4.3.1化學鍵教學設計高一化學人教版

第三節(jié)化學鍵授課老師：教材與學情分析初中化學討論了離子的概念，學生知道帶正電的鈉離子和帶負電的氯離子形成了氯化鈉，知道了物質是由分子、原子或者離子構成的。在本教材中，通過氧化還原反應的學習，學生能從微觀角度認識氧化還原反應的本質是反應中有電子轉移，知道原子之間的重新組合與原子核外最外層電子有關。在本章前兩節(jié)中，周期表和周期律的學習，學生進一步認識了原子的構成及核外電子排布規(guī)律等初步建立“結構決定性質的化學觀念”。這為化學鍵的學習提供了基礎，教學時需要加以利用，使之與新知識建立聯(lián)系。本節(jié)基本概念較多且抽象，離子鍵和共價鍵的基礎上，歸納出化學鍵的概念。再從離子鍵和共價鍵到離子化合物、共價化合物的概念。最后從微觀粒子間相互作用的視角，討論物質的構成，并揭示化學反應的本質。教材引入電子式、分子結構模型等，以幫助學生形象的認識微觀、抽象的概念，電子式呈現(xiàn)突出工具性，以使學生理解原子核外電子排布，說明物質形成過程；分子結構模型是一種實物模型，體現(xiàn)分子結構，幫助學生認識到分子是有一定空間結構的。必修階段的化學鍵內容只是為了使學生更好的認識分子的結構和微粒間的相互作用，并沒有深入討論，更多內容將在選擇性必修課程中系統(tǒng)介紹。二、單元目標以典型的物質為例認識離子鍵和共價鍵的形成，建立化學鍵的概念。能用電子式對離子鍵和共價鍵進行表征。能描述和表示化學鍵理論模型，指出模型表示的含義，并用模型解釋和預測物質的組成、結構、性質及變化。能從宏觀現(xiàn)象及化學鍵等不同角度對物質進行分類。能對典型物質的微粒間相互作用進行分析，能從物質的構成微粒及相互作用角度說明物質性質的共性、差異及其原因，解釋同類物質性質的變化的規(guī)律。知道分子存在一定的空間結構。認識化學鍵的斷裂和形成是化學反應中物質變化的實質及能量變化的主要原因。三、教學重難點重點：離子鍵、共價鍵、離子化合物、共價化合物的概念；電子式的書寫。難點：從微粒間相互作用的視角，認識化學反應的本質。四、課時分配第一課時：化學鍵、離子鍵、共價鍵、極性鍵、非極性鍵、電子式、結構式、分子結構模型第二課時：離子化合物、共價化合物、化學反應的本質五、情境選擇大情境：化學鍵理論的發(fā)展史。小情境：氯化鈉和氯化氫的生成、導電性實驗。六、教學過程第一課時【視頻后的導課】金屬鈉受熱即可在氯氣中燃燒生成氯化鈉；而氯化鈉熔融狀態(tài)下才能導電；氫氣在氯氣中點燃就可以燃燒但氯化氫分解需3000度。這樣的實驗事實說明了什么呢？本節(jié)課我們將從微粒間相互作用的角度加以分析?！疽龅谝粋€任務】我們先分析第一組實驗：請同學們從原子結構的角度分析，鈉原子和氯原子是怎樣形成氯化鈉的呢？鈉原子失去電子，氯原子得到這個電子，分別形成最外層8電子的鈉離子和氯離子的穩(wěn)定結構。帶相反電荷的鈉離子和氯離子結合在一起，從而形成了氯化鈉?！編煛柯然c是由鈉離子和氯離子構成，為什么固體氯化鈉不導電，而熔融態(tài)的氯化鈉導電呢？固體中離子不能自由移動?！編煛课覀円黄鹂纯垂腆w氯化鈉的微觀結構：鈉離子和氯離子是相間的有序排列，而且是立方體結構，在熔融狀態(tài)下會怎么樣呢？（視頻）熔融狀態(tài)下可以移動，在外加電流的情況下鈉離子和氯離子就會定向移動。