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《一线教师精品》高一化学苏教版必修2教学设计:专题1第2单元 微粒之间的相互作用力 .doc

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资源描述

1、教学设计单元分析 本单元帮助学生探究构成物质的微粒之间的作用力,重点解释离子键和共价键,学习用电子式表示离子化合物和共价化合物,用结构式表示共价键、共价分子。分子间作用力是分子之间较为微弱的作用力,对物质的物理性质如熔、沸点、溶解性有一定的影响;氢键是一种特殊的分子间作用力。 本单元首先从氯化钠等学生熟悉的离子化合物入手,引入离子键的概念,帮助学生认识活泼金属和活泼非金属的原子间能形成典型的离子键。运用原子结构示意图来形象地表示离子化合物,说明离子化合物的形成过程。学习用电子式表示原子、离子、离子化合物。然后,从学生熟悉的物质氯化氢、氯气等入手,引入共价键的概念,帮助学生认识非金属和非金属元素

2、的原子间能形成共价键。能运用电子式和结构式来形象地表示共价分子、共价化合物,认识分子的三维空间结构。认识分子的球棍模型、比例模型等,理解离子键、共价键的形成与物质的微观结构。 最后学习分子间作用力。分子间作用力存在于分子之间,它也是微粒之间的一种作用力,它对物质的物理性质有影响。教材要求学生联系物质性质与物质微观结构,能够用构成物质的微粒间的不同的相互作用对物质的性质做出合理的解释。教材中还在拓展视野部分介绍了氢键,使学生对一些特殊物质的反常的熔、沸点有所了解,另外可以解释一些自然现象,如冰为何浮在水面上等。 在这一单元,将学习两种化学用语电子式和结构式,还将运用几种结构模型分子的比例模型、球

3、棍模型等,这些化学用语和模型的使用,都是为了帮助学生加深对化学键的理解,提高学生的空间想象力。 本单元教学要求有(1)认识化学键的含义,通过对概念的剖析,使学生理解概念,把握好概念的内涵和外延。(2)知道离子键和共价键的形成(对于离子键和共价键的特点和键参数、极性键和非极性键以及影响离子键和共价键强弱的因素不作要求)。(3)了解离子化合物、共价化合物的概念,能识别典型的离子化合物和共价化合物。(4)能写出结构简单的常见原子、离子、分子、离子化合物的电子式,能够用电子式或者结构式表示结构简单的常见离子化合物、共价分子。(5)能从化学键变化的角度认识化学反应的实质:旧化学键断裂和新化学键生成的过程

4、。(6)了解有机化合物中碳的成键特征。本单元的教学重点、教学难点在于离子键、离子化合物、共价键、共价化合物的理解、识别以及用电子式或结构式来正确表达其微观结构。课时分配离子键 1课时共价键、分子间作用力 2课时第一课时 化学键、离子键整体设计三维目标1.知识与技能(1)知道构成物质的微粒间存在不同的作用,认识化学键、离子键和共价键;(2)初步掌握离子键的概念和离子键的形成过程,认识离子化合物,学会用电子式表示原子、离子和典型离子化合物的基本方法。2.过程与方法 通过离子键概念的引出、讨论,培养学生的抽象思维能力;通过电子式的学习和练习,增强学生的归纳、演绎的思维能力,提高学习技巧。3.情感态度

5、与价值观 通过思考、讨论和练习,激发学生的探索精神和创新意识,在对学生不同回答的分析点评过程中,培养学生严谨的学习态度。教学重点 离子键、离子化合物;能用电子式表示离子键、离子化合物。教学难点 用电子式表示离子键、离子化合物。教学过程导入新课 构成物质的基本微粒有原子、离子和分子等,不同的物质由不同的微粒构成。这些微粒是如何构成物质呢?这就是我们这节课要学习的内容。推进新课【提问】以下物质是由不同类型的微粒构成的,请同学们根据构成物质微粒的不同类型对它们进行分类。NaCl、HCl、Na2O、H2O、Cl2、CH4、K2CO3、NH4Cl、NH3、金刚石回答由离子构成的物质:NaCl、Na2O、

