第一節(jié) 共價鍵模型教案(兩課時)

1、第一節(jié) 共價鍵模型 一、教學(xué)目標(biāo)： 1.復(fù)習(xí)化學(xué)鍵的概念，能用電子式表示常見物質(zhì)的離子鍵或共價鍵的形成過程。2.知道共價鍵的主要類型鍵和鍵。3.說出鍵和鍵的明顯差別和一般規(guī)律。4. 認(rèn)識鍵能、鍵長、鍵角等鍵參數(shù)的概念；能用鍵參數(shù)鍵能、鍵長、鍵角說明簡單分子的某些性質(zhì)5. 知道等電子原理，結(jié)合實例說明“等電子原理的應(yīng)用”二、教學(xué)重點：理解鍵和鍵的特征和性質(zhì) 鍵參數(shù)的概念三、教學(xué)難點：鍵和鍵的特征 鍵參數(shù)的概念和等電子原理四、教學(xué)方法啟發(fā)，講解，觀察，練習(xí)五、教師具備課件六、教學(xué)過程第一課時【復(fù)習(xí)提問】 什么是化學(xué)鍵？物質(zhì)的所有原子間都存在化學(xué)鍵嗎？【生】1.分子中相鄰原子間強(qiáng)烈的相互作用，叫做化

2、學(xué)鍵。2.不是，像稀有氣體之間沒有化學(xué)鍵。學(xué)生活動請同學(xué)們思考，填寫下表：離子化合物和共價化合物的區(qū)別比較項目離子化合物共價化合物化學(xué)鍵離子鍵或離子鍵與共價鍵共價鍵概念含有離子鍵的化合物叫離子化合物以共用電子對形成的化合物叫共價化合物達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的途徑通過電子得失達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)通過形成共用電子對達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)構(gòu)成微粒陰、陽離子原子構(gòu)成元素 活潑金屬與活潑非金屬 不同種非金屬 表示 方法電子式：(以NaCl為例)離子化合物的結(jié)構(gòu)： NaCl的形成過程： 以HCl為例：結(jié)構(gòu)式：HC1電子式：HCl的形成過程：【過渡】舉例說明：共價化合物和離子化合物，我們學(xué)過哪些物質(zhì)分子是原子之間是通過共價鍵結(jié)合的？【

3、提出問題】 回憶H、Cl原子的原子軌道，思考它們在形成分子時是通過什么方式結(jié)合的。1.兩個H在形成H2時，電子云如何重疊？2.在HCl、Cl2中電子云如何重疊？（三種分子都是通過共價鍵結(jié)合的） 【學(xué)生活動】制作模型：以小組合作學(xué)習(xí)的形式，利用泡沫塑料、彩泥、牙簽等材料制作s軌道和p軌道的模型。根據(jù)制作的模型，以H2、HCl、Cl2為例，研究它們在形成分子時原子軌道的重疊方式，即鍵和鍵的形成過程。通過學(xué)生的動手制作，感悟H2、HCl、Cl2的成鍵特點，然后教師利用模型和圖像進(jìn)行分析?！窘處煼治觥坷脛赢嬅枋鲦I和鍵的形成過程，體會鍵可以旋轉(zhuǎn)而鍵不能旋轉(zhuǎn)。1.鍵圖像分析：H2分子里的“ss鍵”氫原子

4、形成氫分子的電子云描述HCl分子的sp鍵的形成C1一C1的pp鍵的形成未成對電子的電子云互相靠攏 電子云互相重疊 形成的共價單鍵的電子云圖像理論分析：1.鍵是兩原子在成鍵時，電子云采取“頭碰頭”的方式重疊形成的共價鍵，這種重疊方式符合能量最低，最穩(wěn)定；鍵是軸對稱的，可以圍繞成鍵的兩原子核的連線旋轉(zhuǎn)。（1）H2分子里的鍵是由兩個s電子重疊形成，稱為“ss鍵”；（2）HCl分子里的共價鍵是由氫原于提供的未成對電子，1s的原子軌道和氯原子提供的未成對電子3p的原子軌道重疊形成的，稱為“sp鍵”；（3）C12分子中的共價鍵是由兩個氯原子各提供1個未成對電子3p的原予軌道重疊形成的，稱為“pp鍵”。2.

