归纳与整理优秀教学设计说课稿

配合物简介

四川省简阳中学

谌冰洁

1.

教材和学情分析

教材分析：

选修模块3《物质结构与性质》以提高学生科学素养为核心，帮助学生体会科学探索的过程与方法，初步理解物质结构的奥秘。本节内容选自选修选自第二章第二节，介绍了一种特殊的共价键——配位键，并由此引出了很庞大的一类物质——配合物，但由于配合物的结构较为复杂，因此在学习时应注意难度的掌控，要有选择性地介绍最典型的物质，做到深入浅出。配合物是根据物质的特殊成键方式进行分类的，通过学习配合物相关知识，可以帮助学生构建分类观、微粒观、平衡观、物质转化观等化学核心观念，因此，此部分知识的综合性较强。

整本书出现的三个实验全都在“配合物理论简介”部分，充分体现了实验教学在本节课的重要地位。

学情分析：

学生已学习过共价键的概念，知道氢氧化铝是两性物质，知道银氨溶液的配制方法，但只将其作为一般的化学知识进行记忆，由于认识的局限性，没能认真研究过核心本质，如今通过对配合物知识进行学习，将帮助学生解释以往学习过程中存在的不少困惑。

2.

教学目标

知识与技能：掌握配位键、配位化合物的概念、组成和表示方法，认识常见的配合物，了解其应用价值。

过程与方法：通过实验环节，培养学生分析、归纳总结的能力，在课外研讨环节，培养学生自主学习能力、小组合作意识和创新精神。

情感态度与价值观：在实验过程中，培养学生严谨、细致的科学态度；通过合作学习培养学生的团队意识；了解配合物在生活中的应用，增强社会责任感，激发学生的学习兴趣。

3.

教学重点和难点

教学重点：配位键和配位化合物的概念、组成、表示方法和形成条件，配合物的结构与性质

教学难点：配合物的形成条件、结构与性质关系

4.

教学过程

【引入】今天我们要学习一类具有特征化学结构的化合物，在认识这类化合物之前，我们先来做一个热身实验。这里有两只试管，已经提前加入了2mL饱和硫酸铜溶液，现在，我向其中一只试管中加入6mol/L的盐酸，请同学们认真观察实验现象。前面的同学应该已经看到了变化，为了能让后排的同学也能看清楚，现在我把投影打开，我们发现，最开始溶液是显蓝色的，加入盐酸后，溶液变为了绿色。颜色发生了变化，我们猜想应该是发生了化学反应，但问题却出现了：CuSO4和HCl进行反应，产物会是什么呢？

这个反应有沉淀生成吗？有气体生成吗？有弱电解质生成吗？既然都没有，那CuSO4和HCl是怎样结合生成新物质的呢？我们今天这节课就是为了揭开其中的奥秘。在研究这个问题之前，我想请大家先来思考这样一个问题：刚开始的时候溶液显蓝色，与何种微粒有关？

【学生回答】铜离子。

活动探究1：初识配合物

【PPT展示】大家异口同声说是Cu2+，真的是Cu2+在显蓝色吗？这里给出了三种大家非常熟悉的物质，分别是无水CuSO4、含有结晶水的胆矾（CuSO4·5H2O）以及SO4溶液。我们一起来看看它们的颜色。首先，无水CuSO4是白色的，胆矾是蓝色的，CuSO4溶液也是蓝色的。同样含有Cu2+,但有H2O分子存在的时候才会显蓝色，那么H2O分子在这里起到了怎样的作用呢？

【学生猜测】形成了水合离子。（学生若答不出，则提醒：我提醒一下大家，在必修一的时候我们学过，溶液中是没有简单的阳离子和阴离子的，它们会和水分子结合生成水合离子，当然，其中最为简单的水合离子是H3O+）

【教师讲解】我们现在就从最简单的H3O+入手，来探究一下它的形成过程。H+中没有电子，只剩下1个空轨道，轨道空着也是空着，实在是太浪费了，H+想着要是能有粒子送给它一对电子就好了，正好H2O中的氧原子就有孤电子对，研究表明，两者通过电子达成交易后，就结合在一起形成了H3O+。同理可分析铜离子和水之间的作用，Cu变为Cu2+的过程中，会有轨道空出来，它同样可以容纳H2O中过来的孤电子对，Cu2+除了4s外，其实还有4p，4d等空轨道，所以

它结合的H2O较多，可以容纳4个H2O提供的孤电子对，形成[Cu(H2O)4]2+,CuSO4溶液显蓝色，就是因为存在[Cu(H2O)4]2+。

这里生成的键比较特殊，成键的两个原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道，虽然电子对由单方提供，但二者之间依旧是以共用电子对为纽带结合在一起的，因此依旧属于共价键，这种特殊的共价键被称为配位键，用

