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視頻標簽：化學鍵,離子鍵
所屬欄目：高中化學優質課視頻
視頻課題：高中化學人教版必修《化學鍵_離子鍵》臨汾
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高中化學人教版必修《化學鍵_離子鍵》臨汾市第一實驗中學
教學目標
知識目標:掌握化學鍵、離子鍵的概念;掌握離子鍵的形成過程和形成條件,并能熟練地用電子式表示離子化合物以及形成過程。
能力目標:通過對離子鍵形成過程中的學習,培養學生抽象思維和綜合概括能力。
情感目標:通過學習培養學生認真仔細、一絲不茍的學習精神。
2學情分析
1.離子鍵選自人教版必修2第一章“物質結構 元素周期律”的第三節化學鍵。
本節的離子鍵內容,是在學習了原子結構、元素周期律和元素周期表后在原子結構的基礎上對分子結構知識的學習,目的是使學生進一步對物質結構理論有一個較為系統的認識,從而揭示化學反應的實質,也為今后更深層次的學習化學奠定基礎。
教材是通過復習初中學過的活潑的金屬鈉跟活潑的非金屬單質氯氣起反應生成離子化合物氯化鈉的過程,對這段知識進行復習, 同時予以拓寬加深,然后在此基礎上提出離子鍵的概念,并引出電子式及用其表示離子化合物的形成過程。
2.初中化學中已經介紹了離子的概念,學生也已經知道 Na+和Cl-由于靜電作用結合成化合物 NaCl,又知道物質是由原子、分子和離子三種微粒構成的,但并沒有涉及離子鍵的相關概念。
3.本節教材涉及的化學基本概念較多,內容抽象。根據高一學生的心理特點,他們雖具有一定的理性思維能力,但抽象思維能力較弱,還是易于接受感性認識。
4.高中生的求知欲較強,喜歡挑戰,在課堂上應采用學生廣泛積極參與的討論法,設置層層問題以充分調動學生的積極性。
3重點難點
教學重難點:離子鍵的形成、用電子式表示離子化合物。
4教學過程
4.1第一學時
4.1.1教學活動
活動1【導入】化學鍵
我們先來看一組數據。1mol的液態水變為氣態水需要吸收40.6kJ的能量,1mol的H2變為2mol的H原子需要吸收436kJ的能量,它們吸收這么多能量做什么了呢?其實,水分子之間,以及氫原子之間都存在著某種作用力,吸收的能量就是用于破壞它們之間的作用力了。就像我們要用力破壞掉兩塊磁鐵間的吸引力才能將它們分開,道理呢,都是一樣的。分子分子間的作用力我們稱之為分子間作用力,感興趣的同學,課下閱讀課本第23頁的科學視野。原子原子間的作用力我們稱之為化學鍵。
活動2【講授】化學鍵與化學鍵分類
什么是化學鍵呢?化學鍵就是使原子相結合或使離子相結合的作用力。以前舊教材上呢,給出的定義是相鄰的兩個或兩個以上的原子間強烈的相互作用,這個概念用于我們輔助理解化學鍵的定義。無論是離子離子,還是原子原子間相結合,前提是他們必須相鄰,舉個例子,比如水分子,空間結構是這樣,氫和氧直接相鄰,它們之間形成穩定化學鍵,但是氫和氫之間非直接相鄰,它們之間的作用很微弱,無法形成化學鍵。這是概念中第一個需要注意的地方,第二個是相互作用,這里的相互作用既包括靜電吸引又包括靜電排斥,怎么理解呢?H和O均具有原子核內質子和核外電子,H的質子與O的質子,H的電子與O的電子之間具有排斥力,但H的質子與O的電子,H的電子與O的質子具有吸引力,因此,H與O之間既有靜電吸引,又有靜電排斥,當吸引力與斥力達到平衡時就形成了穩定的化學鍵。就好比,一根彈簧,我們用力拉它,它具有拉力,用力擠壓它,它具有彈力,但總有一個點使它既無拉力又無彈力,達到平衡。假設我們向彈簧施加一個足夠強的拉力,彈簧會發生形變,最終會斷。
化學鍵也是如此,如果給予它足夠的外界條件,化學鍵也會發生斷裂。比如,氫氣和氯氣的反應。氫氣和氯氣在同一容器中做分子熱運動,當給予它光照或者點燃的條件,H2分子中的H-H鍵就會斷裂,Cl2分子之間的Cl-Cl鍵也會斷裂,氫原子和氯原子繼續做無規則運動,當H原子和Cl原子靠近到一定程度時,他們又會形成新的化學鍵,生成HCl。
這個方程式中既包含了舊化學鍵的形成,又包含了新化學鍵的形成,這也是化學反應的本質。回想中學以來我們認識化學反應本質的過程。從宏觀層次上說,是有新物質生成。從微觀層次上說是分子分裂為原子,原子重新組合成新的分子,從化學鍵的層次來說,是舊化學鍵的斷裂,新化學鍵的形成。