5、 鍵：p電子和p電子除能形成鍵外，還能形成鍵。C1一C1的pp鍵的形成講解 鍵是電子云采取“肩并肩”的方式重疊，成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)，互為鏡像，不可以圍繞成鍵的兩原子核的連線旋轉(zhuǎn)。在分子結(jié)構(gòu)中，共價單鍵是鍵。而雙鍵中有一個是鍵，另一個是 鍵；共價三鍵是由一個鍵和兩個 鍵組成的。【歸納總結(jié)】引導(dǎo)學(xué)生觀察和討論，歸納總結(jié)出以下幾點：一、共價鍵1共價鍵的形成及其本質(zhì)定義：原子間通過共用電子對形成的化學(xué)鍵本質(zhì)：高概率地出現(xiàn)在兩個原子核之間的電子與兩個原子核之間的電性作用。討論 交流 列表比較鍵和鍵鍵型項目鍵鍵成鍵方向沿軸方向“頭碰頭”平行或“肩并肩”電子云形狀軸對稱

6、鏡像對稱牢固程度鍵強(qiáng)度大，不易斷裂x鍵強(qiáng)度較小，容易斷裂成鍵判斷規(guī)律共價單鍵全是鍵，共價雙鍵中一個是鍵，另一個是鍵；共價叁鍵中一個鍵，另兩個為鍵【科學(xué)探究】1.已知氮分子的共價鍵是三鍵(N三N)，你能模仿圖21、圖22、圖23，通過畫圖來描述嗎?(提示：氮原子各自用三個p軌道分別跟另一個氮原子形成1個鍵和兩個鍵【科學(xué)探究】2.鈉和氯通過得失電子同樣形成電子對，為什么這對電子不被鈉原子和氯原子共用形成共價鍵而形成離子鍵呢？你能從電子的電負(fù)性的差別來理解嗎？討論后填寫下表：原子Na ClH ClC O電負(fù)性0.9 3.02.1 3.02.5 3.5電負(fù)性之差（絕對值）2.10.91.0結(jié)論：當(dāng)原子

7、的電負(fù)性相差很大，化學(xué)反應(yīng)形成的電子對不會被共用，形成的將是離子鍵；而共價鍵是電負(fù)性相差不大的原子之間形成的化學(xué)鍵?！練w納】形成條件：電負(fù)性相同或差值小的非金屬元素原子易形成共價鍵電子配對理論：如果兩個原子之間共用兩個電子，一般情況下，這兩個電子必須配對才能形成化學(xué)鍵2共價鍵的類型【科學(xué)探究】3乙烷、乙烯和乙炔分子中的共價鍵分別由幾個鍵和幾個鍵組成? 【學(xué)生回答】【思考】為什么兩個氫原子合成氫分子，兩個氯原子合成氯分子，而不是3個、4個呢？為什么1個氫原子和一個氯原子結(jié)合成氯化氫分子，而不是以其他的個數(shù)比相結(jié)合呢？共價鍵有哪些特征?【學(xué)生討論】【歸納】由氫原子和氯原子的電子式可知兩個原子都有一

8、個未成對的電子，從分子的形成過程來看，只有未成對的電子才能形成共用電子對，因此H2、HCl、Cl2只能由兩個原子各提供一個未成對電子形成一個共用電子對，因此H2、HCl、Cl2只能由兩個原子形成。而不是3個、4個。這說明在原子間在形成共價鍵時有一定的特征。 3共價鍵的特征：（講解）(1)飽和性：在共價鍵的形成過程中，一個原于中的一個未成對電子與另一個原子中的一個未成對電子配成鍵后，一般來說就不能再與其他原于的未成對電子配成鍵，即每個原子所能形成共價鍵的數(shù)目或以單鍵連接的原于數(shù)目是一定的，飽和性決定了原子形成分子時相互結(jié)合的數(shù)量關(guān)系。(2)方向性：形成共價鍵時，原子軌道重疊愈多，電子在核間出現(xiàn)的

