人教版 (2019)选择性必修2第一节 共价键精品第一课时教案设计

课题名

《共价键 》第一课时

教材分析

本节课在必修课程的基础上，运用第一章学过的原子轨道的概念，从原子轨道重叠的视角来进一步认识共价键的本质和特征，通过图片的方式描述了原子轨道重叠并形成共价键的过程，很形象地引出了共价键的主要类型σ键和π键。

核心素养

宏观辨识与微观探析：认识原子间通过原子轨道的重叠形成共价键,了解共价键具有饱和性、方向性。知道根据原子轨道的重叠方式,共价键可分为σ键和π键等类型。

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。

科学探究与创新意识：从化学键的角度去认识有关物质，培养学生抽象思维能力，体现化学学科的魅力。

教学重点

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。

教学难点

熟练判断分子中σ键和π键的存在及个数。

教学方法

讲解，举例

教学准备

教师准备：PPT

学生准备：预习课本

教学过程

一、新课导入

1.【问题与讨论】钠、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？你能从元素的电负性差别来理解吗？填写下表。

教师：

元素的电负性差值很大（>1.7），化学反应形成的电子对不会被共用，形成离子键，而共价键是电负性差值不大（<1.7）的原子间形成的共价键。

学生：判断共价键和离子键

[设计意图]从电子得失和电负性的角度认识共价键和离子键

二、探究新知

1.一、共价键

教师：1、概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。

2、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。

3、成键粒子：原子。

4、形成条件：一般非金属元素构成+AlCl3、BeCl2

注意：氯化铝属于共价化合物，铵盐属于离子化合物，铵根和阴离子之间是离子键。

【思考与交流】

H2、HCl、Cl2均通过共用电子对相结合，为什么难以形成H3、H2Cl、Cl3等分子？

5.共价键的特征

（1）共价键具有饱和性：按照共用电子对理论， 一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电子配对成键，这就是共价键的“饱和性”;如果原子没有未成对电子，则不能形成共价键。

而H原子、Cl原子都只有一个未成对电子,因而只能形成H2、HCl、Cl2分子,不能形成H3、H2Cl、Cl3等分子。

共价键的饱和性决定了共价化合物的分子组成。

（2）共价键具有方向性：

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形状,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出现概率最大的方向形成，所以共价键必然具有方向性。

共价键的方向性决定着分子的空间结构

注意：并非所有共价键都有方向性，如只有s轨道重叠形成的共价键。

6. 共价键的分类

(1)σ键

σ键的重叠方式 “头碰头”

用原子轨道描述氢原子形成氢分子的过程：s-s σ键

H―Cl的s-p σ键形成：s-p σ键

Cl―Cl的p-p σ键形成：p-p σ键

（2）π键

π键是有两个原子的p轨道“肩并肩”

特征：每个π键的电子云有两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称。

注意：没有s-sπ键和s-pπ键。因为s能级只有一个轨道。

N2中N≡N里的p-pσ键和p-pπ键的形成过程

O2 中O=O的 p-p σ键和 p-p π键的形成过程

（3）σ 键特征：

①轴对称：以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键②强度大：“头碰头”重叠形成σ键的原子轨道重叠程度较大，故σ键有较强稳定性。

电子云的图形不变，这种特征称为轴对称。

③可旋转：以形成σ键的两原子核的连线为轴，任何一个原子均可以旋转，旋转时并不破坏σ键的结构。

π 键特征：

①镜面对称：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，这种特征称为镜面对称。

②强度小：形成π键时电子云重叠程度比σ键小，π键不如σ键牢固，易断裂（如乙烯、乙炔易发生加成反应）。特例：N2分子中的π键比σ键稳定。

③不能旋转：以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子并不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键,如以py－py π键为例，若旋转其中一个成键原子，则两原子的py轨道不再平行，也就无法“肩并肩”。 

