离子键的形成教学课件

离子键的形成教学课件（通用8篇）

篇1：离子键的形成教学课件

离子键的形成过程教学片断：

（教师讲解）宏观物质是由肉眼看不见的粒子构成的，粒子间有一定间隔，粒子总是在不断地运动，为什么粒子总是在不断地运动，但形成的物质却是相对稳定的呢？同学们看这支笔，对着它吹口气，它并没有成粉末状飞散开去这说明了什么？（学生回答）粒子间存在着相互作用。这正是我们本节课要探讨的内容。大到无限空间，小到原子世界，正是因为相互作用的存在，维系着我们星际间的和谐相处和物质间的不断变化。

演示实验：金属钠在氯气中燃烧（完成演示实验，并提问）请你描述观察到的实验现象。钠在氯气中燃烧，生成了白烟，试管壁发烫说明产生了热量。（过渡）钠在氯气中点燃生成氯化钠，从宏观看是一个有新物质生成的过程，那么从微观看化学变化的实质是什么？钠原子和氯原子是怎样形成氯化钠的？我们通过对下面这些问题的分析、讨论解决这一问题。问题1.钠原子、氯原子稳定吗？它们是通过什么途径达到稳定结构的？

钠失去一个电子达到稳定结构，而氯得到一个电子达到稳定结构。

原子核中的质子都带正电荷，电子都带负电荷，它们相遇时还会产生斥力。问题 2.吸引作用和排斥作用是怎样使钠离子、氯离子结合的呢？

钠离子和氯离子相距比较远的时候，可能只受到引力作用；当由于受到引力作用而越来越近的时候，斥力就慢慢变大；最后它们连在一起的时候，引力等于斥力就达到了稳定结构。

学生观看flash动画，老师讲解：当钠离子和氯离子间相对运动的距离较远的时候，吸引作用大于排斥作用，吸引作用是主要作用，此时钠离子氯离子彼此接近；相反当钠离子氯离子间相对运动的距离较近的时候，斥力作用大于引力作用，使钠离子氯离子彼此远离；当二者达到平衡时，钠离子氯离子处于围绕平衡点不断振动的一种运动状态。就把是阴阳离子结合成化合物的静电作用叫做离子键。静电吸引和静电排斥的平衡作用。形成离子键的粒子是阴阳离子。

问题3.哪些元素间容易形成离子键？这些元素在周期表中的什么位置？

通常是一二主族的活泼元素与六七主族的活泼非金属元素间容易形成离子键。问题5.从能量变化的角度来分析，形成离子键的过程是向环境释放能量还是吸收能量，请说明理由。

原子与氯原子形成离子键的过程是一个向环境释放能量的过程。练习：判断离子键：

氯化镁 硝酸钾 氯化氢 水 氧化钠

篇2：离子键的形成教学课件

今天,我说课的内容是人教版九年级化学上册第四单元课题3《离子》。本节课我从教材分析、学情分析、教法与学法、学法指导、教学手段、教学过程、板书设计、练习巩固几个方面谈谈我的教学设计。

一、教材分析：

教材的地位、特点和作用

第四单元教材是“双基”的重要组成部分，本单元教材对于学生十分重要，它既是今后学习的理论基础，又是必不可少的化学学习工具，学习离子的知识，是为了进一步学习化合价和化学式打基础，是初中能否学好化学的第一道“分水岭”。 通过本节课的学习，可为学生从微观的角度探究宏观物质变化的奥秘打开一扇窗口;使学生对物质的微观构成有一个大体轮廓。

教学目标

知识与技能――知道原子核外电子是分层排布的;了解原子结构示意图涵义及原子最外层电子数与元素性质的关系;了解离子的形成过程;了解离子的概念含义和书写规则。离子是构成物质的粒子。

过程与方法――通过想像，猜想――探索证明――归纳和学生间相互讨论、交流，增强学生归纳知识，获取知识的能力，培养空间想像力。

情感、态度与价值观――培养学生对微观世界学习的兴趣;初步体会物质构成的奥秘，树立“结构决定性质”的辩证唯物主义观点。

教学重点难点

教学重点：元素的性质与原子结构的关系，离子的形成。

教学难点：离子形成，物质与构成粒子的判断。

教学重点、难点的确定及解决方法

处在网络时代的学生大多数很喜欢上网，于是我就投其所好，利用多媒体课件演示动画，模拟微观变化，帮助学生认识离子的形成过程和学会离子的符号表示 。这样，不但能顺利突破本节课的难点，也促进了学生微观思维能力的发展。二、学情分析

核外电子运动的特点，不同于宏观物体运动的规律，远离学生的生活经验，因此学生对电子层的了解有一定困难。

三、教法与学法

探究教学法、讲解法、指导阅读法、启发式、列表法、归纳法。

四、学法指导

在第三单元的学习中，学生已经知道许多物质是由原子、分子构成的，本课题介绍离子也是构成物质的另一种粒子。由于本课题的知识形成较抽象，所以在教学中，通过“创设情景、猜想假设、探究新知”等形式，让学生在探究学习中掌握知识形成的全过程，从而形成“教师主导、学生主体”的教学模式。

五、教学手段

采用多媒体辅助教学手段，将抽象的微观粒子生动形象地显现出来，有利于学生微观想象能力的开发和转化思想的形成。

六、教学程序

知识回顾、情境引入

引入新课：100多种元素的原子中，除氢原子核外只一个电子，运动情况比较简单外，其它原子核外都有多个电子，这些电子在原子核外是如何运动的呢?(请学生画简图表示)它们能否挣脱原子核的吸引力呢?引出电子层，核外电子是分层排布的.

创设情景：以镁原子为例说出原子结构示意图的各个部分的含义。

展示1-18号元素的原子结构示意图，让学生观察、互相讨论，

从中你可以获得哪些信息，发现哪些规律?