9、概率愈大，所形成的共價鍵就愈牢固，因此共價鍵將盡可能地沿著電子概率出現(xiàn)最大的方向形成，這就是共價鍵的方向性?！景鍟O(shè)計】一、共價鍵1共價鍵的形成及其本質(zhì)2共價鍵的類型3共價鍵的特征：(1)飽和性：(2)方向性第二課時三、教學(xué)過程【引入】方向性決定了分子的空間構(gòu)型，我們通過下面知識的學(xué)習(xí)，更好的理解共價鍵的方向性。下面我們主要研究共價鍵的參數(shù)?！緦W(xué)生活動】引導(dǎo)學(xué)生利用表格與數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)鍵能與鍵長，理解它們的含義。閱讀與思考：認(rèn)真閱讀教科書中的表21，22了解一些共價鍵的鍵能、鍵長，并思考下列問題：【提出問題】 (1)鍵能是共價鍵強(qiáng)度的一種標(biāo)度，鍵能的大小與鍵的強(qiáng)度有什么關(guān)系?(2)鍵能與化學(xué)反應(yīng)的能

10、量變化有什么聯(lián)系?怎樣利用鍵能的數(shù)據(jù)計算反應(yīng)的熱效應(yīng)?【歸納總結(jié)】：在上述學(xué)習(xí)活動的基礎(chǔ)上，歸納1.鍵能的概念及其與分子性質(zhì)的關(guān)系，即鍵能是氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol共價鍵釋放的最低能量。鍵能通常取正值鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。2.分子內(nèi)的核間距稱為鍵長，它是衡量共價鍵穩(wěn)定性的另一個參數(shù)，鍵長越短，往往鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定。知識應(yīng)用：【學(xué)生活動】完成“思考與交流”中的第1、2、3題。1試?yán)帽?1局?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行計算，l mol H2 分別跟1 molC12、1molBr2 (蒸氣)反應(yīng)，分別形成2mo1HCl分子和2molHBr分子，哪一個反應(yīng)釋放的能量更多?如何用計算的結(jié)果說明氯化氫分子和溴化氫分

11、子哪個更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)?2N2、02、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)，從鍵能的角度應(yīng)如何理解這一化學(xué)事實? 3通過上述例子，你認(rèn)為鍵長、鍵能對分子的化學(xué)性質(zhì)有什么影響? 【學(xué)生活動】思考，然后教師點評1.經(jīng)過計算可知：1molH2與1 molCl2反應(yīng)生成2molHCl放熱184.9kJ，而1molH2與1molBr2：反應(yīng)生成2molHBr放熱1023kJ。顯然生成氯化氫放熱多，或者說溴化氫分子更容易發(fā)生熱分解。2從表21的數(shù)據(jù)可知，NH鍵、OH鍵與HF鍵的鍵能依次増大；意味著形成這些鍵時放出的能量依次增大，化學(xué)鍵越來越穩(wěn)定。所以N2、02、F2與H2的反應(yīng)能力依次增強(qiáng)。3簡言之

12、，分子的鍵長越短，鍵能越大，該分子越穩(wěn)定?！舅季S拓展】N2與H2在常溫下很難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，必須在高溫下才能發(fā)生化學(xué)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? 討論與啟示：學(xué)生就上述問題展開討論，認(rèn)識到化學(xué)反應(yīng)是一個舊鍵斷裂、新鍵生成的過程，N2與H2在常溫下很難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而F2與H2在冷暗處就能反應(yīng),說明斷開N三N鍵比斷開FF鍵困難?！具^渡】【提出問題】：怎樣知道多原子分子的形狀?討論與啟示：要想知道分子在空間的形狀，就必須知道多原子分子中兩個共價鍵之間的夾角，即鍵角。【學(xué)生活動】制作模型學(xué)習(xí)鍵角制作模型：利用泡沫塑料、彩泥、牙簽等材料制作CO2、H20和CH4的分子模型，體會鍵

