高中化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)教案與習題解析一、教案部分（一）教學(xué)目標通過本節(jié)課的學(xué)習，學(xué)生應(yīng)能準確理解并闡述離子鍵、共價鍵（包括極性共價鍵與非極性共價鍵）的形成原理與本質(zhì)特征；能夠熟練運用電子式表示常見物質(zhì)的形成過程及分子（或離子）結(jié)構(gòu)；初步了解金屬鍵的概念及其對金屬物理性質(zhì)的影響；掌握化學(xué)鍵與物質(zhì)性質(zhì)（如熔沸點、硬度、導(dǎo)電性）之間的內(nèi)在聯(lián)系；并能運用化學(xué)鍵理論解釋一些簡單的化學(xué)現(xiàn)象，培養(yǎng)分析和解決問題的能力。（二）教學(xué)重難點重點：離子鍵、共價鍵的概念及形成條件；電子式的書寫；化學(xué)鍵類型與物質(zhì)類別的關(guān)系。難點：共價鍵的極性判斷；用化學(xué)鍵理論解釋物質(zhì)的某些物理性質(zhì)；從微觀結(jié)構(gòu)理解宏觀性質(zhì)。（三）教學(xué)方法與課時安排教學(xué)方法：講授法、討論法、比較歸納法、多媒體輔助教學(xué)。課時安排：建議2-3課時（基礎(chǔ)概念1課時，電子式與化學(xué)鍵類型判斷1課時，習題鞏固與拓展1課時）。（四）教學(xué)過程設(shè)計第一課時：化學(xué)鍵的引入與離子鍵1.復(fù)習引入，創(chuàng)設(shè)情境：*提問：我們已知物質(zhì)由分子、原子或離子構(gòu)成。那么，這些微觀粒子是如何結(jié)合在一起形成穩(wěn)定物質(zhì)的呢？例如，氯化鈉晶體中，Na?和Cl?為何能緊密排列？氫氣分子中，兩個H原子為何能結(jié)合成H?？*引出課題：物質(zhì)內(nèi)部微粒間存在著強烈的相互作用，這種作用就是我們今天要學(xué)習的——化學(xué)鍵。2.新課講授：離子鍵*演示與分析：回顧鈉與氯氣反應(yīng)生成氯化鈉的實驗現(xiàn)象。從原子結(jié)構(gòu)角度分析：鈉原子易失去一個電子形成Na?，氯原子易得到一個電子形成Cl?。*概念形成：Na?和Cl?之間通過靜電作用結(jié)合在一起，這種帶相反電荷離子之間的相互作用稱為離子鍵。*強調(diào)要點：*成鍵微粒：陰、陽離子。*成鍵本質(zhì)：靜電作用（包括靜電引力和靜電斥力，當引力與斥力達到平衡時形成穩(wěn)定的離子鍵）。*成鍵條件：通常是活潑金屬元素（如IA、IIA族）與活潑非金屬元素（如VIA、VIIA族）之間易形成離子鍵。*存在范圍：離子化合物（如大多數(shù)鹽、強堿、活潑金屬氧化物）。*電子式表示：*介紹原子、陽離子、陰離子的電子式書寫方法。*以NaCl、MgCl?為例，講解用電子式表示離子化合物的形成過程。強調(diào)箭頭、電荷、中括號（陰離子）的規(guī)范書寫。3.課堂小結(jié)與練習：*小結(jié)離子鍵的概念、成鍵微粒、本質(zhì)及條件。*練習書寫K、S、K?、S2?的電子式，并用電子式表示K?S的形成過程。第二課時：共價鍵與金屬鍵1.復(fù)習回顧：聽寫離子鍵的概念，抽查幾個離子化合物電子式的書寫。2.新課講授：共價鍵*問題驅(qū)動：H?、Cl?、HCl等物質(zhì)是由非金屬元素組成的，它們的原子之間沒有形成陰陽離子，那么它們是如何結(jié)合的呢？*概念形成：以H?形成為例，兩個H原子各提供一個電子，形成共用電子對，通過共用電子對所產(chǎn)生的相互作用結(jié)合在一起，這種作用稱為共價鍵。*強調(diào)要點：*成鍵微粒：原子。*成鍵本質(zhì)：共用電子對與兩核之間的相互作用。*成鍵條件：通常是非金屬元素原子之間（或某些金屬與非金屬原子之間，如AlCl?）。