(人教版)高中化学选修3第2章第1节共价键(第2课时)
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第一节共价键[核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析:能从微观角度分析形成共价键的微粒、类型,能辨识物质中含有的共价键的类型及成键方式,了解键能、键长及键角对物质性质的影响。
2.证据推理与模型认知:理解共价键中σ键和π键的区别,建立判断σ键和π键的思维模型,熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数。
一、共价键的形成与特征1.共价键的形成(1)概念:原子间通过共用电子对所形成的相互作用,叫做共价键。
(2)成键的粒子:一般为非金属原子(相同或不相同)或金属原子与非金属原子。
(3)本质:原子间通过共用电子对(即电子云重叠)产生的强烈作用。
(4)形成条件:非金属元素的原子之间形成共价键,大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。
2.共价键的特征(1)饱和性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,便可和几个自旋状态相反的电子配对成键,这就是共价键的“饱和性”。
(2)方向性除s轨道是球形对称外,其他原子轨道在空间都具有一定的分布特点。
在形成共价键时,原子轨道重叠的愈多,电子在核间出现的概率越大,所形成的共价键就越牢固,因此共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成,所以共价键具有方向性。
共价键的特征及应用(1)共价键的饱和性决定了各种原子形成分子时相互结合的数量关系。
(2)共价键的方向性决定了分子的立体构型,并不是所有共价键都具有方向性,如两个s电子形成共价键时就没有方向性。
例1(2018·南昌高二月考)共价键具有饱和性和方向性。
下列有关叙述不正确的是()A.共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的B.共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的C.共价键的饱和性决定了分子内部原子的数量关系D.共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度有关答案 D解析一般地,原子的未成对电子一旦配对成键,就不再与其他原子的未成对电子配对成键了,故原子的未成对电子数目决定了该原子形成的共价键具有饱和性,这一饱和性也就决定了该原子成键时最多连接的原子数,故A、C正确;形成共价键时,为了达到原子轨道的最大重叠程度,成键的方向与原子轨道的伸展方向就存在着必然的联系,则共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的,故B正确;共价键的饱和性与原子轨道的重叠程度无关,与原子的未成对电子数有关,故D错误。
第2课时共价键三维目标1.知识与技能(1)知道共价键的概念;(2)了解极性键和非极性键的概念;(3)能用电子式表示共价化合物的形成过程。
2.过程与方法(1)通过对共价键形成过程的学习,培养学生抽象思维和综合概括的能力;(2)通过离子键和共价键的学习,培养学生对微观粒子运动的想象力。
3.情感态度与价值观(1)培养学生用对立统一规律认识问题;(2)通过对共价键形成过程的分析,培养学生怀疑、求实、创新的精神;(3)培养学生由个别到一般的研究问题的方法,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。
教学重点共价键和共价化合物的概念理解;化学反应的本质理解。
教学难点共用电子对的理解;极性键和非极性键的理解。
课前准备多媒体平台:共价键形成的动画。
教学过程知识回顾回顾氯化钠的形成,离子键的概念、实质、形成条件。
复习原子、离子、分子的电子式以及离子化合物的形成过程的书写。
写出下列物质的电子式:Mg3N2、PH3、K2O导入新课我们知道钠在氯气中燃烧生成氯化钠,由于钠原子容易失去1个电子形成阳离子,氯原子容易得到1个电子形成阴离子,然后钠离子和氯离子间通过静电作用形成了氯化钠这种离子化合物。
那我们在初中学习过的共价化合物HCl的形成和NaCl的形成一样吗?H2和Cl2在点燃或光照的情况下,H2和Cl2分子分别被破坏形成氢原子和氯原子,当氢原子和氯原子相遇时是通过什么样的方式结合在一起的呢?是通过阴阳离子间静电作用结合在一起的吗?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形成阳离子,一方得到电子形成阴离子来形成相互作用力的,而是原子间共用最外层上的电子,形成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黏在一起。
[投影]氯原子之间通过共价键形成氯气分子的动画。
[分析]我们以氯原子为例来探讨一下氯分子的形成。
第一节共价键—————————————————————————————————————[课标要求]1.知道共价键的主要类型,了解σ键和π键的形成特点及其本质。
2.能用键能、键长、键角等说明简洁分子的某些性质。
