卓高峰魏樟慶

（1浙江省樂清市第三中學(xué)浙江樂清325600；2浙江省樂清中學(xué)浙江樂清325600）

蘇教版《化學(xué)2》專題1“微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)多樣性”，從原子核外電子排布入手，介紹了元素周期律，引入到微粒間的相互作用，最終從微觀結(jié)構(gòu)層次上認識物質(zhì)的多樣性?！肮矁r鍵”屬于微粒間的相互作用力，了解微粒間存在的相互作用力，可以幫助學(xué)生認識原子是怎樣構(gòu)成物質(zhì)，學(xué)會從化學(xué)鍵的角度認識化學(xué)反應(yīng)，幫助學(xué)生建立物質(zhì)多樣性與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系的基本觀念。

一、三套教材中共價鍵內(nèi)容的編排特點

1.魯科版《化學(xué)2》教材中共價鍵內(nèi)容的編排特點

魯科版《化學(xué)2》第2章“化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)”，其中第1節(jié)“化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)”包括兩部分內(nèi)容：化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。教學(xué)次序為：化學(xué)鍵→離子鍵→共價鍵→離子化合物與共價化合物→化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。

化學(xué)反應(yīng)伴隨著物質(zhì)變化與能量變化，教材通過分析電解水的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂、新化學(xué)鍵的形成，再分析氫氣、氯氣生成氯化氫，解釋氫原子、氯原子為什么能結(jié)合形成氯化氫分子，建立“共價鍵是原子間通過共用電子對形成的化學(xué)鍵”的基本概念，滲透化學(xué)反應(yīng)與共價鍵（化學(xué)鍵）之間的關(guān)系。

2.人教版《化學(xué)2》教材中共價鍵內(nèi)容的編排特點

人教版《化學(xué)2》第1章“物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律”，其中第3節(jié)“化學(xué)鍵”包括兩部分內(nèi)容：離子鍵和共價鍵。教學(xué)次序為：離子鍵（離子化合物）→共價鍵（共價化合物）→化學(xué)鍵→分子間作用力和氫鍵（科學(xué)視野）→化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量的變化關(guān)系（另一章節(jié)）。

元素的原子通過相互作用形成豐富多彩的物質(zhì)，教材分析H、Cl的原子結(jié)構(gòu)，解釋H2、Cl2、HCl的形成，建立“共價鍵是原子間通過共用電子對所形成的相互作用”的基本概念，最后用化學(xué)鍵的觀點解釋化學(xué)反應(yīng)。

3.蘇教版教材中共價鍵內(nèi)容的編排特點

蘇教版《化學(xué)2》第1章“微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的多樣性”，其中第2單元“微粒之間的相互作用力”包括三部分內(nèi)容：離子鍵、共價鍵和分子間作用力。教學(xué)次序為：化學(xué)鍵→離子鍵（離子化合物）→共價鍵（共價化合物）→分子間作用力→氫鍵（拓展視野）→化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化（專題2內(nèi)容）。

構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒有原子、分子、離子等，這些微粒通過一定的相互作用力彼此結(jié)合。由微粒之間的相互作用，導(dǎo)入離子鍵、共價鍵、分子間作用力。教材以形成氯化氫為例，兩種非金屬元素相互化合時，形成共用電子對，共用電子對會受到原子核的吸引，建立“共價鍵是原子間通過共用電子對所形成的強烈的相互作用”的基本概念，強調(diào)物質(zhì)的微粒性以及微粒之間的相互作用，淡化化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)鍵的關(guān)系。

二、“共價鍵”教學(xué)案例分析

公開發(fā)表的有關(guān)“共價鍵”的教學(xué)設(shè)計并不多，出現(xiàn)較多的都只是教學(xué)片斷。姚淑霞老師的教學(xué)設(shè)計《化學(xué)鍵概念教學(xué)的創(chuàng)新嘗試》曾發(fā)表在《化學(xué)教學(xué)》2009年第7期，在化學(xué)鍵的教學(xué)中，用比較法對“共價鍵”的教學(xué)做了較好的設(shè)計。教學(xué)思路如下：

（1）創(chuàng)設(shè)情境，提出問題。呈現(xiàn)各種各樣物質(zhì)的圖片，提出以氯元素為例，氯可以形成哪些物質(zhì)？

（2）探究氯原子達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的可能途徑：電子得失、形成共用電子對。

（3）比較法形成離子鍵和共價鍵概念。從原子達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的可能途徑→形成離子鍵的過程→形成共價鍵的過程→比較離子鍵和共價鍵的形成→深化離子鍵和共價鍵的概念。

（4）提出化學(xué)鍵概念。

其中，對共價鍵概念的形成教學(xué)細節(jié)如下：

［提出問題］氫原子和氯原子結(jié)合形成氯化氫的微觀過程是怎樣的？怎樣用電子式表示氯化氫分子？怎樣用電子式表示氫原子和氯原子結(jié)合形成氯化氫分子的微觀過程？

［引導(dǎo)學(xué)生概括］在氫原子和氯原子之間不能發(fā)生電子得失。從微觀角度看，氫原子和氯原子化合時，它們各拿出一個最外層電子共用，形成一對共用電子對，從而結(jié)合在一起。這種相互作用屬于共價鍵。

［師生小結(jié)］

?

