2021-2022高中化學(xué)人教版選修3教案第二章第1節(jié)共價鍵（系列三）Word版含解析

第二章第一節(jié)共價鍵教案一、教材分析本節(jié)內(nèi)容的課標(biāo)要求是“知道共價鍵的主要類型σ鍵和п鍵，能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)；結(jié)合實例說明等電子原理的應(yīng)用?！苯滩闹饕榻B了從電子云和原子軌道的角度理解共價鍵的形成、價鍵的特點、σ鍵和π鍵的特征以及共價鍵參數(shù)，是對必修2中共價鍵內(nèi)容的加深，使學(xué)生進(jìn)一步豐富物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識，提高分析問題和解決問題的能力。本節(jié)內(nèi)容理論性較強，使學(xué)生在分子水平上進(jìn)一步形成有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本觀念，能從物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的視角解釋分子的某些性質(zhì)，并預(yù)測物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)，體驗科學(xué)的魅力，進(jìn)一步形成科學(xué)的價值觀。課時分配：共價鍵的形成及共價鍵的類型1課時鍵參數(shù)---鍵能、鍵長、鍵角；等電子原理1課時二、學(xué)生分析1、知識能力方面：（1）對于電子運動狀態(tài)的描述，量子的觀點、能量的觀點已經(jīng)為學(xué)生所認(rèn)同，意識到電子的運動不是完全無序的，而是有一定規(guī)律可循的。（2）對于如何描述元素的性質(zhì)，學(xué)生的認(rèn)識方式完成了由宏觀到微觀、從定性到定量的轉(zhuǎn)變，具備了一定的理解力或者是解釋力。（3）初步了解了原子的微觀結(jié)構(gòu)，結(jié)合有關(guān)的實驗事實和數(shù)據(jù)認(rèn)識了元素周期律，原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系，以及化學(xué)鍵的涵義等關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的基本知識。2、思維發(fā)展方面：高一學(xué)生抽象邏輯思維屬于理論性，他們能夠用理論作指導(dǎo)來分析綜合各種事實材料從個人不斷擴(kuò)大自己的知識領(lǐng)域。他們基本上可以掌握辯證思維（一般到特殊的演繹過程、特殊到一般的歸納過程）。第一課時共價鍵的形成及共價鍵的類型一、教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能能從電子云和原子軌道的角度理解共價鍵的形成；了解共價鍵的特點理解σ鍵和π鍵的特征，會判斷共價鍵的鍵型及其數(shù)目——（σ鍵和π鍵）。2、過程與方法通過討論歸納和對比的探究活動過程，提高分析推理和歸納的能力，從而體驗化學(xué)研究方法的科學(xué)性。3、情感態(tài)度與價值觀在分子水平上進(jìn)一步形成有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本觀念，能從物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的視角解釋分子的某些性質(zhì)，并預(yù)測物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)，體驗科學(xué)的魅力，進(jìn)一步形成科學(xué)的價值觀。