因此，我們是否思考：氯化鈉固體中微粒排列之所以如此有序，鈉離子和氯離子之間是否存在一種強的作用力，使之有序；而受熱可以破壞這種作用力。像鈉離子和氯離子這樣帶相反電荷離子間作用力稱之為靜電作用，而相反電荷的粒子就是陽離子和陰離子，因此稱為離子鍵?！景鍟?.離子鍵：相反電荷離子間的相互作用?！編煛拷浄治霭l(fā)現(xiàn)：鈉原子和氯原子就是在追求自身穩(wěn)定的過程中，變成了離子，兩離子憑借強的作用力形成化合物氯化鈉，這種強的作用力我們稱之為離子鍵。其實在1916年，科學家科賽爾（A.kossel）就提出了“離子鍵”理論，我們齊讀重溫他的理論：當活潑金屬原子與活潑非金屬原子相互化合時，均有通過得失電子而達到穩(wěn)定電子構型的傾向。從而生成具有稀有氣體穩(wěn)定電子結構的正、負離子，然后通過靜電引力生成離子化合物?！編煛坷碚撝袕娬{：活潑金屬與活潑非金屬，我想同學們一定能理解：活潑金屬易失電子，活潑非金屬易得電子，分別易形成穩(wěn)定的陽離子和陰離子，故存在離子鍵。但文中還強調“靜電引力”，我想問：靜電作用就是靜電引力嗎？有沒有斥力？小組討論1分鐘?！編煛肯喾措姾芍g是引力，但兩個離子的原子核與原子核，外層的電子與電子之間是斥力。故靜電作用包括引力和斥力，構成物質時，二者達到平衡。【師】了解了氯化鈉的形成，那么如何更簡單的表示NaCl的形成呢？如果用原子結構示意圖，顯然很繁瑣。最主要的是我們發(fā)現(xiàn)，氯化鈉的形成和原子核、內層的電子都沒有關系?！景鍟侩娮邮健Ｕn本給我們介紹了電子式，只表示最外層電子數(shù)?！編煛咳绾螘鴮戨娮邮侥?？在元素符號周圍用“·”或“×”來表示原子最外層電子的式子。把最外層的電子優(yōu)先分布在不同的方向上（上下左右四個方向）。每個方向上最多2個電子。【師】我的理解就是把原子看成一個正方形。周圍最多圍繞8個電子。比如：氖，正好8個穩(wěn)定。鈉呢？氯呢？我們發(fā)現(xiàn)他們都有一個單電子，單個存在的意義相同嗎？鈉要失去，氯要得到，氯中還有成對的，那就以為這飽和、穩(wěn)定?！緦W生活動】如果把講桌看成一個正方形，而現(xiàn)在我想寫一下氮原子的電子式，我需要5位同學充當?shù)拥淖钔鈱拥?個電子。/氧原子/碳原子現(xiàn)在我來寫出你們的造型：書寫Al、Mg、He原子電子式。【教師引導】陽離子的電子式就是陽離子符號，陰離子電子式的書寫要宣布一下，8個電子都是他的了。【教師建?！柯然c和氯化鎂的形成過程并進行講解?；罴^是什么意思呢？氯離子能合并嗎？物質的電子式要表示出離子鍵的所在之處?！緦W生活動】如果我們都理解了，那么就不寫分析形成過程，你能直接寫出KF、CaO、Na2O的電子式？【教師引導】分析了氯化鈉的形成，學習了離子鍵。那么又如何理解氯化氫的生成與分解呢？3000度的分解條件，是否也說明氯化氫中存在一種強的作用力？是離子鍵嗎?任務二請結合H和Cl的原子結構分析HCl的形成【學生思考】HCl中的作用力也是離子鍵嗎？你能分析并表示出HCl的形成過程嗎？【歷史情境2】1923年路易斯（G.N.Lewis）發(fā)展了科賽爾的理論，提出共價鍵的電子對理論，“認為分子中的原子都有形成稀有氣體電子結構的趨勢，求得本身穩(wěn)定。