微粒之间的相互作用力教案

微粒之间的相互作用力教案

‎ ‎ 第二单元　微粒之间的相互作用力 离子键 教学目标 知识与技能：使学生了解化学键的概念和化学反应的本质。理解离子键的概念，能用电子式表示离子化合物。‎ 过程与方法：培养学生对微观粒子运动的想象力。培养学生分析问题、解决问题的能力。‎ 情感态度与价值观: 通过对离子键形成过程的分析，培养学生求实精神。培养学生由个别到一般的研究问题的方法。从宏观到微观，从现象到本质的认识事物的科学方法。‎ 教学重点：离子键。 教学难点：化学键概念、化学反应的本质。 教学方法：启发、诱导、阅读、归纳等 教学过程：‎ 从前面所学知识我们知道，元素的化学性质主要决定于该元素的原子的结构。而化学反应的实质就是原子的重新组合，那么，是不是任意两个或多个原子相遇就都能形成新物质的分子或物质呢?不是!‎ 如氢原子和氟原子在常温下相遇能形成氟化氢分子，而氢原子和氦原子在同一条件下就不发生化学反应。 原子和原子相遇时，有的能进行组合，有的不能，这说明在能组合的原子和原子之间，一定有某种作用的存在，才能使原子和原子相互结合成新的分子和新的物质。而原子和原子组合时，相邻的原子之间所存在的强烈的相互作用，我们又称其为化学键，这也是我们本节课所要讲的内容。‎ 化学键：直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用 根据原子和原子相互作用的实质不同，我们可以把化学键分为离子键、共价键、金属键等不同的类型。首先我们来学习离子键。‎ 离 子 键 你知道吗？P12‎ ‎2Na+Cl2====2NaCl Mg + Cl2 == MgCl2‎ 从宏观上看，钠和氯气发生了化学反应，生成了新物质氯化钠。如若从微观的角度，又应该怎样理解上述反应呢?在上述条件下，氯气分子先被破坏成氯原子，氯原子和钠原子重新组合，生成新的氯化钠分子。 我们从氯原子和钠原子的结构上入手分析。 原子在参加化学反应时，都有使自己的结构变成什么样的结构的倾向?稳定结构。 什么是稳定结构?最外层电子数是8的结构，K层为最外层时是2个电子。 它们通常通过什么方式来得到稳定结构?通过得失电子或形成共用电子对。‎ 11‎ ‎ ‎ 当钠原子和氯原子相遇时，钠原子的最外电子层的1个电子转移到氯原子的最外电子层上，使钠原子和氯原子分别形成了带正电荷的钠离子和带负电荷的氯离子。这两种带有相反电荷的离子通过静电作用，形成了稳定的化合物。‎ 见P12图1--8‎ 氯化镁的形成与氯化钠相似。‎ 要知道什么是离子键，还须从我们初中学过的离子化合物说起。 什么是离子化合物?举例说明。 由阴、阳离子相互作用而构成的化合物，就是离子化合物。如氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸锌、氢氧化钠等。 我们把阴、阳离子结合成化合物时的这种静电作用，叫做离子键。‎ 离子键：使带相反电荷的阴、阳离子结合的相互作用。‎ 离子键的实质：阴阳离子间的静电吸引和静电排斥。‎ 由于在化学反应中，一般是原子的最外层电子发生变化，为了分析化学反应实质的方便，我们引进了只表示元素原子最外层电子的一种式子：电子式。 电子式：在元素符号周围用小黑点(或×)来表示原子的最外层电子的式子。‎ 原子、离子、离子化合物的电子式表示方法：P13表1—7‎ 阳离子的电子式与其离子符号相同。如：Na＋ Mg2＋‎ 阴离子的电子式要在元素符号周围标出其最外层的8个电子，并用方括号括起来，要在方括号的右上角标明该离子所带的负电荷数。如Cl－，S2－的电子式分别为： 这样，我们就可以很方便地用电子式来表示出离子化合物氯化钠的形成过程。（箭头可以不用）‎ 请大家用电子式表示离子化合物氯化镁的形成过程。学生板演。‎ 综上所述，用电子式表示化合物的形成过程，相同的几个原子可以单个一一写出，也可以合并起来用系数表示其个数，相同的离子要单个地一一写出，一般不合并，如氯化镁中两个氯离子的表示方法；另外，由原子形成化合物时要用“→”表示，而不用“===”。