人教版高中化學選擇性必修二教案2-1-1共價鍵

第二章分子結構與性質第一節(jié)共價鍵2.1.1共價鍵【教材分析】本章比較系統(tǒng)的介紹了分子的結構和性質，內容比較豐富。首先，在第一章有關電子云和原子軌道的基礎上，介紹了共價鍵的主要類型σ鍵和π鍵，以及鍵參數(shù)——鍵能、鍵長、鍵角；接著，在共價鍵概念的基礎上，介紹了分子的立體結構，并根據(jù)價層電子對互斥模型和雜化軌道理論對簡單共價分子結構的多樣性和復雜性進行了解釋。最后介紹了極性分子和非極性分子、鍵的極性對化學性質的影響、分子間作用力、氫鍵等概念，以及它們對物質性質的影響，并從分子結構的角度說明了“相似相溶”規(guī)則等。【課程目標】課程目標學科素養(yǎng)1.認識共價鍵的本質，原子間通過原子軌道重疊形成共價鍵。2.熟知共價鍵的概念與形成，知道共價鍵的特征——具有飽和性和方向性。3.能夠從不同的角度對共價鍵分類，會分析σ鍵和π鍵的形成及特點。a．微觀探析：微觀角度探析共價鍵的微粒、類型。b．模型認知：建立σ鍵和π鍵的思維模型，判斷分子中存在σ鍵和π鍵的種類及個數(shù)?！窘虒W重難點】教學重點：σ鍵和π鍵的形成及特點教學難點：σ鍵和π鍵的形成及特點【教學過程】【情境微課堂】諾貝爾物理學獎得主理查德·費曼曾說過，假如發(fā)生了大災難，人類全部的科學知識只能概括為一句話傳諸后世，那么這句話應該是“萬物皆由原子構成”。早在19世紀中葉，化學家就已經(jīng)把分子中原子之間的相互作用形象地稱作化學鍵。20世紀初，在原子結構理論的基礎上，建立了化學鍵的電子理論。共價鍵是現(xiàn)代化學鍵理論的核心。分子的空間結構和分子之間的作用力是理解分子結構與性質關系的重要內容?！拘抡n導入】[學生活動]NaCl和HCl的性質差異大，請用電子式描述NaCl和HCl的形成過程，從微粒間相互作用的角度解釋NaCl和HCl性質差異大的原因。你能從元素的電負性差別來理解嗎？填寫下表。元素NaClHClCO電負性電負性差值1[回答]元素的電負性差值很大，化學反應形成的電子對不會被共用，形成離子鍵，而共價鍵是電負性差值不大的原子間形成的共價鍵。[講解]化學鍵是相鄰原子間的強烈的相互作用，化學鍵分為離子鍵、共價鍵、金屬鍵。[思考交流]如何通過原子軌道進一步理解共價鍵的形成？[展示]氫原子形成氫分子的電子云。[講解]現(xiàn)代價鍵理論的基本要點：電子配對原理：按照共價鍵的共用電子對理論，一個原子有幾個未成對電子，便可和幾個自旋狀態(tài)相反的電子配對成鍵，這就是共價鍵的飽和性。共價鍵的飽和性決定了共價化合物的分子組成。最大重疊原理：共價鍵形成的過程中，兩個參與成鍵的原子軌道沿著軌道伸展的方向進行重疊，且原子軌道重疊越多，電子在兩核間出現(xiàn)的概率越大，形成的共價鍵越牢固。因此共價鍵將盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向形成。這也說明共價鍵具有方向性。共價鍵的方向性決定了共價化合物的立體構型。[思考交流]除了s軌道和s軌道重疊形成共價鍵外，還能找到其他軌道重疊形成共價鍵的例子嗎？請用橡皮泥制作這些共價鍵的電子云模型。通過制作電子云模型，你發(fā)現(xiàn)這些共價鍵有什么特征？[展示]H－H的s-sσ鍵的形成、H－Cl的s-pσ鍵的形成、Cl－Cl的p-pσ鍵的形成[學生活動]請歸納H-H、H-Cl和Cl-Cl的特點。[講解]我們可以看到兩原子在成σ鍵時，原子軌道以“頭碰頭”的方式重疊形成的共價鍵。σ鍵是軸對稱的，可以圍繞成鍵的兩個原子核的連線進行旋轉。σ鍵可以分成3種，s-sσ鍵、s-pσ鍵、p-pσ鍵。以形成氫分子為例，s-sσ鍵，兩個氫原子相互靠攏，即氫原子中的1s軌道相互重疊，形成了s-sσ鍵。在形成HCl分子時，氫原子和氯原子中未成對電子的原子軌道相互靠攏，即氫原子中的1s軌道與氯原子中的3p軌道相互重疊，形成了s-pσ鍵。在形成Cl2時，兩個氯原子相互靠攏，即氯原子中的3p軌道相互重疊，形成了p-pσ鍵。[思考交流]原子軌道除了以“頭碰頭”的方式重疊以外，還有沒有可能以其他的方式重疊成鍵？[展示]p-pπ鍵的形成[思考交流]π鍵與δ鍵相比有何不同點呢？[講解]對比兩個p軌道形成的δ鍵和π鍵可以發(fā)現(xiàn)，δ鍵是由兩個原子的p軌道“頭碰頭”重疊形成的。而π鍵是由兩個原子的p軌道“肩并肩”重疊形成的。π鍵的電子云形狀與δ鍵的電子云形狀有明顯差別：每個π鍵的電子云由兩塊組成，它們互為鏡像，這種特征稱為鏡面對稱。π鍵與δ鍵的強度不同。例如，乙炔、乙烯分子中的π鍵不如δ鍵牢固，比較容易斷裂。因而含有π鍵的乙烯、乙炔與只有δ鍵的乙烷的化學性質不同。[學生活動]用電子式表示N2的形成過程，并用原子軌道重疊來解釋其共價鍵的形成過程。[思考交流]通過氮氣中氮氮三鍵形成過程的分析，如何判斷共價鍵是σ鍵或是π鍵？[講解]氮原子p軌道與氮原子中的p軌道以“頭碰頭”相互重疊，形成一個σ鍵；氮原子中另外兩個p軌道與氮原子中的兩個p軌道以“肩并肩”相互重疊，形成兩個π鍵。[學生活動]觀察乙烷、乙烯和乙炔的分子結構，它們的分子中的共價鍵分別由幾個σ鍵和幾個π鍵構成？[講解]①乙烷中含有1個C-C鍵和6個C-H鍵，所以乙烷中含有7個σ鍵；

②乙烯中含有1個C=C鍵和4個C-H鍵，即含有5個σ鍵和1個π鍵；

③乙炔中含有1個三鍵和2個C-H鍵，即含有3個σ鍵和2個π鍵；[思考交流]8、所有共價鍵都有方向性和飽和性嗎？[講解]所有的共價鍵都有飽和性，但并不是所有的共價鍵都有方向性，如s-sσ鍵就沒有方向性。[課堂練習]1、氰氣的化學式為(CN)2，結構式為NCCN，性質與Cl2相似，下列敘述不正確的是()A．在一定條件下可發(fā)生加成反應B．分子中NC鍵的鍵長大于C—C鍵的鍵長C．分子只含有2個σ鍵和4個π鍵D．不和NaOH溶液反應[課堂小結]鍵的類型σ鍵π鍵原子軌道重疊方式兩個原子的成鍵軌道沿著鍵軸的方向以“頭碰頭”的方式重