化学键概念教学的创新尝试|化学键概念
时间：2019-02-07 03:23:32 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
文章编号:1005-6629(2009)07-0051-04中图分类号:G633.8文献标识码:B 化学键是一个抽象的理论性概念,在教材和教学中,往往都是先介绍离子键,然后介绍共价键,在此基础上再推出化学键概念,给出其定义。在专家和其他老师的帮助下,我对化学键概念教学作了一些新的尝试。
选择学生熟悉的氯为例,把离子键的形成和共价键的形成放在一起学习。在过去的教学中,通常是第一课时安排学习离子键,第二课时再安排学习共价键。现在这样安排,就为学生提供了把离子键学习成果及时地迁移到共价键学习中,寻找离子键和共价键的异同点,当堂为学生提供这一主动学习的机会,使得教学逻辑更加鲜明,也使宝贵的教学时间有所缩短。
在一节课内完成离子键、共价键和化学键概念的学习,时间是很紧的。为此,在教学时我们注意时间的掌控,充分利用学生学习的主动性,避免不必要的重复,同时注意了语言的简洁、精练。
教学过程
(一)创设情境,提出问题
[情境创设]呈现各种各样物质的图片
[教师讲述]物质世界是丰富多彩的。从人们发现的化合物来说,截止到2005年,已经达到8220万种(在多种多样物质或者美国《化学文摘》封面图片的背景上叠加“截止到2005年, 美国《化学文摘》杂志(CAS)登录的化合物达到8220万种!” 字样)。
[教师发问]这些化合物的性质各式各样:有的熔点很高,有的熔点很低;有的很硬,有的很软;有的很稳定、很难分解,有的不太稳定、化学性质很活泼......让我们以大家熟悉的氯元素为例来看吧,氯可以形成哪些物质?(学生回答,教师在副板书位置写分子式,突出NaCl和HCl)
[教师引导]氯化钠、氯化氢是我们很熟悉的两种化合物,它们的性质差别很大。例如,氯化钠的沸点为1413 ℃,熔点也达到801 ℃,氯化氢的沸点为-84.9 ℃,在常温下是气态;氯化钠是一种中性的盐,而氯化氢是一种酸性气体,它的水溶液(盐酸)是一种强酸,等等。除了跟其他元素的原子结合以外,氯原子能不能跟氯原子结合?对,氯原子还可以跟氯原子结合成氯分子呢(在副板书中突出地写出Cl2)。
[投影]呈现元素周期表背景
[教师引导]各种各样的化学物质都是由元素组成的。可是,自然界中存在的元素加上人造的元素总共只有110多种。种类相对很少的元素原子是怎样构成如此丰富多彩的物质世界的呢?宏观看现象,微观找原因,这是解决化学问题的常用方法。我们已经在宏观上发现物质多种多样,现在就应用这个方法从微观方面来找找原因。
(二)探究氯原子达到稳定结构的可能途径
[教师提问]还是以氯元素为例,氯的原子结构有哪些特点?(学生回答,教师板书或投影氯的原子结构示意图或示意简图)氯原子的最外层电子数为7,离8电子稳定结构还缺一个电子,请同学们思考、讨论:氯原子达到稳定结构可能采用哪些方式?
[学生讨论、回答]
[教师概括]第一种可能方式:氯原子从其他原子(例如钠原子)那儿夺得一个电子,同时使钠原子也达到稳定结构。氯原子倾向于得电子,钠原子倾向于失电子,它们通过得、失电子结合在一起是很容易理解的。
[教师引导]还可能有什么方式?......原子之间只能通过得、失电子结合在一起吗?
[教师讲述]表1中是氯原子的电离能数据(投影)
显然,氯原子是很难失去7个外层电子的。在Cl2分子中,两个氯原子为什么能结合在一起?怎样解释这个事实?
[学生讨论、回答]
[教师启发]当氯原子遇到另外一个氯原子时,即遇到得电子能力相同的原子时,不会发生电子得、失而形成阴、阳离子,但可以彼此吸引对方一个最外层电子,这一对电子同时绕着两个氯原子核运动,使两个氯原子都达到稳定结构。
[动画投影]由 变成 ,
突出说明中间的一对电子同时围绕两个氯原子核运动(或用手指在两个氯原子的最外层作“OO”形划动)。
[教师引导]这一对电子是共用的,称为共用电子对。如果两个原子的得电子能力有些差别,但又不至于发生电子得失,共用电子对在这两个原子的外层运动的时机相同吗?……对,不会相同。这时共用电子对会偏向一方、偏离另一方。总之,原子要达到稳定结构,除了可能发生电子得失外,还可能有第二种方式,即通过共用电子结合在一起。现在我们把刚才的讨论一起小结一下,好吗?