三类元素的最外电子数目特点，

归纳小结：三类元素的性质与核外电子的排布有关，特别与最外层电子数目的关系最密切

讨论：原子得失电子后会怎么样?引出离子的定义。再有得失电子后带的电荷不同引出阳离子和阴离子的概念

(设计理念：通过启发分析和诱导，让学生在不知不觉中获得新知，使定义的引出水到渠成。通过启发分析和诱导，让学生在不知不觉中获得新知，使定义的引出水到渠成。通过分析离子与原子两种微粒结构的不同，让学生很自然地想到它们的表示方法也就不同。从而为介绍离子的表示方法和离子符号的意义作好铺垫。)

离子是构成物质的一种粒子吗? 通过NaCl的形成的三种猜想，探究NaCl的形成的实质。

再用动画展示钠原子、氯原子得失电子的情况得出NaCl的形成实质，用动画展示简明直观。使学生认识到离子也是构成物质的一种粒子。

七： 板书设计

一.核外电子的排布

原子结构示意图

原子结构与元素的性质的关系

相对稳定结构

三类元素最外层电子数目的特

篇3：铜离子与骨痂形成的相关性探讨

1 资料与方法

1.1 一般资料

每位所选病例观察期为1个月, 观察期内所选病例总数为123例, 男82例, 女, 41, 年龄12-55岁, 均为单纯性骨折, 无其他疾病。

1.2 观察方法

将符合标准的病人分四组, 三种不同浓度硫酸铜溶液组均有31例患者, 而对照组有30例患者, 采用三种不同浓度硫酸铜溶液即5%、10%、20%三组浓度硫酸铜溶液, 每次30mL, 每日2次外敷骨折处, 同时红外线照射骨折处30min, 每日2次;每周复查X-RAY摄片, 了解骨折处骨密度的变化及骨痂形成的速度及生长量, 根据X-RAY摄片, 用骨折线清晰、骨折线模糊、骨折线消失三种分别记录;同时抽血检测血铜离子浓度, 记录是否引发不良反应, 对不良反应进行处理并记录。

1.3 数据处理

采用率的U检验进行组间数据分析。

2 结果

本研究用3种不同浓度硫酸铜溶液外敷骨折处并红外线照射导入患者及对照组患者, 第四周复查X-RAY摄片的情况见附表;本研究中测试化验血铜结果:男性在15.20-18.30 umol/L, 女性在15.5-20.90 umol/L, 男女均在正常范围内, 均无明显升高, 而且无不良反应, 无中毒病例。

3 讨论

目前骨折愈合的过程:骨折愈合不同于其他组织的修复, 最终不是形成藏痕, 而是十分类似于原有骨结构。传统的骨折愈合方式大致可经历4个阶段: (1) 血肿形成, 通常在伤后4-8h即可在两断端间形成血肿; (2) 血肿机化, 在骨折后的24-72h内发生, 骨折周围软组织的急性炎性反应不断加重, 血管扩张, 血浆渗出, 炎细胞浸润, 出现中性粒细胞、组织细胞和肥大细胞, 开始吞噬和清除坏死组织;同时, 骨折断端的骨外膜出现增生、肥厚, 成纤维细胞增殖, 骨外膜内层即生发层, 增殖成骨细胞, 与毛细血管一起向血肿内生长, 使血肿逐渐机化; (3) 骨痂形成, 在骨折后1-2周, 机化的血块被纤维血管组织所替代, 再沉积胶原纤维和钙盐, 通过成骨细胞和多种内源性生长因子的作用, 逐渐产生骨样组织和新骨, 形成骨痂; (4) 骨痂改建, 在骨折2周后, 骨样组织内不断有钙盐沉积, 并逐渐钙化为坚实的骨组织, 与骨折断端的骨组织连接、融合在一起医学教育网搜集整理。新形成的骨小梁排列很不规则, 以后通过较长时间对应力作用的功能适应和骨质的吸收与重建, 逐渐调整、改建, 恢复到和原来骨组织一样的结构。

在骨内、外骨痂和桥梁骨痂完全骨化、愈合后, 其强度已能承受因肌收缩或外力引起的应变力量时, 即达到骨折的临床愈合, 下颌骨骨折的临床愈合所需时间通常为6-8周。这时由于骨痂的密度较密质骨低, 骨折断端坏死骨被吸收, 故在X线片上仍可见到清晰的骨折线。一般需5-6个月后, 在X线片上骨痂与密质骨的界限消失, 看不到骨折线, 此时已达到组织学上的骨性愈合。

影响骨折愈合的因素:在骨折愈合过程中, 骨膜中成骨细胞增殖起着重要的作用, 因此在处理骨折时应注意保护骨膜, 不使其再受损伤, 以利骨折愈合。骨折愈合还与患者的年龄及其健康状况、损伤程度、是否及时准确复位、牢靠固定及是否合并感染等因素有关。

中药自然铜, 世为中医伤科常用药之一, 《本草纲目》中提到, 自然铜具散瘀止痛, 续筋接骨之功用。然而, 自然铜中何种成分起到药用, 不得而知, 从医学古籍描述中可以推测, 铜离子成分可能起到药用[1]。

