高一化学教案：专题第二单元第二课时共价键、共价化合物

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第二课时共价键、共价化合物整体设计三维目标1.知识与技能(1）理解共价键的概念,掌握用电子式和结构式表示共价分子的微观结构的基本方法；（2）知道共价键形成和破坏过程中的能量变化和化学反应的本质；（3)认识共价分子的球棍模型、比例模型，了解一些简单共价分子的空间结构。2.过程与方法（1)通过对共价键形成过程的教学，培养学生抽象思维和综合概括能力;(2)通过离子键和共价键的对比学习，提高学生的类比推理能力；（3）通过练习思考不断提升学生的知识应用能力。3.情感态度与价值观培养学生由个别到一般的研究问题的方法，使学生领会从宏观到微观，从现象到本质的认识事物的科学方法。教学重点用电子式和结构式表示共价分子的微观结构,了解分子的空间结构。教学难点用电子式和结构式表示共价分子的微观结构,了解分子的空间结构。课前准备Cl2、HCl、H2O、NH3、CH4、N2和CO2等的球棍模型和比例模型。教学过程知识回顾物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用叫做化学键。其中直接相邻的原子与原子之间的强烈的相互作用是共价键,而直接相邻的离子与离子之间的强烈的相互作用是离子键.含离子键的化合物是离子化合物。另外我们学习了如何用电子式表示原子、离子、离子化合物。注意正确理解电子式中“·”或“×”的含义是表示微粒的最外层的电子。注意表示离子、离子化合物时对阴、阳离子的表示是不同的，阳离子写符号，阴离子达到稳定结构，用“［]”将电子括起来，标出阴离子的电荷数，而离子化合物用阴、阳离子的电子式表示，阴阳离子相间写，相同离子不合并，避免出现错误。导入新课[分析］我们已经知道离子化合物由阴、阳离子构成。阴、阳离子之间是通过静电作用形成离子键,进而形成了离子化合物。而像Cl2、HCl等都是由分子构成的物质,分子又是由原子构成。那么原子和原子之间是通过什么作用形成稳定的分子呢？推进新课[分析]两种非金属元素的原子化合时，原子间并不是一方失去电子转变成阳离子，一方得到电子转变为阴离子来形成化学键的，而是原子间共用最外层上的电子，形成了共用电子对以使原子双方均达到稳定的电子层结构.共用电子对同时受到两个原子核的吸引,从而将两个原子紧密地联系在一起，如同双面胶把两个小球粘在一起。［板书］一、共价键、共价化合物[分析］下面我们以HCl为例，用电子式来表示、学习原子之间如何通过共价键形成共价化合物的。[分析］1。像这样的原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用称为共价键.而像HCl这样的分子间相邻的原子均通过共价键相结合形成的化合物属于共价化合物。2.原子通过共价键形成分子的过程要放出能量,反之，要使气态分子中彼此结合的原子分开，使原子间的共价键断裂，则要吸收能量。3。氯化氢的形成可以看作是氢气分子和氯气分子先断开旧的化学键产生氢原子和氯原子,接着氢原子和氯原子再形成新的化学键得到氯化氢。［练习］请同学思考H2、Cl2、H2O分子中的共价键,并用电子式表示它们分子的微观结构。[答案］H∶H、、【提问】写出NaCl和HCl，Na2O和H2O的电子式，思考共价键的成键微粒、成键原理是什么？与离子键相比有何不同？［回答]NaClHCl电子式Na2OH2O电子式离子键和共价键的比较：离子键共价键成键微粒阴、阳离子原子成键原理静电作用共用电子对代表物质NaClHCl电子式［点评]离子化合物的电子式由阴、阳离子的电子式共同组成。共价化合物的电子式中不包含离子，而是原子的电子共用后形成共用电子对，没有阴、阳离子的符号。[板书］二、电子式、结构式、空间构型[练习]接下来我们继续思考练习几个化合物的电子式的书写：HF、NaBr、H2S、K2S、NH3、CH4、CCl4[点评］注意避免的错误：、、、等类似错误.［分析］为了更清楚明了地表示共价分子中共价键的种类和数目，我们可以用结构式来表示共价分子。在结构式中，原子间的一对共用电子对用一根短线来表示,两对共用电子对则用两根短线表示，以此类推。