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第一节共价键模型一、教学目标：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δ键和π键。3.说出δ键和π键的明显差别和一般规律。4.认识键能、键长、键角等键参数的概念；能用键参数――键能、键长、键角说明简单分子的某些性质5.知道等电子原理，结合实例说明“等电子原理的应用”二、教学重点：理解σ键和π键的特征和性质键参数的概念三、教学难点：σ键和π键的特征键参数的概念和等电子原理四、教学方法启发，讲解，观察，练习五、教师具备课件六、教学过程第一课时【复习提问】什么是化学键？物质的所有原子间都存在化学键吗？【生】1.分子中相邻原子间强烈的相互作用，叫做化学键。2.不是，像稀有气体之间没有化学键。[学生活动]请同学们思考，填写下表：离子化合物和共价化合物的区别比较项目离子化合物共价化合物化学键离子键或离子键与共价键共价键概念含有离子键的化合物叫离子化合物以共用电子对形成的化合物叫共价化合物达到稳定结构的途径通过电子得失达到稳定结构通过形成共用电子对达到稳定结构构成微粒阴、阳离子原子构成元素活泼金属与活泼非金属不同种非金属表示方法电子式：(以NaCl为例)离子化合物的结构：NaCl的形成过程：以HCl为例：结构式：H—C1电子式：：HCl的形成过程：【过渡】举例说明：共价化合物和离子化合物，我们学过哪些物质分子是原子之间是通过共价键结合的？【提出问题】回忆H、Cl原子的原子轨道，思考它们在形成分子时是通过什么方式结合的。1.两个H在形成H2时，电子云如何重叠？2.在HCl、Cl2中电子云如何重叠？（三种分子都是通过共价键结合的）【学生活动】制作模型：以小组合作学习的形式，利用泡沫塑料、彩泥、牙签等材料制作s轨道和p轨道的模型。根据制作的模型，以H2、HCl、Cl2为例，研究它们在形成分子时原子轨道的重叠方式，即σ键和π键的形成过程。通过学生的动手制作，感悟H2、HCl、Cl2的成键特点，然后教师利用模型和图像进行分析。【教师分析】利用动画描述σ键和π键的形成过程，体会σ键可以旋转而π键不能旋转。1.σ键图像分析：①H2分子里的“s—sσ键”氢原子形成氢分子的电子云描述②HCl分子的s—pσ键的形成③C1一C1的p—pσ键的形成未成对电子的电子云互相靠拢电子云互相重叠形成的共价单键的电子云图像理论分析：1.σ键是两原子在成键时，电子云采取“头碰头”的方式重叠形成的共价键，这种重叠方式符合能量最低，最稳定；σ键是轴对称的，可以围绕成键的两原子核的连线旋转。（1）H2分子里的σ键是由两个s电子重叠形成，称为“s—sσ键”；（2）HCl分子里的共价键是由氢原于提供的未成对电子，1s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，称为“s—pσ键”；（3）C12分子中的共价键是由两个氯原子各提供1个未成对电子3p的原予轨道重叠形成的，称为“p—pσ键”。2.π键：p电子和p电子除能形成σ键外，还能形成π键。C1一C1的p—pπ键的形成[讲解]π键是电子云采取“肩并肩”的方式重叠，成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，互为镜像，不可以围绕成键的两原子核的连线旋转。在分子结构中，共价单键是σ键。而双键中有一个是σ键，另一个是π键；共价三键是由一个σ键和两个π键组成的。【归纳总结】引导学生观察和讨论，归纳总结出以下几点：一、共价键1．共价键的形成及其本质定义：原子间通过共用电子对形成的化学键本质：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。[讨论交流]列表比较σ键和π键【科学探究】1.已知氮分子的共价键是三键(N三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1个σ键和两个π键【科学探究】2.钠和氯通过得失电子同样形成电子对，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？你能从电子的电负性的差别来理解吗？讨论后填写下表：原子NaClHClCO电负性0.93.02.13.02.53.5电负性之差（绝对值）2.10.91.0结论：当原子的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是离子键；而共价键是电负性相差不大的原子之间形成的化学键。【归纳】形成条件：电负性相同或差值小的非金属元素原子易形成共价键键型项目σ键π键成键方向沿轴方向“头碰头”平行或“肩并肩”电子云形状轴对称镜像对称牢固程度键强度大，不易断裂x键强度较小，容易断裂成键判断规律共价单键全是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2．共价键的类型【科学探究】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?【学生回答】【思考】为什么两个氢原子合成氢分子，两个氯原子合成氯分子，而不是3个、4个呢？为什么1个氢原子和一个氯原子结合成氯化氢分子，而不是以其他的个数比相结合呢？共价键有哪些特征?【学生讨论】【归纳】由氢原子和氯原子的电子式可知两个原子都有一个未成对的电子，从分子的形成过程来看，只有未成对的电子才能形成共用电子对，因此H2、HCl、Cl2只能由两个原子各提供一个未成对电子形成一个共用电子对，因此H2、HCl、Cl2只能由两个原子形成。而不是3个、4个。这说明在原子间在形成共价键时有一定的特征。3．共价键的特征：（讲解）(1)饱和性：在共价键的形成过程中，一个原于中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配成键后，一般来说就不能再与其他原于的未成对电子配成键，即每个原子所能形成共价键的数目或以单键连接的原于数目是一定的，饱和性决定了原子形成分子时相互结合的数量关系。(2)方向性：形成共价键时，原子轨道重叠愈多，电子在核间出现的概率愈大，所形成的共价键就愈牢固，因此共价键将尽可能地沿着电子概率出现最大的方向形成，这就是共价键的方向性。