本研究通过选择单纯性骨折的病例总数为123例, 将其分四组, 其中有一对照组, 其他组采用三种不同浓度硫酸铜溶液外敷骨折处并红外线照射导入, 每周复查X-RAY摄片, 了解骨折处骨密度的变化及骨痂形成的速度及生长量, 同时抽血检测血铜离子浓度, 记录不良反应。对本研究总数为123例患者第四周复查X-RAY摄片的情况进行统计学分析, 率的u检验显示, 使用硫酸铜溶液外敷骨折处并红外线照射导入患者较对照组, 其骨痂生长P<0.01为差异具有高度显著性, 说明使用硫酸铜溶液外敷骨折处并红外线照射导入可以加速骨痂形成。本研究中测试化验血铜男女均在正常范围内, 均无明显升高, 无中毒病例。说明硫酸铜溶液局部外敷加红外线照射导入不会升高血铜离子浓度, 但硫酸铜溶液局部外敷加红外线照射导入可能可以升高局部组织铜离子浓度, 加强骨折愈合中的骨诱导, 引发局部组织代谢旺盛, 加速骨痂形成, 此点有待进一步研究验证。

摘要：目的 本研究旨在了解铜离子与骨痂形成的相关性, 即铜离子的应用是否能促进骨痂的形成, 加速骨折愈合, 缩短骨折患者的治疗时间。方法 选择单纯性骨折的病例总数为123例, 将其分四组, 其中有一对照组, 其他组采用三种不同浓度硫酸铜溶液外敷骨折处并红外线照射导入, 每周复查X-RAY摄片, 了解骨折处骨密度的变化及骨痂形成的速度及生长量, 同时抽血检测血铜离子浓度, 记录不良反应。结果 使用硫酸铜溶液外敷骨折处并红外线照射导入可以加速患者骨痂形成;本研究组浓度的硫酸铜溶液局部外敷加红外线照射导入不会升高血铜, 无不良反应, 无中毒病例。结论 铜离子能够促进骨痂形成, 加速患者骨折愈合, 缩短骨折治疗时间。

关键词：硫酸铜溶液,红外线,骨折治疗,骨痂形成

参考文献

篇4：离子键的形成教学课件

1.上一环保科技（杭州）有限公司 杭州 310030；

2.杭州天川环保科技有限公司 杭州 310030；

3.浙江冶金环境保护设计研究有限公司 杭州310030

摘要：利用SBR试验装置，考察了两种不同金属离子（Ca2+和Mg2+）对好氧颗粒污泥形成及其特性的影响。试验结果表明，SBR中Ca2+的添加更有利于好氧颗粒污泥系统启动时间的缩短，而Mg2+的添加则可强化污泥颗粒化过程中系统对污水中COD、NH4+-N和TP的去除效果；在好氧颗粒污泥系统稳定后，Ca2+投加条件下的颗粒污泥呈现出更优越的物理特性，而Mg2+投加条件下的颗粒污泥系统有着相对丰富的生物多样性和更高的底物生物降解速率，并且Mg2+的投加更有利于污泥中EPS的分泌；Ca2+在好氧污泥颗粒化过程中起着较强的物理作用，而Mg2+则表现出更为显著的生化作用。

关键词：好氧颗粒污泥；Ca2+；Mg2+；序批式生物反应器（SBR）

Abstract：Sequencing batch reactors were conducted to investigate the effects of two kinds of metals（Ca2+ and Mg2+）on formation of aerobic granular sludge and related characteristics.The results showed that，the sludge with Ca2+ had a faster granulation process compared with Mg2+，and the mature granules with Ca2+ showed better physical characteristics.However，the mature granules with Mg2+ had the higher production yield of polysaccharides and protein，and aerobic granules with Mg2+ experienced a faster substrate biodegradation.The results also revealed that Mg2+ addition led to higher microbial diversity in mature granules.Thereby，it could be concluded that Ca2+ had an important effect on physical properties of aerobic granules，while Mg2+ played a key role on biological properties during the sludge granulation.

Key words：aerobic granular sludge；Ca2+；Mg2+；sequencing batch reactor（SBR）

1.引言

近年來，随着科学水平的提高，污水生物处理领域不断发展进步，涌现出了很多高效的新型技术。其中，好氧颗粒污泥技术正日益成为废水生物处理方法中的研究热点[1]。好氧颗粒污泥是在好氧条件下微生物通过自身细胞固定化形成的聚合群落，它具有沉降性能好、生物量大、抗冲击负荷能力强并且能够实现同步脱氮除磷等优点[2]。目前，研究者已从宏观和微观两方面对污泥的好氧颗粒化进行了诸多研究，初步阐明了颗粒化的机制并逐渐将好氧颗粒污泥技术推向工业化应用[3]。相关研究认为，好氧污泥的颗粒化会在很大程度上受到进水水质中金属离子的影响，而其中钙镁离子已被广泛认为会促进污泥颗粒化的进程[4]。研究指出进水中Ca2+的添加可以加速好氧颗粒污泥的形成，当在好氧颗粒污泥培养过程中投加Ca2+浓度为100 mg/L时，好氧颗粒污泥形成仅需16 d，而未投加Ca2+的颗粒污泥培养过程则需要32 d[5]。同时，在进水浓度为40 mg/L的Ca2+投加条件下形成的颗粒污泥平均抗压强度可达20 N/cm2，远高于低钙盐投加量条件下培养的颗粒[6]。此外，Li等发现Mg2+的投加亦可使颗粒污泥的形成时间由32 d缩短到18 d，并且较低浓度Mg2+的添加更有利于好氧颗粒污泥的形成和稳定[7]。

由此可知，钙镁离子的投加会加快好氧污泥的颗粒化过程，并且可在一定程度上提高成熟好氧颗粒污泥的理化性质。然而，就目前研究来看，Ca2+和Mg2+对好氧颗粒污泥的影响作用还不是十分明确，并且两种金属离子分别投加条件下好氧颗粒污泥的培养启动及相关特性亦鲜有报道。为此，本研究利用两组SBR试验装置，分别在其进水中添加浓度均为40 mg/L的Ca2+与Mg2+，在相同的运行条件下培养好氧颗粒污泥。研究不同金属离子投加条件下好氧颗粒污泥系统启动的差异，并且分析对比两种颗粒的理化性质、生物相以及动力学参数等方面的区别，考察并探讨两种金属离子对好氧颗粒污泥形成的影响。