对于不参与形成共价键的其他电子省略不写.以HCl、H2O为例说明如下：HClH2O电子式结构式H—ClH-O—H［练习]请写出上述练习中所有共价分子的结构式。[答案］H2Cl2HFH2SNH3CH4CCl4电子式H:H结构式H—HCl-ClH-FH—S—H[设问]这些分子的空间的结构是否就像我们所写的结构式这样呢？我们来看看具体的模型。[展示]球棍模型、比例模型若干。[分析］球棍模型、比例模型可以表示共价分子的空间结构。球棍模型中小球表示原子，短棍代表共价键，球棍模型表示分子里各原子的相对位置。比例模型大体上表示各种原子的体积比。［分析］如下图所示，我们可以知道：（1）H2、Cl2、HCl等双原子分子是直线型分子；（2)H2O分子三个原子在同一平面内，两个氧氢键（H-O）成“V”形夹角,为V型分子;（3）NH3的空间构型是三角锥形,氮原子位于三角锥形的锥顶；（4）CH4的空间构型是正四面体，碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子位于正四面体的四个顶点。注：因为水分子的V型结构,所以水分子的电子式和结构式也可以表达为:，。电子式结构式H—ClCl—ClH—O-H球棍模型比例模型[板书]三、单键、双键、叁键［分析］以上的各个共价分子中两个原子之间都只形成一对共用电子对，然而也有些分子的两个原子之间能形成两对甚至三对共用电子对的情况.[思考］CO2、N2分子中如何安排电子共用才能使三个原子各自形成8电子稳定结构？[回答］[分析]（1)碳原子最外层4个电子，还需要4电子达到稳定结构；氧原子最外层6个电子，还需要2个电子达到稳定结构.如果每个氧原子分别与碳原子共用两个电子，则碳原子将共用两个氧原子提供的4个电子使得三个原子均达到稳定结构，所以二氧化碳的电子式为∶或者，总结为相间四个点，两边各四点.注意避免的错误有：等。(2）氮原子最外层5电子，各需要3电子达到8电子稳定结构，那么如果每个氮原子均提供3个电子形成三对共用电子对，那么两个氮原子就都达到了8电子稳定结构。也就说氮气分子中含有一个氮氮叁键，电子式为∶或者.总结为相间三对点，两边各两点。注意避免的错误:等。[展示]CO2、N2的球棍模型或者比例模型。【提问】请观察模型填写下表。Cl2CO2N2电子式结构式共价键类型空间构型[回答]Cl2CO2N2电子式结构式Cl—ClO==C==ON≡N共价键类型单键双键叁键空间构型直线形直线形直线形[板书］四、有机物中碳的成键特点观察教材P15图1-9中几种含碳化合物的结构式,分析：(1)各化合物分子中每个碳原子能形成共价键的种类和数目，有什么特点?（2）有几种碳原子之间的连接方式?[回答］碳原子最外层有四个电子，一个碳原子可以形成4个共价键。碳原子之间可以分别构成碳碳单键（C—C）,碳碳双键（C==C）或碳碳叁键（C≡C）。观察乙烷和环己烷，发现碳原子的连接方式可以以共价键连接形成碳链,也可以形成碳环。[小结]有机物是指大多数含碳的化合物。碳原子均以四个共价键连接其他原子,因为碳原子成键的方式和连接方式的多样性,所以有机物的种类非常丰富。[分析]乙烷可以简写为CH3-CH3或者CH3CH3（碳链中的碳碳单键也可以省略，但是双键和叁键不能省略，否则不能与单键区分）。这种将结构式简写后得到的式子就是结构简式。[练习]写出上述有机物的结构简式。[答案]乙烯：CH2==CH2(不能是CH2CH2）乙炔：CH≡CH（不能是CHCH)丁烷：CH3—CH2—CH2-CH3或者CH3CH2CH2CH3环己烷:课堂小结本节课着重学习了共价键、非金属单质分子、共价化合物，以及这些物质的电子式、结构式和空间构型，初步了解了在有机物中碳的成键特点和有机物的结构简式，初步感受到有机物种类繁多的原因。布置作业1.某元素的原子核最外层电子层上只有1个电子，它跟卤族元素化合时，可形成的化学键是（）A。一定是离子键B.一定是共价键C。可能是离子键，也可能是共价键D。上述说法都不正确2。写出表示下列各物质或分子结构的电子式,属于非金属单质或共价化合物的，写出分子的结构式。（1）K2O：________________;（2)HClO：________________；（3）N2：________________；（4)CS2：________________.