二、重點與難點重點：利用對于σ鍵、π鍵特征的概念性認(rèn)識解決結(jié)構(gòu)性質(zhì)方面的具體問題難點：從共價鍵的形成角度認(rèn)識共價鍵的類型和本質(zhì)三、教學(xué)方式：探究式教學(xué)、小組合作學(xué)習(xí)活動1、回顧共價鍵的定義活動2活動1、回顧共價鍵的定義活動2、用電子式表示H2、HCl、C12分子的形成過程任務(wù)1、復(fù)習(xí)共價鍵板塊一：用共價鍵理論描述共價鍵的形成任務(wù)2、認(rèn)識共價鍵的形成活動3、認(rèn)識共價鍵的飽和性活動1、觀看氫分子的形成活動2、小組討論共價鍵形成的條件和本質(zhì)活動3、總結(jié)共價鍵形成的條件和本質(zhì)板塊二、用價鍵理論描述共價鍵的形成任務(wù)1、認(rèn)識σ鍵任務(wù)2、認(rèn)識Π鍵任務(wù)3、理解價鍵軌道活動1、觀看σ鍵的形成過程活動2、思考σ鍵的特征活動3、理解σ鍵的成鍵方式活動1、觀看Π鍵的形成過程活動2、思考Π板塊一：用共價鍵理論描述共價鍵的形成任務(wù)2、認(rèn)識共價鍵的形成活動3、認(rèn)識共價鍵的飽和性活動1、觀看氫分子的形成活動2、小組討論共價鍵形成的條件和本質(zhì)活動3、總結(jié)共價鍵形成的條件和本質(zhì)板塊二、用價鍵理論描述共價鍵的形成任務(wù)1、認(rèn)識σ鍵任務(wù)2、認(rèn)識Π鍵任務(wù)3、理解價鍵軌道活動1、觀看σ鍵的形成過程活動2、思考σ鍵的特征活動3、理解σ鍵的成鍵方式活動1、觀看Π鍵的形成過程活動2、思考Π鍵的特征活動3、理解Π鍵的成鍵方式活動1、將σ鍵和Π鍵進(jìn)行對比活動2、認(rèn)識價鍵軌道，理解其成鍵規(guī)律板塊三、共價鍵的應(yīng)用任務(wù)1、探究不同分子中的共價鍵任務(wù)1、探究氮分子中的N三N，并用σ鍵和Π鍵表示任務(wù)2、探究如何根據(jù)電負(fù)性的不同判斷化學(xué)鍵任務(wù)3、探究乙烷、乙烯和乙炔分子中的σ鍵和Π鍵五、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖板塊一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入任務(wù)1、復(fù)習(xí)共價鍵的定義、本質(zhì)、成鍵元素等。任務(wù)2、復(fù)習(xí)原子軌道、電子云概念?！咎釂枴课覀冊诒匦拚n程中簡單學(xué)習(xí)了共價鍵的知識，現(xiàn)在請大家回顧一下共價鍵的定義、本質(zhì)、成鍵元素?！究偨Y(jié)】原子之間通過共用電子對所形成的相互作用，叫做共價鍵。其本質(zhì)是在原子之間形成共用電子對，成鍵元素為非金屬與非金屬。【提問】接下來大家思考我們前面學(xué)習(xí)的電子云和原子軌道的知識。【多媒體展示】電子在核外空間出現(xiàn)的概率分布圖被形象地稱為電子云。s電子的原子軌道形狀為（），p電子的原子軌道形狀為（），每個P能級有（）個原子軌道，它們相互（）【過渡】通過已學(xué)過的知識，我們知道元素原子形成共價鍵時，共用電子對，因為電子在核外一定空間運動，所以電子云要發(fā)生重疊，它們又是通過怎樣方式重疊，形成共價鍵的呢？【板書】第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)共價鍵思考教師提出的問題并回答思考教師提出的問題并回答回顧與本節(jié)課有關(guān)的知識，讓學(xué)生在知識的連接上有所過渡，測查學(xué)生是否能夠準(zhǔn)確地激活相關(guān)內(nèi)容，即對于有關(guān)問題是否具備了應(yīng)有的理解力。教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖板塊二、共價鍵的形成任務(wù)1、復(fù)習(xí)H2、HCl、Cl2分子的形成過程任務(wù)2、認(rèn)識共價鍵的形成條件及本質(zhì)板塊三、共價鍵的類型[]任務(wù)1、認(rèn)識σ鍵的形成、特點任務(wù)2、認(rèn)識π鍵的形成、特點。任務(wù)3、探究不通過分子中所含共價鍵任務(wù)4、認(rèn)識共價鍵的特征【講述】共價鍵是常見化學(xué)鍵之一，它的本質(zhì)是在原子之間形成共用電子對，你能用電子式表示H2、HCl、C12分子的形成過程嗎?【投影】HCl的形成過程【講述】按共價鍵的共用電子對理論，不可能有H3、H2Cl和Cl3分子，這表明共價鍵具有飽和性。我們學(xué)過電子云和原子軌道。如何用電子云和原子軌道的概念來進(jìn)一步理解共價鍵呢？