表示，箭头的起点在O原子处，表明是由氧提供的孤电子对，箭头指向Cu2+，表明孤电子对进入到Cu2+的空轨道中。在书写配离子的结构简式时，中括号内部的粒子是不写电荷的，统一在中括号外边的右上角进行标明。Cu2+除了能跟H2O以配位键的形式结合在一起外，还能跟其它粒子形成配位键吗？为了研究这个问题，我们分小组来做一个实验。

【学生实验1】请大家向一只试管中加入2mL饱和CuSO4溶液，给大家准备的滴管上有刻度，大家可以直接用滴管滴加2mL CuSO4溶液，也可以通过量筒准确量取溶液；取好CuSO4溶液后，再向其中逐滴加入浓氨水至过量，边加边振荡，认真观察实验现象并做好实验记录。现在请大家开始实验。很多小组已经完成了实验，现在我们请一组同学来给我们分享一下他们组观察到的实验现象。

【实验现象】先产生蓝色沉淀，后继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色溶液。

【问题】其他小组观察到的现象是否和这一组相同呢？很好，CuSO4溶液中加入氨水，先生成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，变为深蓝色溶液。那么问题来了，刚开始生成的蓝色沉淀是什么？为什么会形成Cu(OH)2？

【学生分析】CuSO4溶液中逐滴加入浓氨水，先产生Cu(OH)2蓝色沉淀，因为氨水是呈碱性的，Cu2+会与NH3·H2O中电离出来的OH-结合成Cu(OH)2沉淀，请大家写出离子反应方程式。离子反应方程式很简单：

【问题】继续滴加氨水，我们发现生成的氢氧化铜又溶解于氨水中了，为什么可以溶解呢？（提醒一下，大家根据本节课学的内容再想一想？）

【学生猜测】Cu2+会不会以配位键的形式结合成易溶于水的物质呢？

【小组讨论】很好，我们知道沉淀有溶解平衡，氢氧化铜中还是会有Cu2+离解出来，如果Cu2+能找到新的粒子结合成更为稳定的物质，沉淀溶解平衡会

被打破，导致氢氧化铜沉淀溶解。Cu2+有空轨道，氨水中有NH3，NH3中的N有孤电子对,正好满足形成配位键的条件，可以生成稳定的[Cu(NH3)4]2+，从而导致氢氧化铜发生转化。相关反应为：

【实验探究】我们继续探究，若向深蓝色溶液中加入无水乙醇，又会看到怎样的实验现象呢？

【实验结论】溶液变浑浊，由于颗粒比较细，需要静置一段时间后才能看见试管底部析出的深蓝色固体，同学们可以将试管先放置在一边，等会儿再来观察一下现象。

【PPT展示】深蓝色溶液中的溶质在极性较强的水中是易溶的，在极性较弱的乙醇中难溶，根据相似相溶原理，溶质本身的极性应该较强。这其实和我们刚才的分析恰好对应，我们之前已经分析出了[Cu(NH3)4]2+的构成，[Cu(NH3)4]2+是一种较复杂的阳离子，在水溶液中，有阳离子就必然有阴离子，阳离子和阴离子结合在一起，不正好就是极性强的离子化合物吗？所以我们看到溶质能在无水乙醇析出来的现象就不足为奇了。

【结论】在这种离子化合物中，阳离子是[Cu(NH3)4]2+经研究表明，与之结，合的阴离子为SO42-。像[Cu(NH3)4]SO4（硫酸四氨合铜）这种由配位键形成的复杂的化合物被称作配位化合物，简称配合物，它由內界配离子和外界组成，內界中，提供空轨道的为中心离子，通常为空轨道较多的过渡金属元素；提供孤电子对的为配体，可以是分子也可以是离子，常见的配体有H2O、NH3、CO（羰基）、-CN-、SCN-、OH（羟基）、卤素离子等；配体中提供孤电子对的原子为配位原子，配体右下角的数值是为配体数。內界配离子与外界之间是由离子键结合，可以完全电离。內界中的中心离子和配体之间是由配位键结合，相对稳定，因此难电离。学习了配合物的基本概念之后，我们马上来做两道练习题试试身手。第一题应该选择的是D选项；第二道题选择B，我们通过第二题还可以发现，配合物中的配体有时候可能会有好几种，大家一定要注意分析。刚刚我们说內界中是“难电离”的，有的同学可能会产生疑惑了，你只说“难电离”，又不是

“不能电离”，那么內界部分的电离情况究竟是怎样的呢？要研究一下这个问题，这节课刚开始的时候做的热身实验就派上用场了。

活动探究2：再探配合物

【教师提问】当时我们还无法解释CuSO4和HCl的反应产物，现在请大家再来想一想，二者究竟发生了怎样的反应？

【学生回答】Cu2+有空轨道，Cl-是常见的配体，自然可以以配位键进行结合！对照着[Cu(H2O)4]2+和[Cu(NH3)4]2+的组成，我们可以推断出配离子应为CuCl42-。