6、K2CO3、NH4Cl由分子构成的物质:HCl、H2O、Cl2、CH4、NH3由原子构成的物质:金刚石分析有些物质由离子构成,如氯化钠,有些物质由分子构成,如氯化氢,而有些物质直接由原子构成,如金刚石。那么构成物质的微粒如离子、原子、分子,它们是通过什么样的作用形成了具有一定形态的宏观物质的呢?这节课我们学习微粒间的相互作用,可以解答我们的疑问。板书一、化学键分析钠离子和氯离子通过强烈的相互作用形成了具有一定形状、硬度的氯化钠固体,氢原子和氯原子通过强烈的相互作用形成了氯化氢分子,而氯化氢分子与氯化氢分子之间也存在一定的作用,很多氯化氢分子构成了没有固定形状的气体氯化氢气体。 通常我们把物质中

7、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。而分子之间存在的作用力与化学键相比比较微弱,称之为分子间作用力。二、离子键、离子化合物分析下面以氯化钠为例来学习离子键的形成。像这样使带相反电荷的阴、阳离子结合的相互作用,称为离子键。注意阴、阳离子之间的静电作用不只有静电引力,微粒的电子和电子之间、原子核与原子核之间存在有一定的静电斥力,当阴、阳离子距离达到一定值时,静电引力和静电斥力相互平衡,形成了稳定的离子键。练习请同学分析氧化镁的构成微粒,以及氧化镁的形成过程,请用原子、离子结构示意图表示。回答分析像氯化钠、氧化镁这样的由许多阴、阳离子通过静电作用即离子键形成的化合物就是离子化合物

8、。【问题】1.离子键、离子化合物的研究对象是什么微粒?这些微粒对应的元素具有什么样的特点?2.请尽可能多的举出一些离子化合物的例子,思考哪些物质中含有离子键(离子化合物的构成一般有什么样的特点)?3.“离子化合物一定含有离子键”这句话是否正确?回答1.离子键是指直接相邻的阴、阳离子之间强烈的相互作用,离子化合物指的是许多阴、阳离子通过离子键形成的化合物。它们的研究对象都是阴、阳离子。 容易形成阴、阳离子的元素一般有活泼金属元素和活泼非金属元素。2.离子化合物如NaCl、Na2O、NaOH、K2CO3、NH4Cl、NH4NO3等等,观察可以发现,除了活泼金属元素,活泼非金属元素易形成离子化合物外

9、,活泼金属阳离子与酸根阴离子、铵根阳离子和活泼非金属阴离子或酸根阴离子之间也能够形成离子化合物。3.只要认真地观察离子化合物和离子键的定义,可以知道,阴、阳离子之间通过静电作用形成了离子键,这样的化合物就是离子化合物,所以离子化合物一定含有离子键是正确的,反之含有离子键的化合物也一定属于离子化合物。三、用电子式表示微粒以及离子化合物分析在原子形成化合物的过程中,发生改变的主要是原子的最外层电子数。 电子式是指在元素符号周围用“ ”或“”来表示该微粒最外层电子的式子。学会了用电子式表示原子、离子等微粒,我们就可以更简明地用微粒的电子式来表示某些化合物的组成了。观察首先给大家一些原子的电子式的实例

10、,注意结合原子最外层电子数和“ ”的数目及书写分布特点来观察学习。原子电子式原子电子式HHONaNaCl练习请写出以下原子的电子式:原子电子式原子电子式KCMgNCaSFNe答案原子电子式原子电子式KKMgMgCNCaCaSFNe点评学生易出现的其他答案有:Mg、C、等,电子点数与最外层电子数相符合,所以这些答案也是正确的。分析金属原子失去最外层电子转变为阳离子,非金属原子得到电子,最外层达到饱和状态形成阴离子。注意,金属阳离子仍以其原子的最外层作为电子式的最外层,例如,钠原子最外层1个电子,形成钠离子后最外层没有电子,即0电子。练习请用“ ”或“”来表示离子的最外层电子,写出离子的电子式。离

