資源簡介

第二章第一節《共價鍵》教學設計
課題 2.1.1共價鍵（第1課時） 課 型 新課
學情分析 構成物質的微粒之間存在著相互作用。通過必修一化學鍵的學習，學生已經初步了解了什么是共價鍵，通過第一章第一節《原子結構》的學習，學生已經學會運用電子云輪廓圖形象地描述了原子軌道，并掌握常見元素基態原子的核外電子排布式和軌道表示式。在本節中再介紹共價鍵時，可以直接采用原子軌道相互重疊而形成共價鍵的過程，簡明扼要地闡明了共價鍵的本質和特征體現了原子軌道與共價鍵知識的前后銜接。本節課的學習也會對之后《分子的空間結構》的學習打下基礎。 高二學生處于具體思維向抽象思維發展的中期，學生具有一定的抽象思維能力及空間想象能力，但仍需要借助一定的直觀教學手段幫助學生理解三維空間想象能力。同時學生用微觀結構解釋宏觀現象的能力依然有待加強。
教材分析 本章比較系統的介紹了分子的結構和性質，內容比較豐富。首先，在第一章有關電子云和原子軌道的基礎上，介紹了共價鍵的主要類型σ鍵和π鍵，以及鍵參數——鍵能、鍵長、鍵角；在第一章第一節《原子結構》中運用電子云輪廓圖形象地描述了原子軌道，到本節中再介紹共價鍵時，可以直接采用原子軌道相互重疊而形成共價鍵的過程，簡明扼要地闡明了共價鍵的本質和特征，體現了原子軌道與共價鍵知識的前后銜接。
設計理念 本節內容的功能價值是提高學生的宏觀辨識與微觀探析能力，能從原子、分子水平分析常見物質及其反應的微觀特征，能從宏觀與微觀結合的視角對物質及其變化進行分類和表征。
教學目標 【教學目標】 1.從原子軌道重疊的視角認識共價鍵的本質，知道共價鍵具有飽和性和方向性，能用模型、圖像和符號等正確表征H2、Cl2、HCl等簡單分子中原子軌道的重疊方式； 2.知道σ鍵和π鍵的區別和特征，能說明C2H6、C2H4和C2H2等分子的成鍵類型； 【評價目標】 1.通過對“價鍵理論”的學習，診斷并發展學生模型建構的能力； 2.通過對原子軌道重疊方式的學習，診斷并發展學生對宏觀辨識和微觀探析的運用能力和三維空間思維想象能力； 3.通過對σ鍵和π鍵的形成過程的分析，診斷并發展學生的對比分析和歸納總結的能力。
教學重點 教學重點：σ鍵和π鍵的形成及特點，從原子軌道重疊的視角認識共價鍵的本質。
教學難點 難點：從原子軌道重疊方式的不同理解σ鍵和π鍵的區別和特征。
教學方法 1.教法：①問題導學②圖表助學③學案激學④習題測學⑤活動助學 2.學法：①觀察思考②交流討論③自主閱讀
課前準備 實驗視頻、PPT、相關習題等。
教 學 過 程 教師主導活動 學生主體活動 設計意圖
諾貝爾物理學獎得主理查·費曼曾說過，假如發生了大災難，人類全部的科學知識只能概括為一句話傳諸后世，那么這句話應該是“萬物皆由原子構成”。展示一些簡單實物及其分子的結構，提出問題：原子是如何構成物質的？ 結合具體物質，引導學生討論：①討論原子構成物質的方式。知道自然界的絕大多數物質并非由原子直接構成，而是由原子先構成分子，分子再構成物質。②討論原子能聚集在一起構成分子的原因。 引入新課
