人教版选修3 第二章 第一节 共价键 教案.doc

第二章 第一节共价键 一、设计思想 本章比较系统的介绍了分子的结构和性质，内容比较丰富。首先，在第一章有关电子云和原子轨道的基础上，介绍了共价键的主要类型键和键，以及键参数键能、键长、键角；接着，在共价键概念的基础上，介绍了分子的立体结构，并根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论对简单共价分子结构的多样性和复杂性进行了解释。最后介绍了极性分子和非极性分子、分子间作用力、氢键等概念，以及它们对物质性质的影响，并从分子结构的角度说明了“相似相溶”规则、无机含氧酸分子的酸性等。 二、教材分析 化学2已介绍了共价键的概念，并用电子式的方式描述了原子间形成共价键的过程。本章第一节“共价键”是在化学2已有知识的基础上，运用的第一章学过的电子云和原子轨道的概念进一步认识和理解共价键，通过电子云图象的方式很形象、生动的引出了共价键的主要类型键和键，以及它们的差别，并用一个“科学探究”让学生自主的进一步认识键和键。 在第二节“分子的立体结构”中，首先按分子中所含的原子数直间给出了三原子、四原子和五原子分子的立体结构，并配有立体结构模型图。为什么这些分子具有如此的立体结构呢？教科书在本节安排了“价层电子对互斥模型”和“杂化轨道理论”来判断简单分子和离子的立体结构。在介绍这两个理论时要求比较低，文字叙述比较简洁并配有图示。还设计了“思考与交流”、“科学探究”等内容让学生自主去理解和运用这两个理论。在第三节分子的性质中，介绍了六个问题，即分子的极性、分子间作用力及其对物质性质的影响、氢键及其对物质性质的影响、溶解性、手性和无机含氧酸分子的酸性。除分子的手性外，对其它五个问题进行的阐述都运用了前面的已有知识，如根据共价键的概念介绍了键的极性和分子的极性；根据化学键、分子的极性等概念介绍了范德华力的特点及其对物质性质的影响；根据电负性的概念介绍了氢键的特点及其对物质性质的影响；根据极性分子与非非极性分子的概念介绍了“相似相溶”规则；根据分子中电子的偏移解释了无机含氧酸分子的酸性强弱等；对于手性教科书通过图示简单介绍了手性分子的概念以及手性分子在生命科学和生产手性药物方面的应用三、教学方法 复习法、延伸归纳法、讨论法、引导分析法四、学情分析 第二章 第一节共价键课 时第一课时教学目的知识与技能1.复习化学键的概念，能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程。2.知道共价键的主要类型键和键。3.说出键和键的明显差别和一般规律。过程与方法学习抽象概念的方法：可以运用类比、归纳、判断、推理的方法，注意各概念的区别与联系，熟悉掌握各知识点的共性和差异性。情感态度价值观使学生感受到：在分子水平上进一步形成有关物质结构的基本观念，能从物质结构决定性质的视角解释分子的某些性质，并预测物质的有关性质，体验科学的魅力，进一步形成科学的价值观。重 点键和键的特征和性质难 点键和键的特征教学过程教学步骤、内容师生活动复习1、必修中学过共价键概念。 2、原子轨道、电子云概念。过渡通过已学过的知识，我们知道元素原子形成共价键时，共用电子对，因为电子在核外一定空间运动，所以电子云要发生重叠，它们又是通过怎样方式重叠，形成共价键的呢？板书 第二章 分子结构与性质第一节 共价键随堂练习共价键是常见化学键之一，它的本质是在原子之间形成共用电子对你能用电子式表示h2、hcl、c12分子的形成过程吗?投影hcl的形成过程：讲按共价键的共用电子对理论，不可能有h3。、h2cl和cl3分子，这表明共价键具有饱和性。我们学过电子云和原子轨道。如何用电子云和原子轨道的概念来进一步理解共价键呢用电子云描述氢原子形成氢分子的过程如图2l所示探究两个成键原子为什么能通过共用电子对相结合呢？板书一、共价键投影板书1、共价键的形成条件：(1) 两原子电负性相同或相近(2) 一般成键原子有未成对电子(3) 成键原子的原子轨道在空间上发生重叠2.共价键的本质：成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系能量降低讲两个1s1相互靠拢电子云相互重叠形成h2分子的共价键h-h。电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，电子带负电，因而可以形象地说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了。投影氢原子形成氢分子的电子云描述(ss)板书3、共价键的类型（1）键：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。如h-h键。设问h2分子里的键是由两个s电子重叠形成的，可称为“ss键”。s电子和p电子，p电子和p电子重叠是否也能形成键呢?讲我们看一看hcl和c12中的共价键， hcl分子中的共价键是由氢原子提供的未成对电子ls的原子轨道和氯原子提供的未成对电子3p的原子轨道重叠形成的，而c12分子中的共价键是由2个氯原子各提供土个未成对电子3p的原子轨道重叠形成的。投影 图22 hc1的sp键和c1一c1的pp键的形成讲未成对电子的电子云相互靠拢电子云相互重叠形成共价键单键的电子云图象。板书类型：ss、sp、pp等。讲形成键的原子轨道重叠程序较大，故键有较强的稳定性。共价单键为键，共价双键和叁键中存在键(通常含一个键)投影p电子和p电子除能形成键外，还能形成键(如图2-3)板书（2）键：由两个原子的p电子“肩并肩”重叠形成。