2019-2020年高中化学 《共价键 原子晶体》教案1 苏教版选修3.doc

2019-2020年高中化学 共价键 原子晶体教案1 苏教版选修3教学目标1认识共价键的本质和特性，了解共价键的饱和性与方向性2了解共价键的类型3用电子式法表示共价键的形成过程4认识影响共价键键能的主要因素，分析化学键的极性强弱，把握键能与化学反应热之间的内在联系5深化对原子晶体的认识课时安排4课时第一、二课时教学内容共价键的形成、共价键的类型【板书】331共价键的形成一、定义：原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键。【设疑】通过共价键的概念我们可以了解形成共价键的粒子是什么呢？为什么要形成共价键？什么元素之间形成共价键？【思考后得出】成键的微粒是原子；成键原子必须有未成对电子，成键后达到稳定结构。一般非金属元素的原子之间可形成共价键。【板书】1、成键微粒：原子。 2、成键原因：原子有未成对电子 3、成键性质：共用电子对（或电子云重叠） 4、成键元素：一般非金属元素（x1.7）只含有共价键的化合物称为共价化合物。【设疑】哪些物质中存在共价键？【板书】二、存在共价键的物质（注：书写电子式）（1）非金属单质（除稀有气体外）。如：H2、Cl2、O2、N2等（2）共价化合物。如HCl、H2S、NH3、CH4、CO2（3）某些离子化合物。如NaOH、Ba(OH)2、Na2O2、NH4Cl【过渡】在前一节，我们学习过用电子式表示离子键的形成过程，那么共价键的形成过程如何呢？【板书】三、用电子式表示共价分子的形成过程。【练习】用电子式表示H2、HCl、Cl2分子的形成过程。【设问】两个氢原子之间一定能形成稳定的共价键吗？【自学】p.39【总结】只有两个自旋方向相反的未成对电子才能形成稳定的共价键。【设问】为什么没有He2、H3、H2Cl、Cl3分子【阅读】p.40【板书】四、共价键的特点1具有饱和性：形成的共价键数 = 未成对电子数【讲解】用电子云描述氢分子的形成电子云在两个原子核间重叠，意味着电子出现在核间的概率大，电子带负电，因而可以形象地说：“核间电子好比在核间架起一座带负电荷的桥梁，把带正荷的两个原子核黏结在一起了”。H2里的共价键称为键。其特征是：以成键两原子核连线为轴，成轴对称。两个s电子重叠形成的键称为“ss键”，由于球形对称，故其没有方向性。由于HCl、Cl2里的共价键的电子云成轴对称，因而都是键。分别称为“sp键”和“pp键”，由于其在电子云的伸展方向上成键，故其具有方向性。两个p电子除了“头碰头”重叠形成键外，还可以“肩并肩”重叠形成键。 其特征是：电子云有两块组成，分别位于两原子核构成平面的两侧，成镜像对称。【板书】332共价键的类型一、按成键方式分类键键重叠方式头碰头肩并肩电子云形状轴对称镜像对称种类S-S键、S-P键P-P键P-P键牢固程度键强度大，不容易断裂键强度较小，容易断裂成键判断规律共价单键是键,共价双键中一个是键,另一个是键,共价三键中一个是键,另两个为键NNyyxzzxzzyyx【学生活动】p.41“交流与讨论”yz【思考】乙烷、乙烯、乙炔分子中的共价键分别是由几个键和几个键组成。P.42“问题解决”【板书】二、按键的极性分类非极性键极性键共用电子对是否偏移不偏移偏移判断依据同种元素原子之间不同种元素原子之间在极性共价键中，成键原子吸引电子能力的差别越大，即电负性相差越大，共用电子对的偏移程度越大，共价键的极性越强。【学生活动】p.43“交流与讨论”，阅读p.44内容。【板书】三、一种特殊的共价键配位键（1）定义：由一个原子单方面提供一对电子与另一个接受电子的原子共用而形成共价键。（2）配位键的成键要求一个原子提供孤对电子，另一个原子有空轨道，两者形成配位键（2）配位键的存在：NH4+、H3O+、AlCl3习题研究1结合Cl2的形成，说明共价键的形成条件，以及共价键为什么具有方向性和饱和性？2试分析右图分子中共价键的类型第三课时学习内容共价键的键能与化学反应热【板书】3-3-3共价键的键能与化学反应热一、共价键键参数1键能：在101KPa、298K条件下，1mol气态AB分子生成气态A原子和B原子的过程所吸收的能量，称为AB键共价键的键能。单位：kmol【设问】键能大小与共价键的强度有什么关系？【回答】键能越大，共价键越稳定，越不易断裂。【设问】HH的键能为436 kJ/mol所表示的意义是什么？2键长：成键原子核间的平均间距【学生活动】参看p.45 表3-5 共价键键长与键能的关系？【板书】键长越短，键能越大，共价键越稳定，越不易断裂。3键角：多原子分子中的两个共价键之间的夹角。例如：CO2 结构为，键角为180，为直线形分子。 