共价键教案_配位键教案

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共价键模型教案

作者：三明一中 严业安 文章来源：上传

教学目标： 知识与技能目标：

1.知道共价键的本质是高概率地出现在两个原子核之间的电子与原子核之间的电性作 用；

2.知道电负性相同或差值小的非金属元素原子形成的化学键通常为共价键；

3.认识σ键和π键的形成条件，能够分析一些简单分子（如N2、Cl2、H2S等）中存在的 σ键和π键。

过程与方法目标：

通过复习必修课程中学习的离子键和共价键的概念基础上进入新课的学习，利用章图、一些栏目中的问题进行引导，激发学生学习动机，并以一些分子为例进行分析和画图等手段，帮助理解。

情感态度与价值观目标：

初步建立起从宏观到微观的联系，懂得“学无止境”的基本道理。教学过程：

[创设情境] 大家见过雪吗？雪花的形状极多，而且十分美丽。如果把雪花放在显微镜下，可以发现每片雪花都是一幅极其精美的图案，连许多艺术家都赞叹不止。大家请看P30章图。各种各样的雪花形状是怎样形成的呢？为什么雪花大都是六角形的？

雪花的美丽形状是水分子的整齐排列形成的，水分子间存在什么作用使它们能整齐排列？这种作用与水分子的结构是否有关？水分子为什么会呈现出如图所示的结构？这种结构与形成水分子的共价键是否有关？„„所有这些问题，通过本章和以后内容的学习，大家会有一个比较清晰的认识。

[引入主题] 其实，无论是自然界存在的，还是人工合成的物质，大多数是含有共价键的物质。共价键是一种重要的化学键。

[复习回顾] 在化学必修2的学习中，我们已经了解了化学键、离子键、共价键等基本概念。通过已学知识，回答下列问题：

1．分子中相邻原子之间是靠什么作用而结合在一起？ 2．什么是共价键？ [学生回答] [过渡] 下面我们进一步以H2的形成为例来研究共价键的形成及共价键的本质。[阅读] 请大家阅读课本31页的第2段内容。[板书] 第1节 共价键模型

一、共价键 1.共价键的定义 2.共价键的形成过程

[文章录入日期：2010-11-01] [讲解] 根据原子结构的量子力学理论，氢原子核外的一个电子处于1s轨道上。带正电的原子核对核外带负电的电子存在着吸引作用。

[创设情境] 现在大家在头脑里想象这么一个场景：核外都有电子高速绕核运动的氢原子从很远的距离开始接近。

[讲授] 当两个氢原子（核外电子自旋方向相反）相距无限远的时候，大家都知道两原子之间的静电作用几乎接近为零，所以可以忽略它们之间的作用力，那此时体系的能量等于两个氢原子的能量之和。随着两个氢原子的逐渐接近，每个氢原子的原子核都会同时对自身和对方的1s轨道上的电子产生吸引作用，使体系的能量（主要是势能）缓慢下降。当两个氢原子继续靠近时，它们的原子轨道会相互重叠，导致两个氢原子的电子在这重叠的区域出现的概率增大。

[观看] 动画演示氢分子形成的示意图，加深理解。[提问] 两个氢原子能否无限靠近呢？ [学生] [讲解] 对了，如果无限接近的话，两个带正电的原子核之间的排斥作用又将导致能量上升，自身无法提供这样的能量，除非外界给了这样的能量，也就是我们以前说的，要破坏氢分子使之变为氢原子，需要吸收外界的能量。所以说分子内两原子相互靠近又不能无限靠近，就是这两种力共同作用达到静电平衡的结果。此时体系的能量下降到最低，处于稳定状态。

[阅读] 指导阅读图2-1-1氢分子形成示意图，加深理解。

[讲解] 当两个核外电子自旋方向相同的氢原子相互靠近时，体系能量又是如何呢？ [观看] 动画演示其过程

[讲解] 实验和理论计算均表明，当两个氢原子的核间距为0.074nm，体系能量最低。若以1mol计，形成氢分子后体系能量下降436 kJ。我们把导致体系能量降低的这种作用称为化学键。通过共用电子形成的化学键称为共价键。

[阅读] 指导阅读动画中的氢分子形成示意图，加深理解。（从核间距和成键电子的自旋方向来观察能量的变化情况）

[讲解] 下面，我们借助电子云来了解共价键的形成过程。由于电子在两个原子核之间出现的概率增加，使它们同时受到两个原子核的吸引，从而导致体系的能量降低，形成化学键。

