共价键（教学设计）-（人教版选修第二册）

第二章《分子结构与性质》教学设计

第一节共价键

第一课时共价键

课题：2.1.1共价键课时1授课年级高二

1、认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键，了解共价键具有饱和性和方向性

课标

2、知道根据原子轨道的重叠方式，共价键可分为。键和冗键等类型

要求

3、知道共价键可分为极性和非极性共价键

本节内容是高中化学人教版（2019版）选择性必修二第二章第一节《共价键》内容，该内容是高中选修

课程中，研究分子结构的起始课。因此，学习本节内容对以后学习分子结构、晶体结构等具有指导性作用；

同时本节课也是承接必修教材中关于分子结构的知识的延续，所以本节课在整个高中化学结构化学方面起到

了很好的承上启下的作用。

第一节《共价键》包括共价键与键能、键长、键角，共两大方面的内容，内容较少，比较容易理解，教

参将本节内容分成2课时，逐一进行探究。

本节课时是《共价键》第一节的开始课，在必修课程的基础上，教材运用第一章学过的原子轨道的概念，

从原子轨道重叠的视角来进一步认识共价键的本质和特征，通过图片的方式描述了原子轨道重叠并形成共价

键的过程。原子轨道重叠形成共价键后，电子云形状发生了变化，不同的重叠方式，形成共价键的电子云形

状也不一样，有轴对称的、有镜面对称的，很形象地引出了共价键的主要类型一o键和兀键。在。键和兀键

教材

的形成过程示意图中，使用的是电子云轮廓图来示意原子轨道重叠，但在表达时，应该描述为原子轨道重叠，

分析

而不是电子云重叠。在介绍G键和兀健两种不同类型共价键的强度时，教材是这样描述的：“兀键与。键的强

度不同“，不再描述为"键的强度比冗健的强最后，教材设置了一个探究，让学生自主地进一步认识。键

和冗键，并且要求学生探究共价双键和三键中的兀键是如何形成的。此时，教材还没有介绍杂化轨道理论，

学生难以理解双键和三键中的兀键是如何通过p轨道和p轨道“肩并肩”重叠形成的。组织探究教学时,可以

要求学生先查阅资料，了解相关的知识。

本节课教材从图表，表格出发，整节课教材中给出一张表格，四张图片，分别从不同角度帮助学生了解

G键和兀键的形成过程和成键特点以及共价键的形成原因。对表格的数据分析，能够提升学生的数据处理能

力；图片的引用，直观形象，能够激发学生对微观抽象物质的学习兴趣，更好理解。键和71键的形成过程，

涪养初步的科学探究能力。

教学1.从原子轨道重叠的视角认识共价键的本质，知道共价锭具有饱和性和方向性，能用模型、图像和符号

目标等正确表征H2、02、HQ等简单分子中原子轨道的重叠方式。

2.知道。键和兀键的区别和特征，能说明C2H6、C2H4和C2H2等分子的成键类型。

教学

重点：从原子轨道重叠的视角认识共价键的木质

重、难

难点：从原子轨道重叠方式的不同理解Q键和花键的区别和特征

点

宏观辨识与微观探析：通过宏观上对分子结构的理解和感知，探究微观中共价键的饱和性和方向性，从

而更好的理解共价键特征的内涵和应用。

核心证据推理与模型认知：通过对数据进行分析整理，找出电负性与共价键形成条件的关系。通过分析图表，

素养

理解。键和冗键的形成过程，从而建立共价键形成的关系模型，逐步构建模型思维。

科学探究与创新意识：通过对共价键原子轨道理论的探究，了解共价键在原子轨道层面形成的过程，培

养初步的科学探究能力。

在必修阶段，学生对化学键、共价键、离子键的知识有了一定的了解，知道他们的定义、成键微粒、成

键本质、成键条件、成键原因及存在范围。对于共价键，必修教材从元素种类的角度，更加深入的研究了它

的分类方法。能够用电子式表示离子化合物和共价单质及共价化合物。能够用结构式表示共价单质和共价化

合物。应该说，在必修阶段，学生对于共价键比较熟悉。

学情

因此在选修阶段的教学中可以充分利用学生对化学键已有的知识经验，对照化学键、共价键的相关知识，

分析

在复习和强化的基础上，引入。键和兀键的教学。在教学中指导学生认真阅读教材中的相关内容，特别是对