因此，氯化镁的形成过程可用电子式正确地表示如下： 请大家用电子式表示离子化合物，Na2O的形成过程。 请大家总结用电子式表示粒子及用电子式表示化合物的形成过程时应 11‎ ‎ ‎ 注意的问题。 ‎1.离子须标明电荷数； ‎2.相同的原子可以合并写，相同的离子要单个写； ‎3.阴离子要用方括号括起； ‎4.不能把“→”写成“===”； ‎5.用箭头标明电子转移方向(也可不标)； 练习：‎ 用电子式表示离子化合物：MgBr2 K2O 要写出离子化合物的电子式或用电子式表示其形成过程，我们首先须知道其是否能形成离子键，那么，哪些元素之间能形成离子键?并进而得到离子化合物呢? 活泼金属与活泼的非金属化合时，都能形成离子键，从而形成离子化合物。元素周期表是ⅠA族、ⅡA族的活泼金属与ⅥA族、ⅦA族的活泼非金属化合时，一般都能形成离子键。另外，强碱及大多数的盐中也都含有离子键。含有离子键的化合物必定是离子化合物。‎ 构成离子键的粒子的特点：活泼金属形成的阳离子和活泼非金属形阴离子。‎ ‎*离子键强弱与离子化合物的性质 离子化合物的熔沸点与离子键的强弱有密切关系。 离子的半径越小，带电荷越多，阴阳离子间的作用——离子键越强，其形成化合物的熔沸点也就越高。 本节课我们主要学习了化学键中的离子键及电子式的有关知识。知道离子键是阴、阳离子之间的静电作用，电子式不仅可以用来表示原子、离子，还可以用来表示物质及物质的形成过程。‎ 布置作业：作业本 课后反思总结记录： 11‎ ‎ ‎ 共价键 教学目标 知识与技能：‎ ‎1、使学生理解共价键的概念，初步掌握共价键的形成，加深对电子配对法的理解。‎  2、能较为熟练地用电子式表示共价分子的形成过程和分子结构。‎  3、使学生了解化学键的概念和化学反应的本质。‎ 过程与方法： ‎ ‎1、通过对共价键形成过程的教学，培养学生抽象思维和综合概括能力；‎  2、通过离子键和共价键的教学，培养学生对微观粒子运动的想象力。‎ 情感态度与价值观:  ‎1、培养学生用对立统一规律认识问题。‎  2、通过对共价键形成过程的分析，培养学生怀疑、求实、创新的精神。‎ ‎3、培养学生由个别到一般的研究问题的方法。从宏观到微观，从现象到本质的认识事物的科学方法。‎ 教学重点：共价键 教学难点：化学键概念，化学反应的本质。‎ 教学方法：阅读、归纳等 教学过程：‎ 引入：回顾氯化钠的形成，离子键的概念。提出氯化氢是如何形成的呢？‎ 什么是共价键呢?初中所学的共价化合物的知识可以帮助我们找到答案。 点燃 ‎ 我们前面学过，氢气与氯气在光照条件下的反应。这是它们在又一条件(即点燃)下反应的反应现象。请大家写出该反应的化学方程式： H2＋Cl2====2HCl 在该条件下，氢分子被破坏成氢原子，那么，当氢原子和氯原子相遇时，它们是通过什么作用结合成氯化氢分子的呢?请根据初中所学过的知识问答。‎ 它们是通过共用电子对形成氯化氢分子的。 像氯化氢这样以共用电子对形成分子的化合物，叫共价化合物。而原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，就叫做共价键。 共价键：原子之间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用。P13 ‎　 成键微粒：一般为非金属原子。‎ 形成条件：非金属元素的原子之间或非金属元素的原子与不活泼的某些金属元素原子之间形成共价键。‎ 11‎ ‎ ‎ 从氯原子和氢原子的结构来分析，由于氯和氢都是非金属元素，不仅氯原子易得一个电子形成最外层8个电子的稳定结构，而且氢原子也易获得一个电子，形成最外层两个电子的稳定结构。这两种元素的原子获得电子难易的程度相差不大，所以相遇时都未能把对方的电子夺取过来。这两种元素的原子相互作用的结果是双方各以最外层一个电子组成一个电子对，电子对为两个原子所共用，在两个原子核外的空间运动，从而使双方最外层都达到稳定结构。这种电子对，就是共用电子对。共用电子对受两个核的共同吸引，使两个原子结合在一起。