資源簡介

(共29張PPT)
第三節(jié) 離子鍵、配位鍵和金屬鍵
第2課時 配位鍵
交流·質(zhì)疑
食鹽真的有毒嗎？
學習及素養(yǎng)目標
1.知道配位鍵的特點，認識簡單的配位化合物的成鍵特征。
2.通過實驗探究配位化合物的形成條件及配制。
3.了解配位化合物的存在與應用。
發(fā)展宏觀辨識與微觀探析的化學核心素養(yǎng)
培養(yǎng)實驗探究與創(chuàng)新意識的化學核心素養(yǎng)
樹立科學精神與社會責任的化學核心素養(yǎng)
任務一：探究配位鍵的形成條件
實驗證明，氨分子能與 H+反應生成銨離子（NH4+），其反應可用下式表示∶
NH3 + H+== NH4+
那么，氨分子是怎樣與 H+ 結(jié)合的呢
H+ +
H+ +
孤電子對
銨根離子的形成過程
氨分子中有孤對電子
氫離子有1S空軌道
重疊,形成配位鍵。
任務一：探究配位鍵的形成條件
任務一：探究配位鍵的形成條件
配
位
鍵
的
形
成
條
件
1.條件
一方A提供孤電子對，另一方B提供能夠接受孤
電子對的空軌道。
2.表示
用符號A→B表示
練習：1.寫出NH4+和H3O+中配位鍵的表示方法。
2.NH4+中的配位鍵和其他N-H有何異同？
物質(zhì) 是否含有配位鍵 提供空軌道 提供孤電子對
KCl
NaOH
[Ag（NH3）2]+
下列物質(zhì)中，哪些含有配位鍵？提供空軌道和提供孤電子對的微粒是？
否
否
有
Ag+
N
交流·研討
任務二：探究配位化合物的結(jié)構
以下物質(zhì)都屬于配位化合物，請大家研究它們的共同點，總結(jié)出什么是配位化合物。
任務二：探究配位化合物的結(jié)構
思考：結(jié)合上述配合物的實例，分析NH4Cl是配合物嗎？
配位化合物
定義
形成條件
把能接受孤電子對的空軌道的金屬離子（或原子）與某些提供孤電子對的分子或離子以配位鍵結(jié)合形成的化合物成為配位化合物，簡稱配合物。
有能接受孤電子對的空軌道的金屬離子或原子；
有提供孤電子對的分子或離子。
任務二：探究配位化合物的結(jié)構
[Ag(NH3)2]NO3
配
位
數(shù)
中
心
離
子
配
位
體
外界（離子）
內(nèi)界（配離子）
硝酸二氨合銀
[Ag(NH3)2]NO3 == [Ag(NH3)2]++NO3-
提供孤電子對
提供空軌道
注意：
內(nèi)界與外界之間的化學鍵是離子鍵。
內(nèi)界通常較穩(wěn)定，中心體和配體通常難以電離。
任務二：探究配位化合物的結(jié)構
K4[Fe(CN)6]
配
位
數(shù)
中
心
離
子
配
位
體
內(nèi)界（配離子）
外界（離子）
提供孤電子對
提供空軌道
亞鐵氰化鉀
K4[Fe(CN)6] = 4K++[Fe(CN)6]4-
注意：
內(nèi)界與外界之間的化學鍵是離子鍵。
內(nèi)界通常較穩(wěn)定，中心體和配體通常難以電離。
任務二：探究配位化合物的結(jié)構
食鹽有毒嗎？
K4[Fe(CN)6]
抗結(jié)劑
從原理上說，氰化物可以通過接觸皮膚和腔道粘膜、呼吸吸入、口服、注射等各種途徑進入人體，然后解離出氰基離子。這種離子能與人體中細胞色素酶內(nèi)的三價鐵離子（Fe 3+）牢牢地結(jié)合，從而使得它不再能變?yōu)槎r鐵離子（Fe 2+），從而導致細胞內(nèi)一系列的生化反應不能繼續(xù)進行，使細胞不能再利用血液中的氧氣而迅速窒息。同時，因為缺乏呼吸作用產(chǎn)生的能量（ATP），中樞神經(jīng)系統(tǒng)會迅速喪失功能，繼而使人體出現(xiàn)呼吸肌麻痹、心跳停止、多臟器衰竭等癥狀而迅速死亡。
亞鐵氰化鉀在高溫環(huán)境下容易分解為氰化鉀，此反應的溫度條件是400攝氏度。
我們?nèi)粘Ｅ胝{(diào)溫度根本無法達到，最高溫度也不會超過340攝氏度；溫度達不到，也就根本不會分解出氰化鉀物質(zhì)。
1.下列配合物的水溶液中加入硝酸銀不能生成沉淀的是(　　)A．[Co(NH3)4Cl2]Cl B．[Co(NH3)6]Cl3C．[Cu(NH3)4]Cl2 D．[Co(NH3)3Cl3]
