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配位化合物
第十二章配位化合物
第一课时
一、教材分析：
本节教材位于专题4《分子空间结构与物质性质》的第二单元，既是第一单元的沿续，也是对分子空间结构的补充。
由于配合物的形成，多数相当于在已知的简单化合物中插入“第三者”——新的化学成分，构成了复杂的结构，而且游离于价键规律之外，又不涉及价电子，学生往往难以把握。
本节教材从实验事实出发，让学生从感性认识入门，经过实验过程的逻辑分析，引领学生参与教学活动，再抽象概括，阐述配合物的结构特点，对相关基本概念作了常识性介绍。
二、教学目标：
1、知识与技能：
（1）掌握配合物的的概念，配位体、配位数、内界外界等相关知识；
（2）知道简单配合物的基本组成和形成条件；
（3）认识配合物在生产生活和科学研究方面的广泛应用。
2、过程与方法：
（1）逐步养成自主学习化学的习惯，运用实验进行活动与探究，锻炼实验和设计实验的能力；
（2）熟练地与同学交流和探讨自己的观点，
3、情感态度与价值观：
（1）培养学生的辨证唯物主义思想与思维方法；
（2）通过配合物的广泛应用在各领域的学习，激发学生树立学好知识为祖国做贡献的人生观。
三、教学重点：
配合物的概念和组成
四、教学难点：
配合物的组成和形成条件
五、教学方法：
实验探究、启发、讨论、实验探究法
六、教学用具：
多媒体演示资料、试管若干、新制氯气若干、硫酸铜溶液、氨水硝酸银溶液等
七、教学流程设计:
交流与讨论：
合作学习，突破理解配合物的形成
实验探究：
亲身体验，感性认识配合物
新课引入：
实验复习，图片展示，吸引注意力
成果展示：
学生反馈成果，教师点评，体验学以自用
自学导读：
认识
掌握配合物的组
成与结构
自主探究：
配合物的区分，知识升华
成果展示：
学生反馈成果，教师点评，体验自学成就
练习反馈：
巩固本节知识，加强理解
归纳小结：
理清思路，帮助记忆
八、教学过程：
【新课引入】
教师活动
学生活动
设计意图
设问：
同学们，我们在前面了学习了共价键，共价键中有一种非常特殊的键，大家能想起来是什么吗？
讲述：
今天我们就开始学习一类以配位键结合形成的物质：
配合物
展示投影：
配合物在生活、生产和科技等方面的应用。
设问：
配合物的应用如此广泛，大家想不想学习配合物的有关知识呢？
讲述：
让我们一起来学习吧！
学生回顾，思考
回答：
配位键的概念
观看投影，了解配合物的应用。
将新的知识与旧的知识联系起来，更能调动学生的兴趣。
首先将配合物的实际例子展示给学生，让学生产生对配合物学习的兴趣。
【课程讲解】
活动与探究：
实验1：
向试管中加入2mL5%的硫酸铜溶液，再逐滴加入浓氨水，振荡，观察。
然后加酒精过滤，将得到的晶体分成三份溶于水，分别进行如下实验：
（1）用pH试纸测定酸碱度
（2）加入稀NaOH（3）加入BaCl2+HNO3溶液
实验2：
取5%的氯化铜、硝酸铜进行如上实验。
学生进行实验探究
记录现象
通过实验探究，分析结论：
通过这样一个改进的实验，让学能通过三个实验得出最终的结论：
溶液中没有NH3，没有Cu2+、但是却有SO42-，便很清晰的知道Cu2+和NH3形成了一种复杂的稳定离子。
讲述：
通过实验，我们了解到Cu2+与NH3形成一种深蓝色的复杂离子[Cu（NH3）4]2+，4个NH3分子位于Cu2+的四周形成了这样的平面正四边形结构。
设问：
那么它们之间究竟是如何结合的呢？
交流与讨论：
比较H++NH3=NH4+
Cu2++4NH3=[Cu（NH3）4]2+
提出Cu2+与4NH3分子结合生成[Cu（NH3）4]2+的设想。
引出：
配合物的概念：
由提供孤电子对的配体与接受孤电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物。
【问题解决】
1、请根据[Cu（NH3）4]2+中配位键的形成，总结配位键的形成的条件。
