微粒之间的相互作用.docx
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微粒之间的相互作用
离子键
教学设计
一、教学目标
1.认识化学键,理解离子键概念及其形成过程,能用电子式表示离子化合物。
2.通过讲解实例使学生理解离子键的本质。
二、教学重点与难点
重点:
化学键、离子键
难点:
离子键的形成
三、设计思路
本节课是在学习原子结构的基础上进行,以引导学生思考原子之间是如何结合的这一问题作为本节课的引入,提出化学键的概念,并指出常见的化学键的类型,再引入到本节课学习的重点内容离子键。
在进行离子键的教学时,从复习初中学习过的离子化合物的概念开始,增加一个实验让学生观察金属钠与氯气的反应生成氯化钠。
在分析这一化合物的形成过程时,从《化学2》的关于原子结构作用基础,引导学生思考形成离子的条件,最后再讲解阴离子和阳离子在相互靠近过程中存在几种作用,得出离子键的概念。
通过实例的分析,要求学生思考形成离子键的微粒以及相互作用分别是什么。
电子式的教学相对比较枯燥,可以先讲解原子的电子式,然后让学生观察各种原子、离子以及离子化合物的电子式,由学生自己通过交流与讨论得出关于用电子式的原子、离子和离子化合物的一般方法,最后再练习巩固。
四、教学过程
[引言]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?
[小结]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。
[板书]一、化学键
1.化学键的概念
[讲述]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。
[板书]2.化学键的类型:
离子键、共价键
二、离子键
[引入]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。
[提问]什么是离子化合物?
举例说明。
[演示实验5—4]钠在氯气中燃烧。
(ppt:
2)
(请一位同学描述实验现象)
现象:
钠在加热的情况融成一个小球,当把盛有黄绿色气体的集气瓶扣于预热过的钠上方时,钠剧烈燃烧,瓶中出现大量白烟,原来的黄绿色逐渐消失!
[学生活动]请大家写出该反应的化学方程式。
[板书]2Na+Cl2====2NaCl
[思考]要想知道究竟,我们必须从氯原子和钠原子的结构上入手分析。
在《化学2》中我们学习过关于原子在化学反应中的变化问题,有些原子在化学反应中容易失去电子,有些原子在化学反应中容易得电子,那么,在氯化钠的形成过程中,哪种原子得到电子,哪种原子失去电子呢?
请大家用原子结构示意图,完成下列表格。
[投影](ppt:
3)
氯化钠的形成:
要求学生填写下列原子结构示意图和达到稳定结构的途径。
注:
表中画“▲”在开始讲解前为白内容。
[学生活动,教师巡视]
[电脑演示](ppt:
4)上述过程我们可以用电脑形象地表示如下:
①钠原子最外层1个电子在核外高速运动,氯原子最外层7个电子在核外高速运动;
②钠原子与氯原子互相接近(发生反应);
③钠原子最外层1个电子跑到氯原子上去,钠原子变成带1个单位正电荷的阳离子,氯原子变成带1个单位负电荷的阴离子,由于静电作用而生成氯化钠。
[讲述]从原子结构分析氯化钠的形成过程,我们可以看出在钠跟氯气反应时,由于钠元素的金属性很强,在化学反应中钠原子易失掉一个电子而形成8电子稳定结构;而氯元素的非金属性很强,在化学反应中氯原子易得一个电子而形成8电子稳定结构。
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。
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。
[板书]使阴、阳离子结合成化合物的静电作用,叫做离子键。
(ppt:
5)
[学生总结]根据氯化钠的形成过程,小结下列问题:
(ppt:
6)
1.形成离子键的微粒是什么?
2.哪些元素原子在化合时可能形成离子键?
[电脑演示]氯化钠的形成过程及氯化钠的晶体模型。
[过渡]在《化学2》中我们学习过,在化学反应中原子核是不会发生变化的,但外层电子,特别是最外层电子会发生变化,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这么一种式子——电子式。
[板书]三、电子式
[讲述]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叫电子式。
如Na、Mg、Cl、O的电子式我们可分别表示为:
[学生活动]那么,如何表示离子的电子式呢?
请大家观察几个例子,归纳电子式的书定规则。
(ppt:
7)
[板书](ppt:
8)
请大家用电子式表示几个常见原子、离子及离子化合物。
(ppt:
9)
(学生活动,教师巡视)
[总结]请大家总结用电子式表示离子化合物的一些问题。
[过渡]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?
