第三单元   共价键  原子晶体

一、编写思路

共价键普遍存在于共价化合物、非金属单质、含原子团的离子化合物中，本单元教材遵循由浅入深、由简单到复杂的原则，从最简单的氢分子形成过程入手，以原子电子云伸展方向为依托，紧扣电子云重叠方向与程度，分析说明共价键的牢固性，突出共价键键能在本单元的重要地位，顺理成章地引出了共价键方向性地本源――电子云伸展方向。由于每种原子的价电子数有限，结合泡利不相容原理，使得共价键的饱和性自然成立。关于共价键的类型，教材结合电子云重叠时的方向给出δ键和π键，结合成键双方的电负性给出极性键和非极性键，结合电子对的来源给出一般共价键和配位共价键，通晓不同类型共价键各自的特点。

化学反应的实质是旧的化学键断裂和新的化学键形成。化学反应的热效应与键能直接相关，教材通过“你知道吗”所设计的问题，让学生认识键能的概念及其与健长的关系，然后让学生在“问题解决”中形成并巩固对共价键能与化学反应热的关系的认识。原子晶体中原子间都以共价键结合，决定了原子晶体的物理性质与金属晶体和离子晶体的差异，学生利用在学习金属晶体和离子晶体过程中所形成的“结构决定性质”的观点，能顺利地认识这一规律。为此，教材通过“问题解决”栏目，让学生运用已有的认识，在解决问题的过程中领悟共价键的键长和键能参数对原子晶体硬度和熔点、沸点的影响。

本单元知识既是本专题的重点和难点，也是本模块的重点和难点之一。在教学中要紧紧抓住原子中电子云伸展方向这根主线，充分发挥学生的空间想象力，学会将复杂问题简化处理的方法，简洁表达共价键形成过程：电子法和轨道表示法，无论用哪种方式表达，都抓住了共价键的本质，原子中共用的电子对必为双方或多方所共享。

二、课时建议

共价键的形成                    1课时

共价键的类型                    1课时

共价键的键能与化学反应热        1课时

原子晶体                        1课时

三、课标要求

1、  知道共价键的主要类型δ键和π键，能用键能、键长、键角等键参数判断简单分子的构型和稳定性。

2、  认识共价分子结构的多样性和复杂性，能根据有关理论判断简单分子或离子的构型，能说明简单配位键的成键情况。

3、  了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构和性质的关系。

四、教学建议

建议课前复习回顾电子云和有关金属元素原子的电子排布、共价化合物的形成过程表达等知识，突出泡利不相容原理。

本单元知识比较抽象，教师可充分运用多媒体并结合球棍模型以及必要的手势把教材中的理论问题具体化，深奥的知识简约化，生动活泼地把共价键理论呈现给学生。积极创设探索情境，采用启发式教学。讨论是主流，教师的启发诱导为辅，努力做好承上启下的工作。充分利用学生已掌握的基础知识，实现新知识的自然生成。

1．教学设计思路

建议从以下几方面重点开展讨论，使学生对共价键的概念有较为具体深入的认识。

（1）共价键的成因：通过对比氢原子、氦原子核外电子排布，分析氢原子是双原子分子，而氦分子是单原子分子结构的原因。从原子的最外层电子排布是否达到稳定状态，分析得出形成共价键的条件，并用电子式表示H₂和Cl₂分子的形成过程。进一步与离子键进行比较，使学生明确共价键成键的粒子是原子，而离子键成键 的粒子是离子。

（2）共价键形成的表示方法：要求学生掌握电子配对成键的方法，教学时建议采用对比的方法，比较用电子式表示离子键和共价键形成过程有何异同点。此外共价键的表示方法除了用电子式还可用结构式。

（3）对共价键形成过程的教学，为了让学生较为形象直观地形成“两个自旋方向相反的未成对电子才能形成稳定的共价键”的概念，建议采用多媒体动画来演示两个核外电子自旋方向相同和两个自旋方向相反的氢原子相互接近的情况，并采用原子结构的轨道表示式帮助说明问题。让学生认识到共价键和离子键在饱和性与方向性方面的不同。

（4）进行σ键和π键的教学时要注意利用氮分子的结构模型，引导学生分析和发现氮原子结合成分子的过程中，两个氮原子的p_x、p_y、p_z轨道相互重叠时可能采用“头碰头”和“肩并肩”的不同方式，使学生明确从轨道重叠方式的角度可以将共价键分为σ键和π键两种情况，在此基础上再引导学生运用σ键和π键的有关认识，从结构的角度深入讨论有关乙烯和乙炔性质的问题。

