高中化学：21《共价键模型》教案

1、第一节 共价键模型一、教学目标：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；4. 熟悉键能、键长、键角等键参数的概念；能用键参数 子的某些性质 键能、键长、键角说明简洁分5. 知道等电子原理,结合实例说明“ 等电子原理的应用”二、教学重点：懂得 键和 键的特点和性质 键参数的概念 三、教学难点： 键和 键的特点 键参数的概念和等电子原理 四、教学方法 启示,讲解,观看,练习 五、老师具备 课件 六、教学过程 第一课时【复习提问】什么是化学键？物质的全部原子间都存在化学键吗？【生】 1.分子中

2、相邻原子间剧烈的相互作用,叫做化学键；2.不是,像稀有气体之间没有化学键；同学活动 请同学们摸索,填写下表：离子化合物和共价化合物的区分比较项目离子化合物共价化合物化学键离子键或离子键与共价键共价键概念含有离子键的化合物叫离子化合物以共用电子对形成的化合物叫共价化合物达到稳固结通 过电子得失达到稳固结构通过形成共用电子对达到稳固结构构的途径构成微粒阴、阳离子原子构成元素活泼金属与活泼非金属不同种非金属表示 方法电子式： 以 NaCl 为例 以 HCl 为例：离子化合物的结构：结构式： HC1 NaCl 的形成过程：电子式：HCl 的形成过程：【过渡】 举例说明： 共价化合物和离子化合物,价键结

3、合的？我们学过哪些物质分子是原子之间是通过共【提出问题】回忆 H、Cl 原子的原子轨道, 摸索它们在形成分子时是通过什么方式结合的；1.两个 H 在形成 H2时,电子云如何重叠？2.在 HCl、 Cl 2中电子云如何重叠？（三种分子都是通过共价键结合的）【同学活动】制作模型：以小组合作学习的形式,利用泡沫塑料、彩泥、牙签等材料制作 s轨道和 p 轨道的模型；依据制作的模型,以H2、HCl 、Cl 2 为例,争论它们在形成分子时原子轨道的重叠方式,即 键和 键的形成过程；通过同学的动手制作,感悟H 2、HCl 、Cl 2的成键特点,然后老师利用模型和图像进行分析；【老师分析】 利用动画描述 键和

4、 键的形成过程, 体会 键可以旋转而 键不能旋转；1. 键图像分析： H2 分子里的 “ ss 键”氢原子形成氢分子的电子云描述 HCl 分子的 sp 键的形成C1 一 C1 的 pp 键的形成键型 键 键项目未 成 对 电 子 的 电 子 云 互 相 靠 拢电 子 云 互 相 重 叠形 成 的 共 价 单 键 的 电 子 云 图像理论分析： 1. 键 是两 原 子在成键时,电 子云采 取 “头碰 头 ” 的 方式重 叠 形成的共价键 , 这 种 重 叠 方 式 符 合 能 量 最 低 , 最 稳 定 ； 键 是 轴 对 称 的 , 可 以 围 绕 成 键 的 两原子核的连线旋转；（ 1）H

5、2 分子里的 键是由两个s 电子重叠形成,称为“ ss 键 ” ；（ 2）HCl 分子里的共价键是由氢原于供应的未成对电子,1s 的原子轨道和氯原子供应的未成对电子 3p 的原子轨道重叠形成的,称为“ sp 键 ” ；（ 3） C1 2 分子中的共价键是由两个氯原子各供应 1 个未成对电子 3p 的原予轨道重叠形成的,称为 “ pp 键 ” ；2. 键： p 电子和 p 电子除能形成 键外,仍能形成 键；C1 一 C1 的 pp 键的形成 讲解 键是 电子云 采 取 “ 肩并 肩 ” 的 方式重 叠 ,成键 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, 互为 镜

6、像 ,不 可以 环绕 成键 的 两原 子 核的 连线 旋转；在分子结构 中,共 价单键 是 键；而 双键 中有一个是 键,另一个是 键；共价三键是由一个 键 和两个 键组 成的；【归纳总结】引导同学观看和争论,归纳总结出以下几点：一、共价键1共价键的形成及其本质定义：原子间通过共用电子对形成的化学键本质：高概率地显现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用；争论沟通 列表比较 键和 键成键方向 沿轴方向 “头碰头 ”平行或 “肩并肩 ”电子云外形 轴对称 镜像对称坚固程度 键强度大,不易断裂 x 键强度较小,简洁断裂成键判定 共价单键全是 键,共价双键中一个是 键,另一个是 键；规律

7、共价叁键中一个 键,另两个为 键【 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 2 1、图 2 2、图 2 3, 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 1 个 键 和 两 个 键【科学探究】 2.钠和氯通过得失电子同样形成电子对,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？你能从电子的电负性的差别来懂得吗？争论后填写下表：原子Na Cl H Cl C O 电负性0.9 3.0 2.1 3.0 2.5 3.5 电负性之差2.