11、子电子式离子电子式Na+Mg2+K+Ca2+O2-S2-F-Cl-Al3+H-答案离子电子式离子电子式Na+Na+Mg2+Mg2+K+K+Ca2+Ca2+O2S2-FCl-Al3+Al3+HH点评对学生易出现的错误进行纠正。小结阳离子的电子式:阳离子符号本身; 阴离子的电子式:元素符号周围标出最外层电子情况,然后用“ ”括起来,并且在方括号外注明电荷数。分析掌握了原子或离子的电子式的书写,我们来看离子化合物。例如氯化钠是由钠离子和氯离子通过离子键形成的。则表示为。思考KF、MgO、Na2O、MgCl2的电子式。回答KF:、MgO:Na2O:、MgCl2:分析。 氯化镁出现类似的错误也是同一个道

12、理。氯化镁的形成过程如图所示: ,所以注意不能将两个氯离子合并或者置于镁离子的同一侧。小结离子化合物的电子式:首先正确书写离子的电子式,注意阴、阳离子相间写,相同离子不合并。例1 下列叙述错误的是( )A.阴阳离子通过静电吸引所形成的化学键,叫离子键B.金属元素与非金属元素化合时,不一定形成离子键C.某元素的最外层只有一个电子,它跟卤素结合时所形成的化学键不一定是离子键D.非金属原子间不可能形成离子键解析:离子键是阴阳离子之间的强烈的相互作用,但这种作用不只是吸引,也存在两种离子核间的斥力和电子间的斥力;典型的活泼金属与活泼非金属之间易形成离子键,对于不太活泼的金属而言,不一定形成离子键;最外

13、层只有一个电子的元素可能是氢元素,而氢元素与卤素不能形成离子键;含有铵根离子的化合物可以不含金属原子,但仍以离子键结合。答案:AD例2 请写出CaF2、Na2S的电子式。解析: 首先CaF2、Na2S是离子化合物,分别由Ca2+、F-和Na+、S2-构成。则按照离子化合物的书写规则应有如下答案。答案:课堂小结 本节课我们学习了化学键的概念,分类,具体学习了化学键之一离子键以及离子化合物的概念和形成条件,并学习如何用电子式表示原子、离子以及进一步用电子式表示离子化合物。布置作业1.下列关于化学用语“NH4Cl”的意义,不正确的是( )A.氯化铵分子中含有一个和一个Cl-B.氯化铵由N、H、Cl三

14、种元素组成C.氯化铵晶体由和Cl-构成D.氯化铵晶体中阴、阳离子个数比为112.A元素的最高价离子0.5 mol被还原成中性原子时,要得到6.021023个电子。它的单质同盐酸充分反应时,放出0.02 g H2,用去0.4 g A。B元素的原子核外电子层数与A相同,且B元素形成的单质是红棕色液体。(1)写出这两种元素的名称:A._,B._。(2)用结构示意图表示A、B两元素常见离子:A._,B._。(3)用电子式表示A、B形成的化合物_。答案1.A 2.(1)钙 溴 (2)Ca2+ (3)板书设计化学键、离子键一、化学键微粒间的相互作用二、离子键1.离子键 2.离子化合物 3.电子式教学反思

15、本节课主要掌握的是离子键、离子化合物的概念和表达式,对于离子化合物的形成过程不作深入的讲解,但是学生应该加以了解,这样在书写A2B或AB2型的离子化合物的电子式时才能理解为什么会有“不同离子相间写、相同离子不合并”的规则,否则就是死记硬背,违背了学习的科学性。 本节课中的交流、讨论、评价等环节,教师应注意创设一种交流的氛围,尽量展现学生的思维,发展学生的思维,在适当的时候引导学生思维向正确的方向转移,而不是代替学生思维。备课资料1.离子键、共价键的区别 化学键在本质上是有电性的,原子在形成分子时,外层电子发生了重新分布(转移、共用、偏移等),从而产生了正、负电性间的强烈作用力。但这种电性作用的

16、方式和程度有所不同,所以可将化学键分为离子键、共价键等。(1)离子键与共价键的形成过程不同 离子键是原子得、失电子而生成阴、阳离子,然后阴、阳离子通过静电作用而形成的;共价键是原子间通过共用电子对而形成的,原子间没有得失电子,形成的化合物中不存在阴阳离子。(2)离子键和共价键在成键时方向性不同 离子键在成键时没有方向性,而共价键却有方向性。我们知道离子键是阴阳离子间通过静电引力形成的化学键。由于阴阳离子的电荷引力分布是球形对称的,一个离子在任何方向都能同样吸引带相反电荷的离子,因此离子键没有方向性。而共价键却大不相同,共价键的形成是成键原子的电子云发生重叠,如果电子云重叠程度越多,两核间电子云