2.材料与方法：

2.1 接种污泥及进水水质

取运行良好的某市污水处理厂的二沉池活性污泥作为接种污泥。接种絮状污泥颜色为棕黄色，其污泥体积指数（SVI）为92 mL/g，污泥沉降速度为4～10 m/h，污泥湿密度为1.003 g/L，污泥含水率≥99%，VSS/SS为0.79。

实验用水采用人工模拟废水，以自来水为水源，水源硬度低于3 mg/L（以CaCO3计）。废水组成为：COD（C6H12O6）600 mg/L、NH4+-N（NH4Cl）30 mg/L、PO43--P（KH2PO4）7 mg/L、NaHCO3250 mg/L。微量元素混合液的投加量为1 mL/L，其成分为：H3BO3 150 mg/L、CoCl2·6H2O 150 mg/L、CuSO4·5H2O 30 mg/L、FeCl3·6H2O 150 mg/L、KI 30 mg/L、MnCl2·2H2O 120 mg/L、Na2Mo7O24·2H2O 60 mg/L、ZnSO4·7H2O 120 mg/L。进水pH值保持在6.5～7.5。

2.2 实验装置及运行

实验装置为SBR反应器，该反应器为有机玻璃圆柱体（d=22 cm），有效容积为12 L。排泥口设置于SBR底部，排水口设置在距反应器底部10 cm处，在距离反应器底部20 cm处设置采样口。曝气系统由空压机、气体流量计及微孔曝气器组成，采用反应器底部微孔曝气方式，用转子流量计调节并维持曝气量在0.35 m3/h左右，SBR装置温度由温控仪控制在25℃左右。实验开展过程中，将SBR装置分为R1和R2两组。其中，在反应器R1的进水中投加CaCl2，使得反应器内Ca2+浓度为40 mg/L，而在反应器R2的进水中投加MgSO4·7H2O，使得反应器内Mg2+浓度为40 mg/L，反应器运行之初系统中的MLSS控制在2500 mg/L左右。

SBR装置每个周期运行5 h，其运行方式为：进水3 min，曝气280 min，沉降1 min，排水5 min，闲置11 min。

2.3 分析方法

2.3.1 水样采集及分析方法

定期采集SBR装置进出水水样进行分析，水样中COD、TN、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、TP、SVI和MLSS等水质指标的分析方法均采用《水和废水监测分析方法》[8]中的标準方法。

2.3.2 好氧颗粒污泥物理性质的测定

2.3.2.1 湿密度的测定

污泥的湿密度测定采用重量法。在反应器采样口取一定体积的泥水混合物（V1），将其放入烘至恒重的离心管中，测定两者的总质量（W1）。然后于10000 r/min条件下离心10分钟，将上清液倒入烘干的量筒中，测定上清液的体积（V2），并将弃去上清液的离心管称重（W2）。最后将数值代入公式（1），即可得出污泥湿密度。

（1）

2.3.2.2 物理强度的测定

好氧颗粒污泥的物理强度用完整系数（IC）来表示[9]。把颗粒污泥样品放置于三角瓶中，并将其放在平板摇床上，在200 r/min的条件下震荡5 min，瓶中剩余的结构完整的颗粒污泥量占起始污泥量的比例即为完整系数。因此，试验中完整系数越大的颗粒污泥的物理强度则越高。

2.3.2.3 沉降速度的测定

好氧颗粒沉降速率的测定采用重力沉降法[10]。从反应器中随机选取50个好氧颗粒污泥，将其逐个放置于液柱高为35 cm的1 L量筒中，测定颗粒沉降的时间，并计算出系统中好氧颗粒污泥的沉降速度。污泥样品放入量筒时要尽量降低污泥的初速度，并将量筒液柱前15 cm设置为污泥沉降缓冲区，不进行污泥沉降计时，以避免污泥的初速度对沉降速度测定产生影响。

2.3.2.4 粒径分布的测定

好氧颗粒污泥的粒径分布测定方法采用湿式筛分析法[11]。从反应器采样口中随机选取100 mL的污泥样品，让其依次通过不同目数的标准筛，然后收集截流在不同孔径筛网上的颗粒。测定污泥质量，从而计算出颗粒的质量占污泥颗粒总质量的比例分数，用以表征好氧颗粒污泥的粒径分布情况。

2.3.3 EPS的提取及分析

2.3.3.1 样品的预处理

分别取干重（以VSS计）约0.2 g的接种絮状活性污泥和不同时期SBR中的好氧颗粒污泥待用。样品在4℃、10000 r/min下离心15 min，弃去上清液，重新悬浮在去离子水中。所得污泥样品置于玻璃匀浆器内4℃下匀浆5 min，使样品均一化后再悬浮在40 mL磷酸盐缓冲溶液中待用。

2.3.3.2 EPS提取方法

根据先前研究中对EPS提取方法的比较和试验具体需要，选择超声+高速离心作为本试验EPS的提取方法.使用超声波粉碎机，在35W、冰水浴中超声振荡4 min，然后在4℃、20000 r/min下离心30 min，收集上清液，经0.22 μm的微孔滤膜过滤后待用。

2.3.3.3 EPS化学成分分析

提取液中EPS的产量由蛋白质和多糖含量来表示。多糖的浓度用苯酚-硫酸法测定，以0～50 mg/L的葡萄糖溶液作为标准。蛋白质含量用改进的Lowry法测定，以0～250 mg/L的牛血清蛋白作为标准[4]。