[讲述]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。
[小结]本节课我们学习了离子键的概念及其形成过程和形成条件。
共价键
教学设计
一、教学目标
1.认识共价键,学会用电子式和结构式表示常见的几种共价分子。
2.认识球棍模型和比例模型,了解碳原子形成的共价键的多样性。
二、教学重点及难点
重点:
共价键的形成以及共价分子的表示方法
难点:
共价键的形成
三、设计思路
本节从初中学习过的关于物质的构成微粒入手,先复习离子键,使学生明确我们学习的离子键与初中学习的各种微粒构成物质的关系,引出本节课要解决的问题:
分子如何构成微粒?
原子能否直接构成物质?
这样设计,既使初中的内容和高中必修内容有一个很好的衔接,又能复习上一节课学习的离子键。
在进行共价键形成的教学时,以氢分子、氯分子和氯化氢分子为例说明共用电子对如何使两个原子相互结合在一起,形成新的一种类型的化学键――共价键,并指出形成共价键后可以使能量降低,达到稳定结构。
然后再引导学生思考稳定结构的意义,并用电子式举出几个常见的共价分子形成过程中达到稳定结构时如何形成共作电子对的,让学生学会用电子式表示共价分子。
由于用电子式表示共价分子相对繁琐,再引入结构式要求学生掌握。
关于共价分子的空间结构的教学,重点是使用球棍模型和比例模型,引导学生学会观察模型,最后再引入到碳原子形成的共价键上,学生很容易理解碳原子形成的各种的共价键,甚至可以直接形成物质,这样又回答了本节课引入时提出的问题。
四、教学过程
[复习引入]
[问题1]在初中化学的学习中,我们知道宏观的物质是由微观粒子组成的,构成物质的主要微粒有哪些呢?
原子、分子和离子
[板书]
[讲述]通过上一节课关于离子键的学习,我们知道,原子可以通过得失电子形成阴阳离子,阴阳离子间彼此通过离子键可以形成宏观的物质,如氯化钠。
那么,原子是如何构成物质?
原子是如何形成分子?
分子是如何构成物质的?
本节课我们就来研究这些问题。
我们首先来探讨一下原子如何形成分子。
[问题2]是否所有的原子都能失电子或得电子形成离子?
(不是)
[问题3]具有怎样结构特点的原子相遇时彼此会得失电子形成阴、阳离子,既而形成离子键?
这些元素在周期表中的位置是哪里?
(最外层电子数较少的原子和最外层电子数较多的原子相遇时会形成离子。
)
[设问]那对于最外层电子数较多的原子,它们彼此间是如何形成分子的呢?
[讲述]我们先来分析一个氢分子两个氢原子是如何结合在一起的。
[问题4]我们知道,氢原子最外层只有一个电子。
它能否算是最外层电子数较多呢?
(氢原子最外层有一个电子,占该层电子数的一半)
[展示]两个氢原子结构示意图,氢分子结构示意图(ppt:
2)
[讲述]氢原子核外的一个电子绕核高速运动,但由于没有达到稳定结构,此时能量很高,很不稳定。
但是在氢分子中,我们通过研究发现,有两个电子同时受两个原子核的共同作用,也就是说左边这个氢原子可以吸引两个电子,右边这个氢原子也可以吸引两个电子。
即这两个电子为两个原子所共用,我们将这两个电子形象地称为“共用电子对”,通过共用电子对的作用,将两个氢原子彼此联系起来,我们这将这种通过共用电子对所形成的强列的相互作用称为“共价键”。
也就是说,两个氢原子通过共价键形成一个氢分子。
(ppt:
3)我们还可以举一个例子,如氯气分子。
氯原子的最外层有7个电子,最外层电子数较多,由于未达到稳定结构,此时单一的氯原子能量很高,很不稳定。
通过研究,我们也发现了在氯分子中,也有两个电子同时受到两个原子核的共同作用,这两个电子为两个原子所共用,而每个氯原子仍就还有6个电子只受一个原子核的作用。
同样,我们也将两个共用电子称为共用电子对,两个氯原子通过共用电子对彼此连接开来,形成一个氯分子。
我们将这种原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用称为共价键。
(ppt:
4)我们再举一个化合物的例子,如氯化氢。
我们知道,氯原子和氢原子的最外层电子数均较多,都没有达到稳定结构,因此能量高,很不稳定。
但是它们两个原子彼此无法得失电子形成阴阳离子。
当它们形成分子时,也有两个电子为两个原子核所共用,即有一对共用电子对形成共价键。
[小结并板书](可以要求学生思考回忆上面所讲的内容,并参考课本。
用提问的形式。
)(ppt:
5、6)
共价键
一、共价键:
原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用
二、共价键作用的本质:
共用电子与成键原子间的作用
三、成键过程中的能量变化:
释放出能量
(形成稳定结构。
若要共价键断裂,则要吸收能量。
)
四、共价键与共价分子结构的表示方法
[讲述]如何表示共价键和共价分子结构呢?