自学导读：
阅读课本信息提示的内容，明确：
中心原子、配位体、配位数、配位原子、内界、外界等概念。
总结出配合物的组成。
比较：
明矾[KAl（SO4）2·12H2O]
与[Cu（NH3）4]SO4两者的电离
理解
思考，交流、讨论
在课本中配合物的概念的重点词语上作记号。
学生总结出配位键形成的条件：
一个原子有孤电子对，另一个原子有接受孤电子对的空轨道。
阅读课本，自学有关配合物的相关概念。
教师通过多媒体投影出结论。
写出两者的电离方程式进行比较。
通过观察课本中的插图，初步认识[Cu（NH3）4]2+的结构。
通过类比来进行学习配合物的形成。
重点词语作上记号，让学生能抓住概念的本质。
问题1对配合物的概念的一个总结。
充分让学生自主学习，培养学生的自学能力，归纳能力。
与熟悉的复盐进行对比，加深对配合离子的理解。
【问题解决】
2、在Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、H2O、NH3、F-、CN-、CO中，哪些可以作为中心原子？
哪些可以作为配位体？
3、现有两种配合物晶体[Co（NH3）6]Cl3和[Co（NH3）5Cl]Cl2，一种为橙黄色，另一种为紫红色。
请设计实验方案将这两种配合物区别开来。
【练一练】
某物质的实验式PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3也不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，试推测其化学式。
指出其中心原子，配位体及配位数。
学生得出结果：
中心原子：
Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+
配位体：
H2O、NH3、F-、CN-、CO
学生首先写出这两种配合物的电离方程式：
[Co（NH3）6]Cl3=[Co（NH3）6]3++3Cl-
[Co（NH3）5Cl]Cl2=
[Co（NH3）5Cl]2++2Cl-
然后比较两者得出结论：
要区别这两种配合物应从水溶液中Cl-的量来考虑。
同时写出设计方案。
学生讨论得出结论：
化学式：
[Pt（NH3）2Cl4]；
中心原子：
Pt
配位体：
NH3、Cl-
配位数：
6
在这两个问题的基础上，让学生归纳出中心原子的特征在周期表中常见的位置：
过渡金属元素的离子。
配位体中配位原子的特征：
有孤电子对。
总结出哪些常见的原子有孤电子对：
卤素原子（X）、O、S、N、P、C。
将这个问题设计两个台阶：
先写出电离方程式，进行比较，找出其特点；再从其特点：
都有Cl-，但是量却不同上入手来设计方案就容易得多了。
在评价学生设计实验方案时同时对实验中的关键地方进行强调。
如过滤之后应洗涤再干燥。
此题不仅巩固了学生对配合物的概念、组成、外界内界、配位体、配位数等概念的掌握，而且进行了变化，同时考察了学生的应变能力。
【课堂小结】
配合物的概念：
配位键
配合物的组成：
配体+中心原子
学生回顾、归纳
提炼一节课中的精华，形成主线，有利于培养学生的学习方法，善于归纳总结的能力。
【课后作业】
1、课本P76：
第1、2题
2、比较课本P68、P69的[Cu（NH3）4]2+、[Zn（NH3）4]2+插图中两者的结构上的区别。
学生记录。
1、第1题有助于学生巩固配合物的内界与外界的关系；
第2题分析配合物的配位数与配位原子，加深对配合物组成的理解。
2、利用课本上的插图，让学生观察比较两者的结构，为下一节课《配合物的结构与性质》作准备。
教学反思：
1、本节课从实验入手，通过实验来对配合物作一个定性的认识，让学生从低的层次上手来学习，比较容易接受。
同时在活动与探究中既锻炼了探究能力、实验能力、观察能力，同时也体现了学生相互合作、相互探讨的精神。
在对课本实验进行改进的前提下，更易让学生理解配合物的内界与外界的知识。