NaCl和HCl的性質差異大，請用電子式描述NaCl和HCl的形成過程，從微粒間相互作用的角度解釋NaCl和HCl性質差異大的原因。 復習化學鍵的概念，化學鍵是相鄰原子間的強烈的相互作用，化學鍵分為離子鍵、共價鍵、金屬鍵。熟練區分離子鍵和共價鍵；復習常見物質的電子式和結構式的書寫以及電子式描述NaCl和HCl的形成過程。 回顧舊知，理解化學鍵的概率與分類，從成鍵元素電負性的差別來理解化學反應中形成的不同類型的化學鍵。
引導學生從成鍵元素電負性的差別來理解化學反應中形成的不同類型的化學鍵。 總結成鍵原子電負性與化學反應中形成化學鍵類型的關系。 共價鍵的本質是原子間形成的共用電子對，共用電子對即電子云重疊，也就是原子間通過電子云重疊而產生強烈的相互作用。非金屬的原子之間、大多數電負性之差小于1.7的金屬與非金屬之間可形成共價鍵。
引導學生總結化學鍵概念及分類 總結化學鍵概念及分類
我們學過了原子軌道，如何用原子軌道的概念來進一步理解共價鍵？ 思考并討論如何從原子軌道重疊的視角來認識共價鍵。 引導學生思考共價鍵的類型。
以H2、HCl、Cl2為例，研究它們在形成分子時原子軌道的重疊方式，即σ鍵的成鍵過程，體會σ鍵的軸對稱性。 [學生活動] 書寫H2、HCl、Cl2的電子式。 分別手繪s軌道和s軌道、s軌道和p軌道、p軌道和p軌道采取“頭碰頭”重疊方式形成σ鍵的模型。
小結σ鍵重疊方式，對稱性及分類 觀察σ鍵的重疊方式、σ鍵的電子云形狀，總結σ鍵的特征和種類。 (1)特征：頭碰頭重疊，軸對稱——以形成化學鍵的兩原子核的連線為軸做旋轉操作，共價鍵的電子云的圖形不變。 (2)旋轉：以形成σ鍵的兩個原子核的連線為軸，任意一個原子可以繞軸旋轉，并不會破壞σ鍵。 (3)穩定性：形成σ鍵的原子軌道的重疊程度較大，故σ鍵具有較強的穩定性。 (4)分類：s-s σ鍵 s-p σ鍵 p-p σ鍵 通過交流討論集思廣益，探索共價鍵的本質和特征。
除了s軌道和s軌道重疊形成共價鍵外，還能找到其他軌道重疊形成共價鍵的例子嗎？ 以N2為例，研究p軌道和p軌道除可以形成σ鍵外，還可以采取“肩并肩”重疊方式形成π鍵。體會π鍵的鏡面對稱性。 手繪p軌道和p軌道采取“肩并肩”重疊方式形成π鍵的模型。 (1)特征：肩并肩重疊，鏡面對 (2)旋轉：形成π鍵的兩個原子核的連線為軸，任意一個原子不能單獨旋轉，若單獨旋轉則會破壞π鍵。 (3)穩定性：形成π鍵時，原子軌道重疊程度比σ鍵的小，通常情況下，π鍵沒有σ鍵牢固。 (4) σ鍵和π鍵的判斷： ①共價單鍵是σ鍵， ②共價雙鍵有1個σ鍵和1個π鍵 ③共價三鍵有1個σ鍵和2個π鍵。 設計手繪σ鍵和π鍵的形成的過程示意圖，從原子軌道重疊方式的不同理解σ鍵和π鍵的區別和特征。
小結π鍵的重疊方式和π鍵的特征 觀察π鍵的重疊方式、π鍵的電子云形狀，總結π鍵的特征和種類。
通過氮氣中氮氮三鍵形成過程的分析，如何判斷共價鍵是σ鍵或是π鍵？ 掌握判斷共價鍵是σ鍵或是π鍵的規律。氮原子p軌道與氮原子中的p軌道以“頭碰頭”相互重疊，形成一個σ鍵；氮原子中另外兩個p軌道與氮原子中的兩個p軌道以“肩并肩”相互重疊，形成兩個π鍵。 總結方法
觀察乙烷、乙烯和乙炔的分子結構，它們的分子中的共價鍵分別由幾個σ鍵和幾個π鍵構成？ 加深對σ鍵和π鍵的認知。 乙烯分子：每個碳原子s軌道、2個p軌道分別與3個氫原子形成3個σ鍵，每個碳原子p軌道均有一個未成對電子，兩個p軌道以“肩并肩”相互重疊，形成π鍵。 乙炔分子：每個碳原子s軌道、1個p軌道分別與2個氫原子形成2個σ鍵，碳原子中另外兩個p軌道與碳原子中的兩個p軌道以“肩并肩”相互重疊，形成兩個π鍵。 建立原子軌道模型來解釋不同共價鍵的形成過程
