2.3 配位键与配合物 教学设计-2025-2026学年高二下学期化学鲁科版选择性必修2

该高中化学教学设计聚焦配位键的形成条件、本质及配合物组成，通过“化学魔术”（FeCl₃与KSCN变色、CuSO₄加氨水沉淀溶解）创设情境，衔接离子键、共价键已有知识，为微项目《补铁剂中铁元素的检验》奠定基础。 以“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”为核心，通过“现象→假设→解释→建模”探究（如解密魔术分析Fe³⁺与SCN⁻成键），结合比较表格区分化学键类型。联系血红蛋白等应用体现价值，提升学生科学思维与探究能力，为教师提供实验活动与概念辨析方案，助力高效教学。

《配位键与配合物》教学设计 一、 教学指导思想 本节课以“结构决定性质，性质反映结构”的化学学科核心观念为统领，聚焦于配位键这一特殊的化学键。设计上遵循“从生活到化学，从宏观到微观，再从理论到应用”的认知规律，通过极具视觉冲击力的“化学魔术”创设真实问题情境，引导学生从宏观的、奇特的现象出发，探究其微观本质，自主建构配位键与配合物的核心概念。本节课旨在深化学生对化学键多样性的理解，培养“宏观辨识与微观探析”、“证据推理与模型认知”的核心素养，并为单元微项目《补铁剂中铁元素的检验》奠定关键的知识与能力基础。 二、 教材与学情分析 1. 教材分析：本节选自鲁科版选择性必修二第二章第三节《离子键、配位键与金属键》。配位键是共价键的一种特殊形式，是对学生已有化学键（离子键、共价键）知识的重要补充和完善。教材通过熟悉的氨合铜离子实验引入，揭示了配位键的形成条件与本质，并介绍了配合物的基本组成。学好本节内容是理解后续配合物检验应用的理论基石。 2. 学情分析：学生已经掌握了离子键、共价键（σ键、π键）的本质，能够用电子式表示简单物质的形成，初步具备从微观角度分析问题的能力。但配位键的“一方提供孤电子对，一方提供空轨道”这一特殊形成方式对学生而言是全新的，且配合物的复杂组成容易使学生感到陌生和混淆。学生喜欢观察实验现象，但将宏观现象与微观机理主动联系的意识与能力有待进一步引导和加强。 三、 教学目标 1、能说出配位键的形成条件和本质；能用电子式、结构式等方式表示常见配位键的形成过程（如NH₄⁺、[Cu(NH₃)₄]²⁺）；能识别配合物的内界和外界，能说出配合物的中心原子、配体、配位数等基本概念。 2.通过实验观察与理论分析，经历“宏观现象→提出假设→微观解释→建构模型”的科学探究过程；学会运用比较、归纳的方法，理解配位键与一般共价键的联系与区别。 3.感受配合物呈现的丰富色彩之美，体会化学的奇妙与创造性；认识到配位键理论的建立是对化学键理论的完善，感悟科学认识是不断发展的；初步了解配合物在生命科学、工业生产等领域的广泛应用，体会化学的社会价值。 四、 教学重难点 · 教学重点：配位键的形成条件与本质；配合物的基本组成。 · 教学难点：配位键的形成原理（提供孤电子对与提供空轨道）；配合物内、外界的区别与联系。 五、 教学准备 · 实验药品与仪器：硫酸铜溶液、稀氨水、浓氨水、氯化铁溶液、硫氰化钾溶液、氢氧化钠溶液；试管、胶头滴管、多媒体展示设备、分子结构模型或模拟软件。 · 教学素材：配合物应用的图片（血红蛋白、叶绿素、电镀、催化剂等）。 六、 教学过程 【阶段一：魔术激趣，悬疑导入】（预计时间：5分钟） 1. “变色魔术”表演： 魔术一：向一支盛有少量FeCl₃溶液的试管中，滴加1-2滴KSCN溶液，溶液瞬间变为血红色。提问：“这血红色物质是什么？是FeCl₃还是KSCN？” 魔术二：向一支盛有CuSO₄溶液的试管中，逐滴加入稀氨水，先产生蓝色沉淀（学生可推测为Cu(OH)₂）。继续滴加过量浓氨水，蓝色沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液。 2. 创设认知冲突： 提问：“在魔术一中，我们并没有加入新的元素，为何会产生如此鲜艳的新颜色？在魔术二中，沉淀为何会溶解？深蓝色溶液中的微粒还是简单的Cu²⁺吗？” 引导学生思考：这些奇特现象的背后，可能存在着一种新的微粒结合方式。 引出课题：今天我们就来揭开这些“化学魔术”背后的秘密，学习一种特殊的化学键——配位键，以及由它构成的配合物。 【阶段二：探究本质，建构概念】（预计时间：20分钟） 活动一：从熟悉物质切入，发现特殊键合 1. 回顾与迁移：请学生写出NH₃分子和H⁺离子的电子式。提问：按照已有的共价键理论，它们如何结合？ 2. 动画演示与讲解： 展示NH₃分子的结构，突出N原子上有一对孤电子对。 展示H⁺（一个质子），强调它有一个空的1s轨道。 动画模拟：NH₃分子的孤电子对“投入”H⁺的空轨道，两者共享这对电子，形成NH₄⁺。 3. 