Giáo án Bài 12: Liên kết cộng hóa trị Hóa học 10 Kết nối tri thức

Trường: …………………….

Tổ: ………………………….

Họ và tên giáo viên:

………………………………..

Hoạt động 1: Sự hình thành liên kết cộng hóa trị trong đơn chất, hợp chất

Mục tiêu:

- Trình bày được khái niệm và lấy được ví dụ về liên kết cộng hóa trị (liên kết đơn, đôi, ba) khi áp dụng quy tắc octet.

- Viết được công thức Lewis của 1 số chất đơn giản.

- Trình bày được khái niệm về liên kết cho – nhận

HOẠT ĐỘNG GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Giao nhiệm vụ học tập:

Cách chia nhóm:

“Nhóm chuyên gia”: Chia lớp thành 6 nhóm, mỗi nhóm từ 6 đến 8 HS. Trong mỗi nhóm, mỗi thành viên đánh số thứ tự từ 1 đến 6.

“Nhóm mảnh ghép”:

+ Các thành viên có STT 1,2 lập thành nhóm mới.

+ Các thành viên có STT 3,4 lập thành nhóm mới.

+ Các thành viên có STT 5,6 lập thành nhóm mới.

− Nhiệm vụ của các nhóm: Hoàn thành PHT 1,2,3

Nhóm mảnh ghép:

Các HS chuyên sâu lần lượt sẽ trình bày về Sự tạo thành liên kết hóa học trong các phân tử mà nhóm chuyên sâu của mình đã nghiên cứu. Sau đó hoàn thành PHT số 4

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ

− HS làm việc tại nhóm chuyên gia theo phân công.

− HS lập nhóm mảnh ghép, HS chuyên gia trình bày cho các HS còn lại. Các HS trong nhóm mảnh ghép tổng hợp ý kiến và hoàn thành PHT 4.

Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm HS đưa ra nội dung kết quả thảo luận của nhóm.

Kết luận, nhận định: GV nhận xét, đưa ra kết luận:

- Liên kết cộng hóa trị được tạo thành giữa 2 nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron dùng chung.

- Liên kết đơn (-): thay 1 cặp electron dùng chung bằng 1 dấu gạch nối.

- Liên kết đôi (=): thay 2 cặp electron dùng chung bằng 2 dấu gạch nối.

- Liên kết ba (≡): thay 3 cặp electron dùng chung bằng 3 dấu gạch nối.

- Liên kết cộng hóa trị không phân cực có cặp electron dùng chung không bị hút lệch về phía nguyên tử nào.

- Liên kết cộng hóa trị phân cực có cặp electron dùng chung lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.

Phiếu học tập số 1

Cấu hình electron:

+ H: 1s¹ → có 1 electron ở lớp ngoài cùng.

+ Cl: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ → có 7 electron ở lớp ngoài cùng.

+ Phân tử chlorine: Mỗi nguyên tử chlorine có 7 electron hóa trị, hai nguyên tử chlorine liên kết với nhau bằng cách mỗi nguyên tử chlorine góp 1 e tạo thành 1 cặp electron dùng chung.

+ Phân tử hydrogen chloride: Nguyên tử hydrogen liên kết với nguyên tử chlorine bằng cách mỗi nguyên tử góp 1 e tạo thành

1 cặp e dùng chung trong phân tử HCl.

Phiếu học tập 2

Cấu hình electron:

+ C: 1s²2s²2p² ⇒ có 4 electron ở lớp ngoài cùng;

+ O: 1s²2s²2p⁴ ⇒ có 6 electron ở lớp ngoài cùng.

Phân tử O₂: Hai nguyên tử oxygen liên kết với nhau bằng cách mỗi nguyên tử đóng góp 2 electron tạo thành 2 cặp electron dùng chung.

Phân tử CO₂: Nguyên tử carbon có 4 e hóa trị, nguyên tử oxygen có 6 e hóa trị. Hai nguyên tử oxygen liên kết với 1 nguyên tử carbon bằng cách mỗi nguyên tử oxygen góp 2 electron và nguyên tử carbon góp 4 electron tạo thành 4 cặp electron dùng chung.

Phiếu học tập số 3

Cấu hình electron của:

+ H (Z = 1): 1s¹ ⇒ có 1 electron ở lớp ngoài cùng.

+ N (Z = 7): 1s²2s²2p³ ⇒ có 5 electron ở lớp ngoài cùng.

+ Phân tử nitrogen: Hai nguyên tử nitrogen liên kết với nhau bằng cách mỗi nguyên tử đóng góp 3 electron tạo thành 3 cặp electron dùng chung.

Phiếu học tập số 4

Câu 1:

- Liên kết cộng hóa trị được tạo thành giữa 2 nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron dùng chung.

- Liên kết đơn (-): thay 1 cặp electron dùng chung bằng 1 dấu gạch nối.

- Liên kết đôi (=): thay 2 cặp electron dùng chung bằng 2 dấu gạch nối.

