高中化学共价键教学设计学情分析教材分析课后反思.docx
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高中化学共价键教学设计学情分析教材分析课后反思
第二章分子结构与性质
第一节共价键
【教学目标】:
1.了解共价键的主要类型δ键和π键,理解δ键和π键的本质和特征。
2.了解键能、键长、键角等键参数的定义和意义。
【重点、难点】σ键和π键的特征和性质
【过程与方法】
1.学会运用类比、归纳、判断、推理的方法学习抽象概念
2.运用模型、动画和数据分析、比较、阅读等,自制模型,增强理解分析能力。
【教学过程】
教学
活动
教学内容
设计意图
情境
导入
生活中的化学:
防晒神器——防晒霜的防晒原因
从身边的化学入手,引出Π键,引起学生学习的兴趣,进一步提出学习内容共价键
PPT展示学习目标
1.理解共价键的主要类型δ键和π键
的特征和实质。
2.了解键参数---键能、键长、键角,能说明简单分子的某些性质。
让学生有目的的学习
过渡
首先,以H2中H-H的形成为例,从能量变化的角度认识共价键的形成的条件和实质
提醒学生学习角度
复习
H的核外电子的运动状态:
H原子核外电子排布式1S1
基态氢原子电子排布图
基态氢原子的原子轨道
复习旧知识,为新知识的学习做好铺垫
动画
演示
分别用动画演示两个核外电子自旋状态相反和相同的氢原子相互靠近,体系能量随核间距的减小的变化
形象演示,让学生获得直观印象,从而引发思考
讲解
H2分子的形成过程:
两个氢原子的1s电子的自旋方向相反,当它们相互靠近时,两个原子核间的电子云密度变浓,两个原子组成的体系总能量变低,低于两个氢原子能量之和。
当两个氢原子核间距离达到某一距离r0时,体系的总能量达最低,表示在两个氢原子间生成了稳定的共价键,形成了H2分子。
当核间距离进一步缩短时,由于两上带正电荷的氢原子核之间的强烈排斥,又使系统的能量升高。
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增大,电子带负电,因而可以形象地说,核间共用电子好比在核间架起一座带负电荷的桥梁,把带正电荷的两个原子核“黏结”在一起了,形成的化学键称为共价键。
核间距r0,就是共价键的键长。
答疑解惑
小组交流研讨
由氢气分子的能量和核间距关系图分析
(1)共价键的形成条件
(2)共价键的形成本质
并完成学案上的相关内容
培养学生分析问题、总结问题的能力
展示并板书
1、共价键的形成条件
(1)两非金属原子,电负性相相差<1.7的金属与非金属的原子
(2)一般成键原子有未成对电子,自旋状态相反
(2)共价键的形成本质
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,体系能量降低
板书重点
讲解并板书
3.共价键的特征
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,便可和几个自旋方向相反的电子配对成键,这就是共价键的饱和性。
因而只能形成H2分子,不能形成H3、H4等分子。
板书:
饱和性
延伸说明,使概念更完善
过渡
用原子轨道解释共价键的实质
提醒学生学习角度
学生
活动
请写出以下几种原子的价电子排布图
H、N、O、Cl
复习旧知识,为新知识的学习做好铺垫
自制模型演示
用自制模型演示两个H原子δ键的形成,强调δ键电子云的特征:
轴对称
模型演示,使抽象问题具体化,便于理解
动画
演示
动画模拟s-sδ键的形成,并用模型演示强调s-sδ没有方向性
形象、直观
设疑
S-p、p-p轨道能否形成δ键?
如果能,其电子云是什么形状的?
