第3课时配合物理论简介
[目标定位] 1.能正确叙述配位键概念及其形成条件；会分析配位化合物的形成及应用。 2.熟知几种常见的配离子：[Cu(H2O)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋、[Fe(SCN)2]＋、[Ag(NH3)2]＋等的颜色及性质。
一、配位键
1．NH3、NH＋4中共价键形成的比较
(1)用电子式表示NH3、NH＋4的形成
①N原子与H原子以共价键结合成NH3分子：
；
②NH3分子与H＋结合成NH＋4：
。
(2)②中共价键的形成与①相比较有何不同？
答案②中形成共价键时，N原子一方提供孤电子对，H＋提供空轨道。
2．由上述分析可知
(1)配位键的概念是成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的共价键。
(2)配位键常用A―→B表示，其中A是提供孤电子对的原子，B是接受孤电子对的原子。3．NH＋4的立体构型是正四面体形，四个N—H键的键长相同，键能相同，试从原子轨道杂化
的角度分析其原因：NH＋4中N原子的2s、2p轨道进行sp3杂化，形成4个能量完全相同的新轨道，故形成的四个N—H键的键长、键能都相同。
配位键的理解
(1)配位键是一种特殊的共价键。配位键中的共用电子对是由成键单方提供的，而其他的共价
键的共用电子对是由成键双方提供的。
(2)配位键的形成条件
①成键原子一方能提供孤电子对。如分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。
②成键原子另一方能提供空轨道。如H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子。
(3)配位键同样具有饱和性和方向性。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数
目是基本不变的，如Ag＋形成2个配位键；Cu2＋形成4个配位键等。
1．下列不能形成配位键的组合是()
A．Ag＋、NH3B．H2O、H＋
C．Co3＋、CO D．Ag＋、H＋
答案 D
解析配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对，另一方能提供空轨道，A、B、C三项中，Ag＋、H＋、Co3＋能提供空轨道，NH3、H2O、CO能提供孤电子对，所以能形成配位键，
而D项Ag＋与H＋都只能提供空轨道，而无法提供孤电子对，所以不能形成配位键。
2．气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物，分子中原子间成键关系如图所示，请在图中
你认为是配位键的斜线上加上箭头。
答案
解析Cl原子最外层有7个电子(其中1个为未成对电子)，Al原子最外层有3个电子，每个Al原子与三个氯原子形成三对共用电子，总共为6个电子，不能满足8电子稳定结构，而每个氯原子各有三对孤电子对，可以通过配位键满足Al的8电子稳定结构。
误区警示配位键的箭头必须指向提供空轨道的一方，写成Cl←Al是常出现的错误。
二、配位化合物
1．配合物的概念
把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、NH4Cl等均为配合物。
2．配合物的形成
实验操作实验现象有关离子方程式
滴加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐溶解，滴加乙醇后析出深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O Cu2＋＋2NH3·H2O=== Cu(OH)2↓＋2NH＋4、Cu(OH)2＋4NH3=== [Cu(NH3)4]2＋＋2OH－
溶液颜色变血红色Fe3＋＋3SCN－=== Fe(SCN)3
上述实验现象产生的原因主要是配离子的形成。以配离子[Cu(NH3)4]2＋为例，NH3分子中氮原子的孤电子对进入Cu2＋的空轨道，Cu2＋与NH3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤电子
对形成配位键。配离子[Cu(NH3)4]2＋可表示为
。
3．配合物的组成
配合物[Cu(NH3)4]SO4其组成如下图所示：
(1)中心原子是提供空轨道接受孤电子对的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子)，过渡金属离子最常见的有Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。