归纳配位键定义： 引导学生用自己的语言描述这个过程的特点：一方（NH₃）提供孤电子对，一方（H⁺）提供空轨道。 给出科学定义：这种由一个原子单方面提供孤电子对，另一个原子提供空轨道所形成的共价键，称为配位键。配位键用“→”表示，箭头从提供孤电子对的原子指向接受孤电子对的原子。NH₄⁺的形成可表示为：H⁺ + :NH₃ → [H←NH₃]⁺ （即NH₄⁺）。 核心辨析：配位键在形成后，与普通的共价键有没有区别？强调：配位键是一种特殊的共价键，一旦形成，与普通共价键性质完全相同。（例如NH₄⁺中的四个N-H键完全等同）。 活动二：解密“化学魔术”，应用新知 1. 解密“血红色”： 引导学生分析：Fe³⁃的价电子排布，其最外层有空的轨道吗？（有）。SCN⁻离子中，S或N原子上有孤电子对吗？（有）。 讲解：SCN⁻（以N原子配位为例）将孤电子对给予Fe³⁺的空轨道，形成配位键，生成了红色的[Fe(SCN)]²⁺（简化形式）等复杂离子。颜色变化是形成新微粒（配合物）的标志。 2. 解密“深蓝色溶液”： 引导学生书写过程：Cu²⁺ + 2OH⁻ = Cu(OH)₂↓；Cu(OH)₂ + 4NH₃ = [Cu(NH₃)₄]²⁺ + 2OH⁻。 重点分析[Cu(NH₃)₄]²⁺：中心Cu²⁺提供空轨道，4个NH₃分子各提供一对孤电子对，形成4个配位键，构成稳定的复杂离子。 活动三：建立配合物概念模型 1. 以[Cu(NH₃)₄]SO₄为例讲解： 内界：中心原子（Cu²⁺）与配体（NH₃）以配位键结合形成的复杂离子——配离子（[Cu(NH₃)₄]²⁺），通常用方括号括起来。 外界：与内界以离子键结合的离子（SO₄²⁻）。 核心概念： 中心原子/离子：通常是金属阳离子或原子（如Fe³⁺、Cu²⁺、Ag⁺），具有空轨道。 配体：提供孤电子对的分子或离子（如NH₃、H₂O、Cl⁻、SCN⁻）。 配位数：直接与中心原子形成配位键的配位原子的数目（本例中为4）。 2. 概念辨析练习： 指出[Ag(NH₃)₂]⁺、K₃[Fe(CN)₆]中的中心原子、配体、配位数、内界和外界。 【阶段三：深化理解，总结提升】（预计时间：10分钟） 1. 比较与归纳（表格填空）： 键型 成键本质 成键粒子 特点举例 离子键 阴阳离子静电作用 阴、阳离子 Na⁺与Cl⁻ 共价键 共用电子对 原子 Cl₂、H₂O 配位键 一方提供孤电子对，一方提供空轨道 原子/离子（受体）与分子/离子（给体） NH₄⁺中的N-H键 强调：配位键是共价键家族的一员，其特殊性仅在于电子对来源的“单方面提供性”。 2. 联系生活，拓展价值： 展示图片或简短介绍：生命化学——血红蛋白中的血红素（Fe²⁺与卟啉的配合物）输氧；叶绿素（Mg²⁺配合物）光合作用。工业应用——电镀、贵金属提取、催化剂（如合成氨的铁催化剂）。 回扣导入实验：正是配合物的形成，赋予了这些离子独特的颜色和溶解性，为我们检验离子、创造新材料提供了可能。 3. 预告微项目：我们下一阶段的“微项目”，就将利用今天学习的Fe³⁺与SCN⁻形成红色配合物的知识，去探究如何检验补铁剂中的铁元素。请大家提前思考。 【阶段四：随堂检测，巩固反馈】（预计时间：5分钟） 1. 判断下列说法是否正确，并说明理由： (1) 配位键只存在于配合物中。（错，如NH₄⁺中也有） (2) 形成配位键的两种微粒必须都是带电的离子。（错，可以是分子与离子，如[Cu(NH₃)₄]²⁺） (3) 在[Cu(NH₃)₄]²⁺中，Cu²⁺提供孤电子对，NH₃提供空轨道。（错，提供关系反了） 2. 请用化学方程式和配位键表示法，解释向AgNO₃溶液中滴加氨水，先产生沉淀后又溶解的现象。 七、 板书设计 配位键与配合物 1. 配位键 定义：一方提供孤电子对，另一方提供空轨道所形成的共价键。 表示：A → B （A：电子对给予体；B：电子对接受体） 本质：特殊的共价键，形成后与普通共价键无异。 实例：H⁺ + :NH₃ → [H ← NH₃]⁺ （NH₄⁺） 2. 配合物 定义：由中心原子和配体通过配位键结合形成的化合物。 组成（以[Cu(NH₃)₄]SO₄为例）： [ Cu (NH₃)₄ ] SO₄ ↑ ↑ ↑ 中心 配体 外界 原子 离子 （提供空轨道）（提供孤电子对）（离子键结合） 相关概念：中心原子/离子、配体、配位数、内界、外界。 3. 应用：物质检验（Fe³⁺检验）、生命活动（血红蛋白）、工业生产（催化、电镀）。 八、 作业设计 1. 基础题：完成课后练习题，巩固配位键表示法与配合物组成。 2. 思考题：查阅资料，列举1-2种配合物在医药领域的应用实例（如抗癌药物顺铂），并简要说明其作用与配位键的关系。 3. 预习任务：复习本节内容，并思考：如何利用Fe³⁺的特性，设计实验区分Fe²⁺和Fe³⁺？为微项目学习做准备。 学科网（北京）股份有限公司 $