13、角在決定分子空間形狀中的作用?！練w納總結(jié)】：鍵角:多原子分子中，兩個化學(xué)鍵之間的夾角，鍵角是描述分子空間立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)。例如，在C02中，OCO為180°，所以C02為直線形分子；而在H20中，HOH為105°，故H20為角形分子。多原子分子的鍵角一定，表明共價鍵具有方向性。鍵角是描述分子立體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)，分子的許多性質(zhì)都與鍵角有關(guān)。【歸納整理】二、鍵參數(shù)鍵能、鍵長與鍵角 1鍵能 (1)概念：在101.3kPa，298K的條件下，斷開1molAB（g）分子中的化學(xué)鍵，使其分別生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所吸收的能量，叫A-B鍵的鍵能， (2)表示方式為 EA-B ，單位

14、是 kJ/mol (3)意義：表示共價鍵強(qiáng)弱的強(qiáng)度，鍵能越大，鍵越牢固 2鍵長： (1)概念：兩個成鍵原子之間的原子核間間隔叫鍵長。 (2)意義：鍵長越短，化學(xué)鍵越強(qiáng)，鍵越牢固。 3鍵角： 概念：多原子分子中，兩個化學(xué)鍵之間的夾角叫鍵角。 (2)寫出下列分子的鍵角：CO2： H20： NH3： (3)鍵角、鍵長、鍵的極性決定著分子的空間構(gòu)型?！緦W(xué)生活動】引導(dǎo)學(xué)生利用表格23的數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)等電子原理，理解它的含義。閱讀與思考：認(rèn)真閱讀教科書中的表23，【總結(jié)】三、等電子原理 等電子原理是指原子總數(shù)相同，價電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學(xué)鍵特征，它們的許多性質(zhì)相近。【例題精析】例1. 化學(xué)反應(yīng)可視為舊

15、鍵斷裂和新鍵形成的過程?；瘜W(xué)鍵的鍵能是形成(或拆開)lmol化學(xué)鍵時釋放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能(kJ/mol)：PP：198 PO：360 OO：498，則反應(yīng)P4 (白磷)+302P4O6的反應(yīng)熱H為 ( ) 白磷 P4O6A一1638 kJ/mol B+1638 kJ/mol C一126k kJ/mol D+126 kJ/mol (解析) 由反應(yīng)方程式知，該反應(yīng)的能量變化包括1mol P4和3 mol02 斷鍵吸收的能量和1mol P4O6成鍵放出的能量。由各物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)知1mol P4含6moIPP鍵，3 mol02含3 mol0

16、O鍵，1mol P4O6含12mol PO鍵，故H(198 kJ/mol ×6+498 kJ/mol ×3)一360 kJ/mol ×12一1638 kJ/mol (答案) A(點評) 本題通過幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，使我們從定量的角度加深了對化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)及能量變化的本質(zhì)認(rèn)識，并能更加深刻地體會分子結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)的關(guān)系。例2. 1919年，1angmuir提出等電子原理：原子數(shù)相同、最外層電子總數(shù)相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結(jié)構(gòu)相似、物理性質(zhì)相近。(1)根據(jù)上述原理，僅由第二周期元素組成的共價分子中，互為等電子體的是： 和 ； 和 。(2)此后，等電子原理又有

17、發(fā)展。例如：由短周期元素組成的物質(zhì)中，與NO2互為等電子體的分子有： (解析) (1)僅由第二周期元素組成的共價分子中，即C、N、O、F組成的共價分子，N2與CO均為14個電子，NO2與CO2均為22個電子，符合題意。(2)依據(jù)等電子原理的發(fā)展，只要原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和也相同，即可互稱等電子體，NO2是三原子組成的離子，最外層電子數(shù)(即價電子)之和為5+6×2+1二18，S02、O3也是三原子，價電子總數(shù)為6×318。 (答案) (1) NO2與CO2； N2與CO (2) S02、O3(點評) 注意等電子體概念的發(fā)展，從電子總數(shù)到價電子總數(shù)相等，另外還需原予總數(shù)相等?！景鍟O(shè)計】第一節(jié)共價鍵二、鍵參數(shù)鍵能、鍵長與鍵角1