2.3.4 反应动力学参数计算

活性污泥反应动力学能够通过数学式定量的揭示污水生物处理系统内有机物降解、污泥生物量增长等作用与运行条件及环境因素之间的关系，对系统的设计和优化运行管理具有重要的指导意义[12]。因此本实验将对应器的基质降解和污泥增长动力学参数进行计算，其包括有机底物的最大比降解速率（qmax），饱和常数（K），衰减系数（Kd），污泥负荷率（Us），生物固体平均停留时间（θc），合成产率系数（Y）和表观产率系数（Yobs）等。

2.4 数据处理

试验数据采用Microsoft Excel 2010、Origin 8.5和SPSS 21.0等软件处理。

3.结果与讨论

3.1 好氧颗粒污泥的培养驯化

王永飞研究表明[13]，空曝气有利于污泥的颗粒化。为此，本研究在将接种污泥投加到反应器内之前，对接种污泥进行了3 d的空曝气。R1与R2分别运行10个周期后，对其各自系统中的污泥形态进行了观察。结果表明，上述两反应器中的污泥形态为絮状形态，与反应器运行之初相比，其污泥形态并未发生显著变化。然而，此阶段R1与R2中污泥的沉淀性能均有一定程度的提高。16个周期后，R1首先培养出好氧颗粒污泥，R2则在系统运行30个周期后出现好氧颗粒污泥。此后，R1与R2中颗粒污泥的数量及粒径均不断增大。

通常认为，污泥颗粒化是一个渐变的过程，即在好氧颗粒污泥行成的过程中很难找到精确的稳定点。而Liu和Tay则指出，当系统中污泥明显颗粒化，且污泥的5分钟SVI数值（SVI5）和30分钟SVI数值（SVI30）相差小于10%时，即可认为好氧污泥颗粒化系统已成功启动[14]。R1与R2中SVI5和SVI30的变化情况如图1所示。由图1可知，当R1运行时间超过41个周期时，系统中SVI5和SVI30的差值小于10%，R2则在运行72个周期后亦达到此水平。由此可知，R1在投加Ca2+的条件下，系统内好氧污泥的颗粒化可在41个周期后实现，而R2在投加Mg2+的条件下，系统内好氧污泥的颗粒化需在72个周期后出现。而后，R1在运行88个周期后系统内完全实现了好氧颗粒污泥化，反应器中已观察不到絮状污泥存在，R2则在运行100个周期后达到此水平。由试验结果可知，与Mg2+相比，系统中Ca2+的投加可更快地实现反应器中好氧颗粒污泥的形成。

图1 好氧颗粒污泥培养过程中污泥体积指数的变化

Fig.1 Variations of SVI during the cultivation process of aerobic granular sludge

研究表明，金属离子的添加不但会对系统中好氧颗粒污泥的形成时间产生影响，其亦会对系统的脱氮除磷能力产生影响[15]。在好氧颗粒污泥的形成过程中，R1与R2各自的脱氮除磷效果变化如图2所示。由图2可知，在系统运行的100多个周期中，R2对COD的去除效果优于R1，R1与R2对COD的平均去除率分別为89.16%和93.26%。另外，R1对NH4+-N和TP的去除率均低于R2，且R1脱氮除磷效果的稳定性亦低于R2。当好氧颗粒污泥系统成功启动后，R2对NH4+-N的平均去除率为83.50%，而R1对NH4+-N的去除率则为70.83%。R2对TP的去除率（η=94.99）亦高于R1（η=87.29）。由上述试验结果可知，相对于Ca2+，Mg2+的添加有助于强化好氧污泥颗粒化过程中系统的脱氮除磷效果。

图2 好氧污泥颗粒化过程中COD、NH4+-N和TP的去除率变化

Fig.2 Variations of COD，NH4+-N and TP removal rates during the cultivation process of aerobic granular sludge

3.2.3 颗粒污泥的物理性质

当R1与R2运行了105个周期后，反应器中好氧颗粒污泥的物理性质分析结果如表1所示。由表1可知，R1与R2中的好氧污泥颗粒化完成后，各系统中的MLSS均≥5000 mg/L，约为接种时污泥浓度的2.0倍，且相对于接种污泥，各系统中的VSS/SS亦有明显提高。然而，R1中好氧颗粒污泥的VSS/SS值则较R2低11%左右。由此可推断，R1中Ca2+在颗粒污泥中有大量的累积，而R2中Mg2+添加则有利于污泥活性的提高。

一般地，在活性污泥处理系统中，污泥的沉降性能通常用污泥沉降速度和SVI值表征。由表1可知，系统中好氧污泥颗粒化完成后，R1中污泥的SVI值便从初始的92 mL/g降低至14 mL/g，而R2的SVI值亦降至16 mL/g。由图1亦可知，R1运行65个周期后，系统中污泥的SVI5值与SVI30值已无显著差异，R2在运行80个周期后亦达到此水平。在R1与R2运行之初，各系统内污泥的沉降速度范围为4～10 m/h，当好氧污泥颗粒化完成后，R1与R2中污泥的沉降速度范围分别为44～108 m/h和39～92 m/h，沉降速度较接种污泥均有较大程度的提高。由此可知，无论是污泥的SVI值还是污泥沉降速度，Ca2+添加条件下SBR中形成的好氧颗粒污泥都要优于Mg2+添加条件下形成的好氧颗粒污泥。即相对于Mg2+，系统中Ca2+的添加更有助于好氧颗粒污泥沉降性能的提高。

颗粒污泥的机械强度通常用完整系数来表示。由表1可知，两系统中好氧颗粒污泥的完成系数均大于90.00%。其中，R1中好氧颗粒污泥的完整系数可达97.20%，而R2中颗粒污泥的完整系数则为93.70%。本试验培养出的好氧颗粒污泥其完成系数与相关研究的厌氧颗粒污泥的机械强度相当[16]。同时，由试验结果还可知，相比于Mg2+，在Ca2+投加条件下SBR中可以形成机械强度更高的好氧颗粒污泥。

