苏教版高中化学选修3《配合物的形成》名师教案2

配合物的形成

一、教材和学情分析

1．教材分析

本节内容选自苏教版化学选修模块3《物质结构与性质》专题四的第二单元，根据实验现象的分析帮助学生建构微粒观、转化观，以实验探究和简单实验方案设计的方式培养学生的创新意识。以常见配合物帮助学生建构认知模型，分析和处理关于简单配合物的结构和应用。以配合物的广泛应用来激发学生探究的兴趣，增强学生的社会责任意识。

必修2和选修3中共价键的学习为本节内容配位键以及配合物的学习奠定了必备的基础。配合物在化学中有着非常广泛的应用，但因为其结构较为复杂，所以在进行学习时应深入浅出，不宜过多的拓展。

2．学情分析

学生已经学习过共价键的概念，认识过氢氧化铝的两性，银氨溶液的配制、Fe3+的检验、冰晶石（Na3AlF6）在工业上冶炼金属铝中的应用等配合物有关的知识。学生对离子的检验、转化、鉴别等有比较深入的了解。但是在面对真实的问题情境时，分析、设计、评价实验方案的能力还有待进一步提高。核心概念“配位键、配合物”的建构比较困难，所以如何设置适宜的情境，设计有利于学生探究的活动就显得尤为重要。

二、教学目标和教学设计思路

1．教学目标

知识与技能——掌握配位键、配位化合物的概念；正确表示配位键、配位化合物；认识常见配合物。

过程与方法——通过实验探究活用离子的检验，培养学生分析、归纳总结的能力；学会对比实验的方法；培养学生自主学习能力。

情感态度与价值观——在实验探究的过程中，感受科学的魅力；通过合作学习培养学生的团队意识及严谨、细致的科学态度；了解配合物在生活中的应用，增强社会责任感，激发学生学习化学的积极性。

2．教学重点和难点

教学重点：配位键和配合物的组成、表示、形成条件及配合物结构和性质 教学难点：配合物形成条件，结构与性质关系

三、教学流程设计

【引入】创设情景，播放微视频：“爱美的湖神”的故事。

资料：在培养皿中放入一株塑料小树，放入几颗石子，向其中加入适量的蓝色硫酸铜溶液，模拟一个微型的小湖，如图1所示。

⑴向上述溶液中滴入盐酸溶液，结果溶液变绿色，如图2所示。

⑵在实验⑴的溶液中加入氨水，结果溶液变深蓝色，如图3所示。

下面大家分组来再现故事中的情景吧。

为了揭开其中的奥秘，请大家思考以下问题：刚开始溶液中的天蓝色与何种微粒有关？如何证明蓝色的由来？

设计意图：以故事化的实验情景激发学生兴趣，为后续过程中的探究活动做铺垫。

活动探究1 初识配合物

展示：无水CuSO4、胆矾（CuSO4·5H2O）、CuSO4溶液

无水硫酸铜是白色的，为什么其水溶液和胆矾都是蓝色的呢？

交流与讨论：Cu2+与H2O是如何结合成Cu(H2O)42+的呢？

（联想NH3与H+是如何结合成NH4+的）试模仿NH4+写出Cu(H2O)42+的结构式。

设计意图：以课始情景为载体，更易于引导学生探究配位键的形成，顺势迁移至[Cu(H2O)4]2+的形成，结合实验探究其中的原委，方案的设计可以发散学生的思维。

硫酸四水合铜——白色的硫酸铜粉末溶于水后，溶液变蓝了，原来是因为水分子中的氧原子上有孤电子对，铜离子有空轨道，他们结合在一起形成了[Cu(H2O)4]2+，这种离子是蓝色的，所以溶液变蓝了。

结论：我们把成键的两个原子一方（A）提供孤电子对，一方（B）提供空轨道而形成的共价键，称为配位键，表示为A→B。

实验探究：CuSO4溶液中，逐滴加入浓氨水，先产生蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色溶液。