（5）关于非极性键和极性键的教学，要注意在复习共价键概念的基础上，通过讨论H₂和HF分子中电子对是否有偏向从而形成极性键和非极性键的概念。对于配位键的教学，要利用好NH₄⁺的结构模型，先让学生写出NH₃和H⁺的电子式和轨道表示式，分析NH₃和H⁺之间的结合方式与一般共价键的差异，形成配位键的概念。

（6）关于“共价键的键能与反应热”教学，建议通过演示氢气在氧气中燃烧的实验，联系氢氧燃料电池，深化对共价键中所蕴藏的巨大能量的认识，分析化学反应热的来源。通过演示水蒸气和硫化氢气体受热后的现象对比实验以及将湿润的淀粉碘化钾试纸分别放到纯氧和氯气中，所见实验现象的不同使学生认识到共价键的强弱与键长、键能有关，共价键是共用电子对与核相互作用达到平衡维系稳定体系的作用力，破坏它需要供给能量，形成时会释放能量。化学键的破与立的能量衡算，就是化学反应过程的热效应的本源所在。

（7）关于原子晶体的教学，要充分利用金刚石的模型和教材第41页表3-6中的数据，组织学生就“原子晶体的结构与性质关系“的问题进行讨论，认清键能是影响原子晶体性质的主要因素，了解原子晶体的广泛应用。

2．教学设计片断

共价键的类型

【引言】非金属原子间通过共用电子对所形成的化学键是共价键。共价分子的结构可以用电子式或结构式表示

【交流与讨论】1、写出氮分子的电子式和结构式。

2、分析氮分子中氮原子的原子轨道是如何重叠形成共价键的（建议用多支笔表示）

【分析】电子云重叠的两大要素――方向性和重叠程度，核心是重叠程度，重叠方向性应服从于重叠程度。一切应服从于体系的能量最低原理。

【回答】氮原子结合形成氮分子的过程中，两个氮原子的p_x、p_y、pz轨道相互重叠时可能采用“头碰头”和“肩并肩”的不同方式

【板书】共价键的类型

1、根据原子轨道重叠方式――δ键和π键

【讲述】δ键是“头碰头”的重叠方式和π键是“肩并肩”的重叠方式

【交流与讨论】乙烯分子中碳原子之间形成了一个δ键和一个π键，乙炔分子中形成了一个δ键和两个π键。它们都可以与溴发生反应，讨论下列问题：

1、在乙烯和乙炔分子与溴发生的加成反应中，乙烯、乙炔分子断裂什么类型的共价键？

2、乙烯和乙炔分子与溴发生加成的产物是什么？

【启发回答】结合P45表3-5中键能数据得出碳碳双键和碳碳三键中δ键的键能大于π键的键能，根据键能越大越稳定可知乙烯断裂一个π键、乙炔断裂两个π键

【设问】判断下列物质中的共价键是δ键还是π键

HCl       H₂     CH₃-CH=CH₂

【交流与讨论】1、试用电子式表示F₂和HF分子的结构

2、根据元素的电负性的强弱，判断F₂和HF分子中的共用电子对是否发生偏移。

【启发回答】由于氢元素的电负性小，氟元素的电负性大，所以HF中共用电子对偏向氟原子一方，而F₂分子中的共用电子对不发生偏移。象F₂分子中共用电子对不发生偏移的共价键是非极性共价键，象HF分子中共用电子对发生偏移的共价键是极性键。

【板书】根据成键双方的电负性――非极性键和极性键

【讲述】形成共价键的非金属原子双方电负性差值越大，键的极性越大。

【设问】1、指出Cl₂、HCl、CO、N₂、H₂O、H₂等分子中存在的共价键，哪些是极性键，哪些是非极性键。

2、将C－H、N－H、O－H和F－H键按极性由强到弱的顺序排列

【交流与讨论】

1、在水溶液中，NH₃能与H⁺结合生成NH₄⁺，讨论NH₃与H⁺是如何形成NH₄^＋的

2、在水溶液中，H₂O能与H⁺结合生成H₃O⁺，讨论H₂O与H⁺是如何形成H₃O⁺的。

【启发回答】

【讲述】象NH₃中氮原子上的孤电子对所占据的轨道与H+的1s空轨道发生重叠所形成的共价键又称配位键。

【板书】3、以电子对提供方式―一般共价键和配位共价键

【提问】1、已知气态氯化铝分子以双分子聚合方式存在，且每个原子最外层都达到稳定结构，请画出该双聚分子的结构简式。

2．已知CO分子中每个原子最外层都达到稳定结构，请写出它的电子式。

【投影】