鍵角為180°
解析：選B。分子的結(jié)構(gòu)是由鍵角、鍵長(zhǎng)共同決定的，A項(xiàng)錯(cuò)誤;由于F、Cl、Br、I的原子半徑不同，故C—X(X===F、Cl、Br、I)鍵的鍵長(zhǎng)不相等，C項(xiàng)錯(cuò)誤;H2O分子中兩個(gè)O—H鍵的鍵角為105°，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.下列事實(shí)不能用鍵能的大小來(lái)解釋的是( )
A.氮元素的電負(fù)性較大，但N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定
B.稀有氣體一般難發(fā)生反應(yīng)
C.HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱
D.HF比H2O穩(wěn)定
解析：選B。由于N2分子中存在三鍵，鍵能很大，破壞共價(jià)鍵需要很大的能量，所以N2的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定;稀有氣體都為單原子分子，沒(méi)有化學(xué)鍵;鹵族元素從F到I，原子半徑逐漸增大，其氫化物中化學(xué)鍵的鍵長(zhǎng)逐漸變長(zhǎng)，鍵能逐漸變小，所以穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI;由于H—F鍵的鍵能大于H—O鍵，所以穩(wěn)定性：HF>H2O。
3.(2017·鄂南高中檢測(cè))(1)關(guān)于鍵長(zhǎng)、鍵能和鍵角，下列說(shuō)法中不正確的是________。
A.化學(xué)鍵的鍵能通常為正值
B.鍵長(zhǎng)的長(zhǎng)短與成鍵原子的半徑和成鍵數(shù)目有關(guān)
C.鍵能越大，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)，共價(jià)化合物越穩(wěn)定
D.鍵角的大小與鍵長(zhǎng)的長(zhǎng)短、鍵能的大小無(wú)關(guān)
(2)N≡N鍵的鍵能是946 kJ/mol，N—N鍵的鍵能為193 kJ/mol，經(jīng)過(guò)計(jì)算后可知N2中________鍵比________鍵穩(wěn)定。(填“σ”或“π”)
解析：(1)鍵能是氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學(xué)鍵釋放的最低能量，通常取正值，A正確;鍵長(zhǎng)的長(zhǎng)短與成鍵原子的半徑有關(guān)，如Cl原子半徑小于I原子半徑，故Cl—Cl鍵的鍵長(zhǎng)小于I—I鍵的鍵長(zhǎng)，此外，鍵長(zhǎng)還和成鍵數(shù)目有關(guān)，如乙烯分子中C=== C 鍵的鍵長(zhǎng)比乙炔分子中C≡C鍵的鍵長(zhǎng)要長(zhǎng)，B正確;鍵能越大，鍵長(zhǎng)越短，共價(jià)鍵越強(qiáng)，共價(jià)化合物越穩(wěn)定，C錯(cuò)誤;鍵角的大小取決于成鍵原子軌道間的夾角，D正確。
(2)N≡N鍵中含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵，π鍵的鍵能E= eq f(946 kJ/mol-193 kJ/mol，2) =376.5 kJ/mol。因?yàn)镹≡N鍵中π鍵的鍵能比σ鍵的鍵能大，所以N2中π鍵比σ鍵穩(wěn)定。
答案：(1)C (2)π σ
等電子原理[學(xué)生用書(shū)P19]
高中化學(xué)共價(jià)鍵教案設(shè)計(jì)三
一、教材分析
本節(jié)內(nèi)容的課標(biāo)要求是“知道共價(jià)鍵的主要類型σ鍵和п鍵，能用鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角等說(shuō)明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì);結(jié)合實(shí)例說(shuō)明等電子原理的應(yīng)用。”教材主要介紹了從電子云和原子軌道的角度理解共價(jià)鍵的形成、價(jià)鍵的特點(diǎn)、σ鍵和π鍵的特征以及共價(jià)鍵參數(shù)，是對(duì)必修2中共價(jià)鍵內(nèi)容的加深，使學(xué)生進(jìn)一步豐富物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識(shí)，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。本節(jié)內(nèi)容理論性較強(qiáng)，使學(xué)生在分子水平上進(jìn)一步形成有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本觀念，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(cè)物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)，體驗(yàn)科學(xué)的魅力，進(jìn)一步形成科學(xué)的價(jià)值觀。
課時(shí)分配：
共價(jià)鍵的形成及共價(jià)鍵的類型 1課時(shí)
