認(rèn)識(shí)配合物第一課時(shí)

第一課時(shí)認(rèn)識(shí)配合物（宿城一中教師姓名：敖文江指導(dǎo)老師：胡長(zhǎng)庚程波）一、教學(xué)內(nèi)容分析１．內(nèi)容分析本節(jié)課的核心是配合物理論簡(jiǎn)介，從Cu(H2O)42+、Cu(NH3)42+的視角初識(shí)配合物，再由CoCl3·6NH3、CoCl3·5NH3的視角→CoCl3·4NH3、Pt(NH3)2Cl2的視角→葉綠素、血紅素的視角依次進(jìn)階再識(shí)配合物，達(dá)到認(rèn)識(shí)視角的結(jié)構(gòu)化，進(jìn)而再認(rèn)識(shí)配合物的結(jié)構(gòu)特征。本節(jié)課主要分為兩部分，第一部分首先通過一系列演示實(shí)驗(yàn)探究:①金屬Na不能從CuSO4溶液中置換出Cu單質(zhì)的原因、②向CuSO4溶液中加氨水，先出現(xiàn)藍(lán)色絮狀沉淀后沉淀溶解，得到深藍(lán)色溶液，探究溶液呈深藍(lán)色的原因，再由Cu(H2O)42+、Cu(NH3)42+兩種配合離子引出配合物，并對(duì)配合物的概念、組成等進(jìn)行較為深入的介紹；第二部分是從結(jié)構(gòu)角度設(shè)置三個(gè)進(jìn)階梯度，從CoCl3·6NH3、CoCl3·5NH梯度CoCl3·4NH3、Pt(NH3)2Cl2梯度→葉綠素血紅素梯度升華對(duì)配合物的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生由衷的體會(huì)到配合物的復(fù)雜性及其發(fā)展的艱辛與不易２．素養(yǎng)呈現(xiàn)（二、學(xué)情分析已有知識(shí)：簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)過配位鍵、配合物的基本概念。局限認(rèn)識(shí)：對(duì)配合物的認(rèn)識(shí)僅限于表面，對(duì)其應(yīng)用、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性等方面并未進(jìn)行較為深入的理解。發(fā)展方向：本節(jié)通過“認(rèn)識(shí)配合物”的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)配合物的存在、發(fā)展、應(yīng)用及其復(fù)雜性能有更深層次的理解。三、教學(xué)目標(biāo)1.知道配位鍵的特點(diǎn)，認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單配位化合物的成鍵特征，了解某些配位化合物的存在與應(yīng)用；2.能從微觀視角認(rèn)識(shí)“順反異構(gòu)”“內(nèi)外界”“螯合”等現(xiàn)象，能運(yùn)用配位鍵和配位化合物模型解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。四、教學(xué)方法推理法、實(shí)驗(yàn)法、討論法、模型法五、實(shí)驗(yàn)用品CuSO4溶液,NaOH溶液，濃氨水，F(xiàn)e絲，CoCl3·6NH3，CoCl3·5NH3，AgNO3溶液、0-200NTU濁度計(jì)六、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：1.對(duì)配合物的內(nèi)界、外界、中心原子(離子)、配體、配位數(shù)的理解。2.進(jìn)階理解配合物的結(jié)構(gòu)。難點(diǎn)：配合物的深度理解。展示血紅素圖片該圖片中嵌入了一種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，這種物質(zhì)是什么呢？下面我們先看一段視屏。播放一段關(guān)于血紅素的小視屏由視頻我們知道，該物質(zhì)叫血紅素，含有Fe2+，具有攜氧功能，對(duì)我們?nèi)梭w非常重要，同時(shí)它也是一種非常重要的配合物。什么是配合物？帶著這個(gè)問題，進(jìn)入我們今天的學(xué)習(xí)內(nèi)容。一方面是為了引入本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，另一方面是為本微項(xiàng)目的三節(jié)課設(shè)置一個(gè)能夠貫穿始終的情感線索。環(huán)節(jié)一：探究金屬Na與CuSO4溶液反應(yīng)不能置換出金屬Cu的原因【教師】金屬Na為什么不能從CuSO4溶液中置換出金屬Cu？【學(xué)生】小組討論，CuSO4溶液中陽(yáng)離子有H+和Cu2+，且Cu2+的氧化性比H+強(qiáng)，為什么H+可以而Cu2+卻不可以氧化金屬Na？猜想應(yīng)該是有什么物質(zhì)阻擋了Cu2+與Na的接觸。【教師】的確如此，CuSO4溶液中的Cu2+被H2O分子包圍，形成Cu(H2O)42+阻礙了與Na的反應(yīng)。那Cu(H2O)42+又是如何形成的呢？帶著這個(gè)問題，我們首先來回顧一下NH4+是如何形成的。