化學鍵的定義是使離子相結合或使原子相結合的作用力。概念中離子相結合和原子相結合所形成的化學鍵是不是同一類呢?很明顯不是。
根據形成化學鍵微粒的不同,我們將化學鍵分為了三類,第一類,離子鍵,顧名思義,就是離子離子形結合形成化學鍵,由原子原子相結合的化學鍵分為共價鍵和金屬鍵兩類,金屬鍵是我們高二學習的內容,這節課我們先來學習離子鍵。
活動3【講授】離子鍵
我們先來看一個實驗,Na與Cl2的反應。可以看到劇烈的燃燒,有黃色的火焰,大量的白煙。方程式為鈉和氯氣點燃生成氯化鈉。Na和Cl2是如何形成的NaCl呢?我們從微觀的角度來分析。先寫出Na和Cl的原子結構示意圖。Na和Cl在同一周期,原子半徑從左到右逐漸變小,因此Na的半徑大于Cl。Na最外層1個電子,Cl最外層7個電子,我們知道物質都有趨于穩定的趨勢,那Na和Cl要達到穩定結構需要怎樣變化呢?Na失去一個電子給Cl,生成Na+和Cl—,也就形成了陰、陽離子。Na+和Cl-在相互靠近的過程中,產生靜電作用,有吸引力,也有排斥力,當吸引力與排斥力達到平衡時,就形成穩定離子鍵作用。大量的Na+和Cl-堆積就形成了NaCl晶體,這是一部分,我們可以看到,每個Na+上下左右前后與六個Cl-相結合,同樣每個Cl-周圍也有六個Na+。像Na+和Cl-這樣帶相反電荷的離子之間使之形成NaCl的相互作用叫做離子鍵。離子鍵的概念也就給出了,帶相反電荷離子之間的相互作用叫離子鍵。
【教師】從定義中,我們可以得出這樣幾個內容,成鍵的微粒是相反電荷的離子,也就是陰陽離子。陰陽離子形成的主要原因是通過電子得失,電子得失也就成了成鍵的主要原因。鍵的本質是它們之間的相互作用,也就是靜電作用。通常,離子鍵成鍵范圍是活潑的金屬元素與活潑的非金屬元素。離子鍵在自然界中還是廣泛存在的。那哪些物質能形成離子鍵呢?第一類,活潑的金屬元素(IA,IIA)和活潑的非金屬元素(VIA,VIIA)之間的化合物。如:KCl、Na2O、MgCl2等。第二類,強堿、大多數鹽(全部銨鹽):如:NaOH、 K2SO4、Na2CO3、 (NH4)2SO4等。)第三類,活潑金屬氧化物 、過氧化物、活潑金屬的氫化物。如:MgO、Al2O3、Na2O2、NaH、CaH2等。
像這三大類由化學鍵組成的化合物我們給它起了個名字叫離子化合物。顧名思義,離子化合物就是由離子鍵構成的化合物。最常見的離子化合物有強堿絕大多數鹽和活潑的金屬氧化物等等。看一道思考題,離子化合物中一定要含金屬元素嗎?舉例說明。
【學生】不是,銨鹽中如NH4Cl、NH4NO3等就只有非金屬元素。
【教師】有離子化合物那就相應的有共價化合物,那我給出一個化合物,如何區分它是共價化合物還是離子化合物?很簡單,我們可以從它的組成上來判斷。一條粗略但實用的規律,一般情況下,含有金屬元素或NH4+的化合物為離子化合物,否則為共價化合物,但是也有反例。比如說,工業上是通過電解法用熔融狀態的Al2O3制取Al的。那為什么不用AlCl3呢?這是因為Al2O3是離子化合物,形成微粒是離子,在熔融狀態下可以形成自由移動的離子,可導電,可以用電解法。而AlCl3屬于共價化合物,也是我們下節課即將要講的內容,形成微粒是原子,熔融狀態無法形成自由移動的離子,也就無法導電。不能用電解法。從這我們能得出什么樣的結論呢?含有金屬元素的化合物不一定是離子化合物。如AlCl3等。也正因為離子化合物可導電,共價化合物不可導電,因此我們還可以用實驗導電法來區分它們。離子化合物熔融狀態可導電,而共價化合物熔融狀態不可導電。從而可以判斷它到底是不是離子化合物。
活動4【講授】電子式
學習了離子鍵和離子化合物,我們對物質的形成有了進一步的了解,回想一下,我們最初是用原子結構示意圖表示的NaCl的,操作起來比較麻煩,為了簡便化呢,我們引入一個新的概念,電子式。在元素符號周圍用小圓點 • (或×)來表示原子的最外層電子,這種式子呢,就叫電子式。先來看最簡單的,原子的電子式。對于任意一個元素R,它的最外層電子可以是1-8,假設它最外層是一個電子的話,我們將它寫在左邊或者右邊,假設有兩個電子,為了美觀,我們一般將它寫在對稱面。第三個電子,我們一般寫在上邊或者下邊,第四個,對稱美,在對稱面。一般情況下,四個以上的電子,我們習慣寫成寫• ,這是約定俗成的,沒有為什么,第五個,任意一個方向,第六個,對稱美,每一邊最多容納兩個電子,因此,第七個,寫在左邊或右邊,第八個,對稱。舉個具體的例子,比如O,最外層幾個電子?