隨堂評價
D
任務二：探究配位化合物的結(jié)構
中心體
提供能夠接受孤電子對的空軌道的原子
或離子，多為金屬，常見的是過渡金屬，如：Fe、Ni、Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等
配體
1.提含有孤電子對的原子、分子或離子。
2.原子常為VA、VIA、VIIA族元素的原子。
3.分子：如H2O、NH3、CO等。
4.陰離子：如X-、OH-、SCN-、CH3COO-、CN-等。
配位原子
配體中直接與中心體鍵合的原子，都具有孤電子對，如C、N、O、S、P、X等。
配位數(shù)
直接與中心體鍵合的配位原子的數(shù)目。
思考：配體中原子都具有孤電子對，如何判斷誰是配位原子？
思考：配體數(shù)目與配位數(shù)一定相等嗎？
單齒配體
多齒配體（螯合物）
拓展視野
在配位化學及其應用領域做出重要貢獻的我國著名化學家
唐敖慶教授是我國現(xiàn)代理論化學的開拓者和奠基人。他從20世紀 60 年代起系統(tǒng)地開展配位場理論的研究;70年代，進行了配合化學模擬生物固氮作用的研究，開展了分子氮配位作用的化學鍵理論研究，其"配位場理論方法"獲 1982 年國家自然科學獎一等獎。
徐光憲教授長期從事物理化學和無機化學的教學及研究，涉及量子化學、化學鍵理論、配位化學、萃取化學、核燃料化學和稀土科學等領域。基于對稀土化學鍵、配位化學和物質(zhì)結(jié)構等基本規(guī)律的深刻認識，他發(fā)現(xiàn)了稀土溶劑萃取體系具有"恒定混合萃取比"基本規(guī)律。20世紀 70年代，他建立了具有普適性的串級萃取理論，極大提升了利用配合│物萃取分離稀土元素的效率，為我國稀土工業(yè)的發(fā)展做出了突出貢獻，獲得 2008 年度"國家最高科學技術獎"。
隨堂評價
2.（2020山東）含有多個配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物。一種Cd2+配合物的結(jié)構如下圖所示，1mol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有 mol。
6
隨堂評價
3.已知血紅蛋白分子中含有配位鍵，請指出Fe和N形成的四個化學鍵中哪些是配位鍵？
任務三：配合物的制備與應用
實驗目的
實驗用品
制備簡單的配合物，體驗配合物應用。
0.1 mol·L-1AgNO3溶液，0.1 mol·L-1CuSO4溶液，1 mol·L-1鹽酸，1 mol·L-1硝酸，1 mol·L-1NaCl溶液，1 mol·L-1NaOH溶液，濃氨水，10%葡萄糖溶液，氯化銅固體，氯化鐵固體，硝酸鐵固體，蒸餾水;
試管，膠頭滴管。
實驗方案設計與實施
藍色
黃綠色
實驗任務 實驗過程與現(xiàn)象 結(jié)論
1.探究氯化銅固體在溶解并稀釋過程中所發(fā)生的變化
2.分別以氯化鐵和硝酸鐵為原料，探究Fe3+溶液顯色的原因
3.制備[Ag(NH3)2]＋并用于與葡萄糖反應得到銀鏡
4.對比Cu2＋與氨水和OH－反應的差異
任務三：配合物的制備與應用
分組實驗
1、2組做實驗1
3、4組做實驗2
5、6組做實驗3
7、8組做實驗4
要求：
小組人員分工合作，注意實驗中的試劑的使用劑量，盡量做到節(jié)約環(huán)保。
[CuCl4]2- [Cu(NH3)4]2+ [Fe(H2O)6]3+ [Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n [FeCl4]-
黃綠色 深藍色 無色 黃色 黃色
實驗1.向試管中加入少量氯化銅粉末，然后加水溶解，再逐漸加水稀釋，邊加邊振蕩，觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象：CuCl2(s) 黃綠色溶液
水
水
藍色溶液
結(jié)論：