*存在范圍：非金屬單質(zhì)（如H?、O?）、共價化合物（如H?O、CO?、HCl）、某些離子化合物中的原子團（如OH?、SO?2?）。*共價鍵的分類：*非極性共價鍵：由同種原子形成的共價鍵，共用電子對不偏向任何一個原子（如H-H鍵、Cl-Cl鍵）。*極性共價鍵：由不同種原子形成的共價鍵，共用電子對偏向吸引電子能力較強的原子一方（如H-Cl鍵，電子對偏向Cl）。*引導(dǎo)學(xué)生思考：如何判斷共價鍵的極性？（提示：電負性差異）*電子式與結(jié)構(gòu)式：*用電子式表示共價分子（如H?、Cl?、HCl、H?O、CO?、NH?、CH?）的形成過程及分子結(jié)構(gòu)。*介紹結(jié)構(gòu)式：在電子式的基礎(chǔ)上，用“-”表示一對共用電子對，省略未成鍵電子。例如，H?的結(jié)構(gòu)式為H-H，H?O的結(jié)構(gòu)式為H-O-H。3.新課講授：金屬鍵（簡介）*生活聯(lián)系：金屬為何具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性？*概念形成：金屬陽離子與自由電子之間存在著強烈的相互作用，這種作用稱為金屬鍵。*特點：金屬鍵沒有方向性和飽和性。自由電子在整個金屬晶體中自由移動，這是金屬具有導(dǎo)電性等物理性質(zhì)的原因。*存在范圍：金屬單質(zhì)及合金。4.課堂小結(jié)：*比較離子鍵、共價鍵（極性與非極性）、金屬鍵的成鍵微粒、本質(zhì)、特征及存在。*引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)判斷物質(zhì)中化學(xué)鍵類型的一般思路。第三課時：化學(xué)鍵與物質(zhì)性質(zhì)及習題鞏固1.復(fù)習回顧：快速回顧三種化學(xué)鍵的核心特征。2.新課講授：化學(xué)鍵與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系*離子晶體：離子化合物通常形成離子晶體。離子鍵較強，破壞離子鍵需要較高能量，因此離子晶體通常具有較高的熔沸點和較大的硬度。熔融狀態(tài)或溶于水時，離子鍵被破壞，產(chǎn)生自由移動的離子，能導(dǎo)電。*分子晶體：以分子間作用力（范德華力）結(jié)合形成的晶體（分子內(nèi)部是共價鍵）。分子間作用力較弱，因此分子晶體通常熔沸點較低，硬度較小。固態(tài)和液態(tài)時，分子內(nèi)共價鍵未被破壞，不導(dǎo)電（部分極性分子溶于水后可能導(dǎo)電）。*原子晶體（共價晶體）：原子間通過共價鍵結(jié)合形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)晶體（如金剛石、二氧化硅）。共價鍵強度大，因此原子晶體具有很高的熔沸點和極大的硬度，一般不導(dǎo)電。*金屬晶體：通過金屬鍵結(jié)合。一般具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和延展性。熔沸點差異較大（如汞常溫下為液態(tài)，鎢的熔點極高）。*引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合具體物質(zhì)（如NaCl、CO?、金剛石、鐵）進行分析和理解。3.課堂討論與拓展：*討論：為什么H?O的熔沸點比H?S高得多？（引出氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響，作為拓展）*思考：離子化合物中是否一定只含有離子鍵？（如NaOH中的OH?內(nèi)部存在共價鍵）4.習題鞏固與解析：（見下文“習題解析部分”）5.