在氯化氢分子里，由于氯原子对于电子对的吸引力比氢原子的稍强一些，所以电子对偏向氯原子一方。因此，氯原子一方略显负电性，氢原子一方略显正电性，但作为分子整体仍呈电中性。‎ ‎*极性共价键：共用电子对有偏移的共价键。 以上过程也可以用电子式表示如下： 氯化氢分子中，共用电子对仅发生偏移，没有发生电子得失，未形成阴、阳离子，因此，书写共价化合物的电子式不能标电荷。 用电子式表示下列共价化合物的形成过程：CO2、NH3、CH4学生板演 在用电子式表示共价化合物时，首先需分析所涉及的原子最外层有几个电子；若形成稳定结构，需要几个共用电子对；然后再据分析结果进行书写。 常见错误：‎ ‎1.不知怎样确定共用电子对的数目和位置； ‎2.受离子键的影响，而出现中括号，或写成离子的形式； ‎3.把“→”写成“==”。 由以上分析可以知道，通过共用电子对可形成化合物的分子，那么，通过共用电子对，能不能形成单质的分子呢?下面，我们以氢分子为例，来讨论这个问题。 请大家写出氢原子的电子式。(H×) 要使氢原子达到稳定结构还差几个电子?一个电子。‎ 氢分子是由氢原子构成的，要使每个氢原子都达到两电子稳定结构，氢原子与氢原子之间应怎样合作?形成共用电子对! 那么，请大家用电子式表示出氢分子的形成过程。 ‎ 氢原子和氢原子结合成氢分子时，由于两个氢原子得失电子的能力相等，所以其形成的共用电子对位于两原子的正中间，谁也不偏向谁。 ‎*非极性共价键：共用电子对没有偏移的共价键。‎ 由氢分子的形成过程也可以解释为什么氢气分子为双原子分子。那是因为氢原子和氢原子相遇时，每两个结合就可以达到稳定结构。 为什么稀有气体是单原子组成的? 11‎ ‎ ‎ 因为稀有气体元素的原子都已达到稳定结构。 请大家用电子式表示氯气、氧气、氮气。 ‎［对具有典型错误的写法进行分析、评价］ 由此，我们得出以下结论：即同种或不同种非金属元素化合时，它们的原子之间都能通过共用电子对形成共价键(稀有气体除外)。 ‎*以上共价键中的共用电子对都是成键原子双方提供的，共用电子对能不能由成键原子单方面提供呢?我们可通过NH的形成及结构进行说明。‎ 已知氨分子和氢离子可结合生成铵根离子。那么，它们是通过什么方式结合的呢?分析氨分子和氢离子的电子式，即可揭开此谜。 从氨分子的电子式可以看出，氨分子的氮原子周围还有一对未共用电子，而氢离子的周围正好是空的。当氨分子和氢离子相遇时，它们一拍即合，即氢离子和氨分子结合时各原子周围都是稳定结构。这样，在氮原子和氢离子之间又新成了一种新的共价键，氨分子也因氢分子的介入而带正电荷，变成了铵根离子(NH)，其电子式可表示如下： 像这种共用电子对由成键原子单方提供的共价键，叫做配位键。配位键的性质和共价键相同，只是成键方式不同。 在多数共价键分子中的原子，彼此形成共用电子对后都达到稳定结构，还有一些化合物，它们的分子中并不是所有的原子都达到稳定结构。如BF3分子中的硼离子，外层只有6个电子；PCl5分子中的磷原子共用5对电子后，磷原子外层成了10个电子。同样的情况还有CO、NO2等分子，因此，化学键理论仍在不断发展中。 在化学上，我们常用一根短线来表示一对共用电子，这样得到的式子又叫结构式。P14表1—6‎ 以上提到的几种粒子，表示成结构式分别为： H—Cl O==C==O N≡N HH 观察与思考：P14‎ 11‎ ‎ ‎ 从上节课的学习我们知道，含有离子键的化合物一定是离子化合物。那么，含有共价键的化合物是不是一定是共价化合物呢?下面，我们通过分析氢氧化钠的结构来对此结论进行判断。‎ 氢氧化钠是否为离子化合物?判断依据是什么? 氢氧化钠是强碱，所以是离子化合物。 已知氢氧化钠是由钠离子和氢氧根离子组成的，试用电子式表示氢氧化钠。 ‎ 根据氢氧化钠的电子式分析，氢氧化钠中存在什么类型的化学键? 钠离子和氢氧根离子之间是离子键，氧原子和氢原子之间是共价键。 含有共价键的化合物一定是共价化合物。这句话是否正确?不正确。‎ 因此，我们说含有离子键的化合物一定是离子化合物，而含有共价键的化合物不一定是共价化合物。 