(4)判断σ键、π键的一般规律

①s-s电子、s-p电子只形成σ键；p-p电子既形成σ键，又形成π键；且 p-p电子先形成σ键，后形成π键。

②共价单键是σ键；共价双键中有一个σ键,另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键构成。

探究：

[问题与预测](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。

乙烯分子中π键由一个2p轨道重叠形成的

解析：乙烯分子的碳原子采取sp2轨道杂化，2个碳原子各以2个sp2杂化轨道与氢原子形成2个碳氢σ键，而2个碳原子之间又各以1个sp2杂化轨道形成1个碳碳σ键，除此之外，2个碳原子中未参加杂化的p轨道形成了1个π键，因此，乙烯的双键中有1个σ键和1个π键。乙炔分子的碳原子采取sp轨道杂化，2个碳原子各以1个sp杂化轨道与氢原子形成1个碳氢σ键，同时又各以其另一个sp杂化轨道形成1个碳碳σ键，除此之外，每个碳原子通过2个未参加杂化的p轨道形成了2个π键 （暂不作要求)

[绘制图示]模仿图2-3，绘制乙炔分子中的π键。

(3)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？

解析：乙烯分子中的碳碳双键和乙炔分子中的碳碳三键中分别含有1个和2个π键,π键原子轨道重叠程度较小,不稳定,容易断裂。而乙烷分子中没有π键,σ键原子轨道重叠程度大,比较稳定,不易断裂。

(4)在气体单质分子中，一定含有σ键，可能含有π键吗？

解析：稀有气体的单质分子中不含化学键；多原子分子中一定含有σ键，可能含有π键

学生：练习1、下列说法正确的是（    ）

A.Cl2是双原子分子，H2S是三原子分子，这是由共价键的方向性决定的

B.H2O与H2S的空间结构一样是由共价键的饱和性决定的

C.并非所有的共价键都有方向性

D.两原子轨道发生重叠后，电子在两核间出现的概率减小

练习2、判断正误

(1)所有共价键都有饱和性(　　)

(2)N2分子中σ键与π键的个数比是2∶1(　　)

(3)CO2分子中有一个σ键和一个π键(　　)

(4)一般来说，σ键比π键强度大，更稳定(　　)

(5)形成Cl2分子时，p轨道的重叠方式可以为            (　　)

(6)σ键和π键都只存在于共价化合物中(　　)

(7)共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的(      )

(8)共价键的方向性是由成键原子轨道的方向性决定的(     )

(9)原子轨道在空间都具有方向性(     )

(10)成键后体系能量降低，趋于稳定(     )

练习3、下列说法对σ键和π键的认识不正确的是(      )

A.分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键

B.s-s σ键、p-p σ键与s-p σ键都是轴对称的

C.p-p σ键和p-p π键的重叠方式是相同的

D.含有π键的分子在反应时，π键一般是化学反应的积极参与者

练习4、

(1)分子中σ键和π键的比例为______。

(2)已知反应N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(l)，若该反应中有4 mol N—H断裂，则形成的π键的数目为______。

练习5、

(1)1 mol HCHO含σ键的数目为______。(NA为阿伏加德罗常数)。 

(2)CS2分子中的共价键的类型有______。 

(3)Ni(CO)4是正四面体化合物，1 mol Ni(CO)4中含有______mol σ键。 

(4)石墨烯是由单层碳原子构成的平面结构新型材料，下图中1号C与相邻C形成σ键的个数为　______。 

[设计意图]从原子轨道重叠的视角来重新认识共价键，知道共价键的主要类型σ键和π键。

板书设计

一、共价键

1、概念：

2、本质：

3、成键粒子：

4、形成条件：

5.共价键的特征

饱和性、方向性

6.共价键的分类

(1)σ键：①轴对称②强度大③可旋转

（2）π键：①镜面对称②强度小③不能旋转

(3)判断σ键、π键的一般规律

课后作业

练习册上相关习题。

教学反思

亮点：在必修课已经对共价键进行了初步学习的基础上，本节内容从原子轨道重叠的视角来重新认识共价键，通过图片和动画的方式描述了原子轨道重叠并形成共价键的过程，很形象地引出了共价键的主要类型σ键和π键。

课堂教学建议：本节课要求学生认识原子间通过原子轨道的重叠形成共价键,了解共价键具有饱和性、方向性。知道根据原子轨道的重叠方式,共价键可分为σ键和π键等类型。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。本节课内容较抽象，教师应结合图片，动画模拟帮助学生理解。