师:同学们好,自学习化学以来,大家已经接触了许多化学反应。初中我们就知道,有新物质生成的反应称为化学反应。人们常常利用化学反应制备所需要的物质,那大家有没有想过,为什么化学反应中会有物质变化呢?电解水是我们比较熟悉的一个化学反应,水在通电的情况下生成氢气和氧气,那水的分解为什么需要通电呢?我们先来看一看电解水过程中的微观变化。

  首先,水分子分解生成氢原子和氧原子,然后氢原子和氧原子重新组合,生成氢气分子和氧气分子。通过微观变化,想必有些同学已经知道电解水通电的原因了。这是因为水分子在分解成氢原子和氧原子时,需要破坏氢氧原子之间强烈的相互作用,此时需要消耗能量。通电正是为了提供使水分解所需要的能量。

  我们把像水分子中氢原子和氧原子之间强烈的相互作用称为化学键。所谓化学键,指的就是相邻原子间的强相互作用。关于化学键的理解,我们需要注意以下几点:首先,这里的相邻原子指的是直接相邻的原子,像水分子中的氢原子和氧原子就是直接相邻的原子;其次,这里的原子是指广义的原子,既包括中性原子,也包括阴阳离子,比如氯化钠中的钠离子和氯离子之间的相互作用也是化学键;第三点,这里的相互作用必须是强烈的相互作用,像水分子中氢原子和氧原子之间的相互作用就称为化学键,而水分子之间的氢原子和氧原子虽可能相邻,但作用比较微弱,不能称为化学键;第四点,这里的相互作用既包括相邻两原子核与原子核、电子与电子之间的相互排斥,也包括原子核和电子之间的相互吸引,它是相互排斥和相互吸引达到平衡状态的一种作用。

  刚刚我们看了电解水过程中有水分子中氢氧键的断裂,同时也有氢气中氢键的生成和氧气中氧键的形成。下面我们来看课本第32页,请大家分析以下几个反应中分别断裂了什么键,又分别形成了什么键。

  师:好,我们先来看第一个反应,氢气和氧气混合点燃生成水,这里断裂的是氢气中的氢键和氧气中的氧键,形成的是水分子中的氢氧键。第二个反应,氢气和氯气混合点燃,断裂的是氢气中的氢氢键和氯气中的氯氯键,形成的是氯化氢中的氢氯键。第三个,工业合成氨,断裂的是氮气中的氮键和氢气中的氢键,形成的是氨分子中的氮氢键。

  师:同学们,到目前为止,大家对化学反应有没有新的认识呢?研究表明,化学反应中物质变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,这些在以上几个反应中均有体现。了解了这些知识之后,我们来思考这样两个问题:第一个,是不是所有的物质中都有化学键呢?这个答案应该是否定的,稀有气体分子中不存在化学键,因为稀有气体是单原子分子。再来看第二个思考,氯化钠熔化断开化学键属于化学变化,这一说法正确吗?相信很多同学都能快速判断这个说法是错误的,那今天大家能否从化学键的角度去阐明这个错误的原因呢?我们知道,有旧化学键断裂和新化学键形成才属于化学变化,而氯化钠的熔化只有旧化学键的断裂,无新化学键的形成,所以不属于化学变化。

  师:好,我们再来看氢气和氯气混合点燃生成氯化氢的反应,刚刚我们分析了它的断键以及成键情况。从效果上看,这个反应相当于氢气和氯气分别断开化学键,得到氢原子和氯原子,然后氢原子和氯原子再重新组合,生成氯化氢分子。那么请大家思考,氢原子和氯原子为什么有形成分子的趋势,以及氯化氢分子又是如何形成的呢?给大家一个提示,可以从核外电子排布规律的角度出发来思考分析这两个问题。

  师:好,我们先来看氢原子和氯原子的原子结构示意图,同学们仔细观察,氢原子和氯原子达到稳定结构了吗?我们知道,原子都有倾向于形成稀有气体稳定结构的趋势。此时氢原子说:“我只有一个电子,能再得一个多好。”氯原子也说:“我也是,还差一个电子就达到稳定结构了。”面对这种情况,它们应该怎么办呢?后来两者达成共识,不如都拿出一个共用。于是可以看到,氢原子达到了两电子的稳定结构,氯原子也达到了最外层8电子的稳定结构,两原子通过共用实现了共享和共赢。我们把像氯化氢中氢原子和氯原子通过共用电子所形成的化学键称为共价键。

  师:好,我们来看一看共价键的概念,它指的是原子间通过共用电子所形成的化学键。我们再来看一看共价键的成键三要素:首先,共价键的成键微粒应该为原子;成键方式为共用电子;那么共价键的成键元素是什么呢?通过氯化氢分子形成的分析,我们知道原子都有得电子达到稳定结构的趋势,两者才会共用电子。一般得电子达稳定结构的是非金属元素,所以共价键的成键元素一般为非金属元素之间。对于非金属元素,除氢外,位于元素周期表的右上角。我们常见的一些含共价键的物质有非金属单质、酸、非金属氧化物、氢化物等等。

  师:前面我们已经分析了氯原子和氢原子是因为要达到稳定结构才有形成氯化氢分子的趋势,那对于氢原子和氯原子形成氯化氢分子的过程,我们如何用化学语言来表示呢?要解决这一问题,我们首先要了解电子式。所谓电子式,就是在元素符号周围用小圆点或小叉号来表示元素原子最外层电子的式子。这里我们需要注意的是,在元素符号周围表示的是最外层电子。

  师:好,我们首先来看原子电子式的书写。比如氢原子,我们可以先写出其元素符号,氢原子最外层一个电子,于是其旁边出现了一个小圆点,当然也可以用小叉号。下面请同学们尝试写出以下几个原子的电子式。

  师:好,同学们,你们写好了吗?写好后和老师的对照一下,看看所写的和老师呈现的是否一样。我们书写的原则都是先写元素符号,然后再表示出其最外层电子。同样的书写原则,但形式上可能会有所差异。在写电子式时,要让电子尽可能地分散到原子的上下左右四个方向上,比如氯原子最外层7个电子,分散在上下左右四个方向,其中三个方向上有两个电子,一个方向上有一个电子。

  师:好,了解了这些原子的电子式书写,下面请同学们来尝试写出砷、碲、碘原子的电子式。这几种元素大家可能不太熟悉,但我们知道它们属于主族元素,而且知道它们属于哪一主族。对于同主族元素来说,最外层电子数相等,所以可以写出它们的电子式。

  师:接着我们以氯化氢为代表物,看一看含有共价键的化合物的电子式书写。前面我们已经了解氢原子和氯原子通过共用电子而形成了氯化氢分子,它的电子式可以表示如下。这里我用小圆点代表氢原子的电子,小叉号代表氯原子的最外层电子,将两者共用的电子写在中间,便可表示出氯化氢的电子式。当然这里也可以都用小圆点,或者都用小叉号。至此,我们就可以解决刚才的问题,如何用化学语言来表示氯化氢分子的形成过程?氢原子和氯原子形成氯化氢分子,左边写的是原子的电子式,右边书写的是分子的电子式,中间用箭头连接。

  师:认识了氯化氢的电子式,那下面我们再来看这样几种常见的氢化物,甲烷、氨气以及水,这几种物质中的非金属元素原子之间又是如何连接的呢?下面请同学们来写出这几种分子的电子式。

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《高1下册鲁科版化学 化学键和化学反应中的物质变化(1) 逐字稿-5,464字 第3版》.docx
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