下面，让我们来认识几种化合物的电子式。 请大家标出其中存在的化学键。 ‎［请一位同学上黑板在相应位置写上离子键、共价键］ 通过以上实例及以前的学习，我们可以得出这样的结论：‎ 在离子化合物中可能有共价键，而在共价化合物中却不可能有离子键。 非金属和非金属原子之间，某些不活泼金属与非金属原子之间，形成的都是共价键。如HCl中的H—Cl键和AlCl3的Al—Cl键。 从有关离子键和共价键的讨论中，我们可以看到，原子结合成分子时，原子之间存在着相互作用。这种作用不仅存在于直接相邻的原子之间，而且也存在于分子内非直接相邻的原子之间。前一种相互作用比较强烈，破坏它要消耗比较大的能量，是使原子互相联结成分子的主要因素。我们把这种相邻的原子之间强烈的相互作用叫做化学键。 学了有关化学键的知识，我们就可以用化学键的观点来概略地分析化学反应的过程。如钠与氯气反应生成氯化钠的过程，第一步是金属钠和氯气分子中原子之间的化学键发生断裂(旧键断裂)，其中金属钠破坏的是金属键，氯气分子断开的是共价键，它们分别得到钠原子和氯原子；第二步是钠原子和氯原子相互结合，形成钠氯之间的化学键——离子键(新键形成)。分析其他化学反应，也可以得出过程类似的结论。因此，我们可以认为：‎ 一个化学反应的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。‎ 请大家用化学键的观点来分析，H2分子与Cl2分子作用生成HCl分子的过程。‎ 11‎ ‎ ‎  先是H2分子与Cl2分子中的H—H键、Cl—Cl键被破坏，分别生成氯原子和氢原子，然后氯原子与氢原子又以新的共价键结合成氯化氢分子。 ‎ 离子键与共价键的比较 键 项 型 目 离子键 共价键 形成过程 得失电子 形成共用电子对 成键粒子 阴、阳离子 原 子 实质 阴、阳离子间的静电作用 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 观察与思考：P14介绍结构简式并小结演变过程：‎ 示意图—→电子式—→结构式—→结构简式。‎ 小结：本节课我们主要介绍了共价键的实质及化学反应过程的本质。‎ 布置作业：‎ 课后反思总结记录：‎ 分子间作用力 教学目标 ‎ 知识与技能：使学生了解分子间作用力的概念、存在、大小和意义；影响分子间作用力大小的因素。复习化学键的相关知识。‎ 过程与方法：通过分子间作用力的学习培养学生的理论联系实际能力。‎ 情感态度与价值观: 通过对分子间作用力的分析，培养学生怀疑、求实、的探索精神。‎ 教学重点：分子间作用力。‎ 教学难点：分子间作用力。‎ 教学方法：阅读、讨论、分析、归纳等 教学过程：‎ 你知道吗？ P15‎ 我们知道，分子内相邻原子之间存在着强烈的相互作用。那么，分子之间是否也有相互作用呢?‎ 干冰升华、硫晶体熔化、液氯汽化都要吸收能量。物质从固态转变为液态或气态，从液态转变为气态，为什么要吸收能量?在降低温度、增加压强时，Cl2‎ 11‎ ‎ ‎ ‎、CO2等气体能够从气态凝结成液态或固态。这些现象给我们什么启示?‎ 分析可知：气态物质分子能缩短彼此间的距离，并由无规则运动转变为有规则排列，同时有能量的变化。这说明物质的分子间存在着作用力——分子间作用力。‎ 一、分子间作用力：将分子聚集在一起的作用力，又称为范德华力。‎ ‎（1）存在：分子间 ‎（2）大小：比化学键弱得多。‎ 二、意义：影响物质的熔沸点和溶解性等物理性质 三、影响因素：‎ ‎（1）分子的组成和结构。‎ ‎（2）相对分子质量的大小。‎ ‎（3）组成相似的分子，极性分子（解释）的沸点大于非极性分子的沸点。‎ 问题解决：P16‎ 物质中微粒间的作用力的类型与物质性质有密切关系。请与同学讨论下列问题，加深对物质结构与性质关系的认识。‎ ‎ 1．氯化钠在熔化状态或水溶液中具有导电性，而液态氯化氢却不具有导电性。这是为什么?‎ ‎2．干冰受热汽化转化为二氧化碳气体，而二氧化碳气体在加热条件下却不易被分解。