總結(jié)與作業(yè)：*總結(jié)本節(jié)課重點內(nèi)容，強調(diào)化學(xué)鍵是理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的關(guān)鍵。*布置課后作業(yè)：完成教材相關(guān)習題，預(yù)習分子的空間構(gòu)型。二、習題解析（一）基礎(chǔ)概念辨析例題1：判斷下列說法是否正確，并簡要說明理由。(1)含有離子鍵的化合物一定是離子化合物。(2)離子化合物中一定只含有離子鍵。(3)共價化合物中可能含有離子鍵。(4)由非金屬元素組成的化合物一定是共價化合物。(5)分子中含有共價鍵的物質(zhì)一定是共價化合物。解析：(1)正確。離子化合物的定義就是含有離子鍵的化合物。只要含有離子鍵，無論是否還含有其他化學(xué)鍵，該化合物就是離子化合物。(2)錯誤。離子化合物中可能還含有共價鍵。例如，氫氧化鈉（NaOH）中，Na?與OH?之間是離子鍵，而OH?內(nèi)部的O與H之間是共價鍵。類似的還有硫酸鈉（Na?SO?）等。(3)錯誤。共價化合物的定義是只含有共價鍵的化合物。如果含有離子鍵，就屬于離子化合物了。(4)錯誤。由非金屬元素組成的化合物不一定是共價化合物。例如，氯化銨（NH?Cl）、硝酸銨（NH?NO?）等銨鹽，全部由非金屬元素組成，但它們是離子化合物，含有離子鍵（NH??與酸根離子之間）。(5)錯誤。分子中含有共價鍵的物質(zhì)可能是單質(zhì)，也可能是化合物。例如，氫氣（H?）、氧氣（O?）等非金屬單質(zhì)分子中含有共價鍵，但它們不是化合物。（二）電子式書寫例題2：用電子式表示下列物質(zhì)的形成過程或物質(zhì)結(jié)構(gòu)。(1)MgO(2)H?S(3)N?(4)Ca(OH)?解析：書寫電子式時，首先要判斷化學(xué)鍵類型，然后按照規(guī)范書寫。離子化合物要標出離子電荷，陰離子加中括號；共價分子要寫出共用電子對及未成鍵電子。形成過程要用箭頭表示電子的轉(zhuǎn)移（離子鍵）或共用（共價鍵）。(1)MgO（離子化合物）：Mg原子失去兩個電子形成Mg2?，O原子得到兩個電子形成O2?。形成過程：`Mg·+·?·→Mg2?[:?:]2?`（說明：實際書寫時，Mg原子的兩個電子應(yīng)分別寫在元素符號的上、下或左、右，O原子的六個未成鍵電子分三對分布。箭頭指向表示電子轉(zhuǎn)移的趨勢和結(jié)果。）(2)H?S（共價化合物）：S原子分別與兩個H原子形成共用電子對。形成過程：`2H·+·?·→H:?:H`（說明：S原子周圍有四對電子，包括兩對共用電子對和兩對孤對電子。）(3)N?（共價單質(zhì)）：兩個N原子間形成三對共用電子對。分子結(jié)構(gòu)：`:N:::N:`或`N≡N`（結(jié)構(gòu)式）形成過程：`·N·+·N·→:N:::N:`（說明：每個N原子提供三個電子形成三對共用電子對。）(4)Ca(OH)?（離子化合物，含共價鍵）：Ca2?與兩個OH?之間是離子鍵，OH?內(nèi)部O與H之間是共價鍵。物質(zhì)結(jié)構(gòu)：`[H:?:]?Ca2?[:?:H]?`（說明：Ca2?在中間，兩個OH?對稱分布在兩側(cè)。每個OH?中O原子周圍有三對孤對電子和一對與H共用的電子對。）（三）化學(xué)鍵類型與分子極性判斷例題3：下列物質(zhì)中：①NaCl②H?③HCl④CO?⑤NaOH⑥NH?Cl⑦金剛石⑧He(1)只含有離子鍵的是________；(2)只含有極性共價鍵的是________；(3)只含有非極性共價鍵的是________；(4)既含有離子鍵又含有共價鍵的是________；(5)不存在化學(xué)鍵的是________；(6)屬于共價化合物的是________；(7)含有金屬鍵的是________（此題無，可不答或說明）。(8)屬于極性分子的是________，屬于非極性分子的是________。