归纳与整理教学设计实例

1 选修三

物质的结构与性质

第二章

分子结构与性质

第二节分子的立体构型

——配合物理论简介

眉山市彭山区第一中学

向洪加

一、教材分析

《配合物理论简介》这节课选自人教版高中化学选修3《物质的结构与性质》，本节内容位于第二章第二节内容《分子的立体构型》的最后一部分，既是对原子结构与性质的延续学习，也是对分子空间结构的补充。配合物的结构复杂，又没有所学化合物中体现出来的价键规律，与价电子联系不多。本节课尝试着以书本为主，简单地对相关基本概念做出常识性介绍。

二、学情分析

在本部分内容之前，学生学习了金属及金属的化合物、非金属与非金属化合物，掌握了丰富的元素及其化合物的知识。同时，经过选修3前面知识的学习，尤其是价层电子对互斥理论和杂化轨道理论，能够从原子、分子层面对一些简单的化合物中的键进行简单的分析。但是配合物的形成，是一个新的概念，同时和熟悉的价键规律有一定的区别，同时又不涉及价电子。总的来说，这一届内容较为抽象，难以把握。同时，上课以实验室上课的方式进行，对学生实验的安排处理需要细致安排。

三、课程目标

知识与技能：

知道配位建、配合物的基本概念及对应的表示方法。

知道简单配合物的基本组成和形成条件。

过程与方法：

通过学生实验进行活动与探究。锻炼实验能力。

情感态度价值观：

培养学生的辩证唯物主义思想和思维方法。

了解配合物在生产生活和科学研究方面的广泛应用。

四、教学重难点

教学重点：配合物的概念和组成

教学难点：配合物的组成和形成条件

五、教学过程

【教学引入】讲述波尔保存诺贝尔奖章的故事，映出生活中的一大类物质——配位化合物。

玻尔是丹麦著名的物理学家，由于在原子结构理论等量子力学领域的突出贡献获得诺贝尔奖。第二次世界大战中，玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国波兰。为了表示他一定要返回祖国的决心，他决定将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液里，装于玻璃瓶中，然后将它放在柜面上。后来，纳粹分子为了要挟他，窜进玻尔的住宅，搜寻奖章，那瓶溶有奖章的溶液就

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在眼皮底下。战争结束后，玻尔又从溶液中还原提取出金，并重新铸成奖章。新铸成的奖章依然灿烂夺目。

黄金不能溶解于酸，为什么能溶解于王水呢?浓硝酸是一种强氧化剂，而浓盐酸中的氯离子能与金元素组成配位化合物。在配合剂和氧化剂的双重作用下，金原子就溶解了。

【板书】四、配合物理论简介

【教师】实验2-1.我们来做一组实验。大家的台面上有CuSO4、CuCl2·2H2O CuBr2

、氯化钠、硫酸钾、溴化钾六种固体药品。首先观察这四种固体的颜色，再向里面加入水，注意前后颜色的变化。

【学生】观察六种固体药品的颜色，记录。分别加水溶解，并记录颜色变化。完成学案

【归纳】由氯化钠、硫酸钾、溴化钾的水溶液呈无色，得知Na、K、Cl、Br、SO4等离子为无色。

【设问】思考：前三种溶液呈天蓝色大概和什么物质有关？依据是什么？

【学生】思考什么粒子的颜色呈现颜色并回答：铜离子或［Cu(H2O)4］2+2+，++--2-

【讲述】真的是Cu嘛？那么为什么固体硫酸铜又是白色的呢。所以不是铜离子的原因。经过科学实验证明，就是X射线衍射仪证实实验中呈天蓝色的物质是水和铜离子，可表示为［Cu(H2O)4］2+，

【设问】我们学过的化学键有共价键、离子键。那么它们的结合是什么键？

Cu2+和H20是怎么结合成［Cu(H2O)4］2+，

【分析】以水分子为例，水分子中间有两对对电子对，它会和氢离子结合形成水和水合氢离子，同时剩余一对孤电子对，现在问题出来了，这一过程中，水分子提供孤电子对，那么氢离子的作用呢？很显然是提供空轨道。也就是必须要存在空轨道。那么，一样的原理，我们可以发现［Cu(H2O)4］和水和氢离子的原理一样。在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供孤电子对给予铜离子，铜离子接受水分子的孤电子对形成的。这类“电子对给予-接受键”被称为配位建。