2、整个教学里面教师要讲的内容并不多，只是一种引导，大部分环节均由学生自主完成。
充分体现了新课程的“过程与方法”的教学目标。
为学生提供主动参与、乐于探究、积极实践的机会，让学生体验了过程，同是也学到了知识。
3、本节课相对有多个环节要学生活动，加上信息量较大，为了让各环节紧扣，设计了教学用PPT演示文档，既有利于时间的控制，又克服了传统教学方法的不足
第十二章配位化合物
第二课时
教学目的与要求：
1.简述配合物的基本概念
2.简述配合物的结构特征
3.掌握配合物的命名
教学重点与难点：
重点：
1.配合物的结构特征
2.配合物的命名
难点：
配合物的结构特征
教学方法：
讲授为主，提问与讨论相结合
启发式讲解，例题讲解，练习
课前准备：
查阅资料，准备教案，批改作业
插页：
1
教学
活动/评价
教学内容
讲授互动
40分钟
提问
讲授互动
第十二章配位化合物
配位化合物简称配合物，又称络合物，是一类数量巨大而且组成较为复杂的化合物的总称。
第一节配合物的基本概念
一、配合物及其组成
（一）配合物的定义
若向CuSO4溶液中逐滴加入氨水，边加边摇，开始有蓝色沉淀生成，继续加入氨水时，蓝色沉淀逐渐消失，最后得到深蓝色透明的溶液。
将此蓝色透明的溶液分成两份：
在一份中加入少量的BaC12溶液时，有白色BaSO4沉淀生成，说明溶液中仍有SO42-存在；在另一份中加人少量的NaOH溶液，无Cu（OH）2沉淀生成；加入Na2S溶液，产生黑色的CuS沉淀，说明溶液中Cu2＋的浓度极低。
实验证明是Cu2＋和4个中性分子NH3结合成了较稳定的复杂离子[Cu（NH3）4]2＋。
复杂离子[Cu（NH3）4]2＋与SO42-结合成复杂化合物［Cu（NH3）4］SO4。
其反应式如下：
CuSO4＋4NH3·H2O
Cu（NH3）4］SO4＋4H2O
离子反应方程式为：
Cu2＋＋4NH3
[Cu（NH3）4］2＋
同样，若在Hg（NO3）2溶液中加人过量的KI，也会形成复杂的化合物。
稳定的复杂离子［HgI4］2-。
离子反应方程式为：
Hg2＋＋4I-
［HgI4］2-
插页：
2
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活动/评价
教学内容
讲授互动
10分钟
（二）配合物的组成
配位单元是配合物的核心部分，配位键是其结构的基本特征。
大多数配位单元是离子，称为配离子。
大多数配合物可分为内界（innersphere）和外界（outersphere）两个部分，内界是配离子，外界是反离子，内界和外界之间以离子键相连。
内界由形成体（中心离子或中心原子）和配位体组成，写化学式时内界常用方括号括起来；外界多是一些简单离子（如NH4＋、Fe3＋、Cl-、SO42-等），写在方括号的外面。
1.中心离子（或中心原子）亦叫形成体，一般是金属离子，以过渡金属离子最常见，也有中性原子或阴离子的。
例如[Cu（NH3）4]2＋中的Cu2＋、[HgI4]2一中的Hg2＋、[Ni（CN）4]2-中的Ni2＋、［Ni（CO）4］中的Ni、［Fe（CO）5］中的Fe、H［Co（CO）4］中的Co-1等。
中心原子位于配合物的中心，原子核外有能成键的空轨道，是电子对的接受体。
2.配位体在配合物中与形成体以配位键相结合的中性分子或阴离子叫配位体（简称配体）。
配体中能提供孤电对子直接与形成体配位的原子叫配位原子。
常见的配体有无机配体，如NH3、H2O、X-、CN-、SCN-等，其中N、O、X、C、S分别是这些配体所对应的配位原子；另外，还有有机配体，如醇、酚、醚、醛、酮、羧酸等。
3.配位数直接与形成体结合的配位原子数称为该形成体的配位数。
若配体是单齿，则配体的数目就是该形成体的配位数。
插页：
03
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30分钟
提问
4.配离子的电荷配离子的电荷数等于中心离子和配体总电荷的代数和。