【板书设计】一、共价键1．共价键的形成及其本质2．共价键的类型3．共价键的特征：(1)饱和性：(2)方向性第二课时三、教学过程【引入】方向性决定了分子的空间构型，我们通过下面知识的学习，更好的理解共价键的方向性。下面我们主要研究共价键的参数。【学生活动】引导学生利用表格与数据学习键能与键长，理解它们的含义。阅读与思考：认真阅读教科书中的表2—1，2－2了解一些共价键的键能、键长，并思考下列问题：【提出问题】(1)键能是共价键强度的一种标度，键能的大小与键的强度有什么关系?(2)键能与化学反应的能量变化有什么联系?怎样利用键能的数据计算反应的热效应?【归纳总结】：在上述学习活动的基础上，归纳1.键能的概念及其与分子性质的关系，即键能是气态基态原子形成1mol共价键释放的最低能量。键能通常取正值键能越大，化学键越稳定。2.分子内的核间距称为键长，它是衡量共价键稳定性的另一个参数，键长越短，往往键能越大，共价键越稳定。知识应用：【学生活动】完成“思考与交流”中的第1、2、3题。1．试利用表2—1局数据进行计算，lmolH2分别跟1molC12、1molBr2(蒸气)反应，分别形成2mo1HCl分子和2molHBr分子，哪一个反应释放的能量更多?如何用计算的结果说明氯化氢分子和溴化氢分子哪个更容易发生热分解生成相应的单质?2．N2、02、F2与H2的反应能力依次增强，从键能的角度应如何理解这一化学事实?3．通过上述例子，你认为键长、键能对分子的化学性质有什么影响?【学生活动】思考，然后教师点评1.经过计算可知：1molH2与1molCl2反应生成2molHCl放热184.9kJ，而1molH2与1molBr2：反应生成2molHBr放热102．3kJ。显然生成氯化氢放热多，或者说溴化氢分子更容易发生热分解。2．从表2—1的数据可知，N—H键、O—H键与H—F键的键能依次増大；意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定。所以N2、02、F2与H2的反应能力依次增强。3．简言之，分子的键长越短，键能越大，该分子越稳定。【思维拓展】N2与H2在常温下很难发生化学反应，必须在高温下才能发生化学反应，而F2与H2在冷暗处就能发生化学反应，为什么?讨论与启示：学生就上述问题展开讨论，认识到化学反应是一个旧键断裂、新键生成的过程，N2与H2在常温下很难发生化学反应，而F2与H2在冷暗处就能反应,说明断开N三N键比断开F—F键困难。【过渡】【提出问题】：怎样知道多原子分子的形状?讨论与启示：要想知道分子在空间的形状，就必须知道多原子分子中两个共价键之间的夹角，即键角。【学生活动】制作模型学习键角制作模型：利用泡沫塑料、彩泥、牙签等材料制作CO2、H20和CH4的分子模型，体会键角在决定分子空间形状中的作用。【归纳总结】：键角:多原子分子中，两个化学键之间的夹角，键角是描述分子空间立体结构的重要参数。例如，在C02中，∠OCO为180°，所以C02为直线形分子；而在H20中，∠HOH为105°，故H20为角形分子。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。【归纳整理】二、键参数——键能、键长与键角1．键能(1)概念：在101.3kPa，298K的条件下，断开1molAB（g）分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量，叫A--B键的键能，(2)表示方式为EA-B，单位是kJ/mol(3)意义：表示共价键强弱的强度，键能越大，键越牢固2．键长：(1)概念：两个成键原子之间的原子核间间隔叫键长。(2)意义：键长越短，化学键越强，键越牢固。3．键角：概念：多原子分子中，两个化学键之间的夹角叫键角。(2)写出下列分子的键角：CO2：H20：NH3：(3)键角、键长、键的极性决定着分子的空间构型。【学生活动】引导学生利用表格2－3的数据学习等电子原理，理解它的含义。阅读与思考：认真阅读教科书中的表2—3，【总结】三、等电子原理等电子原理是指原子总数相同，价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近。【例题精析】例1.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)lmol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ/mol)：P—P：198P—O：360O＝O：498，则反应P4(白磷)+302＝P4O6的反应热△H为()白磷P4O6A．一1638kJ/molB．+1638kJ/molC．一126kkJ/molD．+126kJ/mol(解析)由反应方程式知，该反应的能量变化包括1molP4和3mol02断键吸收的能量和1molP4O6成键放出的能量。由各物质的分子结构知1molP4含6moIP—P键，3mol02含3mol0＝O键，1molP4O6含12molP—O键，故△H＝(198kJ/mol×6+498kJ/mol×3)一360kJ/mol×12＝一1638kJ/mol(答案)A(点评)本题通过几组数据进行计算，使我们从定量的角度加深了对化学反应的实质及能量变化的本质认识，并能更加深刻地体会分子结构与其性质的关系。例2.1919年，1angmuir提出等电子原理：原子数相同、最外层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，仅由第二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，等电子原理又有发展。例如：由短周期元素组成的物质中，与NO2－互为等电子体的分子有：(解析)(1)仅由第二周期元素组成的共价分子中，即C、N、O、F组成的共价分子，N2与CO均为14个电子，NO2与CO2均为22个电子，符合题意。(2)依据等电子原理的发展，只要原子数相同，各原子最外层电子数之和也相同，即可互称等电子体，NO2是三原子组成的离子，最外层电子数(即价电子)之和为5+6×2+1二18，S02、O3也是三原子，价电子总