讲对比两个p电子形成的键和键可以发现，键是由两个原子的p电子“头碰头”重叠形成的；而键是由两个原子的p电子“肩并肩”重叠形成的键的电子云形状与键的电子云形状有明显差别：每个键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜像对称。键与键不同，键的强度较大，键不如键牢固，比较容易断裂。因而含有键的化合物与只有键的化合物的化学性质不同，如我们熟悉的乙烷和乙烯的性质不同。板书 特点：肩并肩、两块组成、镜像对称、容易断裂。讲 键通常存在于双键或叁键中讲以上由原子轨道相互重叠形成的键和键总称价键轨道，是分子结构的价键理论中最基本的组成部分。板书（3）价键轨道：由原子轨道相互重叠形成的键和键 （4）判断共价键类型规律：共价单键是键；而共价双键中有一个键，另一个是键；共价三键由一个键和两个键组成科学探究1、已知氮分子的共价键是三键(n三n)，你能模仿图21、图22、图23，通过画图来描述吗?(提示：氮原子各自用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成一个键和两个键)2、钠和氯通过得失电子同样是形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢?你能从原子的电负性差别来理解吗?讨论后请填表。3、乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个键和几个键组成？交流汇报 1. 2.原子na clh clc o电负性0.9 3.02.1 3.02.5 3.5电负性之差（绝对值）2.10.91.0结论：当原子的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是离子键；而共价键是电负性相差不大的原子之间形成的化学键。3.乙烷：7个键 乙烯 ：5个键一个键 乙炔：3个键两个键小结电子配对理论：如果两个原子之间共用两个电子，一般情况下，这两个电子必须配对才能形成化学键投影过下面，让我们总结一下，共价键都具有哪些特征板书4.共价键的特征讲按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向相反的电子配对成键，这就是共价键的饱和性。h原子、cl原子都只有一个未成对电子，因而只能形成h2、hcl、cl2分子，不能形成h3、h2cl、cl3等分子。板书 (1)饱和性讲共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成 讲共价键形成时，两个叁数与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现概率越多，形成的共价键越牢固。电子所在的原子轨道都是有一定的形状，所以要取得最大重叠，共价键必然有方向性。板书(2)方向性讲同种分子(如hx)中成键原子电子云(原子轨道)重叠程度越大，形成的共价键越牢固，分子结构越稳定。如hx的稳定性：hfhclhbrhi。小结键型项目键键成键方向沿轴方向“头碰头”平行或“肩并肩”电子云形状轴对称镜像对称牢固程度键强度大，不易断裂x键强度较小，容易断裂成键判断规律共价单键全是键，共价双键中一个是键，另一个是键；共价叁键中一个键，另两个为键随堂练习1.关于乙醇分子的说法正确的是 ( ) a.分子中共含有8个极性键 b.分子中不含非极性键 c.分子中只含键 d.分子中含有1个键(解析)乙醇的结构简式为：ch3ch2oh。共有有8个共价键，其中ch、co、oh键为极性键，共7个，cc键为非极性键，由于全为单键，故无键。 (答案) c(点评) 通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目，判断成键方式时，需掌握规律：共价单键全是键，共价双键中一个是键，另一个是键；共价叁键中一个键，另两个为键。知识结构与板书设计第一节 原子结构一第二章 分子结构与性质 第一节 共价键一、共价键1.共价键的形成条件：(1) 两原子电负性相同或相近(2) 一般成键原子有未成对电子(3) 成键原子的原子轨道在空间上发生重叠2.共价键的本质：成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系能量降低3.共价键的类型（1）键：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。如h-h键。类型：ss、sp、pp等特点：肩并肩、两块组成、镜像对称、容易断裂。（2）键：由两个原子的p电子“肩并肩”重叠形成。（3）价键轨道：由原子轨道相互重叠形成的键和键 （4）判断共价键类型规律：共价单键是键；而共价双键中有一个键，另一个是键；共价三键由一个键和两个键组成4.共价键的特征(1)饱和性 (2)方向性课后反思第一节共价键课 时第二课时教学目的知识与技能1.认识键能、键长、键角等键参数的概念2.能用键参数键能、键长、键角说明简单分子的某些性质3.知道等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用过程与方法复习和沿伸、动画构造原理认识核外电子排布，亲自动手书写，体会原理情感态度价值观充分认识原子构造原理，培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。重 点用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。难 点等电子原理。