鍵參數(shù)---鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角;等電子原理 1課時(shí)
二、學(xué)生分析
1、知識(shí)能力方面：
(1)對(duì)于電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述，量子的觀點(diǎn)、能量的觀點(diǎn)已經(jīng)為學(xué)生所認(rèn)同，意識(shí)到電子的運(yùn)動(dòng)不是完全無(wú)序的，而是有一定規(guī)律可循的。
(2)對(duì)于如何描述元素的性質(zhì)，學(xué)生的認(rèn)識(shí)方式完成了由宏觀到微觀、從定性到定量的轉(zhuǎn)變，具備了一定的理解力或者是解釋力。
(3)初步了解了原子的微觀結(jié)構(gòu)，結(jié)合有關(guān)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)和數(shù)據(jù)認(rèn)識(shí)了元素周期律，原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系，以及化學(xué)鍵的涵義等關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的基本知識(shí)。
2、思維發(fā)展方面：
高一學(xué)生抽象邏輯思維屬于理論性，他們能夠用理論作指導(dǎo)來(lái)分析綜合各種事實(shí)材料從個(gè)人不斷擴(kuò)大自己的知識(shí)領(lǐng)域。他們基本上可以掌握辯證思維(一般到特殊的演繹過(guò)程、特殊到一般的歸納過(guò)程)。
3、情感發(fā)展方面：獨(dú)立性自主性是學(xué)生情感發(fā)展的主要特征。學(xué)生的意志行為越來(lái)越多，他們追求真理正義善良和美好的東西。自我調(diào)控在行為控制中占主導(dǎo)地位，一切外控因素只有內(nèi)化為自我控制時(shí)才能發(fā)揮其作用。
第一課時(shí) 共價(jià)鍵的形成及共價(jià)鍵的類型
一、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
能從電子云和原子軌道的角度理解共價(jià)鍵的形成;了解共價(jià)鍵的特點(diǎn)
理解σ鍵和π鍵的特征，會(huì)判斷共價(jià)鍵的鍵型及其數(shù)目——(σ鍵和π鍵)。
2、過(guò)程與方法
通過(guò)討論歸納和對(duì)比的探究活動(dòng)過(guò)程，提高分析推理和歸納的能力，從而體驗(yàn)化學(xué)研究方法的科學(xué)性。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
在分子水平上進(jìn)一步形成有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本觀念，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(cè)物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)，體驗(yàn)科學(xué)的魅力，進(jìn)一步形成科學(xué)的價(jià)值觀。
二、重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn)：利用對(duì)于σ鍵、π鍵特征的概念性認(rèn)識(shí)解決結(jié)構(gòu)性質(zhì)方面的具體問(wèn)題
難點(diǎn)：從共價(jià)鍵的形成角度認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的類型和本質(zhì)
三、教學(xué)方式：探究式教學(xué)、小組合作學(xué)習(xí)
四、教學(xué)流程圖
五、教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 板塊一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入
任務(wù)1、復(fù)習(xí)共價(jià)鍵的定義、本質(zhì)、成鍵元素等。
任務(wù)2、復(fù)習(xí)原子軌道、電子云概念。 【提問(wèn)】我們?cè)诒匦拚n程中簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)了共價(jià)鍵的知識(shí)，現(xiàn)在請(qǐng)大家回顧一下共價(jià)鍵的定義、本質(zhì)、成鍵元素。
【總結(jié)】原子之間通過(guò)共用電子對(duì)所形成的相互作用，叫做共價(jià)鍵。其本質(zhì)是在原子之間形成共用電子對(duì)，成鍵元素為非金屬與非金屬。
【提問(wèn)】接下來(lái)大家思考我們前面學(xué)習(xí)的電子云和原子軌道的知識(shí)。
【多媒體展示】電子在核外空間出現(xiàn)的概率分布圖被形象地稱為電子云。
s電子的原子軌道形狀為()，p電子的原子軌道形狀為()，每個(gè)P能級(jí)有() 個(gè)原子軌道，它們相互()
【過(guò)渡】通過(guò)已學(xué)過(guò)的知識(shí)，我們知道元素原子形成共價(jià)鍵時(shí)，共用電子對(duì)，因?yàn)殡娮釉诤送庖欢臻g運(yùn)動(dòng)，所以電子云要發(fā)生重疊，它們又是通過(guò)怎樣方式重疊，形成共價(jià)鍵的呢?