由于配合物作为整体是电中性的，所以也可根据外界离子的电荷推断配离子的电荷。
如[Cu（NH3）4]SO4Na3[Fe（CN）6]中配离子的电荷数分别是＋2和-3。
（三）配合物的命名
1.配离子的命名配离子的命名一般依照如下顺序：
配位体数（中文数字表示）-配位体名称-合-形成体名称和氧化数（罗马数字加括号）。
在配合物中若有多种配体时，配体顺序规定为：
（1）先阴离子后中性分子。
（2）在配体中若既有无机配体又有有机配体，则先无机配体，后有机配体（复杂配体写在括号内）。
（3）若配体均为阴离子或均为中性分子时，按配位原子元素符号的英文字母的顺序排列。
例如：
2.配合物的命名配合物的命名服从一般无机化合物命名原则，即阴离子在前，阳离子在后。
若配合物的内界为阴离子时，作为酸根，配合物的名称为配离子名称-酸-外界离子名称；内界是阳离子时，则相当于普通盐中的简单阳离子，若外界是简单的阴离子如Cl-，CN-等，则叫某化某，对于含氧的原子团类阴离子
（四）配合物的几何异构现象
在配合物中，配体是按一定的规律排列在形成体周围的,为了达到稳定状态,减小配位体之间的静电排斥作用,配位体之间要尽量远离,因此，每一种配合物都有一定的空间结构。
插页：
04
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10分钟
提问
小结5分钟
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二、配合物的分类
配合物在自然界广泛存在，范围很广，种类很多，主要可分为以下两大类：
（一）简单配合物
简单配合物是由单齿配体与形成体结合而形成的配合物。
其配体大多数是简单的无机分子或离子（如NH3、H2O、X-）。
这类配合物分子中没有环状结构，但通常配体数量较多。
根据配体种类的多少，又可分为单纯配体配合物
（二）螯合物
在生物体内存在的配合物，其配位体大多是有机化合物，这些有机配位体一般含有2个或2个以上的配位原子，它们属于多齿配体，可与形成体形成具有特殊稳定性的配合物。
螯合物与普通配合物的不同之处，是配体不相同，形成螯合物的条件是：
1.螯合物的形成体必须有空轨道，能接受配原子提供的孤电子对。
2.螯合剂必须含有2个或2个以上配位原子，以便与形成体配合成环状结构。
3.每两个配位原子之间被2个或3个其它原子隔开，以便能形成稳定的5元环或6元环。
金属螯合物与具有相同配位原子的非螯合物相比，具有特殊的稳定性。
这种特殊的稳定性是由于螯合物具有环状结构而产生的，称之为螯合效应。
教案底页
作业内容：
习题集：
1.选择题：
1.2.3.4.5.6.
填空题：
1.2.3.4.
计算题：
1.2.
思考题：
1.配合物的命名有那些？
第十二章配位化合物
第三课时
教学目的与要求：
1.简述配位平衡常数概念
2.简述配合物与医药的关系概念
3.掌握配合物在医药上的应用
教学重点与难点：
重点：
1.配位平衡常数
2.配合物在医药上的应用
难点：
配合物在医药上的应用
教学方法：
讲授为主，提问与讨论相结合
启发式讲解，例题讲解，练习
课前准备：
查阅资料，准备教案，批改作业
插页：
1
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活动/评价
教学内容
讲授互动
40分钟
提问
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第二节配位平衡
（一）配位平衡常数
配离子是一类组成复杂的稳定离子，但实验表明，配离子的稳定性是相对的，在溶液中还是可以微弱地离解为形成体和配体。
例如在Cu2＋溶液中加氨水，Cu2＋与NH3通过配位键结合为[Cu（NH3）4]2＋，同时又有少部分[Cu（NH3）4]2＋离解为Cu2＋和NH3，可表示为：
Cu2＋＋4NH3
[Cu（NH3）4]2＋
在一定温度下可达到平衡状态，这一平衡叫配位平衡。
平衡时有：