創(chuàng)設(shè)情境，為配合物Cu(H2O)42+的引入做鋪墊。同時(shí)從金屬Na與CuSO4溶液反應(yīng)不能置換出金屬Cu出發(fā)環(huán)節(jié)二：探究天藍(lán)色CuSO4溶液加過量濃氨水后呈深藍(lán)色的原因【情境】展示H+與NH3反應(yīng)歷程。Cu(H2O)42+的形成就符合此模型，據(jù)此模型Cu2+也應(yīng)該能與NH3CuSO4溶液中逐滴滴加濃氨水至過量，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。做實(shí)驗(yàn)之前，你能預(yù)測(cè)一下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎？CuSO4溶液中逐滴滴加濃氨水至過量，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。SO42-、NH3·H2O本身無色，可以排除，Cu2+/Cu(H2O)42+不確定是否大量存在，需檢驗(yàn)，新微粒也有可能使溶液呈深藍(lán)色。如何檢驗(yàn)深藍(lán)色溶液中是否大量存在Cu2+/Cu(H2O)42+呢？Cu單質(zhì)。向天藍(lán)色溶液和深藍(lán)色溶液中各放置天藍(lán)色溶液中鐵釘表面有紅色固體Cu析出，而深藍(lán)色溶液中沒有現(xiàn)象Cu2+/Cu(H2O)42+大量存在，Cu2+去哪兒了？Cu2+應(yīng)該在新微粒中，那新微粒又是什么呢？CuSO4溶液加濃氨水后，宏觀上天藍(lán)色溶液變成了深藍(lán)色溶液，微觀上Cu(H2O)42+即Cu2+發(fā)生了改變，生成了另外一種含銅微粒，經(jīng)測(cè)定為Cu(NH3)42+離子。Cu(NH3)42+離子的生成：1.證明了模型的正確性；2.說明Cu(H2O)42+可以轉(zhuǎn)變?yōu)镃u(NH3)42+,說明配位鍵有強(qiáng)弱之分，進(jìn)而導(dǎo)致配合物的穩(wěn)定性不同，因此配合物之間可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。Cu(H2O)42+過渡到Cu(NH3)42+，一方面繼續(xù)為配合物的引入做鋪墊，同時(shí)也為第二課時(shí)順利接入埋下伏筆；另一方面依據(jù)NH4+的形成過程建構(gòu)起配合物的形成方式模型，不僅可以幫助學(xué)生由點(diǎn)到面的深入認(rèn)識(shí)配合物，同時(shí)模型的建構(gòu)也強(qiáng)化了“模型認(rèn)知”這一化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。而Cu2+的檢驗(yàn)也是響應(yīng)課標(biāo)中提到的“具有證據(jù)意識(shí)，能基于證據(jù)對(duì)物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、以及變化提出可能的假設(shè)，并通過分析推理加以證實(shí)或證偽。”【引入課題】結(jié)合[Cu(H2O)4]2+和[Cu(NH3)4]2+的空間結(jié)構(gòu)圖片和形成過程、引入配合物的概念?！就七M(jìn)】配合物的組成(包括內(nèi)界、外界、中心原子(離子）、配位體、配位數(shù))及其相關(guān)。最后用元素周期表進(jìn)行總結(jié)?！具^渡】學(xué)習(xí)到這里，同學(xué)們對(duì)配合物有了一個(gè)簡(jiǎn)單的了解，其實(shí)配合物是由中心原子(離子)和配位體通過配位鍵結(jié)合而形成的一類非常復(fù)雜的化合物，它的英文名稱“complex”也同時(shí)兼有“復(fù)雜”的意思。配合物的復(fù)雜性大到需要用一門化學(xué)的二級(jí)學(xué)科“配位化學(xué)”去介紹，而絕非同學(xué)們理解的那么簡(jiǎn)單。下面我們就從結(jié)構(gòu)角度深入了解一下配合物的復(fù)雜性，進(jìn)而體會(huì)配合物發(fā)展的艱辛與不易。環(huán)節(jié)三：CoCl3·6NH3和CoCl3·5NH3內(nèi)外界理解【情境】圖片展示CoCl3·6NH3和CoCl3·5NH3兩種藥品?！窘處煛緾oCl3·6NH3和CoCl3·5NH3兩種配合物的內(nèi)、外界分別是什么？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案加以區(qū)別？【信息提示】CoCl3·6NH3CoCl3·5NH3150℃持續(xù)加熱無NH3釋放無NH3釋放【教師】150℃持續(xù)加熱無NH3釋放，結(jié)合前面所學(xué)“配合物內(nèi)界穩(wěn)定，較難電離”，它實(shí)際上是在暗示我們NH3全部處于內(nèi)界。那Cl-呢？?jī)?nèi)界有沒有？如果有，內(nèi)、外界如何分配？我們不妨設(shè)兩種配合物分別為[Co(NH3)6Clx]Cly和[Co(NH3)5Clx’]Cly’,內(nèi)界Cl-難電離，我們不考慮，外界若有Cl-，在水溶液會(huì)完全電離出來，如何檢測(cè)溶液中的Cl-？