而達到這種穩(wěn)定結構可以不通過電子轉移形成離子和離子鍵完成，而是通過共用電子對實現(xiàn)?！景鍟?.共價鍵：原子間通過共用電子對所形成的相互作用?！緦W生活動】提取關鍵詞。原子，共用電子對【教師建模】HCl的形成過程及電子式。為突顯共用電子對的重要性和進一步簡化表示方法，課本又介紹了結構式。單鍵比如氯氣的表示單鍵【學生活動】H2O的形成過程及電子式、結構式。【師生合作】以上均兩原子間共用一對電子，形成為單鍵，還有其他類型的共價鍵嗎？師生共同書寫N2、CO2、NH3、CH4、的電子式與結構式。【問題1】觀察回答：C、H、O、N分別要形成幾個共價鍵達到穩(wěn)定結構？【學生思考】C4個共價鍵；H1個共價鍵；O2個共價鍵；N3個共價鍵?！締栴}2】共價鍵形成的分子都是平面結構嗎？【歷史情境3】1930年，萊納斯·鮑林（LinusCarlPauling）研究了甲烷的正四面體結構，并提出軌道雜化理論，因此獲得諾貝爾獎。1940年亨利·希吉維克和托馬斯·坡維爾在總結實驗事實的基礎上提出了簡單的理論模型，用以預測簡單分子或離子的立體結構。這種理論模型后經羅納德·吉列斯比和羅納德·尼霍爾姆在20世紀50年代加以發(fā)展，定名為價層電子對互斥理論。【教師引導】雜化軌道理論和價層電子對互斥理論我們將在高二的《物質結構》這本書中繼續(xù)學習。目前，通過現(xiàn)代實驗手段（如X射線衍射法等）可以測定某些分子的結構。【教學活動】我們用小棍代表共價鍵，小組動手組裝出H2、HCl、CO2、H2O、CH4的球棍模型?！締栴}3】原來非金屬原子之間的共用，可能是單鍵、雙鍵還可能是三鍵，根據具體達穩(wěn)定性時的需要。形成的分子可能共線，可能共面還可能立體等等。那么我想：Cl2、HCl中均形成一個共價鍵，它們完全相同嗎？【教師引導】從原子對電子的吸引能力分析共用電子對是否發(fā)生偏移以及成鍵原子是否顯電性。同種原子組成，共用電子對不發(fā)生偏移的叫非極性共價鍵；不同種原子組成，共用電子對發(fā)生偏移的叫極性共價鍵?！窘處煔w納】我們知道，原子結合成分子時存在著相互作用。這種作用存在于分子內相鄰原子之間，也存在于非直接相鄰的原子之間，而相鄰的原子或者離子之間的相互作用比較強烈。我們把這種相鄰的原子之間強烈的相互作用叫做化學鍵。為什么是“鍵”呢？任務三“化學鍵”的意義建構1.為什么是“鍵”？“鍵”是什么意思？“重中之重”為何稱之為“關鍵”？“化學鍵”又是什么？【漢語詞典】“使輪軸與車輪等連結并固定在一起的零件?！保ㄋ追Q銷釘）【問題1】找出下面兩圖中“鍵”的位置在哪里？找出輪子的“鍵”（銷釘）【問題2】什么是化學“鍵”呢？【教師引導】以上分析：“鍵”的作用是連接物體，使之合而為一。在化學中，就借用“鍵”的這種作用來形象描述原子與原子形成分子或陰陽離子間的強烈的相互作用?！締栴}3】為什么100多種元素可以形成上億種物質？材料：美國化學文摘社宣布收錄第一億個化合物，全球化學信息權威機構美國化學文摘社（CAS），近期在CAS物質數(shù)據庫中收錄了第一億個化學物質。2015年5月【教師引導】相同或者不同元素的原子（離子）間就是通過化學鍵形成了上億種物質，才構成了豐富多彩的世界?；瘜W鍵的神奇之力材料：2020.12中科大俞書宏院士的團隊研制出無甲醛、無粘合劑的高性能全生物質仿生木材。巧妙的利用了木屑等生物質中天然的纖維素納米纖維