高中化学人教版选修三 物质结构与性质高中化学选修三2.1共价键 第一课时 教案

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《共价键》教案

第一课时

一、教学目标

（一）知识与技能

1．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。

2．知道共价键的主要类型和共价键的特征。

3．说出σ键和π键的明显差别和一般规律。

（二）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。

（三）情感态度价值观

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、教学重难点

教学重点：σ键和π键的特征和性质

教学难点：σ键和π键的特征

三、教学过程

【复习】1．必修中学过共价键概念。2．原子轨道、电子云概念。

【过渡】通过已学过的知识，我们知道元素原子形成共价键时，共用电子对，因为电子在核外一定空间运动，所以电子云要发生重叠，它们又是通过怎样方式重叠，形成共价键的呢？

【板书】第二章分子结构与性质

第一节共价键

【随堂练习】共价键是常见化学键之一，它的本质是在原子之间形成共用电子对你能用电子式表示H2、HCl、C12分子的形成过程吗?

【投影】HCl的形成过程：

【讲】按共价键的共用电子对理论，不可能有H3。、H2Cl和Cl3分子，这表明共价键具有饱和性。我们学过电子云和原子轨道。如何用电子云和原子轨道的概念来进一步理解共价键呢用电子云描述氢原子形成氢分子的过程如图2—l所示

【探究】两个成键原子为什么能通过共用电子对相结合呢？

【板书】一、共价键

【投影】

【板书】1．共价键的形成条件：

（1）两原子电负性相同或相近

（2）一般成键原子有未成对电子

（3）成键原子的原子轨道在空间上发生重叠

2．共价键的本质：成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系能量降低

【讲】两个1s1相互靠拢→电子云相互重叠→形成H2分子的共价键H-H。电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，电子带负电，因而可以形象地说，核间电子好比在核间架起一座带负电的桥梁，把带正电的两个原子核“黏结”在一起了。

【投影】氢原子形成氢分子的电子云描述（s—sσ）

【板书】3．共价键的类型

（1）σ键：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。如H-H键。

【设问】H2分子里的σ键是由两个s电子重叠形成的，可称为“s－sσ键”。s电子和p电子，p电子和p电子重叠是否也能形成σ键呢?

【讲】我们看一看HCl和C12中的共价键，HCl分子中的共价键是由氢原子提供的未成对电子ls的原子轨道和氯原子提供的未成对电子3p的原子轨道重叠形成的，而C12分子中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子3p的原子轨道重叠形成的。

【投影】

图2—2 H—C1的s—pσ键和C1一C1的p—pσ键的形成

【讲】未成对电子的电子云相互靠拢→电子云相互重叠→形成共价键单键的电子云图象。

【板书】类型：s—sσ、s—pσ、p—pσ键等。

【讲】形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强的稳定性。共价单键为σ键，共价双键和叁键中存在σ键（通常含一个σ键）

【投影】p电子和p电子除能形成σ键外，还能形成π键（如图2-3）

【板书】（2）π键：由两个原子的p电子“肩并肩”重叠形成。

【讲】对比两个p电子形成的σ键和π键可以发现，σ键是由两个原子的p电子“头碰头”重叠形成的；而π键是由两个原子的p电子“肩并肩”重叠形成的π键的电子云形状与σ键的电子云形状有明显差别：每个π键的电子云由两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像，这种特征称为镜像对称。π键与σ键不同，σ键的强度较大，π键不如σ键牢固，比较容易断裂。因而含有π键的化合物与只有σ键的化合物的化学性质不同，如我们熟悉的乙烷和乙烯的性质不同。

【板书】特点：肩并肩、两块组成、镜像对称、容易断裂。

【讲】π键通常存在于双键或叁键中

【讲】以上由原子轨道相互重叠形成的σ键和π键总称价键轨道，是分子结构的价键理论中最基本的组成部分。

【板书】（3）价键轨道：由原子轨道相互重叠形成的σ键和π键

（4）判断共价键类型规律：共价单键是σ键；而共价双键中有一个σ键，另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键组成