17、密度越大,形成的共价键就越牢固,因此共价键的形成将尽可能地沿着电子云密度最大的方向进行。除s轨道的电子云是球形对称,相互重叠时无方向性外,其余的p、d、f轨道的电子云在空间都具有一定的伸展方向,故成键时都有方向性。 共价键的方向性,决定分子中各原子的空间排布。原子排布对称与否,对于确定分子的极性有重要作用。(3)离子键和共价键在成键时饱和性不同 离子键没有饱和性,而共价键则有饱和性。离子键没有饱和性是指一个离子吸引相反电荷的离子数可超过它的化合价数,但并不意味着吸引任意多的离子。实际上,由于空间效应,一个离子吸引带相反电荷的离子数是一定的。如在食盐晶体中,一个Na+吸引六个Cl-,同时一个Cl

18、-吸引六个Na+。也可以说Na+与Cl-的配位数都是六。 共价键的饱和性,指共价键是通过电子中不成对的电子形成的。一个原子中有几个未成对电子,就可与几个自旋方向相反的电子配对形成几个共价键。成键后,再无未成对电子,也就再不能形成更多的键了。 我们知道如果共用电子对处于成键的两个原子中间,是非极性键;如果共用电子对稍偏向某个原子,是弱极性键;共用电子对偏向某个原子很厉害,则是强极性键;共用电子对偏向某个原子太厉害时,甚至失去电子便成为离子键了。因此可以说,非极性键和离子键是共价键的两个极端,而极性键则是由非极性键向离子键过渡的中间状态。 近代实验和理论研究表明离子键、极性键和非极性键并无严格的界

19、限。在一个具体的化学键中,化学键的离子性和共价性各占有一定的程度,因此有“键的离子性百分数”的概念,这完全是由电子对偏移的程度决定的。从理论上讲,共用电子对完全偏移形成的化学键就是离子键。绝大部分化合物中的原子之间是以共价键结合的,只有在很活泼的非金属离子(如卤素、氧等离子)与很活泼的金属离子(如碱金属离子)之间或电负性相差很大的金属与非金属之间才形成典型的离子键。即使最典型的离子化合物氟化铯(CsF)中的化学键也不是纯粹的离子键,键的离子性成分只占93%,由于轨道的部分重叠使键的共价成分占7%。也就是说纯离子键和纯共价键只是一部分,而大多数键则是具有一定程度离子性和共价性的极性键。只有同种非

20、金属原子间的共价键,其共价性为100%,不同原子间的键则具有一定的离子性。2.相关链接(1)(2)(3)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

21、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

22、“”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

23、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

24、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HH、【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

25、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HClHOH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HHClClHFHSH设问这些分子的空间的结构

26、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(HO)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

27、的电子式和结构式也可以表达为:,。电子式结构式HClClClHOH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:

28、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ClClO=C=ONN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

29、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(CC),碳碳双键(C=C)或碳碳叁键(CC)。 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CH3CH3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

30、案乙烯:CH2=CH2(不能是CH2CH2)乙炔:CHCH(不能是CHCH)丁烷:CH3CH2CH2CH3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

31、。(1)K2O:_;(2)HClO:_;(3)N2:_;(4)CS2:_。答案1.C2.(1)(2)、HOCl(3)、NN(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HH结构式HHClClHCl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=ONN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

32、特点碳原子一般形成4个共价键成键方式:碳碳单键(CC)、碳碳双键(C=C)、碳碳叁键(CC)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

33、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1 mol HH键需要吸收436 kJ的能量,反之形成1 mol HH键放出436 kJ的能量,这个数值就是HH键的键能。如HH键的键能为436 kJmol-1,ClCl的键能为243 kJmol

34、-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76 pm,HH的键长为76 pm。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HF、HCl、HBr、HI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