用電子云描述氫原子形成氫分子的過程？【探究】兩個成鍵原子為什么能通過共用電子對相結(jié)合呢？【板書】一、共價鍵【投影】【板書】1、共價鍵的形成條件：(1)兩原子電負(fù)性相同或相近(2)一般成鍵原子有未成對電子(3)成鍵原子的原子軌道在空間上發(fā)生重疊2、共價鍵的本質(zhì)：成鍵原子相互接近時，原子軌道發(fā)生重疊，自旋方向相反的未成對電子形成共用電子對，兩原子核間的電子云密度增加，體系能量降低【講】兩個1s1相互靠攏→電子云相互重疊→形成H2分子的共價鍵H-H。電子云在兩個原子核間重疊，意味著電子出現(xiàn)在核間的概率增大，電子帶負(fù)電，因而可以形象地說，核間電子好比在核間架起一座帶負(fù)電的橋梁，把帶正電的兩個原子核“黏結(jié)”在一起了?！就队啊繗湓有纬蓺浞肿拥碾娮釉泼枋?s—sσ)【板書】3、共價鍵的類型（1）σ鍵：以形成化學(xué)鍵的兩原子核的連線為軸作旋轉(zhuǎn)操作，共價鍵電子云的圖形不變，這種特征稱為軸對稱。如H-H鍵。【設(shè)問】H2分子里的σ鍵是由兩個s電子重疊形成的，可稱為“s—sσ鍵”。s電子和p電子，p電子和p電子重疊是否也能形成σ鍵呢?【講】我們看一看HCl和C12中的共價鍵，HCl分子中的共價鍵是由氫原子提供的未成對電子ls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，而C12分子中的共價鍵是由2個氯原子各提供土個未成對電子3p的原子軌道重疊形成的?！就队啊俊局v】未成對電子的電子云相互靠攏→電子云相互重疊→形成共價鍵單鍵的電子云圖象?！景鍟款愋停簊—sσ、s—pσ、p—pσ等?！局v】形成σ鍵的原子軌道重疊程序較大，故σ鍵有較強的穩(wěn)定性。共價單鍵為σ鍵，共價雙鍵和叁鍵中存在σ鍵(通常含一個σ鍵)【投影】p電子和p電子除能形成σ鍵外，還能形成π鍵【板書】（2）π鍵：由兩個原子的p電子“肩并肩”重疊形成?！局v】對比兩個p電子形成的σ鍵和π鍵可以發(fā)現(xiàn)，σ鍵是由兩個原子的p電子“頭碰頭”重疊形成的；而π鍵是由兩個原子的p電子“肩并肩”重疊形成的π鍵的電子云形狀與σ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，分別位于由兩原子核構(gòu)成平面的兩側(cè)，如果以它們之間包含原子核的平面為鏡面，它們互為鏡像，這種特征稱為鏡像對稱。π鍵與σ鍵不同，σ鍵的強度較大，π鍵不如σ鍵牢固，比較容易斷裂。因而含有π鍵的化合物與只有σ鍵的化合物的化學(xué)性質(zhì)不同，如我們熟悉的乙烷和乙烯的性質(zhì)不同?！景鍟刻攸c：肩并肩、兩塊組成、鏡像對稱、容易斷裂?！局v】π鍵通常存在于雙鍵或叁鍵中；以上由原子軌道相互重疊形成的σ鍵和π鍵總稱價鍵軌道，是分子結(jié)構(gòu)的價鍵理論中最基本的組成部分?！景鍟浚?）價鍵軌道：由原子軌道相互重疊形成的σ鍵和π鍵（4）判斷共價鍵類型規(guī)律：共價單鍵是σ鍵；而共價雙鍵中有一個σ鍵，另一個是π鍵；共價三鍵由一個σ鍵和兩個π鍵組成【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2—1、圖2—2、圖2—3，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一個σ鍵和兩個π鍵)2、鈉和氯通過得失電子同樣是形成電子對，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?你能從原子的電負(fù)性差別來理解嗎?討論后請?zhí)畋怼?、乙烷、乙烯和乙炔分子中的共價鍵分別由幾個σ鍵和幾個π鍵組成？【交流匯報】1、2、原子NaClHClCO電負(fù)性0.93.02.13.02.53.5電負(fù)性之差（絕對值）2.10.91.0結(jié)論：當(dāng)原子的電負(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。