氢键的教学设计

第4单元分子间作用力与物质性质第2课时氢键与物质性质化学组李周平【三维目标】1、知识技能：知道氢键的形成条件、类型、特点以及氢键对物质性质的影响。2、过程与方法：通过研究水分子中氢键的形成过程，让学生体会氢键的特点、与化学键的区别。3、情感态度与价值观：培养学生严谨的科学探究精神，让学生体会微粒间的相互作用对物质性质的影响。重难点：氢键的形成以及氢键对物质性质的影响【重难点突破方法】1、让学生用水分子的模型模拟水分子中氢键的过程。2、利用多媒体中的动画演示氢键的形成以及水变成晶体时晶体中内部结构的变化。【教学用具】水分子的球棍模型、多媒体动画【教学方法】模型演示、生生交流、师生交流【教学过程】w.w.w.k.s.5.u.c.o.m【引入】在上节课中我们学习了范德华力，知道了范德华力是一种分子间的作用力。那么范德华力对物质哪些性质有影响？【生】一般情况下，组成和结构相似的分子，相对分子量越大，范德华力越大，熔沸点越高【投影】请预测的熔沸点高低（1）HF、HCl、HBr、HI（2）H2O、H2S、H2Se、H2Te【师】事实是否是这样的吗？学生通过大屏幕上的数据分析。【师】我们可以发现水出现了反常，这是为什么呢？【生】阅读教材，分析思考。写出水分子的电子式______，其中氢元素的电负性比氧元素的____，（填“大”或“小”），氢与氧之间的电子对偏向____原子，此时氢原子几乎变成了________，与此时的氧原子产生了相互作用，此作用称为_________【师】水出现了反常因为形成了氢键，那么氢键到底是什么？除了水还有哪些物质具有氢键呢？【投影】一些氢化物的沸点【师】1.通过图片上各族元素氢化物的熔、沸点的变化规律，哪些物质的熔、沸点出现了反常？通过对比，请你分析出现反常现象的原因是什么？H2O、NH3、HF比同主族氢化物的沸点。与H2O类似NH3、HF除了范德华力之外，还可能存在氢键2.分析碳族元素氢化物的变化规律是否也有反常现象？没有通过对比，请你分析出现反常现象的原因是什么？【师】比较从结构看，C与N，O，F有何不同？【师】F、O、N电负性比较大，容易吸引电子，而半径却比较小。【师】除范德华力外的另一种分子间作用力，它是由已经与电负性大的原子（F、O、N等）形成共价键的H原子遇另一分子中电负性大原子半径小且有孤对电子的原子（如F、O、N）能形成氢键。【板书】一、氢键1.氢键的定义：静电作用和一定程度的轨道重叠作用。【师】氢键是另一种分子间作用力，不属于化学键。【师】从H2O、NH3、HF的成键情况和中心原子价层电子等讨论形成氢键的条件是什么？X、Y为电负性大，而原子半径较小的且有孤对电子非金属原子，可相同也可不同，如F、O、N等。【师】以HF分子为例在HF分子中，由于F原子吸引电子的能力很强，H—F键的极性很强，共用电子对强烈地偏向F原子，亦即H原子的电子云被F原子吸引，使H原子几乎成为“裸露”的质子。这个半径很小、带部分正电荷的H核，与另一个HF分子带部分负电荷的F原子相互吸引。这种静电吸引作用就是氢键。【板书】2.氢键的形成条件3.氢键的表示方法【板书】氢键的表示形式：X—H···Y【师】如果升高温度，分子晶体变成气态时，______（填“能”或“不能”）形成氢键。【板书】4.氢键的方向性与饱和性：氢键具有方向性与饱和性５.氢键的类型：(1).分子间氢键F——H····F——H(2).分子内氢键6.氢键键能大小：(1).氢键——比范德华力要强而比化学键弱的分子间作用力(2).氢键的强弱与X和Y的电负性大小有关一般X、Y元素的电负性越大，半径越小，形成的氢键越强。例如：F-H···F﹥O-H···O﹥N-H···N【过渡】通过学习，我们对氢键有了大体了解，它与物质性质之间有什么关系？【板书】二、氢键与物质性质的影响【板书】(1).氢键对物质溶、沸点的影响【师】前面我们观察了氧族元素、卤族元素、氮族元素、碳族元素氢化物的溶沸点的变化趋势，指导了分子中如果含有氢键，分子的熔、沸点会较高。【师】①分子间氢键的存在，当物质从固态转化为液态或由液态转化为气态时，不仅需要克服分子间作用力，还需提供足够的能量破坏氢键，因而使物质的熔、沸点升高。【师】②分子内氢键的存在，由于削弱了分子间作用力，使物质的熔沸点降低。2.邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸是同分异构体,预测对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛熔点的高低，并解释。【板书】(2).氢键物质溶解性的影响【师】分子间存在氢键使得溶质分子和溶剂分子间的作用力增大，溶质在溶剂中的溶解度增大。例乙醇与水任意比互溶【师】引导学生阅读教材，完成思考题1.请解释物质的下列性质：（1）NH3极易溶于水。（2）NH3溶于水是形成N-H…Ｏ还是形成O-H…N?【板书】三。氢键的意义w.w.w.k.s.5.u.c.o.m【师】实际上，氢键的作用不仅仅只是存在于课本里，生活中许多东西都与氢键是息息相关的，比如大家知道为什么冰川能浮在水面上？那肯定是冰的密度比水小了。那为什么冰的密度比水小呢？我们说结构决定性质，那冰的结构又有特别呢？【师】在水蒸气中水以单个的H20分子形式存在；在液态水中，经常是几个水分子通过氢键结合起来，形成（H20）n(如上图）；在固态水（冰）中，水分子大范围地以氢键互相联结，形成相当疏松的晶体，从而在结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上．【师】氢键的存在也使得水的结晶态——冰有各种非常漂亮的形状，至今人们也没有弄清楚水有多少种相变。【师】昆虫为什么能在水上行走呢？【师】水中的氢键很脆弱,破坏的快,形成的也快.总的结果是水分子总是以不稳定的氢键连在一片.水的这一特性使水有了较强的内聚力和表面能力.由于具有较高的表面能力,所以昆虫能在水面上行走.当然也和昆虫本身所具有的结构有关系.【师】氢键不仅存在于我们比较熟悉的DNA中，在其他生物分子结构中也有氢键的存在，比如生物体内的碳酸酐酶分子中也有氢键，从而体现了氢键对我们生物体的重要性【师】展示图片，讲解DNA结构对生命的重要性，以及DNA中氢键形成的特点【思考】w.w.w.k.s.5.u.c.o.m（1）DNA分子中是否存在氢键？（2）氢键的存在对生命有什么意义？（3）氢键对我们的生活有着什么重要意义？【生】请结合所学的生物内容，在举例说明氢键随我们生命的重要性【课堂小结】填写表格。范德华力、氢键和共价键的对比范德华力氢键共价键概念存在范围强度对物质的影响第4节分子间作用与物质性质教学设计化学组李周平