35、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HO键的键角为10430。甲烷分子为正四面体型,碳位于正四面体的中心,任何两个CH键的键角为10928。金刚石中任何两个CC键的键角亦为10928。石墨片层中的任何两个CC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。 按共用电子对的数目分,有单键(ClCl)、双键(C=C)、叁键(CC)等。 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

36、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HCl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。因此,从键的极性看,可以认为

37、离子键是最强的极性键,极性共价键是由离子键到非极性共价键之间的一种过渡情况(见表)。键型与成键原子电负性差值的关系物质NaClHFHClHBrHICl2电负性差值2.11.90.90.70.40键型离子键极性共价键非极性共价键 按提供电子对的方式分类,有正常的共价键和配位键(共用电子对由一方提供,另一方提供空轨道。如铵根离子中的NH键中有一个属于配位键)。 按电子云重叠方式分,有键(电子云沿键轴方向,以“头碰头”方式成键,如CC)和键(电子云沿键轴两侧方向,以“肩并肩”方向成键,如C=C中键能较小的键)等。2.相关链接(1)(2)第三课时 化学键、分子间作用力整体设计三维目标1.知识与技能(1

38、)掌握离子化合物、共价化合物的一般判断方法;掌握常见离子化合物、共价化合物的电子式的书写方法;了解离子化合物、共价化合物中含有化学键的种类;(2)认识分子间作用力,认识物质性质与微粒间作用力的关系;简单了解氢键。2.过程与方法(1)通过比较学习,培养学生比较异同,总结规律的能力;(2)通过交流讨论,培养学生主体参与意识和语言表达能力;通过思考练习完善学生的知识网络,提高归纳、概括、整理的能力。3.情感态度与价值观(1)通过微粒间的相互作用,体会微观世界与宏观世界的联系与区别;(2)通过对特殊现象产生原因的了解,培养学生学习自然科学的兴趣和勇于探索、不断进取的品质。教学重点 分子间作用力的概念和

39、应用。教学难点 离子化合物、共价化合物中含有化学键的种类、物质性质与微粒间作用力的关系。教学过程知识回顾 化学键主要有离子键和共价键两种。 离子化合物是指阴、阳离子通过静电作用形成的化合物。 共价化合物是指分子间相邻的原子均通过共价键相结合形成的化合物。 离子化合物可以用电子式表示其微观结构,共价化合物或共价分子可以用电子式或结构式来表示其微观结构,而结构式只表示分子中原子的结合方式,不表示分子的空间结构。导入新课1设问如何分辨离子化合物与共价化合物呢?带着这个问题我们来学习今天的内容。导入新课2 离子键、共价键将离子、原子按一定的数量结合在一起,形成具有固定组成的物质。根据化合物中所含化学键

40、类型的不同,把化合物分为离子化合物和共价化合物。 化合物 那么对于常见的物质中哪些化合物是离子化合物,哪些化合物是共价化合物?它们与离子键和共价键又有什么关系呢?这就是我们这节课要研究的内容。推进新课板书一、离子化合物、共价化合物与离子键、共价键思考判断下列化合物属于离子化合物还是共价化合物。Na2O、HCl、CO2、CaC2、CCl4、NH4Cl、H2SO4、NaOH、KI、NaHCO3回答离子化合物:Na2O、CaC2、NH4Cl、NaOH、KI、NaHCO3共价化合物:HCl、CO2、CCl4、H2SO4分析从上述练习中我们可以了解到离子化合物和共价化合物一般的判断规则是:多数含活泼金属

41、元素的氧化物、碱、盐等化合物属于离子化合物;多数仅由非金属元素组成的氧化物、酸等化合物属于共价化合物,较为特殊的是铵盐属于离子化合物。结论一个化合物是属于离子化合物还是属于共价化合物应该是由构成化合物的化学键来决定的。含有离子键的化合物一定是离子化合物;仅含共价键的化合物属于共价化合物。【问题】那么像NaOH、NH4Cl这样的较为复杂的化合物其中含有化学键的种类如何?怎样用电子式表示它们的微观结构呢?思考1NaOH由钠离子和氢氧根构成。氢氧根可以理解为水分子失去氢离子后剩余的带电原子团(H2OH+OH-),水的电子式为。请同学们由此来思考一下NaOH的电子式如何书写,其中含有什么样的化学键?回