【教師】基于此思想，我們配制濃度均為5×10-5mol/l的兩溶液且均加入足量的【教師】使用濁度計(jì)檢測(cè)后我們發(fā)現(xiàn):[Co(NH3)6Clx]Cly濁度數(shù)值取整為87;[Co(NH3)5Clx’]Cly’濁度數(shù)值取整為60。這些數(shù)據(jù)能說明什么呢？由檢測(cè)數(shù)據(jù)可以得出如下結(jié)論：一，兩種配合物外界均有Cl-；二，[Co(NH3)6Clx]Cly濁度數(shù)值大，表明外界Cl-多，[Co(NH3)5Clx’]Cly’濁度數(shù)值小，表明外界Cl-少?！窘處煛繚岫扔?jì)雖然能夠檢測(cè)出二者外界都有Cl-并且數(shù)目不同，但這也只是一個(gè)粗略的定性分析，無法具體確定二者外界Cl-的量，怎么辦呢？【教師】當(dāng)然可以，不過立足于我們高中階段現(xiàn)有的條件，回到最初的主題，究竟該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定二者外界Cl-的量呢？Cl-的具體數(shù)目?！窘處煛糠桨冈O(shè)計(jì)的很好，據(jù)此方案，可以得出如下結(jié)論：產(chǎn)生CoCl3·6NH3，產(chǎn)生的沉淀量少的為CoCl3·5NH3，再結(jié)合二者與AgCl沉淀之間的定量關(guān)系，可確定二者的表達(dá)式分別為[Co(NH3)6]Cl3和[Cu(NH3)5Cl]Cl2。能基于證據(jù)對(duì)物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、以及變化提出可能的假設(shè)，并通過分析推理加以證實(shí)或證偽”的能力。環(huán)節(jié)四：對(duì)CoCl3·4NH3、Pt(NH3)2Cl2同分異構(gòu)現(xiàn)象的理解?！厩榫场緾oCl3·4NH3呈現(xiàn)紫色和綠色兩種顏色?！窘處煛垦永m(xù)前面環(huán)節(jié)的討論，得出Co3+為六配位，基于此，對(duì)于CoCl3·4NH3配合物，我們也可以確定其化學(xué)式為[Co(NH3)4Cl2]Cl?？蔀槭裁从凶仙途G色兩種顏色？【學(xué)生】六配位的Co3+，結(jié)合VSEPR理論，可推測(cè)出為八面體構(gòu)型，進(jìn)而在八面體的六個(gè)頂點(diǎn)位置上找到兩個(gè)Cl-的相鄰與相對(duì)兩種關(guān)系，即[Co(NH3)4Cl2]Cl存在兩種同分異構(gòu)體，因而呈現(xiàn)紫色和綠色兩種顏色。【教師】基于上述思想，抗癌藥物Pt(NH3)2Cl2的Pt為四配位，在空間可能具有什么樣的結(jié)構(gòu)呢？【學(xué)生】通過模型搭建，獲得“平面四邊型”、“四面體型”兩個(gè)模型?！拘畔⑻崾尽颗浜衔镱伾珮O性在水中的溶解性抗癌活性A棕黃色極性0.2577有活性B淡黃色非極性0.0366無活性【教師】在四面體型中，兩個(gè)Cl-無論怎樣分配，均為同一種物質(zhì)。結(jié)合信息提示，“平面四邊型”才是正解。兩個(gè)處于臨位為順鉑，處于對(duì)位為反鉑，順鉑有抗癌活性而反鉑則沒有，現(xiàn)在市面上已有“注射用順鉑”產(chǎn)品用于癌癥的化療，隨著順鉑藥物的出現(xiàn)，人類開啟了抗癌的新篇章?？磥砼浜衔锢碚撛谒幬镅芯恐幸饬x重大。通過模型的設(shè)計(jì)與搭建來強(qiáng)化“模型認(rèn)識(shí)”這一化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。環(huán)節(jié)五：配體只能提供一個(gè)配原子嗎？認(rèn)識(shí)螯合物【情境】展示葉綠素、血紅素的分子結(jié)構(gòu)圖葉綠素血紅素【教師】觀察葉綠素、血紅素的分子結(jié)構(gòu)，它們分別有幾個(gè)配體？一個(gè)配體能提供幾個(gè)配位原子？【學(xué)生】觀察后發(fā)現(xiàn)它們均只有一個(gè)配體，但卻能提供多個(gè)配位原子?！窘處煛吭谶@兩個(gè)結(jié)構(gòu)中，配體結(jié)構(gòu)相似，都有一個(gè)大的卟啉環(huán)結(jié)構(gòu)，但它們?cè)谥参矬w和動(dòng)物體中卻執(zhí)行完全不同的功能，自然界真神奇！像這樣一個(gè)配體提供多個(gè)配位原子形成的配合物又稱為螯合物。環(huán)節(jié)六：留點(diǎn)懸念【課堂小結(jié)】本節(jié)課我們從九、【教學(xué)反思】本節(jié)課通過金屬鈉為什么不能從CuSO4溶液中置換出Cu、天藍(lán)色CuSO4溶液加濃氨水后為什么呈深藍(lán)色兩個(gè)問題的提出，引發(fā)學(xué)生的好奇心，然后構(gòu)建模型，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，控制變量，深入探究，水到渠成，引出本節(jié)課的核心：配合物的概念、內(nèi)界、外界、中心原子（離子）、配體、配位數(shù)等。