高中化学优质教案 共价键的键参数与等电子原理 教学设计[选修]1

第一节共价键

第2课时共价键的键参数与等电子原理

一、三维目标

1、知识与技能

复习化学键的概念，能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程；知道共价键的主要类型δ键和π键；说出δ键和π键的明显差别和一般规律

2、过程与方法

学习抽象概念的方法：可以运用类比、归纳、判断、推理的方法，注意各概念的区别与联系，熟悉掌握各知识点的共性和差异性。

3、情感态度与价值观

使学生感受到：在分子水平上进一步形成有关物质结构的基本观念，能从物质结构决定性质的视角解释分子的某些性质，并预测物质的有关性质，体验科学的魅力，进一步形成科学的价值观

二、教学重点

σ键和Π键的特征和性质。

三、教学难点

能用键能、键长、键角等键参数判断简单分子的构型和稳定性

四、教学策略

运用的第一章学过的电子云和原子轨道的概念进一步认识和理解共价键，通过电子云图象的方式很形象、生动的引出了共价键的主要类型σ键和π键，以及它们的差别，并用一个“科学探究”让学生自主的进一步认识σ键和π键。

五、教学准备

多媒体、黑板、教材、学案

六、教学环节

[复习]σ键、π键的形成条件及特点。

[过渡]今节课我们继续研究共价键的三个参数。

[板书]二、键参数—键能、键长与键角

[提问]电离能概念。

[讲述]在第一章讨论过原子的电离能，我们知道，原子失去电子要吸收能量。反过来，

原子吸引电子，要放出能量。因此，原子形成共价键相互结合，放出能量，由此形成了键能的概念。键能是气态基态原子形成l mol化学键释放的最低能量。例如，形成l mol H—H键释放的最低能量为436．0 kJ，形成1 molN三N键释放的最低能量为946 kJ，这些能量就是相应化学键的键能，通常取正值。

[板书]1、键能：气态基态原子形成l mol化学键释放的最低能量。通常取正值。

[投影]表2-1某些共价键键能

[观察分析]键能大小与化学键稳定性的关系？

[回答]键能越大，即形成化学键时放出的能量越多，意味着这个化学键越稳定，越不容易被打断。

[板书] 键能越大，化学键越稳定。

[讲述]键长是衡量共价键稳定性的另一个参数，是形成共价键的两个原子之间的核间距。

[板书]2、键长：形成共价键的两个原子之间的核间距。

[投影]表2-2 某些共价键的键长

[讲述]1pm=10－12m

[观察分析]键长与键能的关系？

[板书]键长越短，键能越大，共价键越稳定。

[过渡]分子的形状有共价键之间的夹角决定，下面我们学习键角。

[板书]3、键角：

[讲述]在原子数超过2的分子中，两个共价键之间的夹角称为键角。例如，三原子分子CO-的结构式为O＝C＝O，它的键角为180°，是一种直线形分子；又如，三原子分子H20的H

—O—H键角为105°，是一种角形(V形)分子。多原子分子的键角一定，表明共价键具有方向性。键角是描述分子立体结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关。

[板书] 两个共价键之间的夹角。

[投影]资料卡片

共价半径：相同原子的共价键键长的一半称为共价半径。

[课堂练习]

1、下列说法中正确的是（）

A、分子中键能越大，键越长，则分子越稳定

B、失电子难的原子获得电子的能力一定强

C、在化学反应中，某元素由化合态变为游离态，该元素被还原

D、电子层结构相同的不同离子，其中经随核电荷数增多而减小

2、能用键能大小来解释的是（）

A、N2的化学性质比O2更稳定

B、金刚石的熔点高于晶体硅

C、情况气体一般难发生化学反应

D、通常情况下，Br2呈液态，碘呈固态

3、从实验测得不同物质中氧－氧之间的键长键能的数据：

其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律性推导键能的大小顺序为w>z>y>x。该规律性是（）

A．成键时电子数越多，键能越大B．键长越长、键能越小

C．成键所用的电子数越少，键能越大D．成键时电子对越偏移，键能越大

4、1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。

(1)根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：

和；和。

(2)此后，等电子原理又有所发展。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相

同，各原子最外层

．．．电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在

短周期元素组成的物质中，与NO2-互为等电子体的分子

．．有：、。

参考答案：1、D2、AB3、AB 4、(1)N2 CO；C02 N20 (2)S02、O3

[课堂活动]

[思考]我们学过的等电子物质还有哪些？试举例。

[自学]科学视野：用质谱仪测定分子结构

现代化学常利用质谱仪测定分子的结构。它的基本原理是在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子。由于生成的分子离子、碎片离子具有不同的相对质量，它们在高压电场加速后，通过狭缝进入磁场分析器得到分离，在记录仪上呈现一系列峰，化学家对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的结构。例如，图2—7的纵坐标是相对丰度(与粒子的浓度成正比)，横坐标是粒子的质量与电荷之比(m／e)，简称质荷比。化学家通过分析得知，m／e＝92的峰是甲苯分子的正离子(C6H5CH3＋)，m／e＝91的峰是丢失一个氢原子的的C6H5CH2＋，m／e＝65的峰是分子碎片……因此，化学家便可推测被测物是甲苯。

[例题]2002年诺贝尔化学奖表彰的是在“看清”生物大分子真面目方面的科技成果，一项是美国科学家约翰·芬恩与日本科学家田中耕一“发明了对生物大分子的质谱分析法”；另一项是瑞士科学家库尔特·维特里希“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法”。质子核磁共振（PMR）是研究有机物结构的有力手段之一，在所有研究的化合物分子中，每一结构中的等性氢原子在PMR中都给出了相应的峰（信号），谱中峰的强度与结构中的等性H原子个成正比。例如乙醛的结构简式为CH3—CHO，在PMR中有两个信号，其强度之比为3:1。