Ковалентная химическая связь

Слайд 1. Ковалентная химическая связь: механизмы образования и свойства

Химия, 11 класс

Урок открытия нового знания

Слайд 2. Актуализация: что объединяет эти вещества?

• Хлорид натрия ($NaCl$)

• Алмаз ($C$)

• Азот ($N_2$)

Что общего у них с точки зрения физики и в чем различие с точки зрения химии?

Почему молекула азота $N_2$ прочнее многих металлов?

Как образуется связь в ионе аммония, если у азота нет неспаренных электронов?

Слайд 3. Целеполагание: «Толстые и тонкие вопросы»

Как именно перекрываются электронные облака при образовании связи?

Чем $\sigma$-связь принципиально отличается от $\pi$-связи?

Как работает донорно-акцепторный механизм на примере иона аммония?

От чего зависят длина, энергия, направленность и насыщаемость связи?

Слайд 4. Виды перекрывания электронных орбиталей

Осевое перекрывание вдоль линии соединения ядер. Самая прочная связь. Пример: этан ($C{H}_3-C{H}_3$), где возможно свободное вращение вокруг связи $C-C$.

Боковое перекрывание p-орбиталей вне линии соединения ядер. Пример: этилен ($C{H}_2=C{H}_2$), где $\pi$-связь фиксирует плоскость молекулы и делает вращение невозможным.

Слайд 5. Механизмы образования связи

1. Обменный механизм: каждый атом предоставляет по одному неспаренному электрону для образования общей пары.

2. Донорно-акцепторный механизм: один атом (донор) предоставляет неподеленную электронную пару, а другой (акцептор) — свободную орбиталь.

Пример: Образование иона аммония $[N{H}_4{]}^{+}$. Все 4 связи в ионе становятся равноценными.

Слайд 6. Свойства ковалентной связи

• Направленность: определяет геометрическую форму молекул (угол в $H_{2}O$, тетраэдр в $C{H}_4$).

• Насыщаемость: способность атома образовывать только определенное число связей (углерод в $C{H}_4$ не может присоединить 5-й водород).

• Полярность: смещение электронной плотности к более электроотрицательному атому.

• Поляризуемость: способность связи изменять полярность под действием внешнего электрического поля.

Слайд 7. Задание: работа с рядом электроотрицательности

Используя таблицу Полинга, выполните следующие задания:

1. Сравните полярность связей в ряду: $C{H}_4$, $N{H}_3$, $H_{2}O$, $HF$.

2. Укажите направление смещения электронной плотности (частичные заряды $\delta +$ и $\delta -$) для каждой молекулы.

3. Определите, в какой из указанных молекул связь наиболее близка к ионной.

Слайд 8. Рефлексия: проверка понимания

• Какая связь ($\sigma$ или $\pi$) разрушается первой при химической реакции и почему?

• Сможете ли вы теперь отличить ион аммония от молекулы аммиака по типу связей?

• Что в сегодняшней теме показалось наиболее абстрактным или сложным?

Слайд 9. Домашнее задание

Составить электронные и графические формулы для $F_2$, $H_{2}S$, $P{H}_3$. Указать число $\sigma$- и $\pi$-связей.

Слайд 10. Ковалентная связь — основа строения материи. Спасибо за активную работу!