6個。
我們先拿出來四個,分散在上下左右各一個,剩下的兩個,我們對稱排列。O的電子式我們就寫出來了,現在看導學案上第四點,電子式中,原子的電子式,我們給出了第三周期一周期原子的電子式,觀察,規律總結為一句話,“先分散,后集中,同時考慮對稱性”,每邊最多容納兩個電子。接下來我們再來看離子的電子式。從簡單的入手,陽離子的電子式就是離子符號本身,比如,鎂離子電子式即為Mg2+,鈉離子即為Na+。那陰離子是不是也是用離子符號表示的呢?陰離子就沒有那么簡單了,舉幾個例子,比如O2-,Cl-,H-,對比它們的離子符號與電子式,有哪些不同?標出了最外層電子,多了中括號,還寫出了原子最外層電子。除此之外,還要記得書寫電子式的時候不要忘記寫所帶電荷數。從外界得到的電子我們一般用×表示,用以區分,當然熟練以后可以都寫成• ,但是,現在初學階段我建議你們區分開來寫,更形象清楚地了解電子的來源。再來看一個更難的,原子團的電子式,我先問大家一個問題,NaOH中有幾個陰離子,幾個陽離子?
一個陽離子,一個陰離子。
OH-就是一個原子團。那OH-的電子式怎么書寫呢?OH-可以來源于H2O的電解,我們先來寫出H2O的電子式。先寫O的電子式。H、O元素都是非金屬元素,它們的是電子的能力差不多,因此,它們之間形成的是共用電子對,也是我們下節課要學的共價鍵。OH-可看作是H2O失去一個H+得到的,因為H+不帶電荷,我們將剩余的本部分分離開,用中括號括起,標出所帶電荷數,即得到OH-的電子式,熟練之后,所有的電子都寫成• 。再來看一個,NH4+,可以看成是由NH3 + H+得到的,先寫出NH3電子式,同水的一樣,N與H之間是共用電子對,加上一個H+后,再加上一個中括號,所帶電荷數,電子式就寫出來了。再如O2—,它可以看成是由H2O2失去兩個H+得到的,H2O2中除了H與O形成共用電子對以外,O與O也會形成共用電子對,去掉兩個H+,加上中括號,電荷數,即為O2—的電子式。學會了離子的電子式,離子化合物電子式的書寫就簡單很多了,先看最簡單的一類,AB型,即陰陽離子個數比為1:1的化合物,比如NaCl的,先寫Na+的電子式,再寫Cl—的電子式,再將兩者組合起來就可以了。現在翻到導學案,看離子化合物的電子式,寫出NaOH的電子式。抽兩位學生在黑板上寫。
書寫NaOH的電子式。
再看導學案,來看A2B型的,比如NaO的,我們是將它寫成Na、Na、O呢,還是Na、O、Na的形式呢?