【科学探究】

1．已知氮分子的共价键是三键（N≡N），你能模仿图2—1、图2—2、图2—3，通过画图来描述吗?（提示：氮原子各自用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成一个σ键和两个π键）

2．钠和氯通过得失电子同样是形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢?你能从原子的电负性差别来理解吗?讨论后请填表。

3．乙烷、乙烯和乙炔分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键组成？

答案：

2．

【小结】电子配对理论：如果两个原子之间共用两个电子，一般情况下，这两个电子必须配对才能形成化学键

【投影】

乙烯、乙炔分子中轨道重叠方式示意图

【过渡】下面，让我们总结一下，共价键都具有哪些特征

【板书】4．共价键的特征

【讲】按照共价键的共用电子对理论，一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向相反的电子配对成键，这就是共价键的饱和性。H原子、Cl原子都只有一个未成对电子，因而只能形成H2、HCl、Cl2分子，不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。

【板书】（1）饱和性

【讲】共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成

【讲】共价键形成时，两个叁与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现概率越多，形成的共价键越牢固。电子所在的原子轨道都是有一定的形状，所以要取得最大重叠，共价键必然有方向性。

【板书】（2）方向性

【讲】同种分子（如HX）中成键原子电子云（原子轨道）重叠程度越大，形成的共价键越牢固，分子结构越稳定。如HX的稳定性：HF>HCl>HBr>HI。

【小结】

【随堂练习】

关于乙醇分子的说法正确的是（）

A．分子中共含有8个极性键B．分子中不含非极性键

C．分子中只含σ键D．分子中含有1个π键

解析：乙醇的结构简式为：CH3CH2OH。共有有8个共价键，其中C—H、C—O、O—H键为极性键，共7个，C—C键为非极性键，由于全为单键，故无π键。

答案：C

点评：通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目，判断成键方式时，需掌握规律：共价单键全是σ键，共价双键中一个是σ键，另一个是π键；共价叁键中一个σ键，另两个为π键。

教学回顾：

本节课的内容非常抽象，学生学习和接受都较困难。通过本节课的教学，要使本节教学成功的关键有三点：

（1）布置学生课前预习，使其了解教材的基本内容，找出难点，对不理解的地方做上标记，温习有关基础知识，作为学习新课知识的铺垫。

（2）学生的自身体验和探究是非常重要的。本节课以小组合作的学习形式让学生用泡沫自制模型，感悟σ键的形成特点。同时通过课本中的科学探究进一步理解σ键和π键以及和离子键形成的区别。

（3）利用多媒体辅助教学，使本来很难理解的过程变得易接受。本节课我用多媒体电脑播放有关电子云轨道重叠成键的过程，既使学生易理解，又提高课堂效率，保证有足够的时间完成本节课的教学任务，使本节课收到很好的教学效果。

【板书设计】

第二章分子结构与性质第一节共价键

一、共价键

1．共价键的形成条件：

（1）两原子电负性相同或相近

（2）一般成键原子有未成对电子

（3）成键原子的原子轨道在空间上发生重叠

2．共价键的本质：成键原子相互接近时，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对，两原子核间的电子云密度增加，体系能量降低

3．共价键的类型

（1）σ键：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。如H-H键。

类型：s—sσ、s—pσ、p—pσ键等

特点：沿轴方向“头碰头”、轴对称、强度大不易断裂

（2）π键：由两个原子的p电子“肩并肩”重叠形成。

特点：肩并肩、两块组成、镜像对称、容易断裂。

（3）价键轨道：由原子轨道相互重叠形成的σ键和π键

（4）判断共价键类型规律：共价单键是σ键；而共价双键中有一个σ键，另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键组成

4．共价键的特征

（1）饱和性（2）方向性