(2)配体是提供孤电子对的阴离子或分子，如Cl－、NH3、H2O等。配体中直接同中心原子配
位的原子叫做配位原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子，如NH3中的N原子，H2O中的O原子等。
(3)配位数是直接与中心原子形成的配位键的数目。如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为6。
形成配合物的原理
形成配合物的中心原子(离子)必须存在空轨道，配体一般都存在着孤电子对。当配体接近中
心原子(离子)时，为了增加成键能力，中心原子(离子)用能量相近的空轨道杂化，配体的孤电
子对填到中心原子(离子)已杂化的空轨道中形成配离子。配离子的立体构型、配位数及稳定
性等主要决定于杂化轨道的数目和类型。
3．回答下列问题：
(1)配合物[Ag(NH3)2]OH的中心离子是________，配位原子是__________，配位数是________，它的电离方程式是_______________________________________________________。
(2)向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液，再加入氨水，观察到的现象是
第二节分子的立体结构 第三课时 教学目标 1．配位键、配位化合物的概念 2．配位键、配位化合物的表示方法 教学重点 配位键、配位化合物的概念 教学难点 配位键、配位化合物的概念 教学方法 1.通过图片模型演示，让学生对增强配合物感性认识。 2.通过随堂实验、观察思考、查阅资料等手段获取信息，学习科学研究的方法。教学具备 1. 多媒体教学投影平台，试管、胶头滴管 2. ①CuSO4②CuCl2·2H2O ③CuBr2④NaCl ⑤K2SO4 ⑥KBr ⑦氨水⑧乙醇 ⑨FeCl3⑩KSCN 教学过程
提出问题：什么是配位键。 放影配位键的形成过程。 归纳配位键的形成条件： 四、配合物理论简介 1．配位键 共享电子对由一个原子单方面提供而跟另一个原子共享的共价键叫 做配位键。（是一类特殊的共价键） 如NH+ 4 的形成：NH3＋H+ ====== NH+ 4 氨分子的电子式是，氮原子上有对孤对电子。当氨分子跟氢 离子相作用时，氨分子中氮原子提供一对电子与氢原子共享，形成了配 位键。配位键也可以用A→B来表示，其中A是提供孤对电子的原子， 叫做给予体；B是接受电子的原子，叫做接受体。 可见，配位键的成键条件是：给予体有孤对电子；接受体有空轨道。 把抽象的 理论直观 化 给予学生 探索实践 机会，增 强感性认 识。 对上述现象，请给予合理解释 图片展示，视觉感受，直观理解。 阅读了解配位化合物的定义学生阅读课本第43页，归纳：（学生代表回答） 实验证明，上述实验中呈天蓝色的物质是水合铜离子，可表示为 [Cu(H2O)4]2+，叫做四水合铜离子。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对电子对给予-铜离子，铜离子接受水 分子的孤对电子形成的，这类“电子对给予-接受键”就是配位键。如 图2-28： 其结构简式可表示为：（见上右图） 2. 配位化合物 （1）定义： （2）配合物的形成{以[Cu(NH3)4]2+的形成为例}： 加强学 生的自 学能力 和组织、 推断能 力。 培养阅 读能力
实验：展示①CuSO4、②CuCl2·2H2O、③NaCl、④K2SO4固体的颜色，将它们溶于水，观察水溶液的颜色。 现象：CuSO4、CuCl2的溶液呈天蓝色，NaCl、K2SO4的溶液为无色。 思考：1）固态时，Cu2+、SO42-、Cl-呈什么颜色？ 2）水溶液中，Cu2+、SO42-、Cl-呈什么颜色？ 3）为什么Cu2+在固态时和水溶液中的颜色不同？ 1、配位键： （1）概念：共用电子对由一个原子单方向提供给另一原子共用所形成的共价键。 （2）表示： A → B 电子对给予体电子对接受体 （3）条件：其中一个原子必须提供孤对电子，另一原子必须有能接受孤对的原子轨道。 举例：H3O+ （） NH4+（） 2、配位化合物 （1）概念：金属离子或原子与某些分子或离子以配位键结合而形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。 作为电子对接受体的金属离子或原子称为中心离子（原子），又称配合物的形成体，作为电子对给予体的分子或离子称为配体。