【演示实验】现在我继续向绿色溶液中加入氨水，大家可以先来猜测一下实验现象。

【学生猜测】会变蓝！

【实验分析】是不是会变蓝呢？我们做完实验就知道了。大家注意，我都加了好几滴管的氨水了，还没有明显现象，我还需要继续滴加。我们观察上面摇匀了的液体颜色，果然变为了深蓝色，看来的确是生成了[Cu(NH3)4]2+。

【PPT展示】

【教师讲解】Cu2+可以在不同配体间传递，倾向于结合配位能力更强的配体生成更稳定的配合物，当由弱配体向强配体转化时，只需加入强配体即可；其实逆向也能转化，往往是将强配体破坏掉从而实现的转化。通过实验，我们发现，內界的中心离子和配体间能电离，但是是微弱的，我刚刚在向CuCl42-中滴加氨水时，滴加了好几滴管的氨水才发生了变化，就是源于电离的微弱性。此外，內界的电离还是可逆的，大家看到“可逆”这两个字想到了什么？很好，可逆性是化学平衡的重要特征。化学平衡作为高中阶段最为重要的知识模块之一，在配合物部分也有体现。

活动探究3：应用配合物

【教师提问】回顾必修一的知识，我们知道向硫酸铝溶液中逐滴加入氢氧化钠会有这样的一系列的变化：先生成Al(OH)3白色沉淀，继续滴加氢氧化钠，沉淀消失，生成偏铝酸钠，NaAlO2实际上是一种简写模式，严格意义上来说应写成Na[Al(OH)4]。Na[Al(OH)4]的写法在很多资料上都有看到，但是大家都是死记硬背的，知道这两种写法是等同的，如今学习了配合物知识后，相信大家一下子就能看明白了，Na[Al(OH)4]其实就是一种配合物，配离子是[Al(OH)4]-。那么除了铝离子之外，其它的金属离子有没有类似的一系列变化呢？

【实验探究】我们继续来做实验。向一只试管中加入2mL饱和CuSO4溶液，向其中逐滴加入NaOH溶液直至过量，观察现象并做好记录。我看很多组都完成了实验，现在我们请一组同学跟我们分享一下他们小组观察到的实验现象。

【学生展示】蓝色硫酸铜溶液中加入NaOH溶液，先生成蓝色沉淀（教师：其它小组观察到了这一变化吗？很好，那蓝色沉淀是哪种物质呢？学生：氢氧化铜。教师：很好，那么继续滴加氢氧化钠之后，有没有变化呢？）继续加入NaOH溶液，蓝色沉淀溶解，生成深蓝色溶液，对比[Al(OH)4]-，认为生成了[Cu(OH)4]2-。请大家仿照硫酸铝滴加氢氧化钠后的物质转化关系图，绘出硫酸铜加入氢氧化钠后的物质转化情况，可以不写出完整物质，只用参与反应的离子进行表达。我们来看看这位同学写的，大家觉得写的怎么样？大家都写对了吗？很好，我们再来总结一下这两组关系图中反映出来的知识，首先不管是用硫酸铝还是用硫酸铜溶液制备相应的氢氧化物，一定要注意量的控制，NaOH不能加太多，否则，沉淀会溶解。我们之前学过，用硫酸铝制备氢氧化铝时，为了使沉淀不溶解，其实可以大胆地加入氨水，那么硫酸铜制备氢氧化铜，我是否还能毫无顾忌地加大量的氨水呢？（学生答：不行，因为氢氧化铜会溶解于氨水中）所以大家一定要注意二者的区别。此外，我们之前说配合物的中心离子主要是由过渡金属元素形成的，那么一定得是过渡金属元素吗？这里其实就有了其它情况，第ⅡA、ⅢA的某些元素也能形成配合物的中心离子。了解到这样的知识后，小试身手的这道题就太好理解了，请大家马上作答。

【小试身手1】（2012年高考江苏卷21题，节选）向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2-。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为

。

【答案】

【知识点总结】这节课我们学习了配位键、配合物的相关概念，了解了配合物內界和外界的电离情况以及配合物的应用。

【课后作业】日常生活中的配合物其实非常多，比如在生命体中承担重要作用的叶绿素、血红蛋白就属于配合物；暑假期间上映了一部现象级影片《我不是药神》，里面提到了抗癌药物，我国目前常用的一种抗癌药物顺铂也是配合物……请大家课后分小组查阅关于配合物的资料，下节课我们进行分享讨论。这节课到此结束，谢谢大家！

四、板书设计

配合物简介

一、初识物质

1.

配位键

2.

配合物

二、配合物內界的电离情况

三、应用配合物

五、课后反思

本节课是对配合物的概念作常识性的简单介绍，并没有运用杂化轨道理论或价层电子对互斥理论，确定配位体在中心原子的空间分布。学生现有知识水平有限，只能浅尝辄止，将基本的概念掌握清楚。本节课重点是以实验为基础，学生通过实验过程的逻辑分析，去研究配合物的相关性质，比起死记硬背而言，强调了实践和理解的重要性，让学生主动去探究了知识的外延和内涵，达到了核心素养的目标。