1.σ键的特征是轴对称,键的强度较大;π键的特征为镜像对称,一般不如σ键坚固,比较简洁断裂。
2.共价单键是σ键;共价双键中有一个σ键,一个π键;共价三键中有一个σ键和两个π键。
3.键长越短,键能越大,共价键越坚固,含有该共价键的分子越稳定,键角打算分子的空间构型,共价键具有方向性和饱和性。
4.原子总数相同,价电子总数相同的等电子体,具有相像的化学键特征和相近的化学性质。
共价键1.本质和特征(1)本质:原子之间形成共用电子对。
(2)特征:饱和性——打算分子的组成;方向性——打算分子的立体构型。
2.类型(按成键原子轨道的重叠方式分类)(1)σ键形成成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠而形成类型s-s型s-p型p-p型特征①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;②σ键的强度较大(2)π键形成由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成p-p型特征①π键的电子云具有镜像对称性,即每个π键的电子云由两块组成,分别位于由原子核构成平面的两侧,假如以它们之间包含原子核的平面为镜面,它们互为镜像;②π键不能旋转;一般不如σ键坚固,较易断裂现有①N2②CO2③CH2Cl2④C2H4四种分子(1)只存在σ键的分子有哪些?(2)同时存在σ键和π键的分子有哪些?(3)σ键和π键的数目之比为1∶1的是哪种分子?提示:(1)③(2)①②④(3)②分子中σ键和π键的推断方法(1)依据成键原子的价电子数来推断能形成几个共用电子对。
假如只有一个共用电子对,则该共价键肯定是σ键;假如形成多个共用电子对,则先形成1个σ键,另外的原子轨道形成π键。
(2)一般规律:共价单键是σ键;共价双键中有一个σ键,另一个是π键;共价三键中有一个σ键,另两个是π键。
第2课时共价键的键参数与等电子原理[学习目标定位] 1.知道键能、键长、键角等键参数的概念,能用键参数说明简单分子的某些性质。
2.知道等电子原理的含义,学会等电子体的判断和应用。
一、共价键参数1.键能(1)概念:气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。
键能的单位是kJ·mol-1。
如:形成1 mol H—H键释放的最低能量为436.0 kJ,即H—H键的键能为436.0 kJ·mol-1。
(2)应用:①若使2 mol H—Cl键断裂为气态原子,则发生的能量变化是吸收863.6 kJ的能量。
②表中共价键最难断裂的是H—F,最易断裂的是H—I。
③由表中键能大小数据说明键能与分子稳定性的关系:HF、HCl、HBr、HI的键能依次减小,说明四种分子的稳定性依次减弱,即最稳定的是HF,最不稳定的是HI。
2.键长(1)概念:形成共价键的两个原子之间的核间距,因此原子半径决定化学键的键长,原子半径越小,共价键的键长越短。
(2)应用:共价键的键长越短,往往键能越大,这表明共价键越稳定,反之亦然。
3.键角(1)概念:在多原子分子中,两个共价键之间的夹角。
(2)应用:在多原子分子中键角是一定的,这表明共价键具有方向性,因此键角决定着共价分子的立体构型。
(3)试根据立体构型填写下列分子的键角例1N—H键键能的含义是()A.由N和H形成1 mol NH3所放出的能量B.把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的热量C.拆开约6.02×1023个N—H键所吸收的热量D.形成1个N—H键所放出的热量【考点】共价键的键参数【题点】键能、键长和键角的概念答案 C解析N—H键的键能是指形成1 mol N—H键放出的能量或拆开1 mol N—H键所吸收的能量,不是指形成1个N—H 键释放的能量。
1 mol NH3中含有3 mol N—H键,拆开1 mol NH3或形成1 mol NH3吸收或放出的能量应是1 mol N—H键键能的3倍。
编号:第1节共价键模型(第2课时)【学习目标】1、了解共价键的特征。
2、学会利用电负性判断共价键的极性。
【学习重难点】重点:共价键的特征难点:共价键的特征例1:下列对共价键的说法中,不正确的是()A 共价键是通过共用电子对或原子轨道重叠形成的B 形成共价键的原子间电负性相同或相差不大C一般情况下,一个原子有几个不成对电子就会和几个自旋相反的未成对电子成键D 共价键是通过共用电子对形成的,不属于电性作用【当堂检测】1、下列关于化学键的叙述,正确的()A、单质分子中一定含有共价键B、由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物C、共价键只存在于双原子单质分子里D、将某种化合物溶于水,所得溶液能够导电,则该化合物为离子化合物2、下列关于乙醇分子的说法中正确的是()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3、共价键按一定的标准可分为极性和非极性共价键等。
请根据有关的知识完成下面两个题目:(1)下列有关叙述中,正确的是()A、按共用电子对是否偏移可以把共价键划分为极性键和非极性键B、不同种元素的原子间形成的共价键一定是极性共价键C、极性键肯定没有非极性键牢固D、两个原子之间共用两个电子对,形成的化学键一定有极性(2)下列关于极性键的叙述不正确的是()A、是由不同元素原子形成的共价键B、极性分子中必定存在极性键C、由同种元素的两个原子形成的共价键D、共用电子对必然偏向吸引电子能力强的原子一方4.下列说法中,正确的是()A.在N2分子中,两个原子的总键能是单个键能的三倍。