[练习] 1.相距很远的两个自旋方向相反的氢原子相互逐渐接近, 在这一过程中体系能量将()A.先变大后变小 B.先变小后变大 C.逐渐变小 D.逐渐增大 [学生] [讲解] 如果把题目改成“自旋方向相同”的氢原子，结果又是如何呢？ [学生] [过渡] 下面，我们一起来了解共价键的本质。

[讲解] 高概率地出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用就是共价键的本质。[讲解] 这句话读起来有点别扭，不好理解。我们来进一步分析一下。[提问] 这句话中最关键的是哪四个字？ [学生] [讲解] 进一步讲解这句话的含义，帮助学生了解“电性作用”的含义。[板书] 3.共价键的本质：高概率 核之间的电子与两个原子核 电性作用 [练习] 2.下列不属于共价键的成键因素的是()A.共用电子在两核间高概率出现 B.共用的电子必须配对

C.成键后体系能量降低，趋于稳定 D.两原子的体积大小要适中 [学生] [过渡] 共价键的形成与我们前一章学习的电负性有无关系呢？ [学生]

[讲解] 电负性相同或者差值小的非金属元素原子形成的化学键为共价键。[追问] 以前3周期元素为例，通常哪些非金属元素的原子之间能形成共价键？ [学生] [阅读] 指导阅读32页第三段

[讲授] 为了简便，人们常用一条短线来表示一对共用电子形成的共价键。如H-Cl，O=C=O，N≡N等分别为共价单键、共价双键和共价叁键。

[板书] 4.共价键的表示方法

“—”共价单键 “＝”共价双键 “≡”共价叁键

[讲解] 另外，我们也可以用电子式来表示其形成过程 [思考] 如何用电子式表示HCl共价分子的形成过程？

[交流研讨] 水分子的化学式之所以用H2O表示，是因为氧原子有两个未成对电子，它们分别与氢原子的一个未成对电子配对成键形成水分子。如何理解这个过程呢？

[学生活动] 请大家在练习本上写出氢原子和氧原子的电子排布式和轨道表示式。[投影] 氢原子和氧原子的轨道表示式

[讲解] 氧原子的价电子排布是2s2p，根据洪特规则，氧原子中处于2p轨道的四个电子分别占据2px、2py、2pz三个原子轨道，其中形成一个轨道有成对的电子，还有两个轨道有未成对电子。氢原子的价电子排布是1s，即在1s轨道有1个未成对电子，要使整个体系能量最低，必然要通过相互接近达到一个最终的静电平衡，也就是要达到全充满的状态。比如这个氧原子的2py轨道的单电子与一个氢原子的1s轨道上的124单电子配对，那2pz轨道的单电子必然与另一个氢原子的1s轨道上的单电子配对，所以形成H-O-H这样的结构。

[过渡] 那么，由氮原子构成的氮分子的结构又是怎样的呢？

[讲解] 我们可以借助氮原子的电子排布式和轨道表示式来理解。氮原子的价电子排布是2s2p。根据洪特规则，氮原子中处于2p轨道的三个电子分别占据2px、2py、2pz三个原子轨道，是三个未成对电子。

[思考] 请问，氮分子是由几个氮原子构成的？氮分子中究竟存在几个共价键？如果说氮分子中存在三个共价键，那这三个共价键是否完全相同？

[过渡] 如果要全面回答这些问题，则必须了解氮分子的形成过程中其原子轨道是如何重叠的？因此，我们首先要了解共价键的类型。

[板书] 5.键与键

23[投影] 展示s轨道和p轨道形成稳定共价键的几种重叠方式 动画展示 s-s轨道重叠，p-p轨道重叠，s-p轨道重叠形成[讲解] [板书] 键重叠是“头碰头”方式，形成键 头碰头重叠

键。

键的电子称为

键的情况。电子。

键的电子云是轴对称。

[讲解] 我们把“头碰头”方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键称为[过渡] 那么键又是如何重叠的呢？