42、答1NaOH属于离子化合物,既含有离子键又含有共价键。电子式为思考2NH4Cl由铵根阳离子和氯离子构成。铵根可以理解为氨分子与氢离子结合而形成的带电原子团(NH3+H+=),氨分子的电子式为,请同学们由此来思考一下NH4Cl的电子式如何书写,其中含有什么样的化学键?回答2NH4Cl属于离子化合物,既含有共价键又含有离子键。电子式为【提问】从上面两个问题,结合我们以前学习过的知识,请同学们总结一下离子化合物、共价化合物含有离子键、共价键的规律。回答我们可以得出结论:离子化合物一定含有离子键,也可能含有共价键;共价化合物只含有共价键,不含有离子键。分析另外要注意对于复杂的离子化合物电子式的书写仍用

43、阴、阳离子的电子式表示。复杂离子是由原子形成的带电原子团,其中原子与原子之间以共价键结合(如氢氧根、酸根、铵根等);而构成化合物的离子之间以离子键结合。 复杂离子电子式的书写和阴离子一样注意将离子整体用“ ”括起来,再标注离子所带电荷数。 避免错误:等。练习1.关于化学键的下列叙述中,正确的是( )A.离子化合物可能含共价键 B.共价化合物可能含离子键C.离子化合物中只含离子键 D.共价化合物中不含离子键答案AD2.试着写出下列物质的电子式,有结构式的写出结构式,指出其中含有的化学键的种类。KOH、CaF2、NaH、NH4F、H2O2答案KOH: 既含离子键又含共价键CaF2:仅含离子键NaH

44、:仅含离子键NH4F: 既含离子键又含共价键 结构式:HOOH 仅含共价键板书二、分子间作用力【设问】分子之间有没有相互作用呢?这种作用是否也相当强烈呢?这种作用会影响到物质的什么性质呢?下面的学习就来解决这三个问题。思考1我们知道物质有三态变化。固态、液态、气态。固态:具有一定的体积和形状,没有流动性。液态:具有一定的体积,没有一定的形状,有流动性。气态:没有一定的体积和形状,有流动性。一般来说,液态变为固态时,体积变小;液态变为气态时,体积会显著增大。 乙醇的三态分别是固体乙醇(固态)、乙醇(液态)、乙醇蒸气(气态)。乙醇的三态变化是物理变化,即乙醇分子没有发生改变或破坏,那么是什么发生了

45、改变呢?在变化的过程中为什么又会伴有能量的变化呢? 固体乙醇(固态)乙醇(液态)乙醇蒸气(气态)回答乙醇由固态变化为液态继而变化为气态,乙醇分子间距不断增大,而增大分子间距需要吸收能量,说明了分子间存在着一种作用力。解析:固体、液体、气体分子之间距离比较示意图 固体 液态 气体 通过上图可以了解到物质的三态变化是物理变化。三态变化过程中,分子中的化学键没有被破坏,主要是分子间的距离发生了改变。改变分子间距存在着能量的变化,说明了分子间存在着作用力。总结1分子间存在着将分子聚集在一起的作用力,这种作用力称为分子间作用力。改变分子间距,需要破坏分子间作用力。思考2在通常情况下,将水加热到100 时

46、,水便会沸腾;而要使水分解成氢气和氧气,却需要将水加热至1 000 这样的高温,才会有水部分分解;如果通电,水则会大量的分解为氢气和氧气。从上述实验事实中能够得出什么结论?结论水分解需要破坏共价键,使水沸腾,需要克服分子间作用力,它们所需能量的差异,说明了分子间作用力比化学键微弱。总结2化学键是一种强烈的相互作用,而分子间作用力比化学键弱得多。由分子构成的物质,分子间作用力是影响物质熔、沸点和溶解性的重要因素之一。练习共价键、离子键和分子间作用力是构成物质的微粒间的不同作用方式,下列物质中,只含有上述一种作用的是( )A.干冰 B.氯化钠 C.氢氧化钠 D.碘解析:干冰与碘都是由分子构成的物质