书中给予的成键图片进行认真阅读和体会，找山两种不同共价键之间的联系和区别。同时，目绕教材中的【探

究】展开充分的讨论，结合教师的讲解和学生预习所查找的资料内容，理解有机物中。键和兀键的形成方式，

同时结合电负性的具体数据，体会在定量的角度认识共价键的形成条件。

教学过程

教学

教学活动设计意图

环节

【情景创设】播放共价键和离子键形成过程的视频

环多回顾共价键

节媒【导入】通过上面的视频，我们简单回顾了共价键和离子键的形成过程，今天我们从选修教材和离子键的

体中原子轨道的角度，再探共价键的形成过程。形成过程，

、展【复习提问】1、化学键的定义？激发学生的

情示2、化学键的分类？探究欲望。

3、化学反应的本质？

景9

导创4、共价键的定义？

入设5、共价键的分类及如何划分的？

情【学生1】指相邻的原子之间强烈的相互作用复习提问，

境【学生2】共价键、离子键、金属键通过对旧知

【学生3】旧化学键的断裂和新化学键形成的过程的复习，增

【学生4】原子间通过共用电子对所形成的相互作用强对新知的

【学生】

5理解。

1、非极性键：由同种原子形成共价键，两个原子吸引电子的能力相同，共用电子对不偏向任

何一个原子，成键的原子因此而不显电性，这样的共价键叫做非极性共价键，简称非极性键。

2、极性键：不同种原子形成共价键时，因为原子吸引电子的能力不同，共用电子对将偏向吸

引电子能力强的一方，所以吸引电子能力强的原子一方显负电性，吸引电子能力弱的原子一方

显正电性。像这样共用电子对偏移的共价键叫做极性共价键，简称极性键。

【过渡】通过刚才的复习我们发现，在必修教材中，我们是根据元素的种类对共价键进行划分，

而在选修阶段，我们对共价键是如何进行划分的呢？

【仔务一】探究（7键和冗键的相关知识

【学生活动】阅读教材P34、P35和P.为自然段及图片，回答以下问题：

1、。键和兀键的成键类型？带着问题阅

任2、。键和兀键的原子轨道重叠方式？读教材找答

务3、。键和兀键的对称类型？案，培养学

—4、6键和兀键的重叠程度大小？生的阅读能

、5、。键和兀键的强度？力和自主解

探6、。键和兀键的活泼性？决问题的能

究7、。健和兀键的成键规律？力

【学生1】O键：S-SO键、s-po键、p-p。键；7T键：p-p兀键

键【学生2】o键：“头碰头”重叠；兀键：“肩并肩”重叠

和【学生3】。键：轴对称；兀键：镜面对称

7T【学生4】。键：重叠程度大；兀键：重叠程度小

【学生】。键：轨道重置程度大，键的强度较大，键越牢固；

键5

兀键：轨道重叠程度较小，键比较容易断裂，不如。键牢固

的

【学生6】。键：不活泼；冗键：活泼

相

【学生7】共价单键是。键；

关

共价双键中一个键是。键，另一个键是ri键；

知共价三键中一个键是。键，另外两个键是n键

识【教师】评价、补充。

【讲授】8、。键和兀键的旋转情况

。键：以形成。犍的两个原子核的连线为轴，任意一个原子可以绕轴旋转，并不破坏。键的结

两

z键：以形成ri键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会

破坏n键的结构

9、。键和兀键的存在情况

。键：能单独存在，可存在于任何含共价键的分子或离子中

环兀键：不能单独存在，必须与。键共存，可存在于共价双键和共价三键中

节10、。键和兀键的联系

只有在形成。键后，余下的P轨道才能形成兀键对应训练，

、说明：增强对新知

①一般情况下，o键比兀键牢固，但井不是所有分子中的。铤都比兀键牢固（例如：N2）的深入理解

探

②并不是所有的分子都含有。键和应用

究

【对应训练1】在氯化氢分子中，形成共价键的原子轨道是（）

A.氯原子的2P轨道和氢原子的1s轨道

键

和B.氯原子的2p轨道和氢原子的2p轨道

7TC.氯原子的3P轨道和氢原子的1s轨道

键D.氯原子的3p轨道和氢原子的2s轨道

的【答案】C

相【解析】成键的电子一般为元素的价电子。在氯化氢分子中，成键的原子轨道为氯原子的3P

关轨道和氢原子的1s轨道。

知

【对应训练2】下列说法不正确的是（）