- Liên kết ba (≡): thay 3 cặp electron dùng chung bằng 3 dấu gạch nối

- Liên kết cộng hóa trị không phân cực có cặp electron dùng chung không bị hút lệch về phía nguyên tử nào.

Liên kết cộng hóa trị phân cực có cặp electron dùng chung lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.

Câu 2: Sản phẩm lắp ráp của HS.

Hoạt động 2: Liên kết cho nhận

Mục tiêu: Trình bày được khái niệm về liên kết cho - nhận.

- Biểu diễn liên kết cho – nhận trong một chất cụ thể.

Giao nhiệm vụ học tập: Yêu cầu HS nhìn lại công thức electron trong phân tử NH₃ và nói rõ trong phân tử NH₃ thì nguyên tử N còn 1 cặp electron chưa tham gia liên kết và ion H⁺ là 1 orbital trống. Vậy để thỏa mãn quy tắc octet thì phải làm như thế nào?

Thực hiện nhiệm vụ: HS hoạt động cá nhân.

Báo cáo, thảo luận: 1 HS đại diện trả lời

Kết luận, nhận định

- Nguyên tử nitrogen sẽ đóng góp cặp electron chưa liên kết để tạo liên kết với ion H⁺ tạo thành ion .

Trong phân tử NH₃ thì nguyên tử N còn 1 cặp electron chưa tham gia liên kết và ion H⁺ là 1 orbital trống, không có electron. Khi phân tử NH₃ kết hợp với ion H⁺, nguyên tử N đóng góp cặp electron chưa liên kết đề tạo liên kết với ion H⁺ tạo thành ion . Khi đó liên kết cho nhận được hình thành, trong phân tử NH₃ nguyên tử N là nguyên tử cho, ion H⁺ là nguyên tử nhận.

Liên kết cho nhận: là liên kết mà cặp electron chung đóng góp từ 1 nguyên tử.

Hoạt động 3: Tìm hiểu độ âm điện và liên kết hóa học

Mục tiêu: Phân biệt được các loại liên kết (liên kết CHT không cực, phân cực, liên kết ion) dựa vào độ âm điện.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Giao nhiệm vụ học tập: HS làm việc cá nhân, hoàn thành phiếu học tập số 5, yêu cầu HS hoàn thành bảng sau:

Thực hiện nhiệm vụ:

HS làm việc cá nhân.

Báo cáo, thảo luận:

GV gọi bất kì 1 HS trả lời từng ý, những HS khác nhận xét bổ sung.

Kết luận, nhận định: GV nhận xét, đưa ra kết luận:

Gọi hiệu độ âm điện giữa 2 nguyên tử là ∆χ thì nếu:

∆χ ≥ 1,7 thì liên kết là liên kết ion.

1,7 > ∆χ ≥ 0,4 thì liên kết là liên kết cộng hoá trị có cực.

0,4 ≤ ∆χ thì liên kết là liên kết cộng hoá trị không cực.

Hoạt động 4: Mô tả liên kết cộng hóa trị bằng sự xen phủ các orbital nguyên tử

Mục tiêu:

- HS vẽ được sơ đồ xen phủ các orbital hình thành liên kết trong phân tử H₂, HF, Cl₂…

- Nhận xét về độ bền liên kết trong phân tử hình thành.

- Kết luận được những liên kết được tạo thành trong liên kết đơn, đôi, ba

Hoạt động của GV và HS

Sản phẩm dự kiến

Giao nhiệm vụ học tập: GV chia lớp làm 4 nhóm, áp dụng kĩ thuật khăn trải bàn, hoàn thành phiếu bài tập số 6 sau:

Thực hiện nhiệm vụ:

Bước 1. HS hoạt động cá nhân hoàn thành phiếu bài tập ra giấy ghi nhớ màu vàng.

Bước 2. Thống nhất ý kiến trình bày vào giấy A0 (mô hình có thể thay vẽ bằng cách cắt dán giấy màu). Giấy A0 thiết kế phần trống cho HS gắn giấy ghi nhớ vào.

Báo cáo, thảo luận: Đại diện nhóm HS đưa ra nội dung kết quả thảo luận của nhóm.

Kết luận, nhận định: GV nhận xét, đưa ra kết luận:

- Sự xen phủ trục trong đó trục của 2 orbital trùng với đường nối 2 tâm tạo liên kết bền vững.

- Có 3 dạng: s - s, s - p, p - p

- Sự xen phủ trục tạo nên liên kết σ (xich ma).
- Sự xen phủ bên trong đó trục của 2 orbital song song nhau và vuông góc với đường nối 2 tâm tạo liên kết π kém bền.

- Thường tạo ra từ: p – p

- Sự xen phủ bên tạo liên kết π (pi) kém bền.

1)

Trong phân tử H₂, khoảng cách giữa tâm của hai hạt nhân nguyên tử H ngắn hơn tổng bán kính của hai nguyên tử H. Phân tử H₂ bền hơn và có năng lượng thấp hơn tổng năng lượng của hai nguyên tử H riêng rẽ.