表1 好氧颗粒污泥的物理性质

Table 1 Physical properties of mature aerobic granular sludge in two reactors

接种污泥R1（Ca2+）R2（Mg2+）

MLSS（g/L）2.305.405.20

MLVSS/MLSS（%）70.0084.0095.00

SVI（mL/g）92.0014.0016.00

沉降速度（m/h）4～1044～10839～92

湿密度（g/L）1.0031.0451.024

含水率（%）>99.0096.5097.20

完整系数（%）---97.2093.70

4.讨论

综合上述试验结果及相关研究可知，Ca2+主要通过物理作用影响好氧污泥的颗粒化过程及其颗粒性质，其作用主要包括以下3个方面：（1）在pH为中性的条件下，细菌表面通常带负电荷。Ca2+的添加可以中和细菌表面的负电荷，减少细胞间的静电斥力，进而促进污泥的颗粒化[19]。（2）Ca2+可连接细菌表面的负电荷和胞外聚合物，形成EPS-Ca2+-EPS结构，进而起到架桥的作用，成为微生物聚集生长的骨架[20]。（3）Ca2+的投加会在颗粒中心形成诱导核（CaCO3），从而促进微生物的凝聚，同时增加成熟颗粒的物理强度[21]。

相比之下，Mg2+在好氧污泥颗粒化过程中起到的物理作用不够显著。颗粒物理性质试验结果表明，相比于Mg2+，Ca2+在污泥中具有更高的沉积含量，这与文献的研究结果相一致。Wang等发现在好氧颗粒污泥的元素组成中，Ca2+含量要远远高于Mg2+含量[21]。由此说明Mg2+在污泥颗粒化中很难起到架桥和诱导核的作用，即在好氧污泥颗粒化过程中Mg2+的作用异于Ca2+，笔者推断Mg2+应是通过生化作用促进好氧污泥颗粒化。众所周知，Mg2+是一种酶促剂，它能够与一系列细胞内的物质一起激发酶的活性，并可参与微生物体内蛋白质和核酸的合成[22]。本研究中，在Mg2+投加条件下，R2中好氧颗粒污泥的蛋白质含量大大增加，而在Ca2+投加条件下R1中好氧颗粒污泥的蛋白质含量增加则较少。同时，与接种絮状污泥相比，Mg2+投加条件下R2中颗粒污泥的多糖含量大大提高，而在Ca2+投加条件下R1中颗粒污泥的多糖含量与接种絮状污泥并无显著差异。一般地，污泥中多糖含量和蛋白质含量越高，越有利于污泥的颗粒化。另外，相比于Ca2+，投加Mg2+的颗粒污泥体系中其微生物多样性更加丰富，并且呈现出更快的基质比生物降解速率及更优的生物活性。由此可知，在本研究中，Mg2+可通过生化作用促进好氧污泥的颗粒化。

5.结论

通过上述试验结果，可得到如下结论：

（1）SBR中Ca2+的添加更有利于好氧颗粒污泥系统启动时间的缩短，而Mg2+的添加则可强化污泥颗粒化过程中系统对污水中COD、NH4+-N和TP的去除效果；

（2）在好氧颗粒污泥系统稳定后，Ca2+投加条件下的颗粒污泥呈现出更优越的物理特性，而Mg2+投加条件下的颗粒污泥系统有着相对丰富的生物多样性和更高的底物生物降解速率，并且Mg2+的投加更有利于污泥中EPS的分泌。

（3）Ca2+在好氧污泥颗粒化过程中起着较强的物理作用，而Mg2+则表现出更为显著的生化作用。

参考文献：

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作者簡介：

篇5：离子键的形成教学课件

利用40kV的C+离子辐照(辐照剂量为1×1016/cm2)CVD合成的多壁碳纳米管样品,在高分辨透射电子显微镜(HRTEM)分析时发现了一些有趣现象:其一,多壁碳纳米管在辐照时,其结构不但无定形化,而且有无定形纳米线和无定形管的相互转变区出现;其二,辐照可以使交叉的.碳纳米线产生“焊接”现象.对这些现象产生的机制给出了定性的讨论.

作 者：王震遐 丁印锋 李玉兰 余礼平张伟 朱德彰 朱志远 徐洪杰 陈一 何国伟 胡刚 作者单位：王震遐,丁印锋,李玉兰,张伟,朱德彰,朱志远,徐洪杰(中国科学院上海原子核研究所,上海,00)

余礼平,陈一,何国伟,胡刚(复旦大学材料科学系,上海,33)

篇6：离子键的教学设计

[指导讨论]请同学们归纳小结用电子式表示离子化合物形成过程的注意事项。

请其他组对上述发言进行评议。

[评价]对学生的发言给予正确评价，并重复要点。

[投影]课堂练习

用电子式表示MgO和K2S的形成过程

[评价]对学生书写给予正确评价并指出易错点

根据左式描述其意义。

领悟各式的含义及整体的含义，区别用电子式表示物质和用电子式表示物质形成过程的不同，并与化学方程式进行比较分析它们的不同之处。

领悟书写方法。

讨论。

1.首先考虑箭号左方原子的摆放，并写出它们的电子式。

2.箭号右方写离子化合物的电子式。写时要注意二标：标正负电荷、阴离子标[]。

3.箭号左方相同的微粒可以合并写，箭号右方相同的微粒不可以合并写。

4.在标正负电荷时，特别要注意正负电荷总数相等。

5、连接反应物和学生成物一般用“→”不用“===”。

【教学反思】

篇7：离子键的形成教学课件

云南省蒙自县文澜高级中学

何习娇

高中化学中，《化学新课程标准》明确指出：学生要能通过实验认识离子反应极其发生条件，了解常见离子的检验方法。离子方程式的书写是一个难点。一方面由于在初中化学中这方面内容涉及的很少，学生的基础薄弱，而离子反应和离子方程式的考察贯穿于整个高中化学知识之中，内容丰富，知识涵量大；另一方面是在高中化学中离子方程式的书写是教学重点，非常灵活，学生书写时往往会出现与事实不符的离子方程式。我通过实际教学中的反复实践，找到了一些突破这一教学难点的做法，下文将就此进行阐述。