B.N2分子中有一个σ键、两个π键C.N2分子中有两个个σ键、一个π键D.N2分子中存在一个σ键、一个π键5.下列分子中,含有非极性键的化合物的是()A.H2B.CO2C.H2O D.C2H46.下列化合物中价键极性最小是()A.MgCl2B.AlCl3C.SiCl4D.PCl5【课后提升】7、元素原子间在形成物质时,其结合方式与其核外电子排布有密切关系,已知P原子的价电子排布为3s23p3,其与Cl可形成PCl3、PCl5两种化合物,请判断下列关于该两种化合物的说法正确的是()A、P原子最外层有三个未成对电子,故只能结合三个Cl原子形成PCl3B、PCl3分子中的P-Cl键都是σ键C、P原子最外层有三个不成对电子,但是能形成PCl5 ,说明传统的价键理论存在缺陷D、PCl3分子中的P-Cl键都是π键8、有以下物质:①HF ②Cl2③H2O ④N2 ⑤C2H4⑥C2H6⑦H2⑧H2O2⑨HCN(H﹣C≡N)只含有极性键的是;只含有非极性键的是;只含有σ键的是;即含有σ键又含有π键的是;含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是;既含有极性键又含有非极性键的是。
3.3共价键共价晶体(第2课时)一、核心素养发展目标1.掌握共价键的键能概念及影响因素,能分析共价键的键能与反应中能量变化的关系;2.能根据共价晶体的微观结构预测其性质。
二、教学重点及难点重点共价键的键能及影响因素、与反应中能量变化的关系难点共价晶体的微观结构三、教学方法讲授法、讨论法四、教学工具PPT、视频、共价晶体晶胞模型五、教学过程一、共价键键能与化学反应的反应热【讲述】键能:人们把在101 kPa、298 K(25℃)条件下,1 mol气态AB分子生成气态A原子和B原子的过程中所吸收的能量,或气态基态原子A原子和B原子形成1 mol气态AB分子释放的最低能量。
【问】条件和单位是什么?【生】通常是298 K、101 KPa条件下的标准值。
单位:kJ·mol1【讲述】键能越大,共价键越牢固, 由此形成的分子越稳定。
当两个原子形成共价键时,原子轨道发生重叠。
原子轨道重叠的程度越大,共价键的键能越大,两原子核间的平均间距——键长越短。
键参数——键长【展示】Cl2中ClCl键长【讲述】定义:构成化学键的两个原子之间的核间距。
单位:pm(1 pm=1012 m)【展示】部分共价键的键长和键能表【讲述】共价键的键长越短,往往键能越大,表明共价键越稳定。
【问】共价键的键长与什么有关?【生】1、原子半径:同类型的共价键,成键原子的原子半径越小,键长越小。
【展示】FF、ClCl、BrBr、HF、HCl等的键长键能表格及图片。
【生】1、原子半径:同类型的共价键,成键原子的原子半径越小,键长越小。
【展示】碳碳单键、双键、三键的键长表格。
【生】2、共用电子对数:相同的两个原子间形成共价键时,单键键长>双键键长>三键键长。
【问】为什么FF键的键长比ClCl键短,但键能却比ClCl小?【生】氟原子的半径很小,故FF键的键长比ClCl键短。
但因两氟原子的原子核距离较小,斥力较大,故键能却比ClCl小。
第2课时共价键的键参数与等电子原理课程目标核心素养建构1.知道键能、键长、键角等键参数的概念,能用键参数说明简单分子的某些性质。
2.知道等电子原理的含义,学会等电子体的判断和应用。
[知识梳理]一、键参数——键能、键长与键角1.概念和特点概念特点键能气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量键能越大,键越稳定键长形成共价键的两个原子之间的核间距键长越短,键能越大,键越稳定键角分子内两个共价键之间的夹角表明共价键有方向性,决定分子的立体结构2.对物质性质的影响【自主思考】1.N2、O2、F2跟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?答案由教材表21中键能的数值可知:H—F>H—O>H—N,而键长:H—F<H—O<H—N,说明分子的稳定性:HF>H2O>NH3,所以N2、O2、F2跟H2的反应能力依次增强。
2.有同学认为键的键能等于键的键能的2倍,这种说法是否正确?答案不正确,根据碳碳双键中含有1个π键,由于π键原子轨道重叠程度小,不如σ键稳定,所以键键能小于键键能的2倍。
3.比较HF、HCl、HBr、HI分子的稳定性强弱,并说明理由。
答案稳定性依次减弱,从键长和键能角度解释为原子半径:F<Cl<Br<I,键长:,键能:,稳定性:HF >HCl>HBr>HI。
4.试解释氮气为什么能在空气中稳定存在?答案因为N2分子中存在键,键能大,破坏共价键需要很大的能量。
二、等电子体的判断和应用1.等电子原理原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征,它们的许多性质是相近的。
2.等电子体满足等电子原理的分子称为等电子体。
如CO和N2具有相同的原子总数和相同的价电子总数,属于等电子体,它们的许多性质相似。
3.应用举例等电子体具有相似的化学键特征和空间构型,它们的许多性质是相似的,利用等电子原理可以判断某些分子或离子的空间构型。
(1)CO、CN-等与N2互为等电子体,则CO和CN-的结构式分别为、。