2023-2024学年高中化学苏教版2019选择性必修2同步教案 3.3共价键 共价晶体

3.3共价键 共价晶体(第1课时) 一、核心素养发展目标 1.能结合实例描述共价键的成键特征及其本质，能分析不同类型的共价键对物质化学性质的影响； 2.能举例说明共价键的极性及其应用。 二、教学重点及难点 重点 不同类型的共价键对物质化学性质的影响 难点 不同类型的共价键 三、教学方法 讲授法、讨论法 四、教学工具 PPT、视频 五、教学过程 【导入】在人类所利用的物质中，无论是自然界存在的，还是化学家合成的，大多数是含有共价键的物质。生命活动不可缺少的物质（如氧气、水、糖类、蛋白质、维生素等），各种性能优异的有机高分子材料以及治疗疾病的药物中，一般都含有共价键。共价键是一种重要的化学键，对研究物质的性质及其反应意义重大。 一、共价键的形成 【展示】氢气的形成微观动画 【讲述】通常情况下，吸引电子能力相近的原子之间通过共用电子对形成共价键。 【问】两个成键原子为什么能通过共用电子对结合在一起呢？ 【展示】两个氢原子靠近形成共价键的动画。 【生】当两个氢原子相互接近时，若两个氢原子核外电子的自旋方向相反，它们接近到一定距离时，两个1s轨道发生重叠，电子在两原子核间出现的机会较大。 【讲述】原子轨道在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率增大，因此可以说，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。 【展示】氢分子的能量与核间距的关系 【讲述】随着核间距的减小，核间电子出现的机会增大，体系的能量逐渐下降，达到能量最低状态。 核间距进一步减小时，两原子间的斥力使体系的能量迅速上升，这种排斥作用又将氢原子推回到平衡位置。 氢分子的形成过程中能量（主要指势能）随核间距的变化如图曲线a所示。 若两个氢原子核外电子的自旋方向相同，当它们相互接近时，原子间总是排斥作用占主导地位（如图曲线b所示）。 所以两个带有自旋方向相同的电子的氢原子不可能形成氢分子。 共价键形成的本质：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，两原子核间的电子云密度增加，体系的能量降低。 【问】为什么N、O、F原子与氢原子形成的简单化合物分别为NH3、H2O和HF？ 【生】写出N、O、F的电子排布式和轨道表示式，N 2p轨道有三个未成对电子，所以能结合三个氢原子，成为氨气。 O 2p轨道有两个未成对电子，F 2p轨道有一个未成对电子。 【讲述】形成共价键时，只有成键原子中自旋方向相反的未成对电子才能形成共用电子对。成键过程中，每种元素的原子有几个未成对电子，通常就只能和几个自旋方向相反的电子形成共价键。 所以在共价分子中，每个原子形成共价键的数目是一定的。 【问】说明共价键具有什么特征？ 【生】共价键具有饱和性， 【讲述】决定各种原子形成分子时相互结合的数量关系。 【展示】s轨道和p轨道形成稳定共价键的几种重叠方式。 【讲述】形成共价键时，两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现机会最大的方向重叠成键，而且原子轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越多，体系的能量下降也就越多，形成的共价键越牢固。 因此，一个原子与周围原子形成的共价键就表现出方向性（s轨道与s轨道重叠形成的共价键无方向性）。 【问】说明共价键具有什么特征？ 【生】共价键具有方向性。 【讲述】决定分子的空间结构。 二、共价键的类型 【展示】氢原子形成氢分子的过程动画 【讲述】氢原子的核外电子排布式为1s1，有一个未成对电子，当两个氢原子结合成氢气分子时，两个氢原子的s轨道沿x轴方向以“头碰头”的方式发生重叠。 原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式重叠形成的共价键叫做σ键。 H2中的σ键是由两个s轨道重叠形成的，可称为s-s σ键。 【展示】H-Cl的形成 ... ...