2.3 离子键、配位键与金属键教学设计

skybamboo · 发表于 5 小时前

第二章微粒间相互作用与物质性质
第3节　离子键、配位键与金属键

离子键、配位键、金属键以及本章前两节所学的共价键共同构成了化学键（原子之间的强相互作用）的完整知识体系离子键和金属键决定着离子化合物和金属的成键方式并影响物质的性质，而配合物在生命科学、材料科学以及催化合成等方面有着重要的意义。因此，学习以上三种化学键的成键实质、成键特征，对全面了解微观原子的相互作用、了解化学学科在高科技领域的广泛应用大有益处。教材在认识共价键的基础上，从成键过程和成键特征（方向性和饱和性）上采用对比方式介绍离子键的内容;在共价键的基础上，从共用电子对不同形成方式的角度简单介绍配位键的形成和配合物的意义;通过金属的特征性质引出金属键并学以致用，解释金属的特性。
为了让学生积极主动地获取知识，教材中设置了"交流·研讨"栏目让学生理解离子键的判断依据、NH4+中配位键的形成及配位键的判断依据。为了让学生真实地感受配位化合物的存在，教材中设置了配位化合物的制备与应用的动·探究"栏目。为了拓宽学生的视野，教材还设置了"拓展视野"（离子极化，在配位化学及共应用领域做出重要贡献的我国著名化学家）"化学与生命"（血红蛋白中的配位键）及"追根寻源"（物质导电的理论解释）; 其中，"拓展视野"（在配位化学及其应用领域做出重要贡献的我国著名化学家）更是突出了我国科学家在该领域内的杰出成就，旨在激发学生的民族自豪感。

宏观辨识与微观探析：
掌握离子键的形成条件，并理解离子键的实质和特征。
证据推理与模型认知：
掌握离子键的表示方法；知道金属键的含义，能用金属键理论解释金属的某些性质。
科学探究与创新意识：
了解配合物的成键情况，能够实验探究配合物的制备，并了解配合物的应用。

离子键、配位键、金属键的形成以及实质

实验用品、课件、学案

【知识回顾】学生有关共价键的知识，完成学案
【联想质疑】通过化学必修课程的学习你对化学键有了初步的认识；通过上一节课的学习，你对化学键尤其是共价键有了一定的了解。那么，离子键有哪些特征?除了共价键和离子键，原子之间还有其他的结合方式吗?
【交流研讨】离子键是一类重要的化学键。请尝试判断下列哪些原子之间可以形成离子键，并说明你的判断依据。
【总结】根据必修的学习我们知道活泼性较强的金属和非金属之间易形成离子键。
【板书】一.离子键
1.离子键的形成
【讲述】电负性较大的非金属元素的原子容易获得电子形成阴离子，电负性较小的金属元素的原子容易失去价电子形成阳离子。当这两种原子相互接近到一定程度时，容易发生电子得、失而形成阴、阳离子，阴、阳离子通过静电作用——离子键可形成稳定的化合物，例如氯化钠的形成。
【投影】

【思考】请从氯原子和钠原子的原子结构分析氯化钠中离子键的形成过程。
【投影】

【总结】阴、阳离子通过静电作用而形成的化学键叫做离子键。
【思考】（1）在氯化钠形成时，Na+和Cl- 间存在哪些力？
（2）阴阳离子相互结合时，彼此电荷是否会中和？阴阳离子会不会无限的接近呢？
【总结】离子键的实质是阴阳离子之间的静电作用，即包括异性电荷之间的引力，也包括同性电荷之间的斥力。成键原子所属元素的电负性差值越大，原子之间越容易发生电子得失，形成离子键。
【质疑】我们知道共价键具有方向性和饱和性，那么离子键是否具有方向性和饱和性呢？
【板书】2.离子键的特征
【讲述】由于离子键的实质是静电作用，而且离子的电荷分布通常被看成是球形对称的，因此一种离子可以对不同方向的带异性电荷的离子产生吸引作用。故相对于共价键而言，离子键没有方向性(相对的)。
【投影】

【讲述】在离子化合物中，每个离子周围最邻近的带异性电荷离子数目的多少，取决于阴、阳离子的相对大小。只要空间条件允许，阳离子将吸引尽可能多的阴离子排列在其周围，阴离子也将吸引尽可能多的阳离子排列在其周围，以达到降低体系能量的目的，从这个意义上说，离子键是没有饱和性的。
【投影】

【总结】阴、阳离子半径比值的不同，使得离子周围所能容纳的带异性电荷离子的数目不同。以离子键相结合的化合物所形成的晶体中，每个离子周围尽可能多地排列带异性电荷的离子，达到降低体系能量的目的。
【投影】