H2O键角104.5形CH4键角10928正四面体【小结】键能、键长、键角是共价键的三个参数键能、键长决定了共价键的稳定性；键角决定了分子的空间构型，可帮助我们认识分子的形状和判断分子的极性。二、利用键能计算化学反应中的H【设问】化学反应的实质是什么？【讲解】反应热应该为断开旧化学键（拆开反应物原子）所需要吸收的能量与形成新化学键（原子重新组合成反应生成物）所放出能量的差值。旧键断裂所吸收的总能量大于新键形成所放出的总能量，反应为吸热反应，反之为放热反应。【举例】Cl2+H2=2HCl的能量变化，N2O2=2NO的能量变化【讲解】由于反应后放出的热量使反应本身的能量降低，故规定H为“”，则由键能求反应热的公式为H =反应物的键能总和生成物的键能总和。【板书】H =反应物的键能总和生成物的键能总和。【提醒】反应热H =生成物的总能量反应物的总能量。（正好与上面相反）【讲解】反应物和生成物的化学键的强弱决定着化学反应过程中的能量变化。【习题】教材P46“问题解决”第三课时学习内容原子晶体这节课我们学习金刚石、水晶、晶体硅、石墨等一些物质所属晶体类型和性质。【设疑】金刚石是我们所熟悉的单质，它有什么用途？它属于哪种晶体呢？【展示】展示金刚石晶体结构模型。【讲述】金刚石中每个碳原子与周围四个碳原子通过四个共价键形成正四面体型的结构，伸展成空间网状结构、因此金刚石中只有通过共价键彼此连接的碳原子而没有独立存在的单个的分子，这又是一种类型的晶体原子晶体。【板书】3-3-3原子晶体1、定义：相邻原子间以共价键相结合而形成的空间网状结构的晶体。2、构成粒子：原子 3、粒子间作用：共价键【讨论】甲烷是正四面体结构，金刚石晶体结构中也存在着正四面体，能说甲烷与金刚石的晶体类型是一样的吗？【板书】4、物理性质【提问】同学们能否描述金刚石的物理性质？【讲述】金刚石是天然存在的最硬的物质，熔点（3550）、沸点（4827）很高，这是原子晶体的共同特点。经实验测定，注：原子晶体的熔点通常均在1000以上，但是熔点在1000以上的晶体不一定是原子晶体，也可能是离子晶体。【板书】（1）熔沸点很高，硬度很大【提问】试从结构角度分析原子晶体熔沸点很高的原因。（原子晶体中，构成晶体的粒子是原子，原子之间以较强的共价键结合，而且形成空间网状结构，要破坏它需要很大能量）【板书】（2）难溶于一般的溶剂 （3）大部分不导电（晶体硅是半导体材料）【学生活动】p.47“问题解决”【板书】4影响原子晶体熔沸点、硬度的主要因素结构相似的原子晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，晶体熔、沸点越高，硬度越大。【板书】5、常见的原子晶体：金刚石、SiO2晶体、晶体硅、SiC晶体等。（1）金刚石：每个碳原子与 个碳原子相连；键角为 ，最小碳环状为 元环。晶体中碳原子与C-C键数目比 。（2）二氧化硅【讲述】石英与金刚石、晶体硅一样，也具有空间网状结构。【展示】展示二氧化硅晶体结构模型。构成二氧化硅晶体的微粒是 每个Si原子与 个O原子以共价键相结合，每个O原子与 个Si原子以共价键相结合。晶体中Si原子与O原子个数比为 。 所以二氧化硅的化学式为 ，但不能叫分子式。晶体中Si原子与Si-O键数目之比为 ，即1molSiO2晶体中有 mol共价键。 晶体中最小的环有 个原子。【板书】6、石墨晶体（混合型晶体）【展示】石墨的立体结构模型 平面结构挂图【讲述】通过观察，我们可知金刚石为空间四面体的网状结构，而石墨是层状结构，请同学们分析： a、同一平面内碳原子之间存在很强的共价键，故熔沸点很高。 b、层与层之间是范德华力结合，容易滑动，所以石墨很软。【板书】同层间每个碳原子与_碳原子以_结合，键角_。 最小环上有_个碳原子，平均每个正六边形占有C原子数为_个，占有的碳碳键数为_个。 碳原子数与形成的化学键数之比为_。【板书】7、三种化学键的比较化学键成键本质键的方向性和饱和性影响键强弱的因素金属键金属阳离子和自由电子静电作用无原子半径和价电子数离子键阴阳离子间的静电作用无离子半径和离子电荷共价键共用电子对有键长习题研究氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300反应获得。(1)氮化硅晶体属于_晶体。(2)已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子，Si原子与Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式_.(3)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为_.