3.4.1 配合物 教学设计 -2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

教 案 课题 第四节 配合物和超分子 第1课时 配合物 授课类型 新授课 授课对象 授课时间 课时 1课时 教材 选择性必修2（人教版2019） 教学目标及教学重点、难点 教学目标：1.概括简单配位键的形成实质及条件，说出配位键与一般共价键的异同，能预测不同微粒间能否形成配位键。 2. 通过实验真实感受配合物的存在，基于证据建构配合物的认知模型，会运用模型解释配合物的某些典型性质，能结合信息推测简单配合物的结构组成。 教学重点：1.初步形成配位键的基本概念 2.进一步认识配位键和配位化合物。 教学难点：深化对配位键和配位化学物的认识。 核心素养 认识视角：宏观辨识与微观探析； 认识思路：化学事实-构建模型-运用模型； 认识方法：实验法，模型法； 学科价值：物质的检验；沉淀的溶解；生产生活和科学技术等方面的应用 教学过程 教学环节 主要教学活动 导入 新课 【展示图片】 硫酸铜粉末 硫酸铜晶体 CuSO4 CuSO4·5H2O 无水CuSO4固体是白色的，但CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的，为什么呢？ 讲授 新课 【讲解并展示】 实验3-2 下表中的少量固体溶于足量的水，观察实验现象并填写表格。 固体 ①CuSO4 白色 ②CuCl2 绿色 ③CuBr2 深褐色 ④NaCl 白色 ⑤K2SO4 白色 ⑥KBr 白色 哪些溶液呈天蓝色 实验说明什么离子呈天蓝色，什么离子没有颜色 【观看视频】 --------几种固体及溶液的颜色 【学生】认真观看视频，汇报实验现象并分析原因：CuSO4 (s) 为白色，CuSO4 (aq) 为蓝色，CuCl2 (aq) 为绿色。CuSO4 (s) 溶于水后，在水分子的作用下发生电离：CuSO4 Cu 2++ SO2- 4 ，显蓝色的原因应该 是 Cu 2+与水分子作用的结果； CuCl2 (aq) 显绿色可能与水分子和Cl—有关。 【教师】肯定学生的分析，并给出结论：CuSO4 溶液显蓝色，是因为Cu 2+与水分子通过配位键结合生成[Cu(H2O) 4 ] 2 ，[Cu(H2O) 4 ] 2显蓝色。 【PPT展示】 实验3-2 固体 ①CuSO4 白色 ②CuCl2 绿色 ③CuBr2 深褐色 ④NaCl 白色 ⑤K2SO4 白色 ⑥KBr 白色 哪些溶液呈天蓝色 ①②③溶液呈天蓝色 ④⑤⑥呈无色 实验说明什么离子呈天蓝色，什么离子没有颜色 Cu2+呈天蓝色，Na+、K+、SO42-、Cl-、Br-离子呈无色 实验证明，上述实验中呈蓝色的物质是水合铜离子，可表示为[Cu(H2O)4]2+。 【讲解】一、配位键 1.概念 由一个原子单方面提供孤电子对，而另一个原子提供空轨道而形成的化学键，即“电子对给予—接受”键。 2.形成条件 （1）成键原子一方能提供孤电子对。如分子有NH3、H2O、HF等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。 C N Cl （2）成键原子另一方能提供空轨道。如H＋、B及过渡金属的原子或离子。 3.特点 配位键是一种特殊的共价键，同样具有饱和性和方向性。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的，如Ag＋形成2个配位键；Cu2＋形成4个配位键等。 4.表示方法 (电子对给予体)A→B(电子对接受体)或A—B。 【讲解】二、配合物 1.概念 通常由金属离子或原子（称为中心离子或原子）与某些分子或离子（称为配位体或配体）以配位键结合形成的化合物，简称配合物 [Cu(H2O)4]2+ CuSO4·5H2O 2.组成 配合物溶于水易电离为内界配离子和外界离子，内界配离子一般很稳定，不易电离 [Cu(NH3)4]SO4= [Cu(NH3)4]2＋ + SO42- 但有些配合物没有外界，如 Ni(CO)4 、Fe(CO)5。 【提问】这些配离子是怎么形成的呢？下面我们通过实验进行探究。 【实验探究】实验3-3 【视频播放】-------四氨合铜离子的生成 【学生】分组总结[实验3-3]、[实验3-4]和[实验3-5]的实验现象及其原因，并共同完成下列表格。 【讲解并展示】 配合物实验总结 配离子 [Cu(H2O)4]2+ [Cu(NH3)4]2+ [Fe(SCN)]2+ [Ag(NH3)2]+ 颜色 天蓝色 深蓝色 血红色 无色 溶解性 都易溶于水 生成方法 Cu2+溶于水 Cu2+与过量氨水 Fe3+与SCN-反应 Ag+与过量氨水 中心离子 Cu2+ Cu2+ Fe3+ Ag+ 配体 H2O NH3 SCN- NH3 配位数 4 4 1 2 【教师】 结合探究过程引导学生书写相关的化学方程式(或离子方程式)，并用结构式表示相关的配离子。 【学生】认真书写相关的化学方程式（或离子方程式），并用结构式表示相关的配离子。 【教师】对学生给出的答案进行点评，并补充。 