本案例中選擇學(xué)生熟悉的氯為例，把離子鍵的形成和共價鍵的形成整合成一節(jié)課。在一般的教學(xué)中，第一課時學(xué)習(xí)離子鍵，第二課時再學(xué)習(xí)共價鍵。而通過這樣整合的教學(xué)，能夠把離子鍵的學(xué)習(xí)成果及時地遷移到共價鍵的學(xué)習(xí)中去，易于比較離子鍵和共價鍵的異同點，當(dāng)堂為學(xué)生提供主動學(xué)習(xí)的機會，使教學(xué)邏輯更加鮮明，也使教學(xué)時間更加節(jié)約。

三、“共價鍵”教學(xué)論問題分析

1.兩種認知觀點

一是認為物質(zhì)是微粒構(gòu)成的，微粒之間存在相互作用力。雖然學(xué)生在初中的自然科學(xué)中對物質(zhì)的構(gòu)成微粒有一定的認知基礎(chǔ)，但對微粒間的相互作用缺少深層次的理解。蘇教版《化學(xué)2》舉例2個氯原子為什么能結(jié)合成1個氯分子，1個氯原子和1個氫原子為什么能結(jié)合成1個氯化氫分子，然后將共價鍵的概念固著在原子核和共用電子對上，當(dāng)原子形成共價鍵時，是原子最外層電子發(fā)生了重排，建構(gòu)“共價鍵是原子間通過共用電子對所形成的強烈的相互作用”的基本觀念。

二是認為化學(xué)反應(yīng)是微粒的重組及微粒間相互作用力的變化。魯科版《化學(xué)2》認為化學(xué)反應(yīng)是舊化學(xué)鍵的斷裂與新化學(xué)鍵的形成的過程，以電解水為例，電解時基本微粒發(fā)生變化，同時化學(xué)鍵也發(fā)生變化，構(gòu)建化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)的基本觀念。

2.學(xué)生認識發(fā)展障礙點分析

（1）如何讓學(xué)生建立“構(gòu)成物質(zhì)的微粒及微粒間的相互作用”這一認識

高一學(xué)生已經(jīng)了解了物質(zhì)是由分子、原子、離子構(gòu)成的，知道化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是分子再分、原子重新組合，但并不清楚分子再分、原子重新組合的原因，并不清楚這些微粒之間是通過怎樣的相互作用構(gòu)成物質(zhì)的。換言之，學(xué)生從宏觀組成上已經(jīng)認識了一些無機物，但從微觀角度還不清楚這些物質(zhì)中存在的微粒形式和相互作用。［4］

對于氯化氫是由什么微粒構(gòu)成，多數(shù)認為氫離子和氯離子（根據(jù)氫氯的化合價或從氯化氫在水中能電離出氫離子和氯離子判斷）、氫原子和氯原子，不知道它是由氯化氫分子構(gòu)成。如果對氯化氫的微粒構(gòu)成不清楚，學(xué)生就無法準(zhǔn)確理解共價鍵的作用方式以及共價化合物的形成過程。

（2）如何讓學(xué)生理解原子對共用電子對的作用

氯化鈉晶體中，鈉離子與氯離子為什么能牢牢地結(jié)合在一起？學(xué)生容易從離子鍵的定義中得出結(jié)論：陰陽離子間的靜電作用？（容易錯誤地理解為靜電吸引）。但在氯化氫分子中氫原子和氯原子為什么能牢牢地結(jié)合在一起？學(xué)生從共價鍵文字表述中很難理解“原子對共用電子對的作用”。是因為沒有從微粒的電性思考問題：共用電子對帶負電荷、原子核帶正電荷，從而有靜電作用，產(chǎn)生鍵能和鍵長（原子核間的距離）。

學(xué)生在學(xué)習(xí)共價鍵時，還可能會對共用電子對的理解出現(xiàn)困難，氫和鈉都在IA族，最外層都只有一個電子，為什么氫原子不容易失去電子，而是以共用電子對的方式結(jié)合形成化合物呢？需要幫助學(xué)生解決共價鍵的形成條件。

四、基于觀念建構(gòu)的教學(xué)設(shè)計

1.以觀念建構(gòu)為本的教學(xué)內(nèi)容分析

“微粒觀”是本節(jié)內(nèi)容的核心觀念，物質(zhì)是微粒構(gòu)成的，微粒之間存在相互作用力；化學(xué)反應(yīng)是微粒的重組及微粒間相互作用力的變化。知識間的層級關(guān)系如下：

2.以觀念建構(gòu)為本的教學(xué)設(shè)計

以蘇教版《化學(xué)2》專題1第二單元“共價鍵”為例（片段）。

［問題引入］（1）寫出H、Na、Cl三種元素在元素周期表的位置及原子結(jié)構(gòu)示意圖。

（2）寫出由這3種元素組成的物質(zhì)及其構(gòu)成微粒。

?