鑒于作引子的兩種配合物SO4SO4較簡(jiǎn)單，易使學(xué)生誤認(rèn)為配合物知識(shí)比較簡(jiǎn)單，不過如此。為了讓學(xué)生能對(duì)配合物有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí),端正學(xué)習(xí)態(tài)度,本節(jié)課第二部分又從結(jié)構(gòu)的角度，步步遞進(jìn)，從CoCl3·6NH3和CoCl3·5NH3的內(nèi)外界判斷，到CoCl3·4NH3、Pt(NH3)2Cl2同分異構(gòu)現(xiàn)象的理解，再到復(fù)雜的螯合物。層層進(jìn)階，讓學(xué)生由衷的感到配合物、配位化學(xué)發(fā)展的艱辛與不易。教學(xué)設(shè)計(jì)圍繞實(shí)際問題開展，提出問題、尋找證據(jù)、演繹推理、構(gòu)建模型、解釋現(xiàn)象，理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)合，微觀和宏觀對(duì)照，將理論的學(xué)習(xí)融入實(shí)際問題的探究中，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。結(jié)合高中生的認(rèn)知特點(diǎn)，對(duì)于配合物空間構(gòu)型的理解，采用模型、圖示，盡可能直觀化、形象化，有助于學(xué)生借助宏觀模型建構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)。鑒于課時(shí)內(nèi)容所限，本節(jié)課并未對(duì)中心原子（離子）空軌道的形成機(jī)理、配位數(shù)的確定、配位鍵的強(qiáng)弱等知識(shí)作進(jìn)一步探討。十、【教學(xué)評(píng)價(jià)】1.立足情境，引發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)本節(jié)課遵循深度學(xué)習(xí)基本教學(xué)模式：情境—問題/任務(wù)—活動(dòng)—知識(shí)—素養(yǎng)。真實(shí)、具CuSO4溶液中置換出銅、天藍(lán)色CuSO4溶液加濃氨水后呈深藍(lán)色的CoCl3·6NH3和CoCl3·5NH3分別與足量的AgNO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀量不同與結(jié)構(gòu)、本質(zhì)與變式、遷移與應(yīng)用、價(jià)值與評(píng)價(jià)的特征。2.突出活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變活動(dòng)是指主體通過行為與客觀世界相互作用的實(shí)踐過程。它是個(gè)體心理發(fā)展的基礎(chǔ)，是意識(shí)能動(dòng)性的高級(jí)形式。本節(jié)課的整體思路由情境到問題或任務(wù)，再將問題的解決或任務(wù)的完成轉(zhuǎn)化為學(xué)生的活動(dòng)，活動(dòng)是本節(jié)課的中心。學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展是在具體的活動(dòng)中自我建構(gòu)、不斷提升的過程，而不是靠教師簡(jiǎn)單的教授?；顒?dòng)為學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)、發(fā)展核心素養(yǎng)提供“場(chǎng)所”，促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變。本節(jié)課注重引導(dǎo)學(xué)生開展分類與概括、證據(jù)與推理、模型與解釋等形式多樣的活動(dòng)，在這些具體的活動(dòng)中建構(gòu)配合物知識(shí)并通過觀察、思考、表達(dá)、交流等多樣化的問題解決過程中發(fā)展了學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)——“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認(rèn)識(shí)”?；趩栴}，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力指向核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)不能脫離核心知識(shí)，知識(shí)是發(fā)展核心素養(yǎng)的載體，而創(chuàng)新是知識(shí)的轉(zhuǎn)化和整合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，離不開對(duì)知識(shí)的深度理解。學(xué)生建構(gòu)化學(xué)知識(shí)一般要經(jīng)歷感知、理解、保持和應(yīng)用四種心理過程，從認(rèn)知到理解直至內(nèi)化化學(xué)知識(shí)應(yīng)該是一個(gè)顯