一、离子方程式的书写定位思考 一〉离子反应在教材中的地位及考向分析

“离子反应”在必修模块中是作为化学反应的分类类型来介绍的，其最基本的要求就是根据分类标准进行分别判断。新课标强调了“通过实验事实认识离子反应发生的条件”，故在教学中应尽可能设计合理方案，开展实验探究，让学生体验探究过程，学会运用以实验为基础的实证研究方法，并在思考讨论中形成一定的分析推理、综合归纳能力。对应书写出离子方程式，只要求掌握复分解反应类型的离子方程式的书写，习题中出现了简单的氧化还原反应离子方程式的书写，这部分内容也要把握尺度。对于试剂的用量不同、试剂的滴加顺序不同，“双水解”反应，可以作出适当的拓展，不宜拓展复杂的氧化还原反应型和有关量的变化类型的离子方程式的书写。〈二〉离子方程式的书写教学思考

离子方程式是重要的化学用语之一，在以往教学时重于强调离子方程式书写步骤及注意事项，花较多时间进行巩固与练习。但在新课标的要求下，要求强化掌握离子反应发生的条件，无疑在教学中我们就必须以实验的设置来体现或者是找到不同情况下离子反应的教学突破口。从原来的以概念的建立入手到基本书写技能掌握有了极大的转变要求。即能够有意识地从离子间的反应角度看待比较熟悉的化学反应，这是高中学生需要形成的重要核心观念之一，而关于离子方程的书写中更多细节，我们就可以从实验条件的改变或者是试剂滴加顺序的不同，再由实验现象的分析逐步在以后的学习中渗透。

〈三〉学情分析

学生刚刚进入高中，自纠学习的能力不是很强，乐于机械接受，为了避免这些情况，使学生积极性、主动性得到积极发挥，我采用实验、启发、讨论、对比、归纳相结合的方式，使学生确实成为教学的主体，引导学生自主学习、合作学习、探究学习。在设计时遵循由感性→理性→实践的认识规律。化学新课程标准倡导以提高学生科学素养为宗旨，以科学探究活动为手段，以学生体验科学探究的过程、掌握学习或实验方法为目标的新理念，而离子反应是中学化学的重要理论，起着连接初中化学和高中化学的“纽带”作用，既是对义务教育阶段化学重要内容的复习，又为化学必修课程的学习，乃至整个高中阶段的化学学习奠定重要的基础。本节在全书占有重要地位，是整个高中化学教学的重点之一，概念多且抽象难懂，为避免枯燥，从实验入手,通过对实验现象的分析、微观粒子的分析，层层深入，引导学生了解有关概念。

二、教学流程设计 〈一〉实验促学

1.稀硫酸溶液与氢氧化钡溶液反应（酚酞做指示剂）

实验现象分析：

离子方程式书写：H2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓＋2H2O

拓展：稀盐酸溶液与氢氧化钡溶液反应：

2.铜与浓硝酸反应。Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

实验现象分析：

离子方程式书写：H2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓＋2H2O

拓展：MnO2与浓盐酸反应： 3.硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液反应

实验现象分析：

离子方程式书写：CuSO4+Ba（OH）2=BaSO4↓＋Cu（OH）2↓

拓展：氯化铁溶液与氢氧化钡溶液反应： 4.总结书写离子方程式还应注意哪些问题：（1）化合物电离出的阴、阳离子的个数比要正确。

（2）微溶物（如：Ca（OH）

2、CaSO4、Ag2SO4、MgCO3等）以澄清或饱和溶液的形式作为反应物时，可拆为离子形式，生成物中微溶物一般不拆为离子形

式。

（3）固体与固体之间、固体与浓硫酸之间的反应一般不写为离子方程式。（4）浓硫酸一般不写为离子形式，而浓硝酸、浓盐酸写为离子形式。（5）盐类的水解一般不完全，是可逆的，其离子方程式一般用可逆号。得出离子反应的实质及离子方程式的意义：电解质在水溶液中反应的实质即为实际参加反应的离子形成难电离、难溶解、易挥发的物质；离子方程式正是用来表示这一反应的式子；（在此基础上引入了离子反应及离子方程式的概念）从而最终使学生愉快地接受了2种离子方程式的书写规则和基本步骤。对于离子方程式的书写规则的教学，先用讲解法介绍了书写步骤，接下来以复分解反应为例，进一步对书写规则加以说明，同时通过拓展变式练习，使学生掌握并强化记忆，同时对教学结果进行反馈。

〈二〉对离子方程式书写后续教学中的设计

1.钠与水的反应 2.过氧化钠与水反应

3.碳酸钠溶液与盐酸的反应

4.在澄清的石灰水中通入少量的CO2；过量的CO2

5.铝与酸和碱的反应 6.氧化铝与酸和碱的反应 7.氢氧化铝与酸和碱的反应 8.硫化亚铁与盐酸反应（硫氢化钾做指示剂）9.氯化铁溶液中加入铁粉（硫氢化钾做指示剂）? 10.在Ca（NO3）2的浓溶液中加入较浓的Na2SO4溶液。