【质疑】观察卤化银AgX（X=F、Cl、Br、I）的部分结构参数和性质（表2-3-1），你是否会产生疑问∶为什么从 AgCl到 Agl，实测键长与离子半径之和的差距在逐渐增大，难溶性随之增加?这些变化的本质原因是什么?
【自主阅读】阅读教材“拓展视野”栏目，了解离子的极化。
【投影】

【交流研讨】 实验证明，氨分子能与 H+反应生成铵离子（NH4+），其反应可用下式表示∶
NH3 + H+== NH4+ 那么，氨分子是怎样与 H+ 结合的呢? 显然，在这个反应中氨分子与 H+之间形成了一种新的化学键。这种新的化学键与离子键、共价键有何异同?它常存在于哪些物质中?
【投影】

【讲述】氨分子中有孤对电子，氢离子有1S空轨道，二者重叠,形成的化学键称为配位键。
【投影】

【板书】二.配位键
1.配位键的形成
【讲述】成键的两个原子一方提供孤电子对，一方提供空轨道而形成的化学键。常用符号A→B表示。A提供孤电子对，B提供空轨道。
【投影】

【强调】(1)配位键实质上是一种特殊的共价键，在配位键中成键原子一方能提供孤电子对，另一方具有能够接受孤电子对的空轨道。
(2)同共价键一样，配位键可以存在于分子之中[如Ni(CO)4]，也可以存在于离子之中(如NH4+)。
(3)两种原子间所形成的配位键和普通共价键的性质(键长、键能、键角)完全相同。例如，NH4+中的N→H配位键和3个N—H共价键性质相同，即NH4+中4个价键的性质完全相同。
【交流研讨】完成教材“交流研讨”内容
【投影】

【讲述】组成中含有配位键的物质，称为配合物。以配位化合物为主要研究对象的化学研究领域称为配位化学。配合物由中心原子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成，分为内界和外界。
【投影】

【讲述】以配位化合物为主要研究对象的化学研究领域称为配位化学。请大家阅读教材“拓展视野”，了解在配位化学及其应用领域做出重要贡献的我国著名化学家。
【投影】

【活动探究】学生根据所提供的的试剂和药品完成有关实验探究设计，并分析有关现象得出结论。
【投影】

【讲述】配合物在生命体中大量存在，在半导体等尖端技术、医药科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用。在科学研究和生产实践中，经常利用金属离子和与之配位的物质的性质不同，进行溶解、沉淀或萃取操作来达到分离提纯、分析检测等目的。
【投影】

【自主阅读】教材“化学与生命”栏目
【投影】

【质疑】金属元素的原子构成的金属单质内存在一种强烈的相互作用。那么，为什么金属元素的原子之间会产生如此强的相互作用?这种相互作用的实质又是什么?
【讲述】相对其他种类的物质而言，金属通常有金属光泽、不透明，并且有良好的导电性、导热性、延性和展性等。金属的这些性质与金属内部微粒间的相互作用有关。研究表明，金属内部存在着一种称为金属键的相互作用。
【板书】三.金属键
1.金属键及其实质
【讲述】在固态金属中，由于金属元素的电负性和电离能较小，金属原子的价电子容易脱离原子核的束缚在所形成的金属阳离子之间"自由"运动，即成为"自由电子"。正是由于在整块固态金属中不停运动的"自由电子"与金属阳离子之间的相互作用，使得体系的能量大大降低。这种"自由电子"和金属阳离子之间存在的强的相互作用，叫作金属键。金属键本质上也是一种电性作用。

【投影】
【讲述】整个晶体中“自由流动的电子”,被所有原子所共用，从而把所有的原子维系在一起。因此金属键可以看做一种特殊的共价键。但是，金属键与共价键有着明显的不同。首先，金属键没有共价键所具有的方向性和饱和性;其次，金属键中的电子在整个三维空间里运动，属于整块固态金属。
【投影】

【讲述】金属不透明，但具有金属光泽及良好的导电性和导热性，这些性质都与金属键密切相关。请大家阅读教材，了解金属的性质与金属键的关系。
【板书】2.金属键与金属性质
【投影】

【课堂小结】

本节课主要是通过对氯化钠的形成过程的分析，让学生知道离子键的形成过程;基于离子键的实质知道离子键在方向性和饱和性上的特征；.通过分析铵根离子中配位键的形成过程知道简单配位键的形成实质;通过实验探究真实地感受配位化合物的存在;通过资料阅读了解配合物在生物、化学等领域的广泛应用。最后通过对几种金属熔点的观察，得出金属键实质，并能用金属键模型解释金属的某些特征性质。本节课课堂容量较大，实际教学中建议将“配合物的制备与应用”作为实验课单独进行。

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[鲁科版] 2.3 离子键、配位键与金属键 教学设计

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