解析：(1)①NaCl：鈉離子和氯離子之間只存在離子鍵。(2)③HCl,④CO?：HCl中H-Cl是極性共價鍵；CO?中C=O是極性共價鍵（雖然分子是非極性的，但鍵是極性的）。(3)②H?,⑦金剛石：H?中H-H是非極性共價鍵；金剛石中C-C是非極性共價鍵。(4)⑤NaOH,⑥NH?Cl：NaOH中Na?與OH?是離子鍵，OH?內(nèi)部O-H是共價鍵；NH?Cl中NH??與Cl?是離子鍵，NH??內(nèi)部N-H是共價鍵。(5)⑧He：稀有氣體為單原子分子，不存在化學(xué)鍵，只存在分子間作用力。(6)③HCl,④CO?：只含有共價鍵的化合物。(7)本題所給物質(zhì)中沒有金屬單質(zhì)，故不含金屬鍵。(8)極性分子：③HCl；非極性分子：②H?,④CO?。判斷分子極性的簡單方法：看分子的空間構(gòu)型是否對稱，正負電荷中心是否重合。HCl是直線型，但兩原子不同，正負電荷中心不重合，為極性分子。H?是直線型，兩原子相同，非極性分子。CO?是直線型（O=C=O），結(jié)構(gòu)對稱，正負電荷中心重合，非極性分子。（四）化學(xué)鍵與物質(zhì)性質(zhì)比較例題4：比較下列各組物質(zhì)的熔沸點高低，并說明主要原因。(1)NaCl和HCl(2)金剛石和C??(3)Na和K解析：物質(zhì)的熔沸點高低主要取決于構(gòu)成物質(zhì)的微粒間的作用力強弱。(1)NaCl>HCl。NaCl是離子晶體，微粒間作用力是較強的離子鍵；HCl是分子晶體，微粒間作用力是較弱的分子間作用力（范德華力）。破壞離子鍵需要的能量遠高于破壞分子間作用力，因此NaCl熔沸點遠高于HCl。(2)金剛石>C??。金剛石是原子晶體（共價晶體），碳原子間通過極強的共價鍵形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，破壞共價鍵需要極高能量；C??是分子晶體，C??分子之間通過較弱的分子間作用力結(jié)合。因此金剛石的熔沸點遠高于C??。(3)Na>K。Na和K都是金屬晶體，微粒間作用力是金屬鍵。金屬鍵的強弱與金屬陽離子的半徑和所帶電荷數(shù)有關(guān)。Na?的半徑比K?小，Na原子的價電子數(shù)與K相同，因此Na的金屬鍵比K強，熔沸點Na高于K。（五）綜合應(yīng)用題例題5：A、B、C、D四種元素，A元素是地殼中含量最多的金屬元素；B元素原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍；C元素的原子失去一個電子后與氖原子的電子層結(jié)構(gòu)相同；D元素的原子第三層電子數(shù)是第一層的3倍。(1)寫出四種元素的符號：A____，B____，C____，D____。(2)寫出A的最高價氧化物對應(yīng)水化物與C的最高價氧化物對應(yīng)水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式。(3)寫出B和C形成化合物的電子式，并指出其中的化學(xué)鍵類型。(4)比較B和D的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性，并從化學(xué)鍵角度解釋原因。解析：本題是元素推斷與化學(xué)鍵知識的綜合應(yīng)用。(1)元素推斷：*A：地殼中含量最多的金屬元素是Al（鋁）。*B：原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍。若次外層為K層（2個電子），則最外層為6個電子，總電子數(shù)8，為O（氧）。若次外層為L層（8個電子），最外層則為24個，不可能。故B為O。*C：原子失去一個電子后與氖原子（電子數(shù)10）電子層結(jié)構(gòu)相同，則C原