O與兩個Na之間都存在離子鍵的作用,為了更清晰地反映它們之間的關系,我們將它寫為Na、O、Na的形式。寫出鈉離子,氧離子,鈉離子,將它們組合到一起,就可以了。同理,AB2型也是相同的,自己寫一下導學案上的MgCl2的電子式。按順序,氯鎂氯, 對一下答案,寫對了么?書寫電子式要注意相同的離子不能合并寫,(每個離子都要單寫),一般對稱排列。 下面這兩種將離子合并起來的寫法都是錯誤的。書寫規則總結為一句話,就是“少中間多旁邊”,對于復雜一點的離子化合物電子式的書寫,也同樣適用,那我們就來做幾個練習,試著寫出導學案上Na2O2、Na3N、AlF3的電子式。請幾個同學上黑板來寫。
寫完了么?對一下答案,對了沒有?講評。
離子化合物的電子式我們就講到這里,回想一開始我們講電子式的目的,是為了更方便的表示離子化合物氯化鈉的形成過程,現在,我們就一起來學著書寫如何用電子式表示氯化鈉的形成過程。先寫出鈉和氯原子的電子式,第二步,如何得到陰陽離子呢?
通過得失電子。
很好,我們用一個箭頭標出電子轉移方向,第三步,用箭頭表示反應進行的方向,第四步,寫出離子化合物的電子式。
剛剛講到用四步寫出離子化合物形成過程。我們再來看和化學方程式對比有哪些不同,總結出電子式表示形成過程的規則。
總結規則。(1)左側寫原子的電子式(2)右側寫離子化合物的電子(3)弧形箭頭表示電子轉移的方向(4)中間用 → 連接,不能用=,且不用寫反應條件。
活動5【練習】離子鍵學前任務單
《離子鍵1》課前自主學習任務單
班級 姓名 學習時間
學習指南
1.課題名稱:
本課選自人教版《化學·必修2》第一章“物質結構 元素周期律”第三節“化學鍵”第2課時--離子鍵。
2.學習目標:
(1)了解化學鍵的概念和化學反應的本質。
(2)理解離子鍵的概念。
(3)能用電子式表示離子化合物的組成和形成過程。
(4)通過離子鍵的學習,培養對微觀粒子運動的想象力。
3.視頻連接地址:
4.學習方法建議:建議先看課本p21-p22;然后看微課“第三節離子鍵第2課時”的視頻,按本任務清單實施學習。
5.課堂學習形式預告:課堂學習將按以下流程進行,請你做好準備:
課堂檢測與能力提升→小組交流學習成果→班級展示小組成果→完善知識網絡→總結方法,反思提高
二、學習任務(完成每項任務后,將你的判斷和結論填寫在相應的空白處)
一、基礎反思
1、如何理解靜電作用?
2、離子鍵的定義;哪些主族的元素之間易形成離子鍵?
從分類角度,哪些物質屬于離子化合物?
能力測控
1、對于NaCl的下列敘述正確的是( )
A. 表示一個氯化鈉分子 B. Na+與Cl-之間存在離子鍵
C. Na+與Cl-的結構示意圖相同 D. 在氯化鈉中存在鈉原子和氯原子
2、以下敘述中,錯誤的是( )
A. 鈉原子和氯原子作用生成NaCl后,其結構的穩定性增強
B. 在氯化鈉中,除氯離子和鈉離子的靜電吸引作用外,還存在電子與電子、原子核與原子核之間的排斥作用
C. 任何離子鍵在形成的過程中必定有電子的得與失
D. 金屬鈉與氯氣反應生成氯化鈉后,體系能量降低
3、下列說法正確的是( )
A. 離子鍵就是使陰、陽離子結合成化合物的靜電引力
B. 所有金屬與所有非金屬原子之間都能形成離子鍵
C. 全部由非金屬元素構成的化合物一定不含離子鍵
D. 含有離子鍵的化合物一定是離子化合物
4、下列哪一組元素的原子間反應容易形成離子鍵( )
A. a和c B. a和f C. d和g D. c和g
5、下列物質中,有離子鍵的是( )
A. N2 B. CH4 C. NaCl D. HCl
6、物質的下列性質能肯定該物質為離子化合物的是( )
A. 水溶液能導電的化合物 B. 由金屬元素和非金屬元素組成的化合物
C. 在熔化狀態下能導電的化合物 D. 熔點高的物質
7、下列說法正確的是( )
A. 離子化合物中一定含有金屬陽離子 B. 離子化合物中只含有離子鍵
C. 在酸堿鹽中,堿與鹽一定屬于離子化合物 D. 離子鍵一定存在于化合物中
8、下列關于離子化合物的說法正確的是( )
A. 離子化合物NaCl中只存在靜電引力
B. 離子化合物中的陽離子只能是金屬離子
C. 離子化合物如果能溶于水,則其所得溶液一定可以導電
D. 溶于水可以導電的化合物一定是離子化合物
9、根據成鍵元素判斷下列化合物中含有離子鍵的是( )
A. HF B. H2O C. H2SO4 D. MgO
10、下列物質屬于離子化合物的是( )
A. O3 B. H2O C. K2SO4 D. C2H5OH
三、問題與質疑(提出你的質疑,或指出你希望在課堂上進一步探討的問題)
活動6【測試】離子鍵課堂實測
第三節 第1課時 離子鍵(B課)
夯實基礎
1、陰離子和陽離子都為稀有氣體元素原子結構,且陽離子比陰離子少兩個電子層的離子化合物是( )
A. MgCl2 B. BaF2 C. NaBr D. NaI
2、M元素的1個原子失去2個電子轉移到Y元素的2個原子中去,形成離子化合物Z。下列說法中正確的是( )
A. Z可表示為MY B. Z可表示為M2Y
C. Z的電子式可表示為M2+[ ] D. M形成+2價陽離子
3、下列說法不正確的是( )
A. 凡金屬元素跟非金屬元素化合時都能形成離子鍵
B. 原子間先通過得失電子變成陰陽離子后,陰陽離子間才能形成離子鍵
C. 具有強得電子能力的原子與具有強失電子能力的原子相遇時能形成離子鍵
D. 一般情況下,活潑金屬(ⅠA,ⅡA族金屬)和活潑的非金屬(ⅥA,ⅦA族非金屬)之間化合時,易形成離子鍵
4、易與 反應,形成離子化合物的是( )