小组讨论：我们还接触过哪些实验和上述现象相似？试对产生上述现象的可能原因提出猜想并设计合理的方案进行探究。

猜想1 实验现象和Al2(SO4)3溶液中逐滴加入过量的NaOH溶液相似，Cu(OH)2类似Al(OH)3有两性。

学生组内讨论后总结：Al(OH)3的两性是与强碱NaOH的反应，故不宜简单类比。

设计意图：为下面应用配合物理论解释真实问题埋下伏笔。

猜想2 实验现象和银氨溶液的配制过程相似，可能形成了新的配合物

头脑风暴：如何设计简单的实验方案，对假设进行探究

用NaOH溶液和BaCl2溶液分别检验硫酸四氨合铜中的离子。

溶液中Cu2+几乎没有了，但有大量SO42-存在，从而引发学生思考。

（可以根据溶液碱性增强，Cu2+浓度降低，NH4+减少但无NH3逸出判断是Cu2+与NH3结合成新的微粒）

思考：（那么）Cu2+去哪里了呢？（分析NH3结构，类比水的结构可以得出结论） 这就和做生意一样，Cu2+提供空轨道，NH3提供孤电子对，你情我愿的生意就做成了，形成了[Cu(NH3)4]2+。

试完成上述实验相关的化学方程式，学生代表上黑板书写。

结论：像硫酸四氨合铜这样由配位键形成的化合物称为配位化合物，简称配合物，它由内界配离子和外界组成，而内界配离子又由中心离子、配体和配位数三部分组成，从刚才的实验来看，内界配离子和外界之间是离子键，容易电离。

内界配离子中铜离子和氨分子之间真的就不能电离吗？带着这个问题带领学生进入下一个主题：探究配合物中的化学平衡。

设计意图：结合实验探究让学生自主建构配位键、配合物等核心概念，避免单向灌输的低效行为。

活动探究2 再探配合物

交流与讨论：湖水中的颜色变化说明了什么呢？请同学们进行小组讨论，并分享讨论的结果。

结论：

1．内界中心离子和配体之间也能电离，但是微弱的，可逆的。

2．配位键越强，配合物越稳定，Cu2+在不同配体之间传递时，由弱配体向强配体的转化，只需加入强配体即可；而逆向的转化，往往是通过对强配体的破坏或强制性的平衡移动才能实现，类似于沉淀溶解平衡的移动。

交流与讨论：我们还接触过哪些配合物？（学生畅所欲言：Ag(NH3)2OH、Fe(SCN)3„„）

哪些微粒可以形成配合物？中心离子必须是过渡金属吗？

小结配合物的常见的中心离子（或原子）及配体

设计意图：与课始情景呼应，同时也拓展学生思路，方便学生将已有知识进行结构化整合，解决实际问题。

过渡：Cu(OH)2没有两性是真的吗？

真题再现：（2012·江苏21）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。

活动探究3 应用配合物

分组实验：铜离子与氢氧根离子的配合

取两只试管分别加入CuSO4和Al2(SO4)3溶液，再分别持续加入浓．NaOH．．．．溶液至过量．．．．．，观察现象，讨论并解释其中原因。

学生展示：CuSO4中开始生成氢氧化铜蓝色沉淀，后来蓝色沉淀溶解，是因为生成了[Cu(OH)4]2-；Al2(SO4)3溶液中开始生成氢氧化铝白色沉淀，后来白色沉淀溶解，是因为生成了Na[Al(OH)4]。

小结：Cu(OH)2和Al(OH)3都可溶解于过量的NaOH，原来都是生成了四羟基配合物。反应原理与实验条件有关，所以我们要注意条件的控制。

追问：看得出同学们很用心，但是这种解释与高一所学生成NaAlO2的解释是否矛盾呢？ 总结：可见，中心离子不一定必须是过渡金属离子。随着知识的丰富，我们的认识也会不断地升华和改写。

设计意图：使前述猜想1得以解决，解决生成的新问题，使课堂升华到新的高度。

课堂小结——配合物的应用

配合物在许多领域都有非常广泛的应用，与我们的生活息息相关，目前国内常用的铂系抗肿瘤药物已经进展到第三代，它们也是配合物。希望同学们好好学习化学知识，积极参与化学研究，不断创造新物质，为人类的发展开辟新的思路。

课后作业：查阅关于配合物的资料，完成一篇关于配合物的科技小论文。

三、课后反思

物质结构理论抽象难懂，如何利用学生的已有经验，从前概念的发现到核心概念的建构是一难点。我选择以故事情境为实验探究的载体，引发学生的认知冲突，转变学生前概念，学生顺理成章地自主建构核心概念。情境的创设辅助活动的开展，生成新的问题驱动学生不断思考，把在必修1所学Al(OH)3的两性也有了更深的理解。实施概念建构的教学还需我们不断地探索，进一步提升课堂教学的实效性。