3、乙烷：7個σ鍵乙烯：5個σ鍵一個π鍵乙炔：3個σ鍵兩個π鍵【小結(jié)】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【投影】【過渡】下面，讓我們總結(jié)一下，共價鍵都具有哪些特征【板書】4、共價鍵的特征【講】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，便可和幾個自旋方向相反的電子配對成鍵，這就是共價鍵的飽和性。H原子、Cl原子都只有一個未成對電子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子?！景鍟?1)飽和性【講】共價鍵的飽和性決定了共價化合物的分子組成，共價鍵形成時，兩個叁數(shù)與成鍵的原子軌道總是盡可能沿著電子出現(xiàn)概率最大的方向重疊，而且原子軌道重疊越多，電子在兩核間出現(xiàn)概率越多，形成的共價鍵越牢固。電子所在的原子軌道都是有一定的形狀，所以要取得最大重疊，共價鍵必然有方向性。【板書】(2)方向性【講】同種分子(如HX)中成鍵原子電子云(原子軌道)重疊程度越大，形成的共價鍵越牢固，分子結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。如HX的穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI?！拘〗Y(jié)】鍵型項目σ鍵π鍵成鍵方向沿軸方向“頭碰頭”平行或“肩并肩”電子云形狀軸對稱鏡像對稱牢固程度鍵強度大，不易斷裂x鍵強度較小，容易斷裂成鍵判斷規(guī)律共價單鍵全是σ鍵，共價雙鍵中一個是σ鍵，另一個是π鍵；共價叁鍵中一個σ鍵，另兩個為π鍵【板書設(shè)計】第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)共價鍵一、共價鍵1、共價鍵的形成條件2、共價鍵的本質(zhì)3、共價鍵的類型：（1）σ鍵：s—sσ、s—pσ、p—pσ（2）π鍵：由兩個原子的p電子“肩并肩”重疊形成4、共價鍵的特征(1)飽和性(2)方向性思考教師提出的問題并回答觀看投影，回憶知識小組討論共價鍵的形成條件聽教師講述觀看氫分子的形成過程聽教師講解σ鍵，觀察其成鍵特點[來源:][]觀看π鍵形成過程觀察其成鍵特點小組進(jìn)行探究不通過分子中所含共價鍵小組匯報討論結(jié)果聽教師總結(jié)聽教師講解共價鍵的特征小組討論對比σ鍵和π鍵用動畫，是理論性的知識生動化鞏固所學(xué)知識第二課時共價鍵參數(shù)及等電子原理一、教學(xué)目標(biāo)2、過程與方法：3、情感態(tài)度與價值觀：二、重點與難點重點：用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質(zhì)難點：鍵角三、教學(xué)方式：探究式教學(xué)、小組合作學(xué)習(xí)活動1、閱讀某些共價鍵的鍵能任務(wù)活動1、閱讀某些共價鍵的鍵能任務(wù)1、認(rèn)識鍵能及鍵能大小與化學(xué)鍵穩(wěn)定性的關(guān)系板塊一、認(rèn)識鍵參數(shù)活動2、小組討論鍵能大小與化學(xué)鍵穩(wěn)定性的關(guān)系任務(wù)2、認(rèn)識鍵長及鍵長大小與化學(xué)鍵穩(wěn)定性的關(guān)系活動1、閱讀某些共價鍵的鍵長活動2板塊一、認(rèn)識鍵參數(shù)活動2、小組討論鍵能大小與化學(xué)鍵穩(wěn)定性的關(guān)系任務(wù)2、認(rèn)識鍵長及鍵長大小與化學(xué)鍵穩(wěn)定性的關(guān)系活動1、閱讀某些共價鍵的鍵長活動2、小組討論鍵長與鍵能的關(guān)系活動1、聽教師講解鍵角任務(wù)3活動1、聽教師講解鍵角任務(wù)3、認(rèn)識鍵角及鍵角大小與化學(xué)鍵穩(wěn)定性的關(guān)系活動2、小組討論鍵角大小與化學(xué)鍵穩(wěn)定性的關(guān)系任務(wù)4、鍵能、鍵長、鍵角的應(yīng)用活動1、小組討論教師提出的問題板塊二、等電子原理任務(wù)1、理解等電子原理活動1、聽教師講解等電子原理活動2、聯(lián)系所學(xué)物質(zhì)，理解等電子原理任務(wù)2、了解等電子原理的應(yīng)用活動2、小組討論鍵角大小與化學(xué)鍵穩(wěn)定性的關(guān)系任務(wù)4、鍵能、鍵長、鍵角的應