47、,分子间存在着分子间作用力,分子内存在共价键。氯化钠的离子化合物,晶体中只存在离子键。氢氧化钠是离子化合物,它不仅存在离子键,其氢氧根中还存在共价键。答案B思考3判断下列变化是克服了什么作用力?并思考提出的问题。氯化钠熔化;氯化钠溶于水氯化氢溶于水形成盐酸干冰受热升华转化为二氧化碳气体问题1.为什么氯化钠在熔化状态或者水溶液中具有导电性,而液态氯化氢却不具有导电性?问题2.为什么干冰受热升华为二氧化碳气体,而二氧化碳在加热条件下却不易被分解?回答氯化钠是离子化合物,它只含有离子键,熔化或溶于水,离子键被破坏,离子可以自由移动。 氯化氢是共价化合物,分子内存在共价键,分子间存在分子间作用力。氯化

48、氢溶于水分子电离产生离子,共价键被破坏。 干冰(CO2)也是共价化合物,升华过程中,二氧化碳分子没有变化,只是分子间距增大,所以克服了分子间作用力。板书三、氢键设问我们已经知道一般来说物质由液态转变为固态,分子间距缩小,体积减小,但是我们熟悉的水转变成冰时,体积增大,密度减小,所以冰能浮在水面上。这是为什么呢?液态水、冰晶体中水分子间的氢键(以虚线表示)示意图分析水具有这样的特殊性质是由于水分子间存在一种被称为氢键的特殊的分子间作用力。水分子间的氢键,是一个水分子中的氢原子与另一个水分子中的氧原子间所形成的分子间作用力,它比一般的分子间作用力强,但远比化学键弱。在冰晶体中,水分子间所形成的氢键

49、使冰的微观结构里存在较大的间隙,因此,同质量的水和冰,冰的体积大,相同温度下冰的密度比水小。另外由于水分子间的氢键使水分子间作用力增加,因此水有较高的沸点。小结氢键是一种分子间作用力,作用比一般的分子间作用力强,但比化学键弱得多。水等物质因为具有氢键所以具有一些特殊的性质。课堂小结 本节课我们加深学习了关于化学键,离子化合物、共价化合物的知识,了解了一些复杂离子化合物的电子式的书写方法,辨明了离子化合物、共价化合物与元素种类的一般关系,以及它们所具有的化学键种类的一般规律。这节课我们了解了离子、原子、分子之间的作用力的类型,学习了分子间作用力,能够辨析物质变化过程中作用力的改变情况,并简单地了

50、解了氢键是一种特殊的分子间作用力,使物质具有一些特殊的性质。布置作业1.关于化学键的下列叙述中,正确的是( )A.两个非金属原子间不可能形成离子键 B.非金属原子间不可能形成离子化合物C.离子化合物中可能有共价键 D.共价化合物中可能有离子键 2.下列化合物中既有离子键又有共价键的是( )A.Na2O2 B.NaOH C.BaCl2 D.HNO33.共价键、离子键和分子间作用力是构成物质的微粒间的不同作用方式。下列物质中,通过分子间作用力形成晶体的是( )A.干冰 B.氯化钠 C.氢氧化钠 D.碘答案1.AC 2. AB 3.AD板书设计化学键、分子间作用力一、离子键、共价键和离子化合物、共价

51、化合物(1)多数含活泼金属元素的化合物和铵盐属于离子化合物; 多数仅由非金属元素组成的化合物(铵盐除外)属于共价化合物(2)离子化合物一定含有离子键,也可能含有共价键; 共价化合物只含有共价键,不含有离子键。(3)复杂离子电子式的书写和阴离子一样要将离子整体用“ ”括起来,再标注离子所带电荷数。二、分子间作用力 分子间存在着将分子聚集在一起的作用力,这种作用力称为分子间作用力。 分子间作用力比化学键弱得多。由分子构成的物质,分子间作用力是影响物质熔沸点和溶解性的重要因素之一。三、氢键 氢键是一种特殊的分子间作用力。教学反思 分子间作用力是本节课的重点。首先教师提出问题,创设好学习情境,带着疑问

