2.1.1 共价键 教学设计 -2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

第二章第一节《共价键》教学设计 课题 2.1.1共价键（第1课时） 课 型 新课 学情分析 构成物质的微粒之间存在着相互作用。通过必修一化学键的学习，学生已经初步了解了什么是共价键，通过第一章第一节《原子结构》的学习，学生已经学会运用电子云轮廓图形象地描述了原子轨道，并掌握常见元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式。在本节中再介绍共价键时，可以直接采用原子轨道相互重叠而形成共价键的过程，简明扼要地阐明了共价键的本质和特征体现了原子轨道与共价键知识的前后衔接。本节课的学习也会对之后《分子的空间结构》的学习打下基础。 高二学生处于具体思维向抽象思维发展的中期，学生具有一定的抽象思维能力及空间想象能力，但仍需要借助一定的直观教学手段帮助学生理解三维空间想象能力。同时学生用微观结构解释宏观现象的能力依然有待加强。 教材分析 本章比较系统的介绍了分子的结构和性质，内容比较丰富。首先，在第一章有关电子云和原子轨道的基础上，介绍了共价键的主要类型σ键和π键，以及键参数——键能、键长、键角；在第一章第一节《原子结构》中运用电子云轮廓图形象地描述了原子轨道，到本节中再介绍共价键时，可以直接采用原子轨道相互重叠而形成共价键的过程，简明扼要地阐明了共价键的本质和特征，体现了原子轨道与共价键知识的前后衔接。 设计理念 本节内容的功能价值是提高学生的宏观辨识与微观探析能力，能从原子、分子水平分析常见物质及其反应的微观特征，能从宏观与微观结合的视角对物质及其变化进行分类和表征。 教学目标 【教学目标】 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，能用模型、图像和符号等正确表征H2、Cl2、HCl等简单分子中原子轨道的重叠方式； 2.知道σ键和π键的区别和特征，能说明C2H6、C2H4和C2H2等分子的成键类型； 【评价目标】 1.通过对“价键理论”的学习，诊断并发展学生模型建构的能力； 2.通过对原子轨道重叠方式的学习，诊断并发展学生对宏观辨识和微观探析的运用能力和三维空间思维想象能力； 3.通过对σ键和π键的形成过程的分析，诊断并发展学生的对比分析和归纳总结的能力。 教学重点 教学重点：σ键和π键的形成及特点，从原子轨道重叠的视角认识共价键的本质。 教学难点 难点：从原子轨道重叠方式的不同理解σ键和π键的区别和特征。 教学方法 1.教法：①问题导学②图表助学③学案激学④习题测学⑤活动助学 2.学法：①观察思考②交流讨论③自主阅读 课前准备 实验视频、PPT、相关习题等。 教 学 过 程 教师主导活动 学生主体活动 设计意图 诺贝尔物理学奖得主理查·费曼曾说过，假如发生了大灾难，人类全部的科学知识只能概括为一句话传诸后世，那么这句话应该是“万物皆由原子构成”。展示一些简单实物及其分子的结构，提出问题：原子是如何构成物质的？ 结合具体物质，引导学生讨论：①讨论原子构成物质的方式。知道自然界的绝大多数物质并非由原子直接构成，而是由原子先构成分子，分子再构成物质。②讨论原子能聚集在一起构成分子的原因。 引入新课 NaCl和HCl的性质差异大，请用电子式描述NaCl和HCl的形成过程，从微粒间相互作用的角度解释NaCl和HCl性质差异大的原因。 复习化学键的概念，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。熟练区分离子键和共价键；复习常见物质的电子式和结构式的书写以及电子式描述NaCl和HCl的形成过程。 回顾旧知，理解化学键的概率与分类，从成键元素电负性的差别来理解化学反应中形成的不同类型的化学键。 引导学生从成键元素电负性的差别来理解化学反应中形成的不同类型的化学键。 总结成键原子电负性与化学反应中形成化学键类型的关系。 共价键的本质是原子间形成的共用电子对，共用电子对即电子云重叠，也就是原子间通过电子云重叠而产生强烈的相互作用。非金属的原子之间、大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属之间可形成共价键。 引导学生总结化学键概念及分类 总结化学键概念及分类 我们学过了原子轨道，如何用原子轨道的概念来进一步理解共价键？ 思考并讨论如何从原子轨道重叠的视角来认识共价键。 引导学生思考共价键的类型。 以H2、HCl、Cl2为例，研究它们在形成分子时原子轨道的重叠方式，即σ键的成键过程，体会σ键的轴对称性。 [学生活动] 书写H2、HCl、Cl2的电子式。 分别手绘s轨道和s轨道、s轨道和p轨道、p轨道和p轨道采取“头碰头”重叠方式形成σ键的模型。 小结σ键重叠方式，对称性及分类 观察σ键的重叠方式、σ键的电子云形状，总结σ键的特征和种类。 (1)特征：头碰头重叠，轴对称——以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变。 (2)旋转：以形成σ键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子可以绕轴旋转，并不会破坏σ键。 (3)稳定性：形成σ键的原子轨道的重叠程度较大，故σ键具有较强的稳定性。 (4)分类：s-s σ键 s-p σ键 p-p σ键 通过交流讨论集思广益，探索共价键的本质和特征。 除了s轨道和s轨道重叠形成共价键外，还能找到其他轨道重叠形成共价键的例子吗？ 以N2为例，研究p轨道和p轨道除可以形成σ键外，还可以采取“肩并肩”重叠方式形成π键。体会π键的镜面对称性。 手绘p轨道和p轨道采取“肩并肩”重叠方式形成π键的模型。 (1)特征：肩并肩重叠，镜面对 (2)旋转：形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子不能单独旋转，若单独旋转则会破坏π键。 (3)稳定性：形成π键时，原子轨道重叠程度比σ键的小，通常情况下，π键没有σ键牢固。 (4) σ键和π键的判断： ①共价单键是σ键， ②共价双键有1个σ键和1个π键 ③共价三键有1个σ键和2个π键。 设计手绘σ键和π键的形成的过程示意图，从原子轨道重叠方式的不同理解σ键和π键的区别和特征。 小结π键的重叠方式和π键的特征 观察π键的重叠方式、π键的电子云形状，总结π键的特征和种类。 通过氮气中氮氮三键形成过程的分析，如何判断共价键是σ键或是π键？ 掌握判断共价键是σ键或是π键的规律。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。 总结方法 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？ 加深对σ键和π键的认知。 乙烯分子：每个碳原子s轨道、2个p轨道分别与3个氢原子形成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2个氢原子形成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。 建立原子轨道模型来解释不同共价键的形成过程 展示几道练习题 通过题目对所学知识进行梳理巩固，体会共价键的饱和性和方向性。所有的共价键都有饱和性，但并不是所有的共价键都有方向性，如s-s σ键就没有方向性 设计典型性、代表性和覆盖面的课堂练习题，帮助学生通过测试把握自己的知识掌握程度。 小结本节课的主要学习内容： σ键是两原子在成键时，原子轨道采取“头碰头”的方式重叠形成的共价键。σ键是轴对称的，可以围绕成键的两原子核的连线旋转。p轨道和p轨道除可以形成σ键外，还可以采取“肩并肩”重叠方式形成π键。π键的电子云互为镜像，不可以围绕成键的两原子核的连线旋转。在分子中，共价单键是σ键，而共价双键中含有1个σ键和1个π键，共价三键中有1个σ键和2个π键。 梳理本节课的重要知识点，理解原子轨道“头碰头”和 “肩并肩”的重叠方式，能够从微观层面区分σ键和π键。 教学评价 分析原子结构中原子核对核外电子作用力的变化，理解原子半径、第一电离能的递变规律及其原因，培养宏观辨析与微观探析的核心素养。通过原子半径、第一电离能的数据和规律图示，培养证据推理与模型认知的核心素养。 作业设计 1.下列关于化学键的说法，认识错误的是    键与键的对称性不同 键不能单独存在，一定要和键共存 含有键的化合物与只含键的化合物的化学性质不同 两个非金属元素的原子之间形成的化学键都是共价键 分子中含有共价键，则一定含有一个键 成键的原子间已知轨道重叠越多，共价键越牢固 ⑦1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子，是由共价键的饱和性决定的 A. B. C. D. 【答案】A 2.下列分子中，既含有键，又含有键的是 A. CH4 B. HCl C. D. F2 3.氰气的分子式为(CN)2，结构式为，性质与卤素相似。下列叙述正确的是 A. 分子中原子的最外层均满足8电子结构 B. 分子中键的键长大于键的键长 C. 分子中含有2个键和4个键 D. 不能和氢氧化钠溶液发生反应 【答案】A 4．你能从分子结构的角度谈一谈为何N2非常稳定么？人工固氮是将氮气转化为含氮化合物的过程。从分子结构的角度谈一谈，在这一过程中，为什么往往需要用高温、高压、催化剂这样剧烈的条件？ 板书设计 教学反思 本节课从微观角度探析共价键的微粒、类型、本质，掌握原子间通过原子轨道重叠形成共价键，知道共价键的特征——具有饱和性和方向性。能够从不同的角度对共价键分类，会分析σ键和π键的形成及特点，建立σ键和π键的思维模型，判断分子中存在σ键和π键的种类及个数。本节课还并且让学生手绘不同轨道采用“头碰头”重叠方式形成σ键的模型和p轨道和p轨道采取“肩并肩”重叠方式形成π键的模型，体会共价键的本质。此外，本节课主要以问题链的方式进行驱动，保证了教学内容的结构化，同时进一步发展了学生的推理能力。 学科网（北京）股份有限公司 $$