识

A.在1个CH2=CHC=N中含有6个o键，3个汽键

D.两个原子形成的多个共价键中兀键可以是一个或多个

C.s能级的电子与s能级的电子间形成的键一定是。键，p能级的电子与p能

级的电子间形成的键一定是兀键

D.共价键一定有原子轨道的重叠

【答案】C

【解析】原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为。键；以“肩并肩”方式相互重叠形

成的共价键为兀键。p能级的电子间以“头碰头”的方式相互重叠，形成的就是o键。

【对应训练3】下列说法中不正确的是（）

A.o键比兀键重叠程度大，形成的共价键强

B.两个原子之间形成共价键时，最多有一个G键

C.气体单质中，一定有o键，可能有兀键

D.N2分子中有一个。键，两个兀键

【答案】C

【解析】从原子轨道重叠程度看，兀键轨道重叠程度比。键重叠程度小，故兀键稳定性低于。

键，在气体单质分子中存在o键（如02、H2）＞兀键（N2中存在。键和兀键）、稀有气体为单原子

分子，不存在化学键。

【对应训练4】下列物质的分子中既有。键又有冗键的是（）

A.H2sB.ChC.CS2D.H2O2

【答案】C

【解析】四种分子的结构式分别为H—S—H、Cl-CLS=C=S、H-O-O-H,两个原子间形成的

共价单键为。键，而要存在冗键，两原子之间必须存在共价双键或共价三键。适时强调重

【小结】强调重点记忆的内容：难点，有助

1、。键和兀键的类型、重叠方式、对称类型、重叠程度、键的强度、活泼性于学生对知

2、。键和兀键的成键规律、旋转方式、存在情况、联系识重难点的

【过渡】以上就是从原子轨道的角度对共价键进行划分，那么共价键的形成条件是什么，它的把握

任形成原囚又是什么，从原子轨道的角度如何进行解释，接卜.来，我们就来研究这方面的内容。

务【任务二】解决教材探究中的问题，深入理解共价键的内涵

【学生活动】阅读教材P36探究，小组讨论，回答其中的问题：

【问题和预测】

解（1）观察乙烷、乙烯和乙焕的分子结构，他们的分子中的共价键分别由几个。键和几个兀健

决

教

材

探

究

【学生】乙烷分子由7个。键构成；乙烯分子由5个。键和1个兀键构成；乙焕分子由3个。

中健和2个兀键构成。

环的（2）解释乙烯分子中兀键是如何形成的，预测乙焕分子中兀键是如何形成的？

【讲授】乙烯分子的碳原子采取冲2轨道杂化，2个碳原子各以2个sp2杂化轨道与氢原子形成

2个碳氢。键，而2个碳原子之间又各以1个sp2杂化轨道形成1个碳碳。键，除此之外，2

节问小组合作学

个碳原子中未参加杂化的p轨道形成了1个兀键，因此，乙烯的双键中有1个。键和1个兀

三题习，培养学

键。

生共同解决

乙焕分子的碳原子采取sp轨道杂化，2个碳原子各以1个sp杂化轨道与氢原子形成I个碳氢

探深问题的能力

0键，同时又各以其另一个sp杂化轨道形成1个碳碳。键，除此之外，每个碳原子通过2个

究入未参加杂化的p轨道形成了2个兀键。和表达能力

共理【绘制图示】

价解噗仿图2-3所示，绘制乙焕分子中的兀键。（提示：两个碳原子各自用2个p轨道形成2个兀

键。）

键共

的价

相键

关的

内内

容涵

【学生】1-----'

【教师】讲授、补充

【问题与讨论】

纳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健

而形成离子键呢？你能从元素的电负性差别来理解吗？讨论后请填写下表：

元素NaClHClCO

电负性

电负性之差（绝对值）

结论：当元素的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是

键：而键是元素的电负性相差不大的原子之间形成的化学键。

【学生】

元素NaClHClco

电负性0.93.02.13.02.53.5

电负性之差（绝对值）2.10.91.0

结论：当元素的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是一离子键:

而皿二键是元素的电负性相差不大的原子之间形成的化学键。

【讲授】共价键

1、形成条件：通常电负性相同或差值较小的非金属元素原子之间形成共价键，大多数电负性

之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。

2、形成的原因：成键原子相互接近，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。

3、特征：

特征概念作用存在情况

每个原子所能形成的共价键的总数或以单键连饱和性决定了所有的共价键

饱和性

接的原子数目是一定的分子的组成都具有饱和性

在形成共价键时，原子轨道重叠的越多，电子方向性决定了并不是所有共

在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越分子的空间结价键都具有方

方向性

牢固，因此共价键将尽可能沿着电子出现概率构向性

最大的方向形成，所以共价键具有方向性

【小结】强调重点记忆的内容：

1、共价键的形成条件和原因

2、共价键的特征一一饱和性和方向性

【对应训练1】下列说法中不正确的是（）

A.共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的

B.成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固

C.因每个原子未成对电子数是一定的，故配对原子个数也一定对点训练,

D.所有原子轨道在空间都有自己的方向性通过练习，

【答案】D

发现问题,

【解析】形成共价键时，原子轨道重叠的程度越大越好，为了达到原子轨道的最大重叠程度，

调控课堂,

成键的方向由原子轨道的伸展方向决定，正确；成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢

A提高效率。

固，B正确；在共价键的形成过程中一个原子含有几个未成对电子，通常就能与其他原子的未

成对电子配对形成几个共价键，每个原子所能提供的未成对电子的数H是一定的，所以与其配

对的原子个数也是一定的，这是共价键的饱和性，C正确：s轨道呈球形，没有方向性，D错

俣。

【对应训练2】下列说法正确的是（）

A.所有共价键都有方向性

B.H3O+的存在说明共价键不具有饱和性

C.若把H2s分子写成H3s分子，违背了共价键的饱和性

D.两个原子轨道发生重叠后，两核间的电子仅存在于两核之间

【答案】C

【解析】共价键通常具有方向性，但并非所有的共价键都具有方向性，比如H2的共价键没有

方向性，A错误；H3O+的存在是由于O原子发生了杂化，但仍符合共价键的饱和性，B错误;

