左先群 公开课 第二章 分子结构与性质 1 共价键.doc

第二章 第一节 共价键课程三维目标知识与技能：1、通过模型、动画和数据分析，理解共价键的本质和特征，理解键能、键长、键角对分子结构和性质的影响2、掌握用电子工表示共价键的形成过程，培养学生的求实创新精神和抽象思维能力3、通过比较、分析，从化学键的角度理解化学反应的本质，使学生掌握从宏观到微观的认识事物的方法4、掌握等电子体原理，培养学生透过现象看本质的认识事物的方法过程与方法 1、模型、动画和数据分析、比较、阅读等，并可自制模型，增强理解分析能力，情感与价值观 1、培养学生的求实创新精神和抽象思维能力2、培养学生透过现象看本质的认识事物的方法课前探究：共价键、键、键、键能、键长、键角、等电子体的基本概念课前预习1、化学键：概念、存在范围、类型、与反应本质的关系、用电负性判断类型2、电子式：概念、各种微粒电子式的书写、表示化合物的形成过程3、共价键：定义、成键微粒、成键实质、非极性键和极性键、形成共价键的条件、本质、存在范围 4、共价化合物：定义、类型、极性分子与非极性分子、表示形式（分子晶体化学式或分子式、 原子晶体化学式） 课内探究过渡 引导学生用电子式表示H2、HCl、Cl2的形成过程，同时完成新知导学的填空。设疑 电子是在原子轨道上的，如果我们用原子轨道的电子云图形来表示H2、HCl、Cl2的形成过程是否可行？学生活动、分组讨论 H2相互靠拢 电子云“头碰头”重叠 形成H2分子的共价键 (1)两个成键原子均提供s原子轨道形成的共价键 ss？键 此时共用电子对出现机率最大的地方在 。（两原子核间）指导阅读 说明：H2分子的形成过程：两个氢原子的1s电子的自旋方向相反，当它们相互靠近时,两个原子核间的电子云密度变浓，两个原子组成的体系总能量变低，低于两个氢原子能量之和.当两个氢原子核间距离达到某一距离r0时，体系的总能量达最低，表示在两个氢原子间生成了稳定的共价键,形成了H2分子。核间距离由小到大能量 当核间距离进一步缩短时，由于两上带正电荷的氢原子核之间的强烈排斥，又使系统的能量升高。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荷的桥梁，把带正电荷的两个原子核“黏结”在一起了。若两个成键原子的自旋方向相同，当它们相互接近时，原子间总是排斥作用占主导地位，所以两个带有自旋方向相同的电子的氢原子不可能形成氢分子。演绎思考 要求同学们参照这种模式表示出HCl、Cl2的原子轨道电子云表示形成过程HCl中的HCl键 H的s轨道 Cl的p轨道 “头碰头”重叠 HCl的键（2）两个成键原子分别提供s轨道和p轨道形成的共价键 s-p？键：Cl2分子中的ClCl键Cl的p轨道 Cl的p轨道 “头碰头”重叠 ClCl的键(3)两个成键原子均提供p原子轨道形成的共价键 pp？键：分析、总结 这三种分子形成过程的特点：学生活动 (1)成键所用的原子轨道不同：ss、sp、pp(2)电子云的重叠方式：相同，均为“头碰头”重叠(3)形成的共用电子对均只有1对过渡探究 其实我们学过的物质，如CH2=CH2、N2、HC CH等，有碳碳双键、氮氮三键、碳碳三键，这些物质原子之间的成键轨道又如何，是否也完全象刚才那样是“头碰头”重叠？1s 2s 2pN以N2为例： 思考当X方向的电子云以“头碰头”的形式重叠之后，Y与Z方向原子轨道的电子云能够以什么方式去重叠？学生活动、分组讨论 可以用“肩并肩”的形式重叠。 P轨道 P轨道 “肩并肩”重叠 键在两原子核连线的两侧(4)两个成键原子均提供p原子轨道形成的共价键 pp？键总结即原子轨道的重叠方式可以不同，分为“头碰头”和“肩并肩”两种形式。根据这两种不同的重叠方式，我们将由他们形式的共价键分别命名为“头碰头”方式键 “肩并肩”方式 键一、共价键的类型（学生、老师共同完成）（一）、键1、形成共价键的未成对电子的原子轨道采用“头碰头”的方式重叠，这种共价键叫键 此键在两个原子核的连线上2、键的类型：根据成键电子原子轨道的不同，键可分为s-s键、s-p键、p-p键 (1) s-s键：两个成键原子均提供s原子轨道形成的共价键，如H2分子中的键 相互靠拢 电子云“头碰头”重叠 形成H2分子的共价键 （2）s-p键：两个成键原子分别提供s轨道和p轨道形成的共价键，如HCl中的HCl键 H的s轨道 Cl的p轨道 “头碰头”重叠 HCl的键(3)pp键：两个成键原子均提供p原子轨道形成的共价键，如Cl2分子中的ClCl键Cl的p轨道 Cl的p轨道 “头碰头”重叠 ClCl的键3、键的特征：(1)以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键的电子云图形不变(即键沿着两个原子核的连线伸展)(2)形成键的原子轨道重叠程度较大，故键有较强的稳定性(通常两原子之间首先形成键)4、键的存在：共价单键肯定是键；共价双键(或三键)中有键(通常只有一个是键)（二）、键1、键：形成共价键的未成对电子的原子轨道，采取“肩并肩”的方式重叠，这种共价键叫键2、pp键的形成 P轨道 P轨道 “肩并肩”重叠 键在两原子核连线的两侧3、键的特征(1)每个键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核连线构成的平面的两侧。(如果以它们之间包含原子核平面为镜面，它们互为镜象，这种特征称为镜像对称)(2)形成键时，电子云重叠程度比键小，键没有键牢固4、键的存在：键通常存在于共价双键和共价三键中（三）、键和键的存在规律：(1)共价单键为键；(2)共价双键中有一个是键，有一个是键(3)共价三键中有一个是键，另两个是键NN 形成的是pp键 N原子成键电子为p电子，当Px“头碰头”之后，另两个方向只能是“肩并肩”（四）、了解这个概念价键轨道：由原子轨道相互重叠形成的键和键总称为价键轨道。价键轨道是分子结构中的价键理论中最基本的组成部分。如：C2H6 只有7个键；C2H4 5个键，1个键（五）、键和键的比较（学生填写）键键重叠方式头碰头肩并肩重叠程度大小对称情况沿键轴方向，圆柱形对称通过含键轴的一个平面，在两侧镜像对称键能大小参与成键轨道ss sp pppp化学活泼性不活泼活泼（易反应）实例H2、HCl 、Cl2CH2=CH2二、共价键的特征：共价键具有饱和性和方向性讲述 实验事实：H、Cl都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2，而不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。N原子p能级上有三个未成对电子，故N可形成三个共价键，如NH3引导结论1、共价键的饱和性（1）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，形成几个共价键，这就是共价键的“饱和性”（2）共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成 过渡 共价键形成时，两个参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有一定的形状，所以要取得最大重叠，共价键必然有方向性。2、共价键具有方向性同种分子中(如HX)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：HFHClHBrHI3、共价键的方向性决定了分子的空间构型三、共价键强弱的判断1、由原子半径和共用电子对数判断：成键原子的原子半径越小，共用电子对数越多，则共价键越牢固，含有