K稳＝
K稳称为配离子的稳定常数。
K稳越大说明生成配离子的倾向越大，配离子离解越少，配离子的稳定性就越大。
通常配合物的稳定常数都比较大，为了书写方便常用它的对数值1gK稳来表示，配离子的1gK稳值的大小与形成体的电荷、形成体的半径有关。
形成体的电荷越高，配离子的1gK稳值越大；形成体的半径越小，配离子的1gK稳值越大。
螯合物与具有类似组成和结构的单齿配体所形成的配合物相比，其稳定性要大得多，例如[Cu（NH3）4]2＋的1gK稳为13.32，而[Cu（en）2]2＋的IgK稳为20.00。
计算结果表明NH3浓度越大，Cu2＋离子浓度越低，即[Cu（NH3）4]2＋的离解程度越小。
所以过量配体的存在可增加配离子的稳定性。
插页：
2
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（二）配位平衡的移动
形成体和配体生成配离子在水溶液中存在如下配位平衡：
Mn＋＋xL-
[MLx]（n-x）＋
配位平衡与其它化学平衡一样，是相对的，有条件的。
当平衡条件发生改变时，平衡就会移动。
例如改变溶液的pH值，使L-离子的浓度降低；加沉淀剂使Mn＋生成沉淀；加还原剂改变Mn＋的氧化态等，均能使配位平衡向左移动。
1.溶液pH值的影响
（1）酸效应：
当溶液的pH值减小时，配体可与溶液中的H＋结合生成共轭酸，使配位平衡发生移动，导致配离子离解。
这种因配体与H＋结合而导致配离子离解的作用叫做酸效应。
溶液的pH值越小，越容易使配离子离解，酸效应越明显。
例如：
[FeF6]3-＋6H＋
Fe3＋＋6HF
在［Cu（NH3）4］2＋配离子溶液中加酸，NH3可与H＋形成NH4＋，使［Cu（NH3）4］2＋配离子离解：
[Cu（NH3）4]2＋＋4H＋
Cu2＋＋4NH4＋
（2）水解效应：
当溶液的pH值增大时，形成体可与水溶液中的OH-结合生成弱碱，使配位平衡发生移动，导致配离子离解。
这种因金属离子与溶液中OH-结合而导致配离子离解的作用叫做水解效应。
溶液的pH值越大，使配离子离解越容易，水解效应越明显。
插页：
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30分钟
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2.沉淀-溶解平衡的影响当配合物的形成体可与某种试剂（即沉淀剂）形成沉淀时，加人沉淀剂则会破坏配位平衡，使配位平衡向离解方向移动。
配离子的稳定性越低，沉淀物的溶解度越小，则配位平衡向离解方向移动，沉淀-溶解平衡向沉淀方向移动，有沉淀生成；反之，配离子的稳定性越高，沉淀物的溶解度越大，则配位平衡向配合方向移动，沉淀-溶解平衡向溶解方向移动，使沉淀溶解。
用此原理，可根据实际需要，完成配离子和沉淀之间的转化。
3.氧化还原平衡的影响 配合物的形成体氧化态较高时，可作氧化剂。
在此溶液中加入还原剂，可使配位平衡向离解方向移动，使配离子离解。
如在［FeCl4］-配离子溶液中，加人KI溶液，I-可将[FeCl4]-配离子中的Fe3＋还原成Fe2＋，使Fe3＋浓度降低，导致[FeC14]-不断离解。
反应如下：
[FeC14]-＋2KI
FeC12＋I2＋2KC1
这是氧化还原平衡对配位平衡的影响。
反之，配位平衡对氧化还原平衡也同样有影响。
金属离子形成配离子后，金属离子浓度降低，从而使金属的电极电势降低。
形成的配离子越稳定，溶液中金属离子的浓度就越低，相应的电极电势越小。
则金属离子的氧化性越弱，金属单质的还原性越强。
例3试计算在标准状态下[Ag（S203）2]3-＋e
Ag＋2S2O32-体系的
值。
已知：
[Ag（S203）2]3-的K稳[Ag（S203）2]3-＝2.9×1013，
Ag＋／Ag＝0.80V。
教案底页
作业内容：
习题集：
1.选择题：
7.8.9.10
填空题：
6.7.8.
计算题：
2.
