新授课
第二章 分子结构与性质
课时1 共价键
【学习目标】
1.从原子轨道重叠的 视角认识共价键的本质，知道共价键具有饱和性和方向性。 2.知道σ键和π键的区别和特征，能说明一些分子中的成键类型。
【学习活动】
学习任务
目标一：从原子轨道重叠的 视角认识共价键的本质，知道共价键具有饱和性和方向性。 任务：阅读教材p34内容，回答下列问题。 1.什么是化学键，化学键可以分为哪些类型？什么是共价键，共价键的本质是什么？ 参考答案：化学键是相邻原子间的强烈的相互作用，化学键分为离子键、共价键、金属键。 共价键是指原子间通过共用电子对所形成的相互作用。本质是电子云(或原子轨道)的重叠。 2.用电子式表示H2、HCl、Cl2的形成过程？ 参考答案： ①H2：+------→HH； ②Cl2： +-------→； ③HCl：+-------→。 3.沃尔特·海特勒(W．H．Heitler)和弗里茨·伦敦(F．London)在运用量子力学方法处理氢气分子的过程中，得到了体系能量和核间距之间的关系曲线，发现：若两个氢原子自旋状态相反，随着轨道的重叠(波函数相加)会出现一个概率密度较大的区域，氢原子将在体系能量最低核间距处成键。 氢气分子的形成过程示意图 Ⅰ.材料提供的示意图中，①～⑤体系能量由高到低的顺序是怎样的？ 参考答案：①⑤②③④。根据示意图知，④的能量最低，①的能量最高，故体系能量由高到低的顺序是①⑤②③④。 Ⅱ.材料提供的示意图中，由①到④过程中，电子在核间出现的概率是增大还是减小？ 参考答案：增大。由①到④过程是两个氢原子的核间距逐渐减小的过程，核间距逐渐减小时，两个氢原子的原子轨道会相互重叠，导致电子在核间出现的概率增大。 Ⅲ.为什么两个氢原子形成氢分子，两个氯原子形成氯分子，而不是3个或4个呢？为什么1个氢原子和1个氯原子结合成氯化氢分子，而不是以其他的原子个数比相结回答下列问题。 答案：氢原子和氯原子都有一个未成对电子，从分子的形成过程来看，只有未成对电子才能形成共用电子对，在H2、HCl、Cl2分子中，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。 Ⅳ.原子间形成分子时，决定各原子相互结合的数量关系的是什么？ 参考答案： 一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋方向相反的电子配对成键，这就是共价键的饱和性。 共价键的饱和性决定各原子相互结合的数量关系。 4.在形成共价键时，原子轨道重叠的越多，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云重叠概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性。 为什么共价键有方向性？任何原子形成的共价键都有方向性吗？ 参考答案： 共价键形成的两个参与成键的原子轨道总是尽可能沿着电子出现概率最大的方向重叠，重叠程度越大，形成的共价键越牢固，所以共价键有方向性。不是所有共价键都有方向性，如H2分子中共价键没有方向性。
目标二：知道σ键和π键的区别和特征，能说明一些分子中的成键类型。 任务1：阅读教材p35内容，回答下列问题。 1.按成键原子原子轨道重叠方式共价键可分哪些类型？ 参考答案： σ键：成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠而形成。 π键：由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成。 2. H原子和H原子、H原子和Cl原子、Cl原子和Cl原子分别均以σ键结合成H2、HCl和Cl2分子，共价键轨道完全相同吗？ 参考答案：不相同。H原子的未成对电子位于1s轨道，Cl原子的未成对电子位于3p轨道，即H原子和H原子成键以1s和1s轨道“头碰头”重叠，H原子和Cl原子以1s和3p轨道“头碰头”重叠，Cl原子和Cl原子以3p和3p轨道“头碰头”重叠。 【知识小结】 σ键与π键的类型 (1)σ键的常见类型 类型形成过程s-s型s-p型p-p型
(2)π键的常见类型——p-p π键 3.σ键能单独存在,π键能单独存在吗 σ键和π键的区别是什么 σ键和π键分别具有什么特征？ 参考答案：π键不能单独存在。 σ键是原子轨道“头碰头”重叠成键,π键是原子轨道“肩并肩”重叠成键。 σ键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；σ键的强度较大。 π键的电子云具有镜面对称性，即每个π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，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为镜像；π键不能旋转；不如σ键牢固，较易断裂。 任务2：1.观察下图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构回答： (1)观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构，它们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？ 