[CuCl4]2-＋4H2O [Cu(H2O)4]2++4Cl-
黃綠 藍色
思考：溶液呈現(xiàn)黃綠色和藍色，說明溶液中分別存在了什么微粒？
由于溶液濃度的改變，引起平衡移動，導致配離子發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而使溶液顏色發(fā)生變化。
配合物存在形式受濃度的影響
任務三：配合物的制備與應用
任務三：配合物的制備與應用
實驗2.分別以氯化鐵和硝酸鐵為原料，探究Fe3+溶液顯色的原因
結(jié)論：
配合物的形成與配體的種類有關。
不同的配合物耐酸程度不同，從而影響其存在形式。
如何設計實驗操作？
① Fe3+水解并與OH-配位 [Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n，使溶液顯示黃色。
加入硝酸，氫離子濃度增加，平衡左移，溶液主要以[Fe(H2O)6]3+存在，退為無色。
[Fe(H2O)6]3++nH2O [Fe(H2O)6-n(OH)n]3-n+nH3O+
現(xiàn)象：FeCl3(s) 黃色溶液
硝酸
水
黃色溶液
結(jié)論：
② 氯化鐵溶液中形成黃色配離子[FeCl4]-。加酸酸化也不分解。
現(xiàn)象：Fe(NO3)3(s) 黃色溶液
硝酸
水
黃色退去
氯化鈉
黃色溶液
任務三：配合物的制備與應用
實驗3.制備[Ag(NH3)2]＋并用于與葡萄糖反應制備銀鏡
配合物可用于制備物質(zhì)。
結(jié)論：
Ag+＋NH3·H2O = AgOH↓＋NH4+
AgOH+2NH3·H2O = [Ag(NH3)2]++ OH- + 2H2O
[Ag(NH3)2]OH與葡萄糖反應產(chǎn)生銀鏡。
現(xiàn)象：AgNO3(aq) 白色沉淀
濃氨水
濃氨水
沉淀溶解
葡萄糖
水浴加熱
銀鏡
任務三：配合物的制備與應用
實驗4.探究Cu2+與氨水和OH-反應的差異。
結(jié)論：
如何設計實驗操作？
現(xiàn)象：CuSO4(aq) 藍色沉淀
氨水
氨水
深藍色溶液
現(xiàn)象：CuSO4(aq) 藍色沉淀
氫氧化鈉
氫氧化鈉
藍色溶液
①Cu2++2NH3·H2O ==Cu(OH)2↓+2NH4+
②Cu(OH)2+ 4NH3·H2O == [Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
①Cu2++2OH-==Cu(OH)2↓
②Cu(OH)2+2OH-== [Cu(OH)4]2-
配合物存在形式受配體的影響。
任務三：配合物的制備與應用
實驗任務 操作 現(xiàn)象 結(jié)論
1.探究氯化銅固體在溶解并稀釋過程中所發(fā)生的變化 取少量氯化銅固體于一支試管中，向其中逐滴加入蒸餾水至過量，觀察實驗現(xiàn)象
任務三：配合物的制備與應用
實驗任務 操作 現(xiàn)象 結(jié)論
2.分別以氯化鐵和硝酸鐵為原料，探究Fe3+溶液顯色的原因 將少量的氯化鐵和硝酸鐵固體溶解在水中。
取1mL硝酸鐵溶液于試管中，向其中加入2滴稀硝酸
取2mL氯化鐵溶液于試管中，向其中加入3滴稀硝酸
將硝酸鐵溶液分為2份，一份加入3滴氯化鈉溶液，另一份加入3滴硝酸鈉溶液
任務三：配合物的制備與應用
實驗任務 操作 現(xiàn)象 結(jié)論
歸納配合物的應用
（1）物質(zhì)檢驗
Fe3+的檢驗
Fe3+ + nSCN- → [Fe(SCN)n]3-n （n=1 ～ 6）
（2）物質(zhì)制備
制備銀氨溶液用于制鏡工業(yè)
（3）參與生命活動
生命體中，許多酶與金屬離子的配合物有關
（4）用于尖端技術、醫(yī)藥科學、催化反應和材料化學等領域
任務三：配合物的制備與應用
生活情境 解決問題
為什么CO會使人中毒？如果你遇到這種情況應該怎么做？
與Fe2+結(jié)合能力：
CO>O2
總結(jié)提升
配位鍵
配合物
應用
宏觀辨識與微觀探析
科學探究與創(chuàng)新意識
科學態(tài)度與社會責任

展開更多......

收起↑