方法有多种。
其中表示共价键的一种方法是电子式。
[问题5]上节课我们学习过电子式的书写,并且学过用电子式表示离子化合物。
请大家思考,什么是电子式?
在元素符号的周围用点或叉来表示最外层电子的化学符号。
[问题6]为什么只表示最外层电子?
化学反应或化学键的形成与最外层电子有关,而与内层电子无关。
[讲述]其实,内层电子与原子核用元素符号表示。
下面,我们将上述3个共价分子用电子式表示出来。
[问题7]通过上面3个电子式,大家可以总结出书写电子式的几个简单规律是什么?
书写完成后每个原子都达到稳定结构,每个原子的最外层电子数与共用电子对数有一定的关系。
每一个原子缺几个饱和,就会形成几个共用电子对。
[问题8]请大家书写下列共价分子的电子式:
N2CO2CH4CCl4
请学生上黑板书写上述电子式,并讲评。
[讲述]通过上面的学习我们知道,用电子式可以表示共价分子,该方法的优点是能很清楚地认识到共用电子对,但它的缺点是很复杂,最外层没有参与形成共价键的电子也必须表示出来,很繁琐。
为了更简捷地表示两个原子间的共价键,我们可以将电子式进行简化。
将没有参与形成共价键的电子省略,用一根短线表示一对共用电子对,这样写出的化学式称为结构式。
如,上面的共价分子均可表示为:
H-H,Cl-Cl,H-Cl,
[问题9]请大家用结构式共价分子:
N2CO2CH4CCl4
[讲述]这样的化学式称为结构式,但要注意,它并不表示共价分子的空间结构。
对于双原子分子,它们的空间结构肯定是直线型的,但对于多原子分子,几个原子是如何堆积在一起,或者说它们形成共价键时以怎样的角度成键呢?
结构式不能表示出来。
要表示多原子的共价分子的空间位置关系,可以用模型来表示。
我们要介绍两种模型:
球棍模型和比例模型。
[展示]甲烷的球棍模型
[讲述]这是表示甲烷五个原子空间相对位置关系的球棍模型。
所谓球棍模型,就是用球表示原子,用短棍表示共价键得到的模型。
它的优点是能很清楚地表示原子间的共价键以及原子的空间位置,如甲烷的五个原子是位置是:
五个原子中相互连接起来形成正四面体的结构,其中碳原子位于正四面体的中心,四个氢原子位于正四面体的顶点上。
球棍模型的特点是可以表示各个原子在空间的取向,但它不能表示各种原子间的距离。
也就是说,球棍模型中的短棍是表示共价键,它是将原子间的共价键进行了夸张,但在实际分子中不是这样的。
要表示原子间的相对距离可以用比例模型。
[展示]甲烷的比例模型
[讲述]这是甲烷的比例模型,它是按照氢原子和碳原子的大小按比例放大得到的。
它可以很好地表示各个原子的相对距离,但它很难看出各原子在空间的位置。
所以两种模型各有侧重,各有不足。
[小结并板书]表示共价分子的方法有几种:
电子式和结构式,主要用于表示原子的连接方式
球棍模型和比例模型,主要用于表示原子的空间结构
引导学生阅读P.14页的几种物质的电子式、结构式、球模模型和比例模型。
(ppt:
7、8)
[过渡]碳原子的最外层有4个电子,它既难失电子也难得电子,因此碳原子与其他原子结合时主要是形成共价键。
但是,碳原子的共价键有多种的成键方式。
[板书]五、碳原子形成共价键的多样性
[展示]甲烷的球棍模型
[讲述]碳原子有4个电子,它可以形成4根的共价键。
但是,这四根共价键它有多种成键的方式。
[展示]乙烷的分子的球棍模型
[讲述]这是乙烷分子的球棍模型。
在乙烷分子中,有两个碳原子彼此相连,其余与氢原子形成共价键。
[展示]乙烷的比例模型
[展示]丙烷的球棍模型、丁烷的球棍模型、戊烷和己烷的球棍模型(ppt:
9)
[讲述]碳原子之间可以连接形成长链
[展示]环己烷的球棍模型
[讲述]碳原子可以首尾相连形成环状
[展示]乙烯的球棍模型
[讲述]碳碳原子之间可以形成两个共价键,然后再与氢原子形成共价键,即碳原子之间可以形成双键,也不破坏碳的4个价键原则。
[展示]乙炔的球棍模型
[讲述]碳碳原子之间可以形成叁键。