这是为什么?‎ 思考：‎ ‎1、食盐和蔗糖熔化所克服的粒子间的相互作用是否相同？‎ ‎2、碘和干冰的升华所克服的粒子间的相互作用是否相同？‎ 食盐熔化克服的是离子键、蔗糖熔化克服的是分子间作用力，两者不同。碘和干冰都是分子晶体，升华时克服的都是分子间作用力。此类题目需要考虑晶体类型和粒子间的作用力。‎ ‎3、影响卤素单质熔、沸点高低的作用力是何？分子间作用力。‎ 卤素单质熔沸点从F2I2逐渐升高，可知从F2I2分子间作用力逐渐增强，那么在此影响分子间作用力的主要因素又是何呢？相对分子质量。‎ 分子间作用力与物质的熔、沸点：‎ 一般来说，对于组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，分子间作用力增强，其熔、沸点升高。‎ 影响物质溶解性大小的因素：溶质、溶剂分子的极性。‎ ‎“相似相溶规律”：‎ 极性分子组成的溶质，易溶于极性分子组成的溶剂；‎ 非极性分子组成的溶质，易溶于非极性分子组成的溶剂。‎ 对于由分子构成的物质，分子间作用力大小是直 11‎ ‎ ‎ 接影响其熔、沸点高低的因素，而分子间作用力的大小除取决于相对分子质量外，还与分子的极性、氢键等因素有关。‎ ⅤA、ⅥA、ⅦA元素氢化物的沸点与ⅣA相比出现了反常：HF、H2O和NH3的沸点会反常呢？‎ HF、H2O和NH3的沸点反常，是因为它们的分子间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，它叫氢键。‎ 四、氢键：［阅读P16］弄清以下几个问题：‎ ‎1）氢键如何形成？‎ ‎2）氢键形成的条件？‎ ‎3）氢键的表示方法？‎ ‎4）氢键对物质熔、沸点的影响？‎ 氢键如何形成呢？现以HF为例说明。在HF分子中，由于F原子半径小，吸引电子能力强，导致H—F键极性很强，其间共用电子对强烈偏向F原子，使H原子几乎成为“裸露”的质子。这个半径很小，带部分正电荷的H核，可使另一分子中带部分负电荷的F原子几乎无阻碍地充分接近它，产生静电吸引作用而形成氢键。氢键比化学键弱得多，但比分子间作用力稍强。为区别与化学键，氢键常用“…”来表示，如F—H…F，可发现形成氢键的三原子处于一条直线上，这就是说形成氢键具有方向的选择性。而且H原子周围只连两个其他原子（一个为共价键，另一为氢键）。一个氢原子不可能同时形成两个氢键，即说，氢键具有饱和性。‎ 那么分子形成氢键必须具备怎样的条件呢？‎ ‎1）氢键形成的条件 ‎①分子中必须有H原子与它原子形成的强极性键。如H—F。‎ ‎②分子中必须有吸引电子能力很强、原子半径很小的非金属原子。如F、O、N等。‎ ‎2）氢键的表示方法：用“X—H…Y”表示，三原子要在一条直线上，其中X、Y可同可不同，如：F—H…F、O—H…O、N—H…O等。‎ ‎3）氢键的特点：‎ ‎①比化学键弱得多，比分子间作用力稍强。 ②具有方向性和饱和性。‎ ‎4）氢键的本质：一般认为是一种静电吸引作用。‎ 由于分子间氢键的形成，使分子间产生了较强的结合力，因而使化合物的熔、沸点显著升高。这是由于要使固体熔化或液体汽化，必须给予额外的能量去破坏分子间的氢键。‎ ‎5）分子间氢键的形成使物质的熔、沸点升高。‎ 水分子间氢键的存在，使水表现出很多不同寻常的物理性质。如水的沸点比同族其他化合物显著高，水的比热特别大，水结冰时体积膨胀，密度减小等。单说水结冰，水结冰时，水分子大范围地以氢键结合，形成相当疏松有很多空隙的结构（水分子缔合），从而 11‎ ‎ ‎ 使冰的密度小于水，冰能浮于水面上。正是由于氢键造成的这一重要自然现象，才使得寒冷冬季江湖中一切生物免遭冻死的灾难。‎ 小结：化学键与分子间作用力的比较：‎ ‎[来源:学科网]‎ ‎[来源:学.科.网]‎ 存在 强弱.‎ 影响范围 化学键 原子间、离子间。‎ 强烈 化学性质 分子间作用力 分子间 较弱（不属于化学键）‎ 物理性质 氢键 分子间 较弱（一般较范德华力稍强）‎ 物理性质 布置作业：作业本及课本P17‎ 课后反思总结记录： ‎ 11‎