(三)形成离子键和共价键概念
[板书]一、原子达到稳定结构的可能途径
[教师引导、师生共同概括]在第一种情况里,由于发生电子得失生成了阴离子和阳离子,两种粒子所带的电荷相反,它们之间会发生什么作用?(相互吸引而靠近)它们能不能无限靠近,最后重叠在一起?……不能,随着靠近,原子核之间以及核外电子层之间的斥力都越来越大。它们之间既相互吸引又相互排斥,在接近到一定程度时达到平衡。这时,阴离子和阳离子就通过相互作用形成了稳定的物质。这种相互作用被称为离子键,因为它是在不同离子之间形成的。
[板书]形成离子键
在第二种情况里,由于发生电子共用,相互结合的原子分别拿出电子共用,两个原子被公用电子对结合在一起,从而形成稳定的物质。这种相互作用被称为共价键。
[板书]形成共价键
下面就我们以熟悉的氯化钠和氯化氢为例,具体地讨论离子键和共价键形成的微观过程。
[板书]二、形成离子键的过程(利用已有板书改成)
[教师板画(副板书)]
[教师引导]请同学们利用钠原子和氯原子的原子结构示意简图,对离子键的形成过程以及电子的转移情况作说明。
[教师引导学生概括并板画]从微观角度看,钠原子的最外层只有一个电子,而氯原子的最外层有7个电子;钠原子把最外层的电子给了氯原子,自身就形成了最外层为8个电子的稳定结构,而氯原子通过得到一个电子,也形成了8个电子的稳定结构。钠离子与氯离子所带的电荷相反,它们之间会相互吸引而靠近,随着靠近,它们之间的斥力越来越大,在接近到一定程度时引力与斥力达到平衡,钠离子和氯离子就通过形成离子键而相互作用,最终生成稳定的物质氯化钠。
[教师引导]用原子结构示意图来表示氯化钠的形成过程太麻烦了!我们把原子结构示意图中关系不大的部分去掉,只画出最外层的电子,其余部分就用元素符号来表示,这就简单多了(边说边擦、改原先的副板书,形成)。
现在,这已不是原子结构示意图了,而是我们在第一章中学过的电子式。电子式这种化学符号语言能更简练地表述钠原子和氯原子的形成过程。
[师生共同小结,投影]
[巩固练习]请同学们尝试用电子式表示氟化钾的形成过程
[练习讲评]
[教师引导]我们再来讨论第二种情况:如果氯原子不能从某些原子那儿直接得到电子,可以通过形成共价键结合在一起。
[板书]三、形成共价键的过程(利用已有板书改成)
[提出问题]氢原子和氯原子结合形成氯化氢的微观过程是怎样的?怎样用电子式表示氯化氢分子?怎样用电子式表示氢原子和氯原子结合形成氯化氢分子的微观过程?
[学生思考、回答、板演]
[教师引导学生概括]在氢原子和氯原子之间不能发生电子得失。从微观角度看,氢原子和氯原子化合时,它们各拿出一个外层电子共用,形成一个公用电子对,从而结合在一起。这种相互作用属于共价键。
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(四)比较离子键和共价键,形成化学键概念
[教师引导]离子键和共价键有哪些相同之处?......它们都是相邻原子之间的相互作用。
[教师引导]形成离子键和共价键时,相邻原子之间的相互作用有什么特点?......让我们再来考察一下它们形成时的宏观现象吧。
[教师引导]我们曾经观察过氯气和氢气反应的实验,现在在重温一下它们反应的情景(播放录像,教师做必要的讲解、说明或提示)。下面我们再观察氯气和钠的反应(演示实验,教师做必要的讲解、说明或提示)从宏观看,这两个反应有什么共同之处?(都是剧烈的......化学反应)这意味着在上述两种情况里,相邻原子之间形成的相互作用是强烈的。在化学中,把这种相邻原子之间强烈的相互作用的叫做化学键。
[补板书课题]第一节化学键
[板书]四、化学键
[教师讲述]本节课我们共同经历了化学键概念的学习,理解了离子键、共价键的形成过程,初步学习了宏观与微观结合思考、解决化学问题的方式,学习了用电子式这种化学语言表达离子键、共价键的形成过程。下面,请同学们完成两个练习:
1.填写离子键和共价键的比较表。
2.用电子式表示下列物质形成的微观过程: (1)氟化氢; (2)水; (3)氯化钙。(学生讨论、练习)
[教师讲评]
(五)深化、发展对化学键的认识
[教师讲述]根据物理学的研究,物体在释放能量之后会更稳定,获得能量后则容易发生变化。原子之间形成化学键时,因为相互作用是强烈的,所以反应通常时剧烈的,要放出能量。原子与原子结合时放出的能量越多,形成的分子就越稳定。反过来,如果要破坏化学键,就要......吸收能量。看来,化学键跟化学反应中的能量变化密切相关。
[教师问]在氯化氢的形成过程中,氢原子从哪里来(氢分子分解)?氯原子从哪里来(氯分子分解)?......氢气跟氯气反应时,首先要发生原有化学键的破坏,然后才形成新的化学键。所以一开始,我们要先点燃,破坏某些化学键,才能发生化学反应,生成新的物质。
[教师问]物质是由原子直接或间接结合而成的,原子与原子结合时一定要形成化学键。从化学键的角度来看,化学反应的实质可以怎样概括?……
[结束语]用离子键、共价键可以解释许多物质的性质,解释许多化学现象;反过来,根据物质的性质以及有关的化学现象也可以推测它的微观结构中的化学键。这就是说,我们在前面讨论的关于离子键、共价键的假说,得到了许多事实的支持。在下一节课的学习中,我们会初步接触到这些内容。
宏观看现象,微观找原因,宏观加微观,是化学的重要方法。研究化学反应中化学键的变化,跟研究物质的性质、变化,跟新物质的创造以及化学反应的利用等等都有密切关系,因此化学键理论是化学科学重要的基础理论。但是,也有一些现象不能用我们刚刚学习的离子键、共价键来解释,关于化学键还有不少问题需要解决,这促使化学键理论后来又不断有新的发展,在以后的学习中,我们还会接触到化学键的一些新类型。
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