資源簡介

第3節 配位鍵（第二課時）
【教學目標】
1、通過NH4+的形成過程，了解配位鍵的形成，發展宏觀辨識與微觀探析化學學科科學素養；
2、通過實驗探究，了解配合物的制備與應用，發展科學探究與創新意識化學學科科學素養。
【教學重難點】
重點：配位鍵的形成及實質
難點：配合物的制備
【教學用具】
學案、PPT
【教學過程】
三、配位鍵
1. 配位鍵的形成
（1）配位鍵的形成過程(以NH 的形成為例)
實驗證明，氨分子能與H 反應生成NH 。如圖所示，當氨分子與H 相互接近到一定程度時，氨分子中的孤電子對所在的軌道將與H 的1s空軌道重疊，使得孤電子對主要在重疊區域中運動，即這一對電子為氮原子、氫原子所共用，從而形成一種新的化學鍵，即配位鍵。形成NH 后，4個N—H鍵的性質變得完全相同。
（2）配位鍵的概念、形成條件、表示方法及實質
概念 成鍵原子的一方提供孤電子對，另一方提供能夠接受孤電子對的空軌道而形成的一種新的化學鍵叫配位鍵
形成條件 形成配位鍵的一方A是能夠提供孤電子對的原子，另一方B具有能夠接受孤電子對的空軌道
表示方法 箭頭指向提供空軌道的原子或離子常用符號A→B表示
實質 配位鍵的實質與共價鍵相同，仍是原子間的強相互作用
注意：配位鍵和共價鍵的區別與聯系
1. 配位鍵實質上是一種特殊的共價鍵，一般是共價單鍵，屬于σ鍵。
2. 同共價鍵一樣，配位鍵可以存在于分子之中[如Ni(CO) ],也可以存在于離子之中(如NH )。
3. 配位鍵與普通共價鍵相比，只是形成過程有所不同，配位鍵的共用電子對由成鍵原子中某個原子單方面提供，普通共價鍵的共用電子對由成鍵原子雙方共同提供，但它們的實質是相同的，且都是由成鍵原子雙方共用，如NH 的結構式可表示為，習慣上表示為，在NH 中4個N—H鍵是完全等同的,即4個N—H鍵的鍵長、鍵能相同,鍵角都是109°28',NH +的空間結構為正四面體形。
2. 配位化合物
（1）概念：金屬的原子或離子(有空軌道)與含有孤電子對的分子或離子(稱為配體或配位體)以配位鍵結合形成的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物。
（2）組成
配合物一般由內界和外界兩部分組成。如配合物[Cu(NH ) ]SO l的組成如圖所示：
中心原子(離子) 提供空軌道，接受孤電子對。通常是過渡元素的原子或離子。如Fe、Ni、Fe 、Cu 、Zn 、Ag 、Co 、Cr 等
配體 提供孤電子對的分子或離子,如 CO、NH 、H O、F 、CN 、Cl 、OH 等
配位數 配合物中心原子(離子)周圍的配位原子的個數。如[Fe(CN) ] 中Fe 的配位數為6
注意：
（1）含有配位鍵的化合物不一定是配合物，如NH Cl等。
（2）配離子的電荷數等于中心原子或離子與配體總電荷數的代數和。如[Co(NH ) Cl]" 中，中心離子為Co ,n=2。
（3）配合物在水溶液中電離成內界和外界兩部分，如[Co（NH3）5Cl]Cl2 = [Co(NH3)5Cl]2+ + 2Cl-,而內界微粒很難電離(電離程度很小)，因此，配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2內界中的 Cl 不能被 Ag 沉淀，只有外界中的 Cl 能被Ag 沉淀。
（4）有些配合物沒有外界,如 Ni(CO) 。
（5）配位數不一定等于中心離子(原子)與配位原子形成的配位鍵數,如[Al(OH) ] 中配位鍵數為1，但配位數為4。
3. 配合物的制備與應用 學生必做實驗
(1)教材P66·活動·探究 ∠ 配合物的制備與應用
【實驗目的】
制備簡單的配合物，體驗配合物的應用。
【實驗用品】
【實驗方案設計與實施】
①實驗任務1：探究氯化銅固體在溶解并稀釋過程中所發生的變化
②實驗任務2：分別以氯化鐵和硝酸鐵為原料，探究Fe 溶液顯顏色的原因
③實驗任務3：制備[Ag(NH3)2]+并用于與葡萄糖反應得到銀鏡
氨水和OH 反應的差異
小結：同一種中心離子或原子可以和不同的配體形成配合物。不同的配合物穩定性不同，配位鍵越強配合物越穩定，通常情況下穩定性弱的配合物可以轉化為穩定性強的配合物。配合物的形成過程受其形成條件影響，如溶液的濃度、溶液的酸堿性、配體的種類。
(2)配合物的應用
物質的檢驗 有些配合物顯現出特征顏色，如SCN 能夠以不同的比例通過配位鍵與 Fe 結合生成[Fe(SCN)n] (n=1 ~6)而呈現紅色，n 不同，配離子顏色的深淺也略有不同
工業生產 濕法冶金、物質的分離提純、合成功能分子等
定量分析 做隱蔽劑、有機沉淀劑等
物質合成 做催化劑、生物固氮等
生物體內 許多酶與金屬離子的配合物有關
【課后練習】
1. (2023 山東青島期中)某物質的結構如圖所示，下列對該物質的分析正確的是
A.該物質屬于離子化合物
B.該物質中不含配位鍵
C.該物質是一種配合物，其中 Ni 原子為中心原子
D.該物質中C、N、O 原子均存在孤電子
2. 下列關于配位化合物的敘述不正確的是 ( )
A.配位化合物中一定存在配位鍵
B.配位化合物中只有配位鍵
C.[Cu(H O) ] 中的Cu 提供空軌道，H O中的O提供孤電子對形成配位鍵
D.配位化合物在半導體等尖端技術、醫藥科學、催化反應和材料化學等領域都有廣泛的應用
3. (陜西西安中學期中)下列關于[[Cr(H O) Br ]Br·2H O 的說法正確的是 ( )
A.配體為 H O,配位原子為O,外界為Br
B.中心離子的配位數為6
C.在水溶液中，所有的Br 都能完全電離
D. Cr的化合價為+2
4. (2023 廣東惠州一中月考)氮及其化合物在生產生活中具有廣泛應用。氮氣經過一系列的變化可以合成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料；NO能被FeSO 溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H O) ]SO ,減少環境污染。下列說法正確的是( )
A. Fe 提供孤電子對用于形成配位鍵
B.該配合物中陰離子的空間結構為三角錐形
C.配離子為[Fe(NO)(H O) ] ,中心離子的配位數為6
D.該配合物中所含非金屬元素均位于元素周期表的p區
5. (高考組合)（1）(山東卷)若BCl 與XY。通過B原子與X原子間的配位鍵結合形成配合物，則該配合物中提供孤電子對的原子是 。
（2）(福建卷)硼砂是含結晶水的四硼酸鈉，其陰離子X (含 B、O、H三種元素)的球棍模型如圖所示：
在X”中，硼原子軌道的雜化類型有 ；配位鍵存在于 原子之間(填原子的數字標號)；m= (填數字)。
（3）(山東卷)金屬鎳在電池、合金、催化劑等方面應用廣泛。過渡金屬配合物Ni(CO)。的中心原子價電子數與配位體提供電子總數之和為18，則n= 。

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