52、,在教师的引导下,学生通过思考和交流讨论不断地获得灵感,解决课前疑问,最终达到教学目的。为了更好地发挥学生的主体作用,本节课的问题思考设置了三个台阶。第一,通过水的三态变化,引导学生自己发现分子间存在着一种作用力,即分子间作用力。第二,通过水的物理变化和化学变化所需能量的不同,使学生认识到分子间作用力在强弱上与化学键的区别。第三,通过阶梯性的问题解决,使学生逐渐能够应用所学的微粒间的相互作用对物质的性质变化作出合理的解释,是知识实践、应用的阶段,也是学习的最终目的的体现阶段。最后的氢键部分,教材中放在拓展视野板块,仅要求学生了解即可,不必深化拓宽。备课资料1.氢键的原理以及作用 氢键的形成可以

53、在同种分子之间,也可以在不同种分子之间。以HF为例说明:在HF分子中,由于F的电负性(4.0)很大,共用电子对强烈偏向F原子一边,而H原子核外只有一个电子,其电子云向F原子偏移的结果,使得它几乎要呈质子状态。这个半径很小、无内层电子的带部分正电荷的氢原子,使附近另一个HF分子中含有孤电子对并带部分负电荷的F原子有可能充分靠近它,从而产生静电吸引作用。这个静电吸引作用力就是所谓氢键。不仅同种分子之间可以存在氢键,某些不同种分子之间也可能形成氢键。例如NH3与H2O之间。氢键形成的条件:(1)与电负性很大的原子A形成强极性键的氢原子。(2)较小半径、较大电负性、含孤电子对、带有部分负电荷的原子B(

54、F、O、N)。 氢键的本质:强极性键(AH)上的氢核,与电负性很大的、含孤电子对并带有部分负电荷的原子B之间的静电引力。(3)表示氢键结合的通式 氢键结合的情况如果写成通式,可用XHY表示。式中X和Y代表F,O,N等电负性大而原子半径较小的非金属原子。X和Y可以是两种相同的元素,也可以是两种不同的元素。 分子内氢键:某些分子内,例如HNO3、邻硝基苯酚分子可以形成分子内氢键。分子内氢键由于受环状结构的限制,XHY往往不能在同一直线上。 氢键形成对物质性质的影响:氢键通常是物质在液态时形成的,但形成后有时也能继续存在于某些晶态甚至气态物质之中。例如在气态、液态和固态的HF中都有氢键存在。能够形成

55、氢键的物质是很多的,如水、水合物、氨合物、无机酸和某些有机化合物。氢键的存在,影响到物质的某些性质。(1)熔点、沸点 分子间有氢键的物质熔化或汽化时,除了要克服纯粹的分子间力外,还必须提高温度,额外地供应一份能量来破坏分子间的氢键,所以这些物质的熔点、沸点比同系列氢化物的熔点、沸点高。分子内生成氢键,熔、沸点常降低。例如有分子内氢键的邻硝基苯酚熔点(45 )比有分子间氢键的间位熔点(96 )和对位熔点(114 )都低。(2)溶解度 在极性溶剂中,如果溶质分子与溶剂分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度增大。HF和HN3在水中的溶解度比较大,就是这个缘故。(3)黏度 分子间有氢键的液体,一般黏度较

56、大。例如甘油、磷酸、浓硫酸等多羟基化合物,由于分子间可形成众多的氢键,这些物质通常为黏稠状液体。(4)密度 液体分子间若形成氢键,有可能发生缔合现象,例如液态HF,在通常条件下,除了正常简单的HF分子外,还有通过氢键联系在一起的复杂分子(HF)n。其中n可以是2,3,4。这种由若干个简单分子联成复杂分子而又不会改变原物质化学性质的现象,称为分子缔合。分子缔合的结果会影响液体的密度。 H2O分子之间也有缔合现象。常温下液态水中除了简单H2O分子外,还有(H2O)2,(H2O)3,(H2O)n等缔合分子存在。降低温度,有利于水分子的缔合。温度降至0 时,全部水分子结成巨大的缔合物冰。 分子间氢键使物质的熔点(m.p)、沸点(b.p)、溶解度(S)增加;分子内氢键对物质的影响则使物质的熔、沸点降低。2.相关链接(1) 3a02.htm(分子间作用力的实验演示醇水混合体系的盐析分相)(2) htm(离子晶体、分子晶体和原子晶体的教学设计)

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