【PPT展示】 [Cu(H2O)4]2＋+ 4NH3∙H2O = [Cu(NH3)4]2＋ + 8H2O Fe3+ + n SCN- ⇌ [Fe(SCN)n]3-n n = 1~6，随SCN-的浓度而异 Ag+ + 2NH3 ∙H2O = [Ag(NH3)2]+ + 2H2O 【思考与讨论】 （1）从结构角度解释，为什么Cu2+与NH3形成的配位键比Cu2+与H2O形成的配位键强？ 提示：H2O、NH3同为中性分子，但电负性N＜O，N比O更容易给出孤对电子，与Cu2＋形成的配位键更强。 （2）依据电子式，讨论NH3 、H2O与H＋是如何形成NH4＋ 、H3O＋的？ 配位键中的共用电子对是由成键单方提供的，而其他的共价键的共用电子对是由成键双方提供的。 【师生共同总结回答】 【过渡】配位键的强度有大有小，有的配合物很稳定，有的很不稳定。 【讲解并展示】 3.配合物的形成对性质的影响 （1）对溶解性的影响 一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH-、Cl-、Br-、I-、CN-的溶液中，形成可溶性的配合物。 （2）对颜色的改变 当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。 （3）稳定性增强 配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。 例如：血红素中的Fe2＋与CO分子形成的配位键比Fe2＋与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2＋与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。 【过渡】配合物广泛存在于自然界中，跟人类生活有密切的关系。 【讲解并展示】三、配合物的应用 叶绿素 血红蛋白 1.在生命体中的应用 含锌酶有80多种 维生素B12 2.在医药中的应用 抗癌药物——顺铂 3.配合物与生物固氮 固氮酶 H[AuCl4] 王水溶金 照相技术的定影 4.在生产生活中的应用 冰晶石Na3[AlF6] 热水瓶胆镀银[Ag(NH3)2]+ 课堂 练习 1.下列关于配合物的说法中正确的是（ ） A．化学式 [TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物中配体是Cl－和H2O，配位数是9 B．含有配位键的物质一定是配位化合物 C．配合物[Ag(NH3)2]Cl中存在离子键、配位键、极性键和非极性键 D．向硫酸铜溶液中滴加过量的氨水，溶液呈深蓝色是因为存在[Cu(NH3)4]2+配离子 【答案】D 【解析】该配合物中：中心原子为Ti，配体是氯离子和水，配位数为6，A项错误； 氯化铵中氮原子和氢原子之间存在一个配位键，但氯化铵不是配位化合物，B项错误；配合物中内界和外界之间为离子键，中心原子和配位原子之间为配位键，配体中氮原子和氢原子之间为极性共价键，不存在非极性键，C项错误；硫酸铜中加过量氨水形成四氨合铜配离子，为深蓝色，D项正确。 2.下列分子或离子中，能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是(　　) ①H2O　②NH3　③Cl－　④CN－　⑤CO A．①② B．①②③ C．①②④ D．①②③④⑤ 【答案】D 【解析】①H2O、②NH3、③Cl－、④CN－、⑤CO的结构式分别为 、 、 、 、 ，这几种粒子都能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键，D项正确。 3.关于[Cr(H2O)4Cl2]Cl的说法正确的是(　　) A．中心原子的化合价为＋1价 B．配位数是6 C．配体为水分子，外界为Cl－ D．在其水溶液中加入AgNO3溶液，不产生白色沉淀 【答案】B 【解析】[Cr(H2O)4Cl2]Cl中阴离子是氯离子，氯离子的化合价是－1价，所以铬离子的化合价是＋3价，A项错误；中心原子铬与4个水分子和2个氯离子结合形成配位离子，故Cr的配位数为6，B项正确；[Cr(H2O)4Cl2]Cl中配体为水分子和氯离子，外界为Cl－，C项错误；[Cr(H2O)4Cl2]Cl的外界为Cl－，在其水溶液中加入AgNO3溶液，会产生氯化银白色沉淀，D项错误。 4.下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是(　　) A．配位化合物中必定存在配位键 B．配位化合物中只有配位键 C．[Cu(H2O)4]2＋中的Cu2＋提供空轨道，H2O中的氧原子提供孤电子对形成配位键 D．配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用 【答案】B 【解析】含有配位键的化合物就是配位化合物，但配位化合物还会含有共价键、离子键等，B错误。 板书设计 1、 配位键 2、 配合物 3、 配合物的应用 教学设计反思 学生在学习过程中热情高涨，思维活跃，勇于表达，很好地培养了学生基于实验证据得出实验结论的能力。但本节课也存在一些遗憾，比如对配合物的发展历史及异构问题没有介绍。 学科网（北京）股份有限公司 $$