设疑,引起兴趣
学生
活动
动手探究:
1、以小组为单位,自制H、Cl原子轨道模型,模拟HCl、Cl2分子中共价键形成过程。
2、依据模型分组展示HCl、Cl2分子中共价键的形成过程、实质。
培养学生动手、动脑的能力及小组合作的能力
展示
演示
学生用模型展示,再用动画形象演示加深印象
1、HCl中的H-Cl键(s-pδ键)
H的s轨道Cl的p轨道“头碰头”重叠H-Cl的σ键
2、Cl2分子中的Cl-Cl键(p-pδ键)
Cl的p轨道Cl的p轨道“头碰头”重叠Cl-Cl的σ键
培养学生归纳总结、模型演示、表达的能力
总结
展示
1、σ键的类型
2、
σ键成键特点
头碰头、轴对称、稳定
所以:
两原子之间形成共价键时,首先形成σ键
总结形成结论,强调重点
讲解并板书
“头碰头”,体现了共价键形成时,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,而且原子轨道重叠越多,电子在两核间出现概率越多,形成的共价键越牢固。
电子所在的原子轨道都有一定的形状,所以要取得最大重叠,共价键必然有方向性。
板书:
共价键的特征:
方向性
强调方向性,为N≡N共价键的形成的认识做准备
过渡
如果原子核外未成对电子有多个原子轨道又是如何形成共价键的?
设疑,引起探究的欲望
学生
活动
用轻质黏土动手制作三维立体的N原子未成电子对轨道模型,并借助模型探究N2分子N≡N共价键的形成
小组合作交流,培养动手和语言表达的能力
讲解
当两未成对电子的p轨道头碰头形成σ键的同时,其它两个伸展方向p电子原子轨道“肩并肩”重叠,形成的电子云形状与σ键的电子云形状有明显差别:
每个电子云由两块组成,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,这种特征称为镜像对称。
这就是π键,其与σ键不同,σ键的强度较大,π键不如σ键牢固,比较容易断裂。
规范表达,强调严谨性
总结
展示
π键的成键特点:
肩并肩、镜像对称、易断裂
所以,π键与σ键同时存在
总结形成结论,强调重点
交流
研讨
小组讨论,并完成表格
π键和σ键的比较
键型
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
及时总结,消化重要知识点
学生
活动
快速抢答:
判断下列分子中共价键的类型及数量
NH3、F2、H2O2、C2H6、C2H4、C2H2、CO2、H2O
学以致用,提高学生学习热情
模型
演示
水分子中共价键的形成,由模型可见,两个共价键的夹角接近90º,展示水分子的球棍模型,两个共价键的夹角实际约为105º,键和键之间的夹角,称为键角,这也是共价键方向性的一种体现。
模型展示,对比学习,引出新知识
过渡
了解共价键的三个键参数:
键能、键长、键角
提出学习内容
学生
活动
共价键参数
键能
键长
键角
概念
气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。
单位是kJ·mol-1
形成共价键的两个原子之间的核间距。
在多原子分子中,两个共价键之间的夹角。
意义
同类型的共价键的键能越大,则化学键越。
一般成键原子半径越小,共价键的键长越短,往往键能越,共价键越。
在多原子分子中键角是一定的,键角决定着共价分子的。
小组交流研讨并展示
1、完成表格
表格对比学习,便于概念的辨析,能更准确地应用相关概念,且突出了重点
归纳
总结
图示法总结,更直观
学生
活动
思考体会键参数的应用
1.依据H-X键能数值,分析H-X键的稳定性,HX分子的稳定性
2.甲烷为正四面体结构,一氯甲烷还是正四面体结构吗?
