第五章 物质的结构 元素周期律第四节 化学键(第二课时)

★第二课时［引言］上节课我们介绍了化学键中的离子键，本节课我们再来认识另一种类型的化学键——共价键。

［板书］第四节化学键(第二课时)四、共价键［师］什么是共价键呢?我们初中所学的共价化合物的知识可以帮助我们找到答案。

请大家看以下实验，并描述实验现象。

［电脑演示］氢气在盛有氯气的集气瓶中燃烧。

［学生看后回答］氢气在氯气中燃烧，发出苍白色的火焰，集气瓶的瓶口有大量白气出现。

［问］这位同学所说的“白气”是什么呢?并说出你所推断的依据。

［生甲］是氯化氢气体。

因为氢气与氯气反应生成了氯化氢气体。

［生乙］是盐酸。

是因为生成的氯化氢分子与空气中的水分子结合成盐酸。

［师］乙回答是正确的。

需要注意的是，该现象不能用“白气”或“白烟”来描述。

因为它是氢气与氯气反应生成的氯化氢分子与空气中的水分子结合而成的盐酸小液滴分散在瓶口所形成的现象，应该说是“白雾”。

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：［学生活动］点燃［教师板书］H2＋Cｌ2====2HCl［师］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。

［生］它们是通过共用电子对形成氯化氢分子的。

［师］对。

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。

［板书］原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。

［师］氢原子与氯原子结合成氯化氢分子的过程，我们可用下列动画形象地表示出来。

［电脑演示］画面上有一条河，河边有大、小两个小精灵，小的代表氢原子，大的代表氯原子，河的对岸风景优美，并写有“成功的彼岸——稳定结构”的字样。

代表氢原子的小精灵手里拿着一朵花，自言自语地说：“要到达彼岸，我还需要一朵花。

”代表氯原子的小精灵手里拿着七朵花，望着彼岸对自己说：“我要成功，还得去找另一朵花来。

”它俩都在河边匆匆地寻找另一朵花。

当它们相遇时，眼里都放出了光彩。

代表氯原子的小精灵意欲去把氢原子小精灵手里的花夺过来，而氢原子小精灵呢，却上前去抢它手中的一朵花，因为互不相让，两人便撕打起来。

虽然打得精疲力尽，但却都未达到目的(因为它们的力气相差不大)。

最后两个小精灵异口同声地说：“让我们讲和吧!”这时，氢原子小精灵把手中的一朵花递过去，氯原子小精灵也把它的一朵花递过来，它们的手握在了一起。

氢原子小精灵高兴地说：“我终于有两朵花可以到彼岸了。

”氯原子小精灵也兴奋地说：“我所需要的八朵花也够了。

不过，我的劲儿大，这两朵花得离我近一点。

”氢原子小精灵虽不情愿，但却无可奈何，只好点了点头。

协议成功后，两个小精灵便携手飞向了彼岸。

［师］以上画面中，氢原子和氯原子共用的这两朵花就相当于一个共用电子对，两朵花(共用电子对)的共用，使它们各自都满足了对方的要求，并把它俩紧紧地联系在了一起，这两朵花的作用就相当于共价键，即共价键的存在，使氯原子和氢原子最终结合成了氯化氢分子。

共价键与离子键不同的地方在于：共价键的成键粒子是原子，它们相互之间属不打不相识的关系，而形成离子键的粒子是阴、阳离子，它们之间是周瑜打黄盖——一个愿打，一个愿挨。

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。

以上过程也可以用电子式表示如下：［板书］［讲解］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。

［投影练习］用电子式表示下列共价化合物的形成过程。

CO2、NH3、CH4［学生活动，教师巡视，并让三个同学到黑板上各写一个］［师］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。

［对三个同学书写的结果进行评价，并纠错］容易出现的问题是：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“====”。

［把正确结果书写于黑板上］［板书］［过渡］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。

［师］请大家写出氢原子的电子式。

(H×)［问］要使氢原子达到稳定结构还差几个电子?［生］一个电子。

［问］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?［生］形成共用电子对!［师］那么，请大家用电子式表示出氢分子的形成过程。

［让一个同学把结果板书于黑板上］［板书］H×+×H→H××H［师］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。

［师］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。

［问］为什么稀有气体是单原子组成的?［生］因为稀有气体元素的原子都已达到稳定结构。

［师］很好。

请大家用电子式表示氯气、氧气、氮气。

［学生活动，教师巡视］［对具有典型错误的写法进行分析、评价］［易出现的错误是］1.把用电子式表示物质写成了用电子式表示其形成过程；2.把氮气的电子式写成∶N∶∶∶N∶［写出正确结果］［板书］［师］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的形成及结构进行说明。

方面提供呢?我们可通过NH+4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。

［板书］［讲解］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)，其电子式可表示如下：子也因氢分子的介入而带正电荷，变成了铵根离子(NH+4［板书］［师］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。

［过渡］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。

以上提到的几种粒子，表示成结构式分别为：［板书］H—Cl O==C==O N H H［过渡］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。

［问］氢氧化钠是否为离子化合物?判断依据是什么?［生］氢氧化钠是强碱，所以是离子化合物。

［师］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。

［由学生和老师共同完成］［板书］［问］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?［生］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。

［师］十分正确。

［板书］(把离子键和共价键的字样标在氢氧化钠电子式对应位置的下方)［问］含有共价键的化合物一定是共价化合物。

这句话是否正确?［生］不正确。

［师］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。

［师］下面，让我们来认识几种化合物的电子式。

［板书］［师］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］［师］通过以上实例及以前的学习，我们可以得出这样的结论：即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。

［过渡］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。

［板书］五、化学键相邻．．的相互作用叫做化学键。

．．的原子之间强烈［师］理解化学键的定义时，一定要注意“相邻”和“强烈”。

如水分子里氢原子和氧原子之间存在化学键，而两个氢原子之间及水分子与水分子之间是不存在化学键的。

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： ［讲解并板书］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。

［师］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。

［生］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。

［师］大家理解得很好。

离子键和共价键是两种不同类型的化学键，它们之间的区别我们可总结如下：［投影展示］离子键与共价键的比较注：以上内容也可由学生自己填写。