設(shè)計意圖：重點考查構(gòu)成物質(zhì)的微粒。因為物質(zhì)的微粒構(gòu)成是學(xué)習(xí)化學(xué)鍵的基礎(chǔ)，也是能否學(xué)好共價鍵的關(guān)鍵因素。

［討論1］鈉原子與氯原子如何形成氯化鈉？鈉離子與氯離子為什么能牢牢地結(jié)合在一起？

回憶：當(dāng)鈉原子與氯原子相遇時，鈉原子容易失去最外層的1個電子，成為帶正電的鈉離子，而氯原子容易得到1個電子，成為帶負電的氯離子，這兩個陰、陽離子通過靜電作用，形成了氯化鈉晶體。圖示的作用力F1就是離子鍵。

設(shè)計意圖：以氯化鈉為例，理解離子鍵是陰陽離子的靜電作用，離子鍵是一種用力。并將離子鍵的學(xué)習(xí)成果及時地遷移到共價鍵的學(xué)習(xí)中去，為學(xué)習(xí)共價鍵做好方法鋪墊。

［討論2］（1）氫原子與氫原子如何形成氫分子？氫分子中兩個氫原子為什么能牢牢地結(jié)合在一起？

（2）氫原子核帶什么電荷，共用電子對帶什么電荷？共價鍵的本質(zhì)是什么？

（3）氫原子和氯原子為什么可以形成氯化氫分子？

（4）哪些元素可以形成共價鍵？成鍵微粒是什么？它們是如何成鍵的？

設(shè)計意圖：以H2為例，深刻理解共價鍵是帶正電的原子核與帶負電的共用電子對之間的靜電作用，包括原子核與原子核之間的相互作用、電子與電子之間的相互作用，還有原子核與共用電子對之間的相互作用，共價鍵也是一種作用力。并以H2為例，推廣到其它非金屬原子形成共價鍵的過程，從而歸納共價鍵的本質(zhì)、成鍵元素、成鍵微粒。

［歸納］共價鍵的形成?

五、討論及建議

蘇教版《化學(xué)2》專題1中“共價鍵”的內(nèi)容主要包括共價鍵的概念，共價分子的類型與表示方法，淡化了從微觀角度即從化學(xué)鍵角度認識化學(xué)反應(yīng)。教材中以氯化氫分子為例形成共價鍵概念，在氯化氫的形成過程中，氫原子從哪里來？氯原子從哪里來？化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)又是什么？未做進一步的闡述，若在教學(xué)中立足在生成氯化氫本質(zhì)的層面略加擴展，就能夠幫助學(xué)生更好更完整地從微粒觀角度理解化學(xué)反應(yīng)。

教材對共價鍵表示方法的學(xué)習(xí)，主要是停留在能夠用電子式表示共價分子的結(jié)構(gòu)的層面上。雖然通過介紹典型分子（如HCl、Cl2、H2O、NH3、CH4）的電子式、結(jié)構(gòu)式、球棍模型和比例模型，讓學(xué)生們能夠體會到原子為了形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，原子間通過共用電子對而形成靜電作用的形式。對于自然界中豐富多彩的物質(zhì)結(jié)構(gòu)形式，這樣的認識依舊是具體而零散的，缺乏對原子形成物質(zhì)的過程中的基本結(jié)構(gòu)形式的整體認識。在教學(xué)過程中，如果能將“共價鍵”教學(xué)的立足點在原有的基礎(chǔ)上再向原子組合形成宏觀物質(zhì)的行為層面略加擴展，即從典型分子（如HCl、Cl2、H2O、NH3、CH4）的結(jié)構(gòu)解釋中抽取出常見原子（C、N、O、H和鹵素原子）在形成共價鍵時的基本成鍵方式、基本幾何構(gòu)型，更能讓學(xué)生從微粒觀的角度感受到這種結(jié)合方式是物質(zhì)世界中最基本的結(jié)構(gòu)形式。

［1］王磊.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書：化學(xué)2（必修）［M］.北京：山東科技出版社，2006

［2］宋心琦.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書：化學(xué)2（必修）［M］.北京：人民教育出版社，2006

［3］王祖浩.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書：化學(xué)2（必修）［M］.南京：江蘇教育出版社，2006

［4］張琦，谷黎芳，韓雪，楊艷紅.化學(xué)鍵概念的學(xué)生調(diào)研及教學(xué)策略［J］.化學(xué)教育，2012，（2）：12－15

［5］姚淑霞.化學(xué)鍵概念教學(xué)的創(chuàng)新嘗試［J］.化學(xué)教學(xué)，2009，（7）：51－54

［6］江敏.感受自然界的魅力—“共價鍵”的教學(xué)實踐與思考［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2011，（8）：16－20