思考题：
1.配合物在医药上的应用有那些？
第十二章配位化合物
第四课时
一、教学课题：
配合物的价键理论
二、教学目的：
掌握配合物的价键理论及理论的应用
三、教学重点：
正确理解价键理论
四、教学难点：
运用价键理论解释配合物的形成和空间构型
五、教学用品：
烧杯、滴管、硝酸银溶液（2M）、氯化钠溶液（2M）、盐酸溶液（2M）、氢氧化钠溶液（2M）、氨水（2M）
六、教学方法：
课堂讲授＋演示实验
七、教学手段：
多媒体
八、教学过程：
（一）新课导入：
首先做两个演示实验：
1、取三支试管，将硝酸银溶液和氯化钠溶液混合，出现白色沉淀。
（板书）AgNO3+NaCl=AgCl（白色沉淀）＋NaNO3
2、在上述三支试管中，分别滴加盐酸溶液、氢氧化钠溶液和氨水，
前两支试管无现象，第三只试管中白色沉淀消失。
（板书）AgCl（白色沉淀）+2NH3·H2O=［Ag（NH3）2］+（无色）+Cl-+2H2O
AgCl既不溶于强酸,也不溶于强碱,却易溶于氨水,这是因为Ag+和NH3可以形成可溶性的[Ag（NH3）2]+配离子,它比AgCl更稳定，一个带正电荷的离子为什么会与一个中性的分子结合？
怎样的结合使得它的稳定性如此高？
今天我们就来学习配合物的价键理论。
（二）新课教学（PPt演示）
1、L．Pauling等人在二十世纪30年代初首先用杂化轨道理论来处理配合物的形成、配合物的几何构型、配合物的磁性等问题，建立了配合物的价键理论，在配合物的化学键理论的领域内占统治地位达二十多年之久。
2、价键理论的基本内容：
［1］中心离子或原子有空的价层轨道，配体有可提供孤对电子的配位原子。
配合物的中心体M与配体L之间的结合，一般是靠配体单方面提供孤对电子对与M共用，形成配键M←∶L，这种键的本质是共价性质的，称为σ配键。
举例讲解：
在［Ag（NH3）2+配离子中，中心离子Ag+的价电子构型为4d（10）5S（0）5p（0）,它有空的5S（0）、5p（0）轨道,配体NH3分子中的N原子上有一对孤电子对。
［Ag（NH3）2］+配离子中Ag+与配体NH3之间的结合，是靠NH3单方面提供孤对电子对与Ag+共用，形成2个配键Ag←∶NH3。
N原子的孤对电子进入5S（0）5p（0）轨道，而5S（0）5p（0）轨道不仅空间伸展方向不同，而且存在能级差，怎么会形成2个等同的σ配键呢？
这就是价键理论的第二个要点所要说明的问题！
［2］在形成配合物（或配离子）时，中心体所提供的空轨道（sp,dsp或spd）必须首先进行杂化，形成能量相同的与配位原子数目相等的新的杂化轨道。
举例讲解：
在配体（NH3）的作用下，中心离子首先提供一个空的5S（0）轨道和一个空的5p（0）轨道进行杂化，杂化后的2个SP杂化轨道再与2个（NH3）分子中上含孤对电子的轨道重叠形成配位键，由于Ag+的2个SP杂化轨道的空间排布为直线型的，所以［Ag（NH3）2］+配离子的空间构型也是直线型的。
Ppt展示举例：
1、用价键理论所解释的［Ni（Cl）42-的形成和空间构型
2、用价键理论所解释的［Ni（CN）4］2-的形成和空间构型
讨论：
在以上两个配离子中，相同的是中心离子，配体不同，我们看到中心离子提供了不同类型的轨道，杂化方式也不同，这又如何解释呢？
这就是价键理论第三个要说明的问题。
［3］价键理论认为中心离子利用那些空轨道杂化，主要和中心离子的电子层结构有关，又和配位体中的配位原子有关。
当中心原子相同时，就取决与配体的电负性。
a、如配位体的电负性较小，如C（x=2.55）N（x=3.04）较易给出电子，对中心离子影响较大，使电子层结构发生变化，（n-1）d轨道中的成单电子被强行配对，，可以腾出内层能量较低的轨道来接受配体的孤电子对。
杂化形式为（n1）d、ns、np杂化，称为内轨型杂化。
这种杂化方式形成的配合物称为内轨型配合物（innercomplexes）。
b、如配位体的电负性较大，
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