举出具体的例子,对总结内容进一步理解
学生
活动
5分钟完成《当堂检测》后,订正答案
检查学生学习效果
学情分析
人教版高中化学选修3《物质结构与性质》2.1共价键
本节教学内容是高二学生在学习了化学必修2《化学键》和选修三第一章《电子云和原子轨道》等概念的基础上的继续学习。
在《必修2》中初步了解了共价键,较好地掌握了离子键和共价键的形成过程,具备书写一些简单物质电子式的能力。
又通过本册书第一章的学习掌握了原子的核外电子排布式和排布图,清楚S电子云、P电子云在空间的形状及从电负性来判断离子键和共价键。
但对共价键的形成实质、共价键的饱和性和方向性及共价键的类型还不甚清楚,并且本节内容较抽象,而恰恰高二学生的微观想象能力不足、抽象思维还没有得到全面的发展,给教学带来了很大的困难。
所以,试图通过本节课的学习,使学生进一步提升他们的抽象思维能力和空间想象力,掌握共价键的形成的过程和本质,逐步形成科学的价值观,为后面对分子空间构型的学习做好准备。
效果分析
人教版高中化学选修3《物质结构与性质》2.1共价键
本节课的设计环节流畅、衔接自然,始终是以学生探究为主,教师精心准备,充分利用教材活动环节,引导学生进行理论的分析,提供条件指导动手拼插模型,充分突出了学生学习主体的地位。
PPT课件制作简练,与课本、学案配合紧密,动画模拟形象生动,使学生对共价键的两种类型有了深刻的认识,同时明确了教材中对π键特征---镜面对称的意义。
知识处理详略得当,重点突出。
通过本节的学习,学生但在教学实施过程中,也暴露出部分学生的探究能力不足,少数学生对教师的依赖程度较大,不能体会到探究的乐趣,在以后的教学实践中应更注重对不能层次学生的关注。
教材分析
人教版高中化学选修3《物质结构与性质》2.1共价键
1.本节地位与功能
本节从原子轨道的角度比较详细地介绍了共价键的两种类型δ键和π键,以及键参数---键能、键长和键角,学生能在原子水平上,进一步形成有关物质结构的基本观念。
对共价键类型认知,也为后续章节中等电子体、分子的结构、分子的性质等知识的学习,打下了重要的理论基础。
学生的学习兴趣能得到有效保持,学生的科学素养能得到进一步提高。
2.内容的选择与呈现
《必修·化学2》已介绍了共价键的概念,并用电子式的方式描述了原子间形成共价键的过程,对共价键的形成条件、成键微粒、成键实质有了初步的认识,并对由共价键形成的物质类型有了一些积累。
尤其是本节“共价键”是在《必修·化学2》中已有知识的基础上,运用第一章学过的电子云和原子轨道的概念来进一步认识和理解共价键,通过电子云轮廓图的方式,很形象生动地引出共价键的主要类型δ键和π键,以及它们的差别,并用一个“科学探究”让学生自主地进一步认识δ键和π键。
在共价键概念的基础上,接着介绍键参数---键能、键长、键角,并描述了这些参数对分子性质的影响,很简洁地用表格形式列出了某些共价键的键能和键长,通过“思考与交流”中的具体问题让学生解释键参数对分子性质的影响。
1.根据π键的成键特征判断C===C的键能与C—C键能的数量关系( )
A.双键的键能等于单键的键能的2倍B.双键的键能大于单键的键能的2倍
C.双键的键能小于单键的键能的2倍D.无法确定
2.根据下表中所列的键能数据,判断下列分子中最不稳定的是( )
化学键
H—H
H—Cl
H—Br
Br—Br
键能/kJ·mol-1
436.0
431.8
366
193.7
A.HClB.HBrC.H2D.Br2
3.香蕉是我们喜爱的水果之一,香蕉产于南方,到北方之前是未成熟的,但
买到的却是成熟的香蕉,这是因为喷洒了催熟剂的缘故。
其中乙烯就是一种
常用的催熟剂,下列对于乙烯中化学键的分析中正确的是( )
A.在乙烯分子中有一个σ键、一个π键
B.乙烯在发生加成反应时,断裂的是碳原子间的σ键
C.乙烯可以在一定条件下制得氯乙烯,在该过程断裂的是C—Hσ键
D.乙烯分子中的σ键关于镜面对称
4.从实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能的数据:
氧氧键
数据
O
O
O2
O
键长/10-12m
149
128
121
112
键能/kJ·mol-1
x
y
z=498
ω=628
其中x、y的键能数据尚未测定,但可根据规律性推导键能的大小顺序为ω>z>y>x;该规律性是( )
A.成键的电子数越多,键能越大B.键长越短,键能越大
C.成键所用的电子数越少,键能越小D.成键时电子对越偏移,键能越大
5.氰气的化学式为(CN)2,结构式为N≡C—C≡N,性质与卤素的性质相似,下列叙述正
确的是( )
A.分子中既有极性键,又有非极性键B.分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长
C.分子中含有2个σ键和4个π键D.不和氢氧化钠溶液发生反应
6.N2的结构可以表示为
,CO的结构可以表示为
,其中椭圆框表示π键,下列
说法中不正确的是( )
A.N2分子与CO分子中都含有三键B.CO分子与N2分子中的π键并不完全相同
C.N2与CO互为等电子体D.N2与CO的化学性质相同
7.下列元素之间难以形成共价键的是( )
A.Na和Cl B.C和HC.N和ND.S和O
8.对σ键的认识不正确的是( )
A.ssσ键与spσ键的对称性相同
B.σ键不属于共价键,是另一种化学键
C.分子中含有共价键,则至少含有一个σ键
D.含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同
9.下列分子中的σ键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是( )
A.H2B.CCl4C.Cl2D.F2
10.下列事实不能用键能的大小来解释的是( )
A.N元素的电负性较大,但N2的化学性质很稳定B.稀有气体一般难发生反应
C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱D.F2比O2更容易与H2反应
11.