[Cu(H2O)4]2+的空间结构为平面正方形。 （2）配合物的结构 [Cu(NH3)4]SO4为例说明。 注意：离子型配合物是由内界和外界组成，内界由中心离子和配体组成。 （3）配合物的命名 例如：[Cu(NH3)4]SO4硫酸四氨合铜 练习：对下列配合物进行命名 [Cu(NH3)4]Cl2K3[Fe(SCN)6] Na3[AlF6] 3、几种常见的配合物 实验：硫酸四氨合铜的制备。 现象：向CuSO4溶液中加入氨水，生成蓝色沉淀，继续加入氨水，沉淀溶解，得到深蓝色溶液。再加入乙醇，析出深蓝色的晶体。 有关反应的离子方程式为：
第3课时配合物理论简介 1.了解配位键、配位化合物。 2.能说明简单配合物的结构 1.配位键 (1)Cu2+的电子排布式为①1s2s2p3s3p3d。 (2)[Cu(H2O)4]2+的名称为②四水合铜离子,呈③天蓝色。在此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铜离子,铜离子接受水分子提供的孤电子对形成的,这类“电子对给予接受键”被称为配位键。 (3)配位键的形成条件是一方④有孤电子对,另一方⑤有空轨道。 2.配位化合物 (1)配位化合物:通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以⑥配位键结合形成的化合物称为配位化合物。 (2)[Cu(H2O)4]2+中Cu2+称为⑦中心离子,H2O称为⑧配体,4称为⑨配位数。 3.与配位键有关的几个重要反应 (1)完成下列反应: ①Cu2++2NH3·H2O⑩Cu(OH)↓+2N H4+。 ②Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]+2OH+4H2O。
(2)向氯化铁溶液中加入一滴硫氰化钾溶液,现象为溶液呈血红色。离子方程式为 。 (3)氨气与盐酸反应的离子方程式为,铵根离子中的化学键类型是三个σ键一个配位键,空间构型是正四面体形。氮原子的杂化方式是sp。 (4)AgCl+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]+Cl+2H2O。 (5)AgNO3+NH3·H2O AgOH↓+NH NO,AgOH+2NH3·H2O Ag(NH)OH+2H O。 1.配位键与一般共价键有什么区别? 2.氯化铵是否属于配位化合物? 3.配位键是电子云重叠形成的吗? 4.为什么过渡金属容易形成配位键? 5.已知配合物的品种超过数百万,是一个庞大的化合物家族。它们的共同特点是什么?
第2课时杂化轨道理论简介 配合物理论简介 1．了解杂化轨道理论的基本内容。 2．能根据有关理论判断简单分子或离子的立体构型。(重点) 3．了解配位键的特点及配合物理论，能说明简单配合物的成键情况。(难点) 杂化轨道理论简介 1．用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 在形成CH4分子时，碳原子的一个2s轨道和三个2p轨道发生混杂，形成四个能量相等的sp3杂化轨道。四个sp3杂化轨道分别与四个H原子的1s轨道重叠成键形成CH4分子，所以四个C—H键是等同的。 可表示为 2．杂化轨道的类型与分子立体构型的关系 杂化类型sp sp2sp3 参与杂化的原子轨道及数目n s111 n p123 杂化轨道数目234 杂化轨道间的夹角180°120°109°28′
杂化轨道示意图 立体构型直线形平面三角形正四面体形 实例BeCl2、CO2、 CS2 BCl3、BF3、BBr3CF4、SiCl4、SiH4 [思考探究] 在形成多原子分子时，中心原子价电子层上的某些能量相近的原子轨道发生混杂，重新组合成一组新的轨道的过程，叫做轨道的杂化。双原子分子中，不存在杂化过程。例如sp杂化、sp2杂化的过程如下： 问题思考： (1)观察上述杂化过程，分析原子轨道杂化后，数量和能量有什么变化？ 【提示】杂化轨道与参与杂化的原子轨道数目相同，但能量不同。s轨道与p轨道的能量不同，杂化后，形成的一组杂化轨道能量相同。 (2)2s轨道与3p轨道能否形成sp2杂化轨道？ 【提示】不能。只有能量相近的原子轨道才能形成杂化轨道。2s与3p不在同一能级，能量相差较大。 (3)用杂化轨道理论解释NH3、H2O的立体构型？ 【提示】NH3分子中N原子的价电子排布式为2s22p3。1个2s轨道和3个2p经杂化后形成4个sp3杂化轨道，其中3个杂化轨道中各有1个未成对电子，分别与H原子的1s轨道形成共价键，另1个杂化轨道中是成对电子，不与H原子形成共价键，sp3杂化轨道为正四面体形，但由于孤电子对的排斥作用，使3个N—H键的键角变小，成为三角锥形的立体构型。 H2O分子中O原子的价电子排布式为2s22p4。1个2s轨道和3个2p轨道经