11.【讨论】请同学们根据以上练习，总结书写离子方程式还应注意哪些问

题？

三、教学设计意图说明

新课标中把学生当做学习的主体，而教师是导体，教师的引导作用在于启发

学生积极主动地学习。

篇8：离子键的形成教学课件

1 Mg2+对脑细胞能量代谢的影响

脑细胞的能量代谢紊乱不仅是细胞性脑水肿发生的基础, 同时也参与了血管源性脑水肿的发生发展。Mg2+作为酶的辅助因子参与蛋白质、脂类及糖类的代谢, 与氧化磷酸化反应相关酶系统的生物活性关系极为密切, Mg2+能激活磷脂酶, 使ATP的有机磷酸基团发生水解、转移、反应并参与细胞基质的氧化磷酸化过程, 与所有ATP参与的反应有关。Mg2+不仅是细胞呼吸酶系统及糖类代谢过程中不可或缺的辅助因子, 也是蛋白质、DNA和高能化合物合成的必需离子;Mg2+对神经细胞损伤的修复、再生、维持细胞膜结构的完整性及组织的抗氧化应激方面起着十分重要的作用。Mg2+的下降不仅可造成细胞多种能量代谢障碍、酶活性降低, 而且线粒体内缺Mg2+会使大量Ca2+聚集造成Ca2+超载, 使线粒体肿胀、嵴断裂等亚细胞结构损坏和细胞氧化磷酸化脱偶联, 从而加重细胞能量代谢障碍[1]。因此, Mg2+在维持脑组织正常生理活动所需能量的产生、转移、利用及储存等过程中发挥着非常重要的作用。

2 Mg2+对细胞膜离子通透性的影响

细胞内Mg2+的分布同K+类似, 对Na+、K+、Ca2+等离子的跨膜转运、维持细胞内外及亚细胞水平各离子浓度, 拮抗细胞内Ca2+离子的超载, 增强细胞膜的稳定性等方面起着关键作用[2,3]。脑损伤或脑出血后, 细胞内K+丢失的同时常伴有Mg2+浓度降低。通常情况下, Mg2+一方面可激活Na+-K+泵, 使细胞外K+重新泵入细胞内, 保持细胞内持续的高K+状态, 同时使细胞内Na+外流;此外Mg2+通过Na+-Mg2+交换也促使一部分Na+外流, 防止细胞内Na+过多聚集。另一方面细胞外的Mg2+与Ca2+竞争结合位点, 天然拮抗Ca2+的内流;还能通过Mg2+-Na+交换来抑制Ca2+-Na+交换, 从而减少Ca2+内流, 且细胞外Mg2+尚可直接通过Mg2+-Ca2+交换促使Ca2+的外流。而细胞内Mg2+还能抑制线粒体对细胞外Ca2+的摄取, 防止细胞内Ca2+超载引起的线粒体肿胀损伤及脑组织继发性损害[4]。总之, Mg2+的降低将影响细胞离子代谢的各个环节, 导致细胞内K+丧失, 而Na+、Ca2+大量内流, 同时水进入细胞内使脑细胞急性肿胀。

3 Mg2+对抗氧化作用的影响

镁对抗自由基生成及抗氧化作用的机制尚不十分明确, 有研究表明, Mg2+参与了自由基生成和清除过程中的许多酶反应。Mg2+能有效抑制脑外伤时活性氧 (ROS) 的上升和超氧化物歧化酶 (SOD) 的降低[5]。Mg2+对烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶 (该酶能促使产生超氧根) 的活性有抑制作用, 从而减少氧自由基的产生。细胞外Mg2+减少时, 会使花生四烯酸Co A合成酶的活性下降, 从而减少花生四烯酸嵌入到膜磷脂中的量, 使环氧酶对氨基酸的利用度增加, 进而激活磷脂酶A2引发花生四烯酸代谢瀑布形成, 产生大量氧自由基。另外, Mg2+的降低将使细胞内Ca2+增加, 导致黄嘌呤氧化酶大量产生, 从而活化ATP酶使ATP过多分解, 而ATP降解产物次黄嘌呤在黄嘌呤氧化酶催化下又产生各种自由基反应, 导致膜的过氧化反应使膜结构与功能遭到破坏。适量增加Mg2+可使上述各环节自由基的生成减少, 防止脂质过氧化造成的细胞膜结构破坏和细胞内离子的内环境改变[6]。

此外, 镁在拮抗兴奋性氨基酸对细胞的神经毒性、阻滞Ca2+过多进入细胞内、对抗血管痉挛、增加脑血流、抑制单胺类神经递质过度释放等方面起着不可替代的作用。Vink等[7]应用31P磁共振分光技术来测量实验性脑损伤后神经细胞以及脑组织中Mg2+的含量变化, 发现颅脑损伤后脑组织神经细胞中游离Mg2+的含量明显下降, 且在受伤脑区脑组织内Mg2+含量下降最显著, 而且Mg2+下降程度和脑损伤程度明显呈负相关性, 即损伤越严重Mg2+浓度降低愈加明显。

以上这些方面充分说明了Mg2+在脑出血后细胞性脑水肿的病理发展过程中起着非常重要的作用。从而联系临床实际, 可以考虑采用镁剂治疗和控制脑出血后的脑水肿的发生和发展。当然, 镁剂的应用和治疗效果还需做大量的临床和动物实验来证明。

摘要：脑水肿形成的病理过程十分复杂, 其中胶质细胞和神经细胞的氧化损伤、代谢障碍、离子泵失调导致钾、钠、钙、镁等离子代谢及交换障碍均可造成细胞毒性脑水肿的发生。目前国内关于镁离子 (Mg2+) 水平改变与脑水肿形成关系的相关报道少见, 本文就镁离子参与脑水肿形成的可能机制进行阐述。

关键词：镁离子,脑水肿,发病机制

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