(1)如图,写出下列价键的名称,并各举一例说明含有这种价键类型的物质。
①
②
③
④
⑤
化学键类型
举例
(2)某有机物的结构式如下:
则分子中有________个σ键,________个π键。
13.某些共价键的键能数据如下表(单位:
kJ/mol):
共价键
H—H
Cl—Cl
Br—Br
H—Cl
H—I
I—I
N≡N
H—O
H—N
键能
436
243
193
432
298
151
946
463
393
(1)把1molCl2分解为气态原子时,需要________(填“吸收”或“放出”)________kJ能量。
(2)由表中所列化学键形成的单质分子中,最稳定的是________,最不稳定的是________;形成的化合物分子中最稳定的是________。
(3)试通过键能数据估算下列反应的反应热:
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=________。
课后反思
人教版高中化学选修3《物质结构与性质》2.1共价键
本节课很好的完成了课堂的设计环节和意图,引入简洁、环节清晰、重难点突出,学生活动充分,对共价键的两种基本类型δ键和π键的特征及本质有了清晰的认识。
物质结构与性质的内容本身理论性强,尤其涉及到原子的结构非常抽象,学生学习和接受都较困难。
通过本节课的教学,对于本节内容及物质结构与性质的教学有以下几点思考:
(1)教师要深入研究教材。
准确把握所学内容在高中教材中的地位和作用,明确与原有知识基础的联系并为后续章节做好铺垫。
设计教学环节的过程中,对学生的课前预习、课堂活动环节及课后的整理巩固,均应有明确的引导,要注重挖掘教材中知识之间的联系,充分利用好“学与问”“科学探究”“资料卡片”“思考与交流”等栏目,充分体现教师课堂引领的作用。
(2)突出学生的学习主体地位、激发学习热情。
充分考虑到提升学生的课堂学习状态,各环节充分调动学生主动思考、积极参与的热情。
通过学生的独立思考、小组交流研讨及合作探究、模型制作、抢答等环节,让学生成为课堂的主人,乐在其中。
(3)利用模型、多媒体手段辅助教学。
本节利用多媒体播放原子轨道重叠成键的过程,自制模型并按照相关理论进行结构的分析,本非常抽象的内容,学生易理解高课堂效率,使本节课收到很好的教学效果。
课标分析
人教版高中化学选修3《物质结构与性质》2.1共价键
共价键的本质和特征,认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键,了解共价键具有饱和性和方向性。
知道根据原子轨道的重叠方式,共价键分为δ键和π键等类型。
共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构。
关注不同类型微粒间相互作用概念的形成和发展思路,充分利用建立这些概念所使用的关键证据,通过实验事实和数据的对比,引发学生的认知冲突,引导学生进行解释,促进学生反思原有的概念模型的局限性,深化对微粒间相互作用模型的认识,发展学生“证据推理与模型认知”核心素养。
借助实物模型、计算机软件模拟、视频等多种直观手段,充分发挥学生搭建分子结构、晶体结构模型等活动的作用,降低教学内容的抽象性,促进学生对相关内容的理解和认识。
选用学生熟悉的生活现象、实验事实,以及科学研究和工业生产中的相关案例作为素材,激发学生的学习兴趣,帮助学生建立结构与性质之间的联系,发展“宏观辨识与微观探探析”“证据推理和模型认知”等化学学科核心素养。
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- 关 键 词:
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