教学过程教学步骤、内容师生活动创设问题情境与在常温下很难反应，必须在高温下才能发生反应，而与在冷暗处就能发生化学反应，为什么？复习键、键的形成条件及特点。过渡今节课我们继续研究共价键的三个参数。板书二、键参数键能、键长与键角问电离能概念。讲在第一章讨论过原子的电离能，我们知道，原子失去电子要吸收能量。反过来，原子吸引电子，要放出能量。因此，原子形成共价键相互结合，放出能量，由此形成了键能的概念。键能是气态基态原子形成l mol化学键释放的最低能量。例如，形成l mol hh键释放的最低能量为4360 kj，形成1 moln三n键释放的最低能量为946 kj，这些能量就是相应化学键的键能，通常取正值。板书1、键能：气态基态原子形成l mol化学键释放的最低能量。通常取正值。讲单位kj/mol，大家要注意的是，应为气态原子，以确保释放能量最低。投影表2-1某些共价键键能思考与交流键能大小与化学键稳定性的关系？讲键能越大，即形成化学键时放出的能量越多，意味着这个化学键越稳定，越不容易被打断。结构相似的分子中，化学键键能越大，分子越稳定。板书 键能越大，化学键越稳定。讲键长是衡量共价键稳定性的另一个参数，是形成共价键的两个原子之间的核间距。板书2.键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。投影表2-2 某些共价键的键长讲1pm=1012m。因成键时原子轨道发生重叠，键长小于成键原子的原子半径各。是衡量共价键稳定性的另一个叁数。投影资料卡片-共价半径：相同原子的共价键键长的一半称为共价半径。思考与交流键长与键能的关系？板书键长越短，键能越大，共价键越稳定。过渡分子的形状有共价键之间的夹角决定，下面我们学习键角。板书3、键角：在原子数超过2的分子中，两个共价键间的夹角称为键角。讲在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角称为键角。例如，三原子分子co-的结构式为oco，它的键角为180，是一种直线形分子；又如，三原子分子h20的hoh键角为105，是一种角形(v形)分子。多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。键角是描述分子立体结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关。板书 键角决定了分子的空间构型讲多原子分子中共价键形成的键角，表明共价键具有方向性。投影小结分子空间构型键角实 例正四面体10928ch4、ccl4、(nh4+)60白磷：p4平面型120苯、乙烯、so3、bf3等三角锥型10718nh3折线型10430h2o直线型180co2、cs2、chch思考与交流1、试利用表2l的数据进行计算，1 mo1 h2分别跟l molcl2、lmolbr2(蒸气)反应，分别形成2 mo1hcl分子和2molhbr分子，哪一个反应释放的能量更多?如何用计算的结果说明氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质？2n2、02、f2跟h2的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实?3通过上述例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响？汇报1.形成2 mo1hcl释放能量：2431.8 kj (436.0kj+242.7kj)= 184.9 kj形成2 mo1hbr释放能量：2366kj (436.0kj+193.7kj)= 102.97kjhcl释放能量比hbr释放能量多,因而生成的hcl更稳定,即hbr更容易发生热分解生成相应的单质.2、键能大小是：f-ho-hn-h3、键长越长，键能越小，键越易断裂，化学性质越活泼。投影表23：co分子和n2分子的某些性质讲表23数据表明，co分子和n2分子在许多性质上十分相似，这些相似性，可以归结为它们具有相等的价电子总数，导致它们具有相似的化学结构，由此形成了等电子原理的概念一一原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。板书三、等电子原理等电子原理：原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。讲等电子体的价电子总数相同，而组成原子核外电子总数不一定相同。思考我们学过的等电子物质还有哪些？试举例。投影小结常见的等电子体类型实例空间构型二原子10电子的等电子体n2、co、no+、c22-、cn-直线型 三原子16电子的等电子体co2、cs2、n2o、nco-、no2+、n3-、ncs-、becl2 直线型三原子18电子的等电子体no2-、o3、so2 v型四原子24电子的等电子体no3、co32-、bo33-、cs33-、bf3、so3 平面三角形五原子32电子的等电子体sif4、ccl4、bf4-、so42-、po43-四个键，正四面体形七原子48电子的等电子体sf6、pf6-、sif62-、alf63-六个键，正八面体讲等电子体的应用：判断一些简单分子或离子的立体构型 ；利用等电子体在性质上的相似性制造新材料；利用等电子原理针对某物质找等电子体。自学科学视野：用质谱仪测定分子结构现代化学常利用质谱仪测定分子的结构。它的基本原理是在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子。由于生成的分子离子、碎片离子具有不同的相对质量，它们在高压电场加速后，通过狭