键的过程 键的电子称为

电子。[投影] 动画展示p轨道和p轨道重叠形成[讲解] 键重叠是“肩并肩”方式，形成键的电子云是镜像对称。

[讲解] 我们将原子轨道以“肩并肩”的方式相互重叠导致电子在核间出现的概率增大而形成的共价键称为键。

[思考] 通常情况下，是σ键重叠程度大，还是π键重叠程度大？

[过渡] 下面，我们回到刚才的问题：“氮分子的原子轨道是如何重叠的？” [投影] 氮原子轨道示意图、氮原子轨道重叠方式分解示意图

[现场设计模型，指导观察这三个共价键形成是否一样] 教师可以利用两个手的大拇指、食指和中指组成2个三维体系来讲授，学生也可以用笔或笔芯来组成模型。

[学生发表自己的见解] [归纳总结] 当两个氮原子的2pz轨道以“头碰头”的方式相互重叠时，那另外两个2px和2py轨道只能分别采取相互平行的“肩并肩”的方式重叠。

[练习] 3.氮分子中的化学键是()A.3个σ键

B.1个σ键，2个π键 C.3个π键

D.2个σ键，1个π键 [学生] [讲解] 也就是说，氮分子中的三个共价键分别为一个子在核间出现的概率越大，形成的共价键也就越强。

键和两个键。原子轨道重叠程度越大，电[讲解] 结构决定性质。氮分子的电子式和结构式可以如图所示。[提问] 为什么氮气非常稳定，不易发生化学反应呢？ [学生] [讲解] 氮分子中的氮原子间以共价叁键相结合，所以氮分子很稳定。氮气的化学性质异常稳定，不易发生化学反应。

[提问] 工业上合成氨时需要的条件是什么？ [学生] [讲解] 需要高温、高压并用催化剂才能合成。自然界中，只有少数的植物（如豆科类）具有常温常压下将氮气转化为植物可吸收的含氮化合物的本领。固氮工程也就成为一个世纪以来备受关注的课题，解决这个课题的关键就在于削弱氮分子中的化学键。

[师生共同小结] 键与

键的比较

[练习] 4.σ键的常见类型有① s-s , ② s-pz , ③ pz-pz，请指出下列分子中σ键的类型: A.H2 B.NH3 C.F2 D.HF [学生] [小结] 以上这些是我们这节课学习的主要内容。一是共价键形成的本质，二是共价键的类型（与键）。

[投影] 当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，两原子核间的电子密度增加，体系的能量降低。

[思考] 1.水分子中，一个氧原子与两个氢原子之间形成的化学键是()A.两个σ键 B.两个π键

C.一个σ键，一个π键 [投影] 作业：课本38页的迁移应用

[主板书] 第1节 共价键模型

一、共价键 1.共价键的定义 2.共价键的形成过程

3.共价键的本质：高概率 核之间的电子与两个原子核 电性作用 4.共价键的表示方法

“—”共价单键

键“＝”共价双键 “≡”共价叁键 5．键和键

键 头碰头重叠 键 肩并肩重叠

[课后反思] 本选修模块从教学内容看，属于概念教学。教学的主旨在于通过学习物质结构的有关概念，发展学生的认识，增强解决问题的能力。在备课时，我认真阅读了鲁科版、苏教版和人教版教材关于共价键理论的知识介绍。我觉得，人教版的教材内容写得最简单易懂，鲁科版和苏教版的教材内容各有千秋。因此，我在进行教学设计时吸收了三个版本教材的精华内容，力求将抽象的理论知识尽可能通俗易懂地展现给学生。我花了大量的时间来制作幻灯片（PPT），设计了大量的动画。本节课的主要内容是学习共价键理论的知识，并利用原子轨道和共价键理论的知识分析氮分子中的成键情况，学习两种类型的共价键：键和键。我的教学思路是：关于共价键本质的内容是建立在轨道重叠（电子云重叠）的基础上，从轨道重叠的视角出发，引导学生重新认识化学2中学习过的有关共价键的概念和特征。教学中，我通过创设雪花的情境引入主题，通过动画展示共价键的形成过程，通过绘图和用手演示表征了氮分子中的成键情况，对抽象的结构知识有了较为形象化的认识，实现了知识的个性化掌握，取得了较好的学习效果。虽然我在课前做了大量的准备工作，但是在课堂教学过程中与学生的沟通还是不尽如人意。如何更好地促进学生概念转变和发展呢？这将是我今后在教学中要突破的瓶颈。上完课后我觉得，如果把练习4（σ键的常见类型有① s-s , ② s-pz , ③ pz-pz，请指出下列分子中σ键的类型: A.H2 B.NH3 C.F2 D.HF）做为课后习题供学生思考的话，课堂40分钟的时间就可以省下1-2分钟。这样的话，我在最后小结时就可以更从容些了！