S原子最外层只有6个电子，可与两个电子形成共价键，与H形成的化合物为HzS,否则违背

了共价键的饱和性，C正确：西原子形成共价键后，两核间电子是绕两核运动的，D错误。

【对应训练3】下.列有关。键和兀键的说法正确的是（）

A.含有冗键的分子在反应时，兀键是化学反应的积极参与者

B.当原子形成分子时，首先形成兀键，可能形成。键

C.G键和兀键言属于共价键，均有方向性

D.在所有分子中，。键都比几键牢固

【答案】A

【解析】由于冗键的键能小于。键的键能，所以反应时易断裂，A正确；在形成分子时，为了

逆其能量最低，必然首先形成。键，再根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成兀键，B

错误；s轨道是球形对称，所以s轨道及s轨道形成的共价键没有方向性，C错误；一般情况

下，。键比冗键强度大，但是也有特殊情况，比如氮氮三键的键能比氮氮单键的3倍还要大，

D错误。

【对应训练4】下列说法正确的是（）

A.CL是双原子分子，H2s是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的

B.并非所有的共价键都有方向性

C.HzO与H2s的空间结构•样，这是由共价键的饱和性决定的

D.两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小

【答案】B

【解析】CL是双原子分子，H2s是三原子分子，这是由共价键的饱和性决定的，A错误；由

于s轨道在空间中为球形，故s-so键无方向性，B正确；H?0与H2s的空间结构相同，这是

由其中心原子采取的杂化方式以及周围原子的个数决定的（或者是由中心原子价电子的排斥力课后拓展，

决定的），与共价键的饱和性无关，C错误；两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率展小o键和

相大，D错误。兀键的形成

【课堂总结】强调重难点过程，多媒

1、。键和兀键的类型、重叠方式、重叠程度体教学视

2、。键和兀键的对称类型、键的强度及活泼性频，生动直

3、。键和兀键的成键规律、旋转方式、存在情况及联系观形象，不

4、共价键的形成条件和原因仅巩固所学

5、共价键的饱和性和方向性知识，同时

【课后拓展】多媒体展示。键和兀键的形成过程也为新课做

【新课探究】通过刚才的视频，我们对于。键和n键的形成过程有了更深入的理解，那么，他准备

们之间的长短如何，两个键的能量大小又是怎样的呢，下节课我们将会介绍这方面的问题。

年业：教材P39页练习与应用1、4、5（1）（2）（3）（4）（5）,练习册习题

1.（易）下列关于。键和兀键的说法中，错误的是（）

A,a键的电子云图形是釉对称的，兀键的电子云图形是镜面对称的

B.o键是原子轨道“头碰头”式重叠，兀键是原子轨道“肩并肩”式重叠

C.两个p轨道不能形成。键，只能形成兀键

D.H只能形成。键，0可以形成。键和冗键

【答案】C

【解析】两个p凯道“头碰头”亘叠可形成。键，如C12中共价键是两个C1原子的3P坑道形成

的。键，C错误。H原子只有Is轨道，只能形成。键，0原子的2P轨道可形成。键和兀键，

D正确。

2.（易）下列说法中，错误的是（）及时巩固、

A.氯原子有两个未成对电子，因而能形成2个共价键消化所学，

氧原子可以形成出、也可能形成

B.0H2O2,HQ促进掌握必

C.已知HO的分子结构是H—O—O—H,在H2O2中只有Q键没有九键

22备知识，评

D.已知W的分子结构是N三N,在N2中有1个。键和2个兀键

价教学效

【答案】B

果，为后期

【解析】氧原子不可以形成H3。。

优化教学方

3.（易）原子轨道在两核间以“肩并肩”方式重叠的键是（：

环案提供依

A.o键健C.单键D.离子键

节据，培养分

【答案】B

四作析问题和解

【解析】。键是原子轨道在两核间以“头碰头''方式重叠的键，A不选；兀键是原子轨道在两核

、业决问题等关

间以“肩并肩”方式重叠的键，B选。

课设键能力。

4.（易）下列关于共价键的说法不正确的是（）

后计

A.在双键中，c键比71键稳定B.N2与CO分子中。键和兀键个数对应

巩

相等

固

C.两个原子形成共价键时至少有1个。键D.HCHO分子中。键与五键个数比为2:1

【答案】D

【解析】在双键中，。键比单个的兀键电子云重叠程度大，更加稳定，A正确；CO与N2结构

相似，分子中。键都是1个，〃键都为2个，B正确；单键中含有1个。键，双键中含有1个

0键和1个九键，三键中含有1个。键和2个兀键，则两个原子形成共价键时至少有1个o键，

C正确：HCHO中含有两个单键和一个双键，则c键与兀键个数比为3:1,D错误。

5.（易）下列有关共价键的说法正确的是（）

A.金属与非金属元素之间形成的化学键一定不是共价键

B.在气态单质分子中不一定存在共价键

C.两个或多个原子之间的相互作用称为化学键

D.两种元素原子形成化学键时，电负性相差越大，越易形成共价键

【答案】B

【解析】金属与非金属元素形成化学键时，可能形成共价键，如Be、Al与Cl均形成共价键，

A项错误；稀有气体分子是单原子分子，不存在共价键，B项正确；化学键是相邻的原子（或

离子）之间强烈的相互作用，C项错误；两种元素原子形成化学键时，电负性相差越大，越易

形成离子键，电负性相差越小，越易形成共价键，D项错误。

6.（易）下列分子中含有两个7T键的是（）

A.O2B.N2C.H2OD.C2H4

【答案】B

【解析】Ch的结构式为0=0,含有1个兀键，A错误；N2的结构式为N三N,含有2个冗键，B

正确：H?0的结构式为H-O-H,不含兀键，C错误；一个C2H4分子中含有4个H-C键和1个

C=C键，即有1个兀键，D错误。

7.（难）下列常见分子中。键、兀键的判断正确的是（）

A.CN一与N2结构相似.，CH2=CHCN分子中。键与71键数目比为1:1

B.CO与N2结构相似，CO分子中。键与n键数目之比为2:1

C.C2?一与。2?+互为等电子体，10101022+中7T键的数目为2NA

D.已知反应N2O4（1）+2N2H4（I）=3N2（g）+4H2O（l）若该反应中有4moN-H键断裂，则形

成的兀键数目为6NA

【答案】C

【解析】解析：一个CH?=CHCN分子中含有6个。键和3个兀键，所以。键与兀键数目比为

2:1,A错误；CO与N2结构相似，CO分子的结构式可以表示为CU,其中。键与兀键数目之比

为1:2,B错误；C22-与02?+是等电子体，Ch2+的结构式为9三0产,所以Imol02z+中含有的冗健

数目为2NA,C正确；若该反应中有4moiN-H键断裂，则生成1.5mol氮气，形成兀键的数目

是3NA,D错误。

8.(易)正误判断，正确的打“小，错误的打入”。

(1)共价键的成键原子只能是非金属原子。()

(2)所有的。键的强度都比冗犍的大。()

(3)在所有分子中都存在化学键。()

(4)s-so键与s-po键的电子云形状的对称性相同。()

(5)。键可以绕键轴旋转，兀键一定不能绕键轴旋转。()

【答案】：(l)x(2)x(3)x(4)x(5)、/

【解析】(1)共价键的成键原子也可以是金属原子，电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之

间也可以形成共价键

(2)并不是所有分子中的c键都比人键牢固(例如；N2)

(3)稀有气体分子中不存在化学键

(4)由于s-so键与s-po键的且子云形状不同，所以其电子云形状的对称性不同

(5)由于兀键是镜面对称，所以不能绕键轴旋转

9.(中)分析下列化学式中划有横线的元素，选出符合要求的物质填空。

A.NH3B.H20C.HC1D.CH4E.C2H6F.此

(1)所有的价电子都参与形成共价键的是______________。

(2)只有一个价电子参与形成共价键的是________________。

(3)最外层