2)

Vùng xen phủ càng lớn thì liên kết càng bền

3)

Trong các phân tử H₂, HF, Cl_2, để vùng xen phủ cực đại, các orbital sẽ xen phủ với nhau theo trục liên kết. Sự xen phủ như thế là xen phủ trục và tạo liên kết σ.

4) Sự xen phủ, trong đó trục của các orbital tham gia liên kết song song với nhau và vuông góc với đường nối tâm của hai nguyên tử liên kết được gọi là xen phủ bên.

- Sự xen phủ bên tạo ra liên kết π

- Các liên kết CHT đơn đều là liên kết σ

+ Liên kết đôi gồm một liên kết σ và 1 liên kết π.

+ Liên kết ba gồm một liên kết σ và 2 liên kết π.

Hoạt động 5 : Tìm hiểu năng lượng liên kết cộng hóa trị

Mục tiêu:

- Trình bày được khái niệm năng lượng liên kết cộng hóa trị.

- Chỉ ra được mối quan hệ giữa năng lượng liên kết và độ bền liên kết.

Hoạt động của GV và HS

Sản phẩm dự kiến

Giao nhiệm vụ học tập: HS làm việc cá nhân, hoàn thành phiếu học tập số 7.

Thực hiện nhiệm vụ:

HS làm việc cá nhân.

Báo cáo, thảo luận:

GV gọi bất kì 1 HS trả lời từng câu hỏi, những HS khác nhận xét bổ sung.

Kết luận, nhận định: GV nhận xét, đưa ra kết luận:

- Năng lượng liên kết đặc trưng cho độ bền của liên kết.

- Năng lượng liên kết càng lớn thì liên kết càng bền.

1) Năng lượng liên kết là năng lượng cần thiết để phá vỡ 1 liên kết hóa học trong phân tử ở thể khí thành các nguyên tử ở thể khí. Năng lượng liên kết đặc trưng cho độ bền liên kết.

- Đơn vị năng lượng liên kết: kJ/ mol.

2) Ví dụ

Để phá vỡ 1 mol liên kết H - Cl thành các nguyên tử H và Cl theo phương trình:

HCl(g) → H(g) + Cl(g)

Cần năng lượng là 432 kJ, nên năng lượng liên kết H-Cl là 432kJ/mol.

3)

- Năng lượng liên kết đặc trưng cho độ bền của liên kết.

- Năng lượng liên kết càng lớn thì liên kết càng bền.

Liên kết

Cl - Cl

Br - Br

I - I

E_b (kJ/mol)

243

193

151

Phiếu học tập số 1: Sự tạo thành liên kết hóa học trong phân tử Cl₂, HCl.

1. Viết cấu hình electron của nguyên tử H (Z = 1); Cl (Z = 17)?

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. Số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử H, Cl? Biểu diễn số electron ngoài cùng của nguyên tử H, Cl (mỗi một electron là một dấu chấm)?

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. Để đạt cấu hình electron bão hòa theo quy tắc octet thì H, Cl còn thiếu bao nhiêu electron? Trình bày sự hình thành liên kết trong phân tử Cl₂, HCl? Viết công thức electron, công thức Lewis, CTCT của phân tử Cl₂, HCl?

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Phiếu học tập số 2: Sự tạo thành liên kết hóa học trong phân tử O₂, CO₂.

1. Viết cấu hình electron của nguyên tử O (Z = 8); C (Z = 6)?

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. Số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử O, C? Biểu diễn số electron ngoài cùng của nguyên tử O, C (mỗi một electron là một dấu chấm)?

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. Để đạt cấu hình electron bão hòa theo quy tắc octet thì H, Cl còn thiếu bao nhiêu electron? Trình bày sự hình thành liên kết trong phân tử O₂, CO₂? Viết công thức electron, công thức Lewis, CTCT của phân tử O₂, CO₂?

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Phiếu học tập 3: Sự tạo thành liên kết hóa học trong phân tử N₂, NH₃.

1. Viết cấu hình electron của nguyên tử N (Z = 7); H (Z = 1).

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. Số electron ở lớp ngoài của nguyên tử N, H? Biểu diễn số electron ngoài cùng của nguyên tử H, N (mỗi một electron là một dấu chấm)?

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. Để đạt cấu hình electron bão hòa theo quy tắc octet thì H, N còn thiếu bao nhiêu electron? Trình bày sự hình thành liên kết trong phân tử N₂, NH₃? Viết công thức electron, công thức Lewis, CTCT của phân tử N₂, NH₃?

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Liên kết cộng hóa trị

- Khái niệm: Liên hết cộng hóa trị là liên kết hóa học được hình thành giữa 2 nguyên tử bằng………………………………………

- Kiểu liên kết:

+ Liên kết đơn (-)…………………………………………………….

+ Liên kết đôi (=)……………………………………………………

+ Liên kết ba (≡)…………………………………………………….

Không phân cực…………………………………………………

Ví dụ: ……………………………………………………………

Có phân cực ………………………………………………………..

Ví dụ: ……………………………………………………………