(yīng)用活動1、小組討論教師提出的問題板塊二、等電子原理任務(wù)1、理解等電子原理活動1、聽教師講解等電子原理活動2、聯(lián)系所學(xué)物質(zhì)，理解等電子原理任務(wù)2、了解等電子原理的應(yīng)用活動1、閱讀質(zhì)譜儀的資料，了解等電子原理五、教學(xué)過程：教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動板塊一、認(rèn)識鍵參數(shù)—鍵能、鍵長與鍵角任務(wù)1、認(rèn)識鍵能及鍵能大小與化學(xué)鍵穩(wěn)定性的關(guān)系[來源:]任務(wù)2、認(rèn)識鍵長及鍵長大小與化學(xué)鍵穩(wěn)定性的關(guān)系任務(wù)3、認(rèn)識鍵角及鍵角大小與化學(xué)鍵穩(wěn)定性的關(guān)系任務(wù)4、鍵能、鍵長、鍵角的應(yīng)用板塊二、等電子原理任務(wù)1、理解等電子原理任務(wù)2、認(rèn)識等電子原理的應(yīng)用【復(fù)習(xí)】σ鍵、π鍵的形成條件及特點?！具^渡】今節(jié)課我們繼續(xù)研究共價鍵的三個參數(shù)?！景鍟慷?、鍵參數(shù)—鍵能、鍵長與鍵角【提問】電離能概念?！局v述】在第一章討論過原子的電離能，我們知道，原子失去電子要吸收能量。反過來，原子吸引電子，要放出能量。因此，原子形成共價鍵相互結(jié)合，放出能量，由此形成了鍵能的概念。鍵能是氣態(tài)基態(tài)原子形成lmol化學(xué)鍵釋放的最低能量。例如，形成lmolH—H鍵釋放的最低能量為436．0kJ，形成1molN三N鍵釋放的最低能量為946kJ，這些能量就是相應(yīng)化學(xué)鍵的鍵能，通常取正值?！景鍟?、鍵能：氣態(tài)基態(tài)原子形成lmol化學(xué)鍵釋放的最低能量。通常取正值?！就队啊勘?-1某些共價鍵鍵能【觀察分析】鍵能大小與化學(xué)鍵穩(wěn)定性的關(guān)系？【板書】鍵能越大，化學(xué)鍵越穩(wěn)定。【講述】鍵長是衡量共價鍵穩(wěn)定性的另一個參數(shù)，是形成共價鍵的兩個原子之間的核間距?！景鍟?、鍵長：形成共價鍵的兩個原子之間的核間距?！就队啊勘?-2某些共價鍵的鍵長【講述】1pm=10－12m【觀察分析】鍵長與鍵能的關(guān)系？【板書】鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定?！具^渡】分子的形狀有共價鍵之間的夾角決定，下面我們學(xué)習(xí)鍵角?！景鍟?、鍵角：【講述】在原子數(shù)超過2的分子中，兩個共價鍵之間的夾角稱為鍵角。例如，三原子分子CO2的結(jié)構(gòu)式為O＝C＝O，它的鍵角為180°，是一種直線形分子；又如，三原子分子H20的H—O—H鍵角為105°，是一種角形(V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)?！景鍟績蓚€共價鍵之間的夾角?！就队啊抠Y料卡片共價半徑：相同原子的共價鍵鍵長的一半稱為共價半徑?！舅伎寂c交流】1、試?yán)帽?—l的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，1mo1H2分別跟lmolCl2、lmolBr2(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子哪個更容易發(fā)生熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)？2．N2、02、F2跟H2的反應(yīng)能力依次增強，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？【投影】表2—3：CO分子和N2分子的某些性質(zhì)【講述】表2—3數(shù)據(jù)表明，CO分子和N2分子在許多性質(zhì)上十分相似，這些相似性，可以歸結(jié)為它們具有相等的價電子總數(shù)，導(dǎo)致它們具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，由此形