8、1 0.9 1.0 （肯定值）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；【归纳】形成条件：电负性相同或差值小的非金属元素原子易形成共价键电子配对理论： 假如两个原子之间共用两个电子,成化学键 2共价键的类型一般情形下, 这两个电子必需配对才能形【 科 学 探 究 】 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 . 【 学 生 回 答 】【摸索】为什么两个氢原子合成氢分子,两个氯原子合成氯分子,而不是 3 个、 4 个呢？为什么 1 个氢原子和一

9、个氯原子结合成氯化氢分子,而不是以其他的个数比相结合呢？共价 键有哪些特点 . 【同学争论】【归纳】 由氢原子和氯原子的电子式可知两个原子都有一个未成对的电子,从分子的形成过程来看,只有未成对的电子才能形成共用电子对,因此H2、 HCl 、Cl 2 只能由两个原子各提供一个未成对电子形成一个共用电子对,因此 H2、HCl 、Cl 2 只能由两个原子形成；而不是 3 个、 4 个；这说明在原子间在形成共价键时有肯定的特点；3共价键的特点： （讲解）1 饱和性：在共价键的形成过程中,一个原于中的一个未成对电子与另一个原子中的 一个未成对电子配成键后,一般来说就不能再与其他原于的未成对电子配成键,即

10、每 个原子所能形成共价键的数目或以单键连接的原于数目是肯定的,饱和性打算了原子 形成分子时相互结合的数量关系；2 方向性：形成共价键时,原子轨道重叠愈多,电子在核间显现的概率愈大,所形成 的共价键就愈坚固,因此共价键将尽可能地沿着电子概率显现最大的方向形成,这就 是共价键的方向性；【板书设计】一、共价键1共价键的形成及其本质 2共价键的类型 3共价键的特点：1 饱和性：2 方向性其次课时 三、教学过程【引入】方向性打算了分子的空间构型,我们通过下面学问的学习,更好的懂得共价 键的方向性；下面我们主要争论共价键的参数；【同学活动】引 导 学 生 利 用 表 格 与 数 据 学 习 键 能 与 键

11、 长 , 理 解 它 们 的 含 义 ；阅读与思 考：认 真阅读 教科书中 的表 2 1, 2 2 明白一些 共价键 的 键能、键 长 ,并摸索下 列问题 ：【提出问题】1 键能是 共价键 强度的 一种标度,键能 的大小 与键的强度有什么关系 . 2 键 能 与 化 学 反 应 的 能 量 变 化 有 什 么 联 系 .怎 样 利 用 键 能 的 数 据 计 算 反 应 的 热 效应 . 【归纳总结】： 在上述学习活动的基础 上,归 纳态原子 形成1mol 共 价键释1.键能的 概念及 其与 分 子性质的关系,即键能是气态基放的最低能量； 键能通 常取正值键能越 大,化 学键越稳定；2.分 子

12、 内 的 核 间 距 称 为 键 长 , 它 是 衡 量 共 价 键 稳 定 性 的 另 一 个 参 数 , 键 长 越 短 ,往往键能 越大, 共价键 越稳固；学问应用：【同学活动】完成“ 摸索 与沟通 ” 中的第 1、 2、 3 题；1 试 利 用 表 2 1 局 数 据 进 行 计 算 , l mol H 2 分 别 跟 1 molC1 2、 1molBr 2 蒸 气 反 应 , 分 别 形 成 2mo1HCl 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

13、个 更 容 易 发 生 热 分 解 生 成 相应 的 单 质 . 2 N 2、 02、 F2与 H 2 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 . 【同学活动】摸索,然后老师点评1. 经 过 计 算 可 知 ：1molH 2与 1 molCl 2反 应 生 成 2molHCl 放 热 184.9kJ ,而 1molH 2 与 1molBr 2：反 应 生 成 2molHBr 放 热 102 3kJ ；显 然 生