再以氨分子为例，氨分子存在一个孤电子对，它与氢离子形成铵根离子。

【教师】什么是配位建？形成配位建必须具备那两个条件？表示方法？和共价键的关系

【板书】1、配位建

（1）定义

（2）形成条件

（3）表示方法

（4）特点：a配位建是一种特殊的共价键。

2 2+，

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b配位建具有方向性。

【设问】学习了什么是配位建，那么什么是配合物呢？

【学生】通常把金属离子（或原子）与某些分子或离子（称为配体）以配位建结合形成的化合物称为化合物，简称配合物。

【板书】2、配合物

（1）定义

【教师】既然具有孤电子对的水能与铜离子形成配合物，那么如果换一个具有孤电子对的配体，又能否形成配合物呢？

【实验2—2】

向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色溶液，继续添加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液；若加入极性较小的溶剂（如乙醇），将析出深蓝色的晶体。

【学生】书写相应的化学方程式

【教师】那么那些金属离子（或原子）与哪些分子或离子能形成配合物呢？我们就有必要了解配合物的组成

【板书】（2）配合物的组成

中心原子（离子）：能够接受孤电子对的离子或原子，多为过渡金属元素的离子或者原子。

短周期：Na[BF4]、卟啉配合物叶绿素中的Mg. 配体：提供孤电子对的分子或离子。如X—、OH-、H20、NH3、CO、CN_、SCN-等。

配位数：作为配体原子与中心原子（离子）结合的离子或分子的数目。

注意：配体数目不一定等于配位原子数目。如三草酸合铁。

内界、外界：内界离子很难电离，其电离成都很小。

【教师】配合物是一种强电解质，所以配合物的水溶液很容易电离成内界和外界两个部分，电离出的内界离子很难继续电离。请指出下列配合物的各个组成部分。【讲述】配合物的命名（简单的了解）

【板书】3、配合物形成时性质的改变

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【实验2—3】向盛有氯化铁溶液的试管中滴加1滴硫氰化钾溶液，观察实验现象。书写出对应的化学方程式。

【现象】在实验中，将看到试管里溶液的颜色和血液极为相似，利用这种离子的颜色，可以鉴定三价铁的存在，常被用于电影特技和魔术表演。在这一过程中，形成配合物引起了颜色的变化

【板书】（1）颜色的改变

【教师】配位建的强度有大有小，因而不同的配合物，它们的稳定程度相差很大。许多过渡金属离子对多种配体具有很强的结合力，形成更加稳定的配合物。过渡金属元素配合物比主族元素金属配合物多。

【板书】（2）稳定性增加

【实验】向少量盛有氯化钠溶液的试管中滴入少量硝酸银溶液，生成白色氯化银沉淀，继续向溶液中加入氨水，沉淀发生了什么变化？请试着解释上述现象。

【板书】（3）溶解度改变

【教师】回到我们课前提到到的，波尔将金质奖章熔接到王水中，书写出相应的化学方程式。

【教师】这堂课我们学习了配位建和配合物的相关知识，作为一类较为特殊的化合物，它们对我们的生活，有哪些影响呢？

【板书】4、配合物的发展和应用

人类很早就开始接触配位化合物，当时大多用作日常生活用途，原料也基本上是由天然取得的，比如杀菌剂胆矾和用作染料的普鲁士蓝。最早对配合物进行研究的是在1798年，法国化学家塔萨厄尔首次用二价钴盐、氯化铵与氨水制备出CoCl3.6NH3，并发现铬、镍、铜、铂等金属以及Cl−、H2O、CN−、CO和C2H4也都可以生成类似的化合物。当时并无法解释这些化合物的成键及性质，所进行的大部分实验也只局限于配合物颜色差异的观察、水溶液可被银离子沉淀的摩尔数以及电导的测定。对于这些配合物中的成键情况，当时比较盛行的说法借用了有机化学的思想，认为这类分子为链状，只有末端的卤离子可以离解出来，而被银离子沉淀。然而这种说法很牵强，不能说明的事实很多。

1893年，瑞士化学家维尔纳总结了前人的理论，首次提出了现代的配位键、配位数和配位化合物结构等一系列基本概念，成功解释了很多配合物的电导性质、异构现象及磁性。自此，配位化学才有了本质上的发展。维尔纳也被称为“配位化学之父”，并因此获得了1913年的诺贝尔化学奖。

1923年，英国化学家西季威克提出“有效原子序数”法则（EAN），提示了中心原子的电子数与它的配位数之间的关系。很多配合物，尤其是羰基配合物，都

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是符合该法则的，但也有很多不符合的例子。虽然这个法则只是部分反映了配合物形成的实质，但其思想却也推动了配位化学的发展。

现代的配位化学不再拘泥于电子对的施受关系，而是很大程度上借助于分子轨道理论的发展，开始研究新类型配合物如夹心配合物和簇合物。其中一个典型的例子便是蔡氏盐—K[Pt(C2H4)Cl3]。虽然该化合物早在1827年便已经制得，但直到1950年才研究清楚其中的反馈π键性质。

【课堂延伸】

请查阅资料解释CO中毒的原因，若发生CO使人中毒事故，首先该如何处理？

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