参考答案：乙烷共7个σ键，乙烯共5个σ键、1个π键，乙炔共3个σ键、2个π键。 (2)解释乙烯分子中π键是如何形成的？预测乙炔分子中π键是如何形成的？ 参考答案： 乙烯分子：每个碳原子s轨道、2个p轨道分别与碳原子和氢原子形成3个σ键，每个碳原子p轨道均有一个未成对电子，两个p轨道以“肩并肩”相互重叠，形成π键。 乙炔分子：每个碳原子s轨道、1个p轨道分别与碳原子和氢原子形成2个σ键，碳原子中另外两个p轨道与碳原子中的两个p轨道以“肩并肩”相互重叠，形成两个π键。 【方法小结】 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；共价三键中一个σ键和两个π键构成。 2.氮气的化学性质很不活泼，通常很难与其他物质发生化学反应。写出氮分子的电子式和结构式，并分析氮分子中氮原子的轨道是如何重叠形成化学键的。 参考答案： 氮原子p轨道与氮原子中的p轨道以“头碰头”相互重叠，形成一个σ键；氮原子中另外两个p轨道与氮原子中的两个p轨道以“肩并肩”相互重叠，形成两个π键。 3.思考与讨论——钠与氯通过得失电子同样是形成电子对，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？你能从元素的电负性差别来理解吗？从中能得到什么结论。 元素Na ClH ClC O电负性0.9 3.02.1 3.02.5 3.5电负性只差（绝对值）2.10.91.0
结论：当元素的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的将是离子键；而共价键是元素的电负性相差不大的原子间形成的化学键。
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
2新授课
第二章 分子结构与性质
课时1 共价键
【学习目标】
1.从原子轨道重叠的 视角认识共价键的本质，知道共价键具有饱和性和方向性。 2.知道σ键和π键的区别和特征，能说明一些分子中的成键类型。
【学习活动】
学习任务
目标一：从原子轨道重叠的 视角认识共价键的本质，知道共价键具有饱和性和方向性。 任务：阅读教材p34内容，回答下列问题。 1.什么是化学键，化学键可以分为哪些类型？什么是共价键，共价键的本质是什么？ 2.用电子式表示H2、HCl、Cl2的形成过程？ 3.沃尔特·海特勒(W．H．Heitler)和弗里茨·伦敦(F．London)在运用量子力学方法处理氢气分子的过程中，得到了体系能量和核间距之间的关系曲线，发现：若两个氢原子自旋状态相反，随着轨道的重叠(波函数相加)会出现一个概率密度较大的区域，氢原子将在体系能量最低核间距处成键。 氢气分子的形成过程示意图 Ⅰ.材料提供的示意图中，①～⑤体系能量由高到低的顺序是怎样的？ Ⅱ.材料提供的示意图中，由①到④过程中，电子在核间出现的概率是增大还是减小？ Ⅲ.为什么两个氢原子形成氢分子，两个氯原子形成氯分子，而不是3个或4个呢？为什么1个氢原子和1个氯原子结合成氯化氢分子，而不是以其他的原子个数比相结回答下列问题。 Ⅳ.原子间形成分子时，决定各原子相互结合的数量关系的是什么？ 4.在形成共价键时，原子轨道重叠的越多，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云重叠概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性。 为什么共价键有方向性？任何原子形成的共价键都有方向性吗？
目标二：知道σ键和π键的区别和特征，能说明一些分子中的成键类型。 任务1：阅读教材p35内容，回答下列问题。 1.按成键原子原子轨道重叠方式共价键可分哪些类型？ 2. H原子和H原子、H原子和Cl原子、Cl原子和Cl原子分别均以σ键结合成H2、HCl和Cl2分子，共价键轨道完全相同吗？ 【知识小结】 σ键与π键的类型 (1)σ键的常见类型 类型形成过程s-s型s-p型p-p型
(2)π键的常见类型——p-p π键 3.σ键能单独存在,π键能单独存在吗 σ键和π键的区别是什么 σ键和π键分别具有什么特征？ 任务2：1.观察下图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构回答： (1)观察乙烷、乙烯和乙炔的分子结构，它们的分子中的共价键分别由几个σ键和几个π键构成？ (2)解释乙烯分子中π键是如何形成的？预测乙炔分子中π键是如何形成的？ 【方法小结】 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；共价三键中一个σ键和两个π键构成。 2.氮气的化学性质很不活泼，通常很难与其他物质发生化学反应。写出氮分子的电子式和结构式，并分析氮分子中氮原子的轨道是如何重叠形成化学键的。 3.思考与讨论——钠与氯通过得失电子同样是形成电子对，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？你能从元素的电负性差别来理解吗？从中能得到什么结论。 元素Na ClH ClC O电负性电负性只差（绝对值）
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
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