展示幾道練習題 通過題目對所學知識進行梳理鞏固，體會共價鍵的飽和性和方向性。所有的共價鍵都有飽和性，但并不是所有的共價鍵都有方向性，如s-s σ鍵就沒有方向性 設計典型性、代表性和覆蓋面的課堂練習題，幫助學生通過測試把握自己的知識掌握程度。
小結本節課的主要學習內容： σ鍵是兩原子在成鍵時，原子軌道采取“頭碰頭”的方式重疊形成的共價鍵。σ鍵是軸對稱的，可以圍繞成鍵的兩原子核的連線旋轉。p軌道和p軌道除可以形成σ鍵外，還可以采取“肩并肩”重疊方式形成π鍵。π鍵的電子云互為鏡像，不可以圍繞成鍵的兩原子核的連線旋轉。在分子中，共價單鍵是σ鍵，而共價雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵，共價三鍵中有1個σ鍵和2個π鍵。 梳理本節課的重要知識點，理解原子軌道“頭碰頭”和 “肩并肩”的重疊方式，能夠從微觀層面區分σ鍵和π鍵。
教學評價 分析原子結構中原子核對核外電子作用力的變化，理解原子半徑、第一電離能的遞變規律及其原因，培養宏觀辨析與微觀探析的核心素養。通過原子半徑、第一電離能的數據和規律圖示，培養證據推理與模型認知的核心素養。
作業設計 1.下列關于化學鍵的說法，認識錯誤的是
鍵與鍵的對稱性不同
鍵不能單獨存在，一定要和鍵共存
含有鍵的化合物與只含鍵的化合物的化學性質不同
兩個非金屬元素的原子之間形成的化學鍵都是共價鍵
分子中含有共價鍵，則一定含有一個鍵
成鍵的原子間已知軌道重疊越多，共價鍵越牢固
⑦1個N原子最多只能與3個H原子結合形成NH3分子，是由共價鍵的飽和性決定的 A. B. C. D. 【答案】A 2.下列分子中，既含有鍵，又含有鍵的是 A. CH4 B. HCl C. D. F2 3.氰氣的分子式為(CN)2，結構式為，性質與鹵素相似。下列敘述正確的是 A. 分子中原子的最外層均滿足8電子結構
B. 分子中鍵的鍵長大于鍵的鍵長
C. 分子中含有2個鍵和4個鍵 D. 不能和氫氧化鈉溶液發生反應 【答案】A 4．你能從分子結構的角度談一談為何N2非常穩定么？人工固氮是將氮氣轉化為含氮化合物的過程。從分子結構的角度談一談，在這一過程中，為什么往往需要用高溫、高壓、催化劑這樣劇烈的條件？
板書設計
教學反思 本節課從微觀角度探析共價鍵的微粒、類型、本質，掌握原子間通過原子軌道重疊形成共價鍵，知道共價鍵的特征——具有飽和性和方向性。能夠從不同的角度對共價鍵分類，會分析σ鍵和π鍵的形成及特點，建立σ鍵和π鍵的思維模型，判斷分子中存在σ鍵和π鍵的種類及個數。本節課還并且讓學生手繪不同軌道采用“頭碰頭”重疊方式形成σ鍵的模型和p軌道和p軌道采取“肩并肩”重疊方式形成π鍵的模型，體會共價鍵的本質。此外，本節課主要以問題鏈的方式進行驅動，保證了教學內容的結構化，同時進一步發展了學生的推理能力。

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