第3课时配合物理论简介 [目标定位] 1.能正确叙述配位键概念及其形成条件；会分析配位化合物的形成及应用。 2.熟知几种常见的配离子：[Cu(H2O)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋、[Fe(SCN)2]＋、[Ag(NH3)2]＋等的颜色及性质。 一、配位键 1．NH3、NH＋4中共价键形成的比较 (1)用电子式表示NH3、NH＋4的形成 ①N原子与H原子以共价键结合成NH3分子： ； ②NH3分子与H＋结合成NH＋4： 。 (2)②中共价键的形成与①相比较有何不同？ 答案②中形成共价键时，N原子一方提供孤电子对，H＋提供空轨道。 2．由上述分析可知 (1)配位键的概念是成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的共价键。 (2)配位键常用A―→B表示，其中A是提供孤电子对的原子，B是接受孤电子对的原子。3．NH＋4的立体构型是正四面体形，四个N—H键的键长相同，键能相同，试从原子轨道杂化 的角度分析其原因：NH＋4中N原子的2s、2p轨道进行sp3杂化，形成4个能量完全相同的新轨道，故形成的四个N—H键的键长、键能都相同。 配位键的理解 (1)配位键是一种特殊的共价键。配位键中的共用电子对是由成键单方提供的，而其他的共价 键的共用电子对是由成键双方提供的。 (2)配位键的形成条件 ①成键原子一方能提供孤电子对。如分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。 ②成键原子另一方能提供空轨道。如H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子。
(3)配位键同样具有饱和性和方向性。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数 目是基本不变的，如Ag＋形成2个配位键；Cu2＋形成4个配位键等。 1．下列不能形成配位键的组合是() A．Ag＋、NH3B．H2O、H＋ C．Co3＋、CO D．Ag＋、H＋ 答案 D 解析配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对，另一方能提供空轨道，A、B、C三项中，Ag＋、H＋、Co3＋能提供空轨道，NH3、H2O、CO能提供孤电子对，所以能形成配位键， 而D项Ag＋与H＋都只能提供空轨道，而无法提供孤电子对，所以不能形成配位键。 2．气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物，分子中原子间成键关系如图所示，请在图中 你认为是配位键的斜线上加上箭头。 答案 解析Cl原子最外层有7个电子(其中1个为未成对电子)，Al原子最外层有3个电子，每个Al原子与三个氯原子形成三对共用电子，总共为6个电子，不能满足8电子稳定结构，而每个氯原子各有三对孤电子对，可以通过配位键满足Al的8电子稳定结构。 误区警示配位键的箭头必须指向提供空轨道的一方，写成Cl←Al是常出现的错误。 二、配位化合物 1．配合物的概念 把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、NH4Cl等均为配合物。 2．配合物的形成 实验操作实验现象有关离子方程式 滴加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐溶解，滴加乙醇后析出深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O Cu2＋＋2NH3·H2O=== Cu(OH)2↓＋2NH＋4、Cu(OH)2＋4NH3=== [Cu(NH3)4]2＋＋2OH－
