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高中化学配合物理论专题教案

一、引言：配合物的奇妙世界

在我们已有的化学认知中，化合物通常被分为离子化合物和共价化合物。然而，当我们观察到像深蓝色的硫酸铜溶液中加入氨水后，颜色变为更为深邃的绛蓝色，并且这种新物质能够稳定存在于溶液中，甚至结晶析出时，简单的离子键或共价键理论似乎难以圆满解释这一现象。类似地，我们熟知的用于检验Fe3?的KSCN溶液，会生成血红色的物质，这背后又隐藏着怎样的化学奥秘？这些“特殊”的化合物，正是我们今天要深入探讨的——配合物。它们广泛存在于自然界，在工业生产、医药合成、生命活动中都扮演着至关重要的角色。本节课，我们将一同揭开配合物的神秘面纱，探索其组成、结构与性质的内在联系。

二、教学目标

（一）知识与技能

1.理解配合物的定义，能够识别配合物的内界、外界、中心离子（或原子）、配体和配位原子。

2.掌握配位键的形成条件和本质。

3.学会书写简单配合物的化学式，并能对常见配合物进行命名。

4.初步了解配合物的空间构型，理解中心离子的配位数与空间构型的关系。

5.了解配合物在水溶液中的解离情况，初步认识配位平衡及稳定常数的意义。

（二）过程与方法

1.通过对实验现象的观察与分析，引导学生逐步形成配合物的概念，培养学生的观察能力和逻辑推理能力。

2.通过对配合物组成和结构的探究，学习从微观角度认识物质的方法，进一步建立物质结构决定性质的化学思想。

3.通过小组讨论、合作探究等方式，培养学生的合作精神和问题解决能力。

（三）情感态度与价值观

1.通过了解配合物在生产生活中的应用，感受化学学科的实用性和魅力，激发学习化学的兴趣。

2.通过对配合物理论发展历程的简要介绍（如维尔纳的贡献），体会科学家勇于探索、严谨求实的科学精神。

3.认识到化学理论的发展是一个不断完善的过程，培养学生的科学探究精神。

三、教学重点与难点

（一）教学重点

1.配合物的定义及组成（中心离子、配体、配位原子、配位数、内界与外界）。

2.配位键的形成条件。

3.配合物的命名原则。

（二）教学难点

1.配位键的本质。

2.运用价键理论解释中心离子的杂化类型、配位数与配合物空间构型的关系。

3.内轨型与外轨型配合物的概念及区别。

四、教学方法

讲授法、实验演示法（或视频演示）、问题驱动法、小组讨论法。

五、教学过程

（一）新课导入：色彩的变幻与思考（约5分钟）

教师活动：

1.演示实验1：在盛有少量CuSO?溶液的试管中，逐滴加入浓氨水，引导学生观察现象（先产生蓝色沉淀，继续加氨水，沉淀溶解，溶液变为绛蓝色）。

2.提问：“同学们，我们观察到了明显的颜色变化和沉淀的生成与溶解。蓝色沉淀是我们熟悉的Cu(OH)?，那么当沉淀溶解后形成的绛蓝色溶液中，溶质是什么呢？它是如何形成的？”

3.演示实验2（或展示图片/视频）：向FeCl?溶液中滴加KSCN溶液，观察血红色物质的生成。

4.提问：“同样，这里生成的血红色物质又是什么？为什么这些物质具有如此独特的颜色和稳定性？”

学生活动：观察实验现象，思考教师提出的问题，产生认知冲突，激发探究欲望。

设计意图：通过生动鲜明的实验现象创设问题情境，引发学生对传统化学键理论无法解释的新现象的思考，自然导入“配合物”的主题。

（二）新课讲授：配合物的基本概念（约20分钟）

1.配合物的定义

教师活动：

*引导学生分析上述实验中形成的新物质。以[Cu(NH?)?]SO?为例，指出在这个化合物中，Cu2?与NH?分子之间存在一种特殊的相互作用，形成了一个相对稳定的整体。

*给出配合物的定义：由中心离子（或原子）和一定数目的配体通过配位键结合而成的具有一定空间构型的复杂离子（或分子）称为配位单元。含有配位单元的化合物称为配合物。

*强调：配位单元可以是阳离子（如[Cu(NH?)?]2?）、阴离子（如[Fe(SCN)?]3?），也可以是中性分子（如[Ni(CO)?]）。

学生活动：聆听，理解配合物的定义，思考配位单元的特点。

2.配合物的组成

教师活动：

*以[Cu(NH?)?]SO?和K?[Fe(CN)?]为例，借助球棍模型或示意图，剖析配合物的组成部分：

*中心离子（或原子）：位于配合物的中心，通常是具有空轨道的金属阳离子（如Cu2?、Fe3?）或原子（如Ni、Fe）。它是配合物的核心部分，具有接受孤电子对的能力。

*提问：“中心离子为什么能接受孤电子对？”（引导学生从原子结构角度思考，通常是d区或ds区元素，价电子层有空轨道）

*配体：围绕在中心离子周围，能够提供孤电子对的分子或离子。如NH?、H?O、Cl?、CN?、SCN?等。

*讲解配体的类型：根据配