14、 成 氯 化 氢 放 热 多 ,或 者 说溴 化 氢 分 子 更 容 易 发 生 热 分 解 ；2从 表 2 1 的 数 据 可 知 , N H 键 、 O H 键 与 H F 键 的 键 能 依 次 増 大 ；意 味 着 形 成 这 些 键 时 放 出 的 能 量 依 次 增 大 , 化 学 键 越 来 越 稳 定 ； 所 以 N 2、 0 2、 F2 与 H 2的 反 应 能 力 依 次 增 强 ；3 简 言 之 , 分 子 的 键 长 越 短 , 键 能 越 大 , 该 分 子 越 稳 定 ；【 思 维 拓 展 】 N 2 与 H2 在 常 温 下 很 难 发 生 化 学 反 应 , 必

15、 须 在 高 温 下 才 能 发 生 化 学 反 应 , 而 F2 与 H 2 在 冷 暗 处 就 能 发 生 化 学 反 应 , 为 什 么 . 争论与启示：同学就上述问题绽开争论,熟悉到化学反应是一个旧键断裂、新键生成的过程, N 2 与 H 2 在常温下 很难发生 化学反 应,而 F 2 与 H 2 在冷 暗处就 能 反应 ,说 明断 开 N 三 N 键比断开 F F 键困 难；【过渡】【提出问题】： 怎样知道多原子分子的 外形 . 讨 论 与 启 示 ： 要 想 知 道分 子 在 空 间 的 形 状 , 就必 须 知 道 多 原 子 分 子 中两 个 共 价 键之间的夹角,即 键角；、

16、牙签 等材料 制作CO 2、 H 20 和 CH 4 的分子模型,【 学 生 活 动 】 制作模型学习键角制作模型：利用 泡沫塑 料、彩泥体会键角在打算 分子空 间外形中的作用 ；【 归 纳 总 结 】： 键 角 :多 原 子 分 子 中 , 两 个 化 学 键 之 间 的 夹 角 , 键 角 是 描 述 分 子 空间立体结 构的重 要参数 ；例如,在 C0 2 中, OCO 为 180 ,所以 C0 2 为直线形 分子；而在 H 20 中 , HOH 为 105 ,故 H 20 为角 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

17、 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 ；【归纳整 理】二、键参数 键能、键长与键角1键能1 概念：在 101.3kPa , 298K 的条件下,断开 1molAB （ g）分子中的化学键,使其分别生成气态 A 原子和气态 B 原子所吸取的能量,叫 A-B 键的键能,2 表示方式为 E A-B ,单位是 kJ/mol 3 意义：表示共价键强弱的强度,键能越大,键越坚固2键长：1 概念：两个成键原子之间的原子核间间隔叫键长；2 意义：键长越短,化学键越强,键越坚固；3键角：概念：多原子分子中,两个化学键之间的夹角叫键角；2 写出以下

18、分子的键角：CO 2：H20：NH 3：3 键角、键长、键的极性打算着分子的空间构型；【同学活动】引 导 学 生 利 用 表 格 2 3 的 数 据 学 习 等电子原理,理 解 它 的 含 义 ；阅读与思 考：认 真阅读 教科书中 的表 2 3,【总结】三、等电子原理等电子原理是指原子总数相同,价电子总数相同的分子具有相像的化学键特点,它们的很多性质相近；【 例 题 精 析 】例 1. 化 学 反 应 可 视 为 旧 键 断 裂 和 新 键 形 成 的 过 程 ； 化 学 键 的 键 能 是 形 成 或 拆开lmol 化学键时释放 或吸取 的能量； 已知白磷和 P4O6 的分子结构如下列图,现

19、供应以下化学键的键能 kJ/mol：PP：198 P O：360 O O：498,就反应 P4 白磷 +30 2P4O6 的反应热H 为 白 磷 P4O6A 一 1638 kJ/mol B +1638 kJ/mol C 一 126k kJ/mol D +126 kJ/mol 解析 由反应方程式知,该反应的能量变化包括 1mol P4和 3 mol02 断键吸取的能量和 1mol P 4O6 成键放出的能量；由各物质的分子结构知 1mol P 4 含 6moIP P 键,3 mol0 2含 3 mol0 O 键,1mol P4O6含 12mol P O 键,故H 198 kJ/mol 6+49 8 kJ/mol 3一 360 kJ/mol 12一 1638 kJ/mol 答案 A 点评 此题通过几组数据进行运算,使我们从定量的角度加深了对化学反应的实质及能量变化的本质熟悉,并能更加深刻地体会分子结构与其性质的关系；例 2. 1919 年,1angmuir 提出等电子原理：原子数相同、最外层电子总数相同的分子,互称为等电子体；等电子体的结构相像、物理性质相近；1 根 据 上 述 原 理 , 仅 由 第 二 周 期 元 素 组 成 的 共 价 分 子 中 , 互 为 等 电 子