[答案]1.C2.（1）（2)、H—O—Cl(3）、N≡N（4）、SCS板书设计共价键、共价化合物一、共价键、共价化合物化学反应的微观本质：旧键断裂（吸收能量）,新键形成（放出能量）二、电子式、结构式、空间构型常见含单键的共价分子的电子式、结构式、空间构型H2Cl2HClH2ONH3CH4CCl4电子式H∶H结构式H—HCl—ClH—Cl空间构型直线型直线型直线型V型三角锥形正四面体正四面体三、含双键或叁键的共价分子的电子式、结构式、空间构型CO2N2电子式结构式O==C==ON≡N共价键类型双键叁键空间构型直线型直线型四、有机物中碳的成键特点碳原子一般形成4个共价键成键方式：碳碳单键（C-C）、碳碳双键（C==C）、碳碳叁键（C≡C）连接方式：碳链、碳环教学反思本节课针对共价键展开了由浅入深的学习。在学习了离子键的基础上，对离子键的成键微粒、成键原理、代表离子化合物与共价化合物的比较，使学生充分体会到共价键是原子之间的一种作用力。通过共用电子对在原子之间形成强烈的相互作用，无论是含义还是共价分子的表示与离子键、离子化合物都是不相同的.认识到这一点，对后期的学习很有帮助，否则学生混淆了概念，对以后书写电子式等的练习就难以分辨和正确解答。本节课还通过观察模型学习了共价分子的空间结构,使学生了解到结构式表示分子中原子的结合情况，不能反映分子的空间结构。最后了解了有机物中碳原子的成键特点，与共价键、共价化合物的知识一脉相连，并为以后学习有机化合物作了铺垫.备课资料1.共价键的键参数化学键的性质可以通过表征键的性质的某些物理量来定量地描述，这些物理量如键长、键角、键能等，统称为键参数。(1)以能量标志化学键强弱的物理量称键能，不同类型的化学键有不同的键能，如离子键的键能是晶格能，金属键的键能是内聚能.《化学1》中提到的是共价键的键能。拆开1molH-H键需要吸收436kJ的能量,反之形成1molH—H键放出436kJ的能量，这个数值就是H—H键的键能。如H-H键的键能为436kJ·mol—1,Cl-Cl的键能为243kJ·mol—1。不同的共价键的键能差距很大,从一百多千焦每摩至九百多千焦每摩.一般键能越大，表明键越牢固，由该键构成的分子也就越稳定。化学反应的热效应也与键能的大小有关.键能的大小与成键原子的核电荷数、电子层结构、原子半径、所形成的共用电子对数目等有关。(2)分子中两个原子核间的平均距离称为键长。例如氢分子中两个氢原子的核间距为76pm，H—H的键长为76pm。一般键长越长,原子核间距离越大，键的强度越弱,键能越小。如H—F、H—Cl、H—Br、H-I键长依次递增，键能依次递减，分子的热稳定性依次递减。键长与成键原子的半径和所形成的共用电子对等有关。(3)一个原子周围如果形成几个共价键，这几个共价键之间有一定的夹角,这样的夹角就是共价键的键角。键角是由共价键的方向性决定的，键角反映了分子或物质的空间结构。例如水是V型分子，水分子中两个H—O键的键角为104°30′。甲烷分子为正四面体型，碳位于正四面体的中心，任何两个C—H键的键角为109°28′。金刚石中任何两个C—C键的键角亦为109°28′。石墨片层中的任何两个C—C键的键角为120°。从键角和键长可以反映共价分子或原子晶体的空间构型。(4)共价键的分类，共价键有不同的分类方法.①按共用电子对的数目分,有单键（Cl—Cl）、双键（C==C)、叁键(C≡C)等。②按共用电子对是否偏移分类，有极性键和非极性键。键的极性是由于成键原子的电负性不同而引起的.当成键原子的电负性相同时，核间的电子云密集区域在两核的中间位置，两个原子核正电荷所形成的正电荷重心和成键电子对的负电荷重心恰好重合，这样的共价键称为非极性共价键。如H2、O2分子中的共价键就是非极性共价键。当成键原子的电负性不同时，核间的电子云密集区域偏向电负性较大的原子一端，使之带部分负电荷，而电负性较小的原子一端则带部分正电荷，键的正电荷重心与负电荷重心不重合，这样的共价键称为极性共价键。如HCl分子中的H—Cl键就是极性共价键。成键原子的电负性差值愈大,键的极性就愈大.当成键原子的电负性相差很大时，可以认为成键电子对完全转移到电负性很大的原子上,这时原子转变为离子,形成离子键。因