【板書(shū)】第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第一節(jié) 共價(jià)鍵
思考教師提出的問(wèn)題并回答
思考教師提出的問(wèn)題并回答 回顧與本節(jié)課有關(guān)的知識(shí)，讓學(xué)生在知識(shí)的連接上有所過(guò)渡，測(cè)查學(xué)生是否能夠準(zhǔn)確地激活相關(guān)內(nèi)容，即對(duì)于有關(guān)問(wèn)題是否具備了應(yīng)有的理解力。
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 板塊二、共價(jià)鍵的形成
任務(wù)1、復(fù)習(xí)H2、HCl、Cl2分子的形成過(guò)程
任務(wù)2、認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的形成條件及本質(zhì)
板塊三、共價(jià)鍵的類型
任務(wù)1、認(rèn)識(shí)σ鍵的形成、特點(diǎn)
任務(wù)2、認(rèn)識(shí)π鍵的形成、特點(diǎn)。
任務(wù)3、探究不通過(guò)分子中所含共價(jià)鍵
任務(wù)4、認(rèn)識(shí)共價(jià)鍵的特征 【講述】共價(jià)鍵是常見(jiàn)化學(xué)鍵之一，它的本質(zhì)是在原子之間形成共用電子對(duì)，你能用電子式表示H2、HCl、C12分子的形成過(guò)程嗎?
【投影】HCl的形成過(guò)程
【講述】按共價(jià)鍵的共用電子對(duì)理論，不可能有H3、H2Cl和Cl3分子，這表明共價(jià)鍵具有飽和性。我們學(xué)過(guò)電子云和原子軌道。如何用電子云和原子軌道的概念來(lái)進(jìn)一步理解共價(jià)鍵呢?用電子云描述氫原子形成氫分子的過(guò)程?
【探究】?jī)蓚€(gè)成鍵原子為什么能通過(guò)共用電子對(duì)相結(jié)合呢?
【板書(shū)】一、共價(jià)鍵
【投影】
EMBED PowerPoint.Slide.8
【板書(shū)】1、共價(jià)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(duì)電子
(3) 成鍵原子的原子軌道在空間上發(fā)生重疊
2、共價(jià)鍵的本質(zhì)：成鍵原子相互接近時(shí)，原子軌道發(fā)生重疊，自旋方向相反的未成對(duì)電子形成共用電子對(duì)，兩原子核間的電子云密度增加，體系能量降低
【講】?jī)蓚€(gè)1s1相互靠攏→電子云相互重疊→形成H2分子的共價(jià)鍵H-H。電子云在兩個(gè)原子核間重疊，意味著電子出現(xiàn)在核間的概率增大，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)電的橋梁，把帶正電的兩個(gè)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—sσ) EMBED PBrush
【板書(shū)】3、共價(jià)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(jià)鍵電子云的圖形不變，這種特征稱為軸對(duì)稱。如H-H鍵。
【設(shè)問(wèn)】H2分子里的σ鍵是由兩個(gè)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(jià)鍵， HCl分子中的共價(jià)鍵是由氫原子提供的未成對(duì)電子ls的原子軌道和氯原子提供的未成對(duì)電子3p的原子軌道重疊形成的，而C12分子中的共價(jià)鍵是由2個(gè)氯原子各提供土個(gè)未成對(duì)電子3p的原子軌道重疊形成的。
【投影】 EMBED PBrush
【講】未成對(duì)電子的電子云相互靠攏→電子云相互重疊→形成共價(jià)鍵單鍵的電子云圖象。
【板書(shū)】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(qiáng)的穩(wěn)定性。共價(jià)單鍵為σ鍵，共價(jià)雙鍵和叁鍵中存在σ鍵(通常含一個(gè)σ鍵)
【投影】p電子和p電子除能形成σ鍵外，還能形成π鍵 EMBED PBrush
【板書(shū)】(2)π鍵：由兩個(gè)原子的p電子“肩并肩”重疊形成。
【講】對(duì)比兩個(gè)p電子形成的σ鍵和π鍵可以發(fā)現(xiàn)，σ鍵是由兩個(gè)原子的p電子“頭碰頭”重疊形成的;而π鍵是由兩個(gè)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別：每個(gè)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(duì)稱。π鍵與σ鍵不同，σ鍵的強(qiáng)度較大，π鍵不如σ鍵牢固，比較容易斷裂。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(shū)】特點(diǎn)：肩并肩、兩塊組成、鏡像對(duì)稱、容易斷裂。