[小结]通过以上例子说明,原子之间可以通过共价键直接形成物质,这就回答了初中学习的这幅关系图中的一个关系,本节课我们学习了原子间可以通过共价键形成分子,但分子如何形成物质,这是下一节课我们要学习的内容。
分子间作用力
教学设计
一、学习目标
1.认识分子间作用力,正确区分分子间作用力与化学键的关系。
2.认识到微粒之间的作用不同,导致物质性质有所差异。
二、教学重点与难点
重点:
认识分子间作用力
难点:
分子间作用力与化学键的区别及对物质性质的影响
三、设计思路
本节课的主要内容为共价键的复习巩固以及分子间作用力的学习。
由于共价键的内容较多,学生一时难以掌握,所以本节课安排一段时间复习共价键的内容,特别是关于电子式表示离子化合物和共价分子、物质中化学键类型的判断等都是重要内容且是难点,所以本节课先复习完成上述内容。
在讲解分子间作用力时,先引导学生思考关于水的三态变化是否有化学键的断裂?
那么在从水变成水蒸汽时外界提供的能量的用处是什么?
然后引出分子间作用力的概念,由于是从水的三态变化作例子引入分子间作用力的,所以很自然就得出分子间作用力的大小影响物质的熔沸点。
本节课的另一个重要内容是物质中的微粒间作用类型与物质性质的关系,完成这部分内容主要是用好P.16页的“问题解决”,引导学生思考这两个问题,最后总结本单元的三种微粒间的作用。
四、教学过程
[复习]前面我们学习了离子键和共价键,我们一起思考下列问题:
1.一般来说,怎样的原子之间易形成离子键,怎样的原子间易形成共价键?
2.指出下列物质中所含的化学键类型,并用电子式表示这些物质(ppt:
2)
NaCl
HCl
NaOH
元素化合价
成键微粒及其最外层电子数
化学键类型
化合物类型
电子式
学生完成练习,教师讲评。
[引入新课]离子键和共价键是微粒之间相互作用的两种重要类型。
在初中化学中我们知道,化学反应过程中原子是不会变化的,但通过化学键的学习,我们知道化学反应其实是旧的化学键断裂,生成新的化学键。
但是,水分子从液态变成气态需要吸收热量,这一热量是用于何处?
(ppt:
3)
电解水产生氢气和氧气,它是一个化学变化,所消耗的电能用于克服什么作用?
(ppt:
4)
学生思考和讨论。
[讲解]化学键是只原子之间的强烈的相互作用,但是,分子之间也存在相互作用,我们称之为“分子间作用力”或“范德华力”,它与化学键是不同的,它的作用较小,存在于分子之间。
[讨论]请大家小结化学键与分子间作用力有何异同。
(学生讨论,教师总结。
)(ppt:
5)
范德华力(分子间作用力)
化学键
概念
物质的分子间存在的微弱的相互作用
分子内相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用
范围
分子间
分子内或晶体内
作用
弱
强
性质影响
物质的某些物理性质
物质的某些物理性质与化学性质
[问题]分子间作用力对物质的性质有怎样的影响?
学生讨论交流
[小结]分子间作用力影响物质的熔沸点,通过水的三态变化中能量的吸收和释放很容易得出结论,分子间作用力大的,熔沸点就高,反之,则较低。
分子间作用力对物质的溶解度有一定影响,这一点我们暂时没有很深的理解,暂不作要求。
[问题]思考P.16页的问题解决
学生讨论与交流
[小结]离子化合物由离子构成,所以离子化合物中一定有离子存在,但有离子存在未必能导电,因为离子可能不能自由移动,如固态的氯化钠等,但离子化合物在水溶液和熔化状态下可以导电,因为离子键被破坏,阴阳离子可以自由移动。
干冰是由二氧化碳分子通过分子间作用力形成的,当干冰变成二氧化碳气体时,只要克服分子间作用力,所以所需能量相对较小,而二氧化碳分子的热分解是化学变化,需要破坏共价键,所以所需能量较大。
所以,要正确在分析一些物质的性质,必须分清构成物质的微粒以及微粒之间的相互作用类型。
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- 关 键 词:
- 微粒 之间 相互作用