A. B. C. D.
5、A元素原子的核電荷數為11,B元素的質子數為8,A和B化合形成化合物Z,下列說法中錯誤的是( )
A. A形成+1價陽離子 B. Z一定能與水反應
C. Z一定是MO型離子化合物 D. Z中含有離子鍵
能力提升
觀看導學視頻,嘗試用電子式寫出下列離子化合物的形成過程:
KBr
MgBr2
K2S
根據書寫過程中自己所發現的問題,總結用電子式表示離子化合物形成過程中的易錯點以及注意事項。
三、綜合運用
1、設X、Y、Z代表三種元素。已知:
①X+和Y-兩種離子具有相同的電子層結構;
②Z元素原子核內質子數比Y元素原子核內質子數少9個;
③Y和Z兩種元素可以形成四核42個電子的-1價陰離子。 據此,請填空:
(1)寫出X、Y、Z三種元素的名稱:X______,Y________,Z________。
(2)X、Y兩種元素最高價氧化物對應水化物相互反應的離子方程式為______________
________________________________________________________________________。
(3)用電子式表示X、Z形成化合物的過程:___________________________________
________________________________________________________________________。
高考新知
(2007年廣東高考化學卷,17)短周期元素X、Y、Z的原子序數依次遞增,其原子的最外層電子數之和為13。X與Y、Z位于相鄰周期,Z原子最外層電子數是X原子內層電子數的3倍或者Y原子最外層電子數的3倍。下列說法正確的是
A X的氫化物溶于水顯酸性
B Y的氧化物是離子化合物
C Z的氫化物的水溶液在空氣中存放不易變質
D X和Z的最高價氧化物對應的水化物都是弱酸
[學科網(www.zxxk.com)--教育資源門戶,提供試卷、教案、課件、論文、素材及各類教學資源下載,還有大量而豐富的教學相關資訊!] (2012年廣東理綜化學卷,22)(多選)圖7是部分短周期元素化合價與原子序數的關系圖,下列說法正確的是
A.原子半徑:Z>Y>X
B.氣態氫化物的穩定性:R>W
C.WX3和水反應形成的化合物是離子化合物
D.Y和Z兩者最高價氧化物對應的水化物能相互反應
拓展創新(C課)
1、短周期主族元素A,B,C,D的原子序數依次增大,其中C為金屬元素,D為非金屬元素,C的最外層電子數和A相等;A和C可形成化合物CA;C,D兩元素原子的質子數之和為A,B兩元素原子的質子數之和的3倍。請回答:
(1)寫出A,B,C,D的元素符號:A為__________,B為__________,C為__________,D為__________。
(2)A,B,C,D的原子半徑大小順序為________。
(3)用電子式表示A和C形成的化合物CA的過程_______________________________________。
2、氮化鈉(Na3N)是用科學方法制備的一種重要化合物,它與水作用產生NH3。請回答下列問題:
(1)Na3N的電子式是____________,該化合物由______鍵形成。
(2)Na3N與鹽酸反應生成________種鹽,其電子式分別為______________________。
(3)Na3N與水的反應屬于______反應(填基本反應類型)。
(4)比較Na3N中兩種粒子的半徑:r(Na+)______r(N3-)(填“>”、“=”或“<”)。
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