【講】π鍵通常存在于雙鍵或叁鍵中;以上由原子軌道相互重疊形成的σ鍵和π鍵總稱價(jià)鍵軌道，是分子結(jié)構(gòu)的價(jià)鍵理論中最基本的組成部分。
【板書(shū)】(3)價(jià)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(jià)鍵類型規(guī)律：共價(jià)單鍵是σ鍵;而共價(jià)雙鍵中有一個(gè)σ鍵，另一個(gè)是π鍵;共價(jià)三鍵由一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵組成
【科學(xué)探究】1、已知氮分子的共價(jià)鍵是三鍵(N三N)，你能模仿圖2—1、圖2—2、圖2—3，通過(guò)畫(huà)圖來(lái)描述嗎?(提示：氮原子各自用三個(gè)p軌道分別跟另一個(gè)氮原子形成一個(gè)σ鍵和兩個(gè)π鍵)
2、鈉和氯通過(guò)得失電子同樣是形成電子對(duì)，為什么這對(duì)電子不被鈉原子和氯原子共用形成共價(jià)鍵而形成離子鍵呢?你能從原子的電負(fù)性差別來(lái)理解嗎?討論后請(qǐng)?zhí)畋怼?/p>
3、乙烷、乙烯和乙炔分子中的共價(jià)鍵分別由幾個(gè)σ鍵和幾個(gè)π鍵組成?
EMBED PBrush
【交流匯報(bào)】
1、 EMBED PBrush
2、
原子
Na Cl
H Cl
C O
電負(fù)性
0.9 3.0
2.1 3.0
2.5 3.5
電負(fù)性之差
(絕對(duì)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)反應(yīng)形成的電子對(duì)不會(huì)被共用，形成的將是離子鍵;而共價(jià)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(gè)σ鍵 乙烯 ：5個(gè)σ鍵一個(gè)π鍵 乙炔：3個(gè)σ鍵兩個(gè)π鍵
【小結(jié)】電子配對(duì)理論：如果兩個(gè)原子之間共用兩個(gè)電子，一般情況下，這兩個(gè)電子必須配對(duì)才能形成化學(xué)鍵
【投影】
EMBED PowerPoint.Slide.8
【過(guò)渡】下面，讓我們總結(jié)一下，共價(jià)鍵都具有哪些特征
【板書(shū)】4、共價(jià)鍵的特征
【講】按照共價(jià)鍵的共用電子對(duì)理論，一個(gè)原子有幾個(gè)未成對(duì)電子，便可和幾個(gè)自旋方向相反的電子配對(duì)成鍵，這就是共價(jià)鍵的飽和性。H原子、Cl原子都只有一個(gè)未成對(duì)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(shū)】(1)飽和性
【講】共價(jià)鍵的飽和性決定了共價(jià)化合物的分子組成
，共價(jià)鍵形成時(shí)，兩個(gè)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(jià)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(jià)鍵必然有方向性。
【板書(shū)】(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(jià)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
項(xiàng)目
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(duì)稱
鏡像對(duì)稱
牢固程度
鍵強(qiáng)度大，不易斷裂
x鍵強(qiáng)度較小，容易斷裂
成鍵判斷規(guī)律
共價(jià)單鍵全是σ鍵，共價(jià)雙鍵中一個(gè)是σ鍵，另一個(gè)是π鍵;共價(jià)叁鍵中一個(gè)σ鍵，另兩個(gè)為π鍵
【板書(shū)設(shè)計(jì)】
第二章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第一節(jié) 共價(jià)鍵
一、共價(jià)鍵
1、共價(jià)鍵的形成條件
2、共價(jià)鍵的本質(zhì)
3、共價(jià)鍵的類型：
(1)σ鍵： s—sσ、s—pσ、p—pσ
(2)π鍵：由兩個(gè)原子的p電子“肩并肩”重疊形成
4、共價(jià)鍵的特征
(1)飽和性
(2)方向性 思考教師提出的問(wèn)題并回答
觀看投影，回憶知識(shí)
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