第3课时配合物理论简介 [目标要求] 1.掌握配位键概念及其形成条件。2.知道配位化合物的形成及应用。3.知道几种常见配离子：[Cu(H2O)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋、[Fe(SCN)2]＋、[Ag(NH3)2]＋等的颜色及性质。 一、配位键 1．概念 [Cu(H2O)4]2＋读做________________，呈________色。在此离子中铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供____________给铜离子，铜离子接受水分子提供的孤电子对形成的，这类特殊的________键称为配位键。 2．表示 配位键可以用A→B来表示，其中A是________孤电子对的原子，叫做电子给予体；B 是________电子的原子，叫做电子接受体。 3．形成条件 配位键的形成条件是：(1)一方____________，(2)一方____________。 二、配位化合物 1．配位化合物 通常把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以________结合形成的化合物称为配位化合物。 2．各组成名称 [Cu(H2O)4]2＋中Cu2＋称为____________，H2O称为________，4称为____________。 三、与配位键有关的几个重要反应 1．完成下列反应 (1)Cu2＋＋2NH3·H2O===________________。 (2)Cu(OH)2＋4NH3·H2O===________________________________。 2．向氯化铁溶液中加入一滴硫氰化钾溶液，现象为______________。离子方程式为________________________________________________。 3．氨气与盐酸反应的离子方程式为________________________，铵根离子中的化学键类型是________________________，立体构型是________________。氮原子的杂化方式是________________。 4．AgCl＋2NH3·H2O===______________________。 5．AgNO3＋NH3·H2O===________________， AgOH＋2NH3·H2O===________________________________________。
第二课时杂化轨道理论与配合物理论简介 教学建议 利用【新知导学·夯基础】,帮助学生进行知识梳理,形成知识体系;通过“练一练”,解决学生存在的难点、障碍点和辨析清相关的概念等问题。 以碳原子的杂化过程及思考题进行讨论、分析和归纳杂化轨道理论,并解释分子的立体构型。通过例题和变式训练巩固基础知识。 以[Cu(H2O)4]2+模型和思考题进行讨论:配位键与普通共价键的区别;以教材实验2-2、2-3为素材,探讨配位化合物及其对物质性质的影响。利用例题和变式训练巩固基础知识。 参考资料 配合物的发现和配位理论的建立 19世纪中期与末期,化学家发现一系列令人难以回答的问题。 德国化学家发现氯化钴与氨结合,会生成一系列颜色各异、化学性质不同的物质,经分析它们的化学式和性质如下: CoCl3·6NH3为橙黄色,用AgNO3能沉淀出3个Cl- CoCl3·5NH3为紫红色,用AgNO3能沉淀出2个Cl- CoCl3·5NH3·H2O为玫瑰红色,用AgNO3能沉淀出3个Cl- CoCl3·4NH3为绿色,用AgNO3能沉淀出1个Cl- 从上可知,同是氯化钴,但它的Cl-性质不同,颜色也不一样。 又如德国化学家霍夫曼发现氨与氯化铜能生成一种奇异化合物: 2NH 3+CuCl2(N2H6Cu)Cl2 在这个反应中铜好像能取代两个氯化铵分子中的氢。
为了解释上述情况,化学家曾提出各种假说,但都未能成功,直到1893年,维尔纳(1866—1919)在《无机化学领域中的新见解》一书中提出配位理论。它的要点如下: (1)许多金属有两种化合价,一种是主价,另一种是副价。 (2)每一种金属有相对固定的配位数,它可以是2、4、6或3、5、7、8等。 (3)主价与阴离子结合时,副价也与阴离子或中性分子结合,以副价结合的阴离子或中性分子叫配体。 (4)副价有方向性,不同副价能生成不同的异构体。 此外,维尔纳还引进内界和外界的概念,内界指中心离子和配体共同构成的配离子,而内界以外的部分叫外界,一个金属中心离子能结合的配体个数叫作配位数。在内界中,配体与中心离子结合得较紧密,而外界的离子与中心离子结合得就较松弛。如图为硫酸四氨合铜(Ⅱ)的组成。 有了上述理论,前面一些事实都能较圆满地解释了。 例如CoCl3·4NH3按配位理论,它是[Co(NH3)4Cl2]Cl,内界中有2个Cl-和4个NH3与钴离子紧密结合,不易被Ag+沉淀,加热也不能使NH3释放出来,只有外界的Cl-能被Ag+沉淀。其他事实也可依此一一解释。