2.3.2 配位键教学设计 2023-2024学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修2

第3节 配位键（第二课时） 【教学目标】 1、通过NH4+的形成过程，了解配位键的形成，发展宏观辨识与微观探析化学学科科学素养； 2、通过实验探究，了解配合物的制备与应用，发展科学探究与创新意识化学学科科学素养。 【教学重难点】 重点：配位键的形成及实质 难点：配合物的制备 【教学用具】 学案、PPT 【教学过程】 三、配位键 1. 配位键的形成 （1）配位键的形成过程(以NH₄ 的形成为例) 实验证明，氨分子能与H⁺反应生成NH₄。如图所示，当氨分子与H⁺相互接近到一定程度时，氨分子中的孤电子对所在的轨道将与H⁺的1s空轨道重叠，使得孤电子对主要在重叠区域中运动，即这一对电子为氮原子、氢原子所共用，从而形成一种新的化学键，即配位键。形成NH₄ 后，4个N—H键的性质变得完全相同。 （2）配位键的概念、形成条件、表示方法及实质 概念 成键原子的一方提供孤电子对，另一方提供能够接受孤电子对的空轨道而形成的一种新的化学键叫配位键 形成条件 形成配位键的一方A是能够提供孤电子对的原子，另一方B具有能够接受孤电子对的空轨道 表示方法 箭头指向提供空轨道的原子或离子常用符号A→B表示 实质 配位键的实质与共价键相同，仍是原子间的强相互作用 注意：配位键和共价键的区别与联系 1. 配位键实质上是一种特殊的共价键，一般是共价单键，属于σ键。 2. 同共价键一样，配位键可以存在于分子之中[如Ni(CO)₄],也可以存在于离子之中(如NH₄)。 3. 配位键与普通共价键相比，只是形成过程有所不同，配位键的共用电子对由成键原子中某个原子单方面提供，普通共价键的共用电子对由成键原子双方共同提供，但它们的实质是相同的，且都是由成键原子双方共用，如NH₄的结构式可表示为，习惯上表示为，在NH₄中4个N—H键是完全等同的,即4个N—H键的键长、键能相同,键角都是109°28',NH₄+的空间结构为正四面体形。 2. 配位化合物 （1）概念：金属的原子或离子(有空轨道)与含有孤电子对的分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。 （2）组成 配合物一般由内界和外界两部分组成。如配合物[Cu(NH₃)₄]SO₄l的组成如图所示： 中心原子(离子) 提供空轨道，接受孤电子对。通常是过渡元素的原子或离子。如Fe、Ni、Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ag⁺、Co³⁺、Cr³⁺等 配体 提供孤电子对的分子或离子,如 CO、NH₃、H₂O、F⁻、CN⁻、Cl⁻、OH⁻等 配位数 配合物中心原子(离子)周围的配位原子的个数。如[Fe(CN)₆]⁴⁻¹中Fe²⁺的配位数为6 注意： （1）含有配位键的化合物不一定是配合物，如NH₄Cl等。 （2）配离子的电荷数等于中心原子或离子与配体总电荷数的代数和。如[Co(NH₃)₅Cl]"⁺中，中心离子为Co³⁺,n=2。 （3）配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如[Co（NH3）5Cl]Cl2 = [Co(NH3)5Cl]2+ + 2Cl-,而内界微粒很难电离(电离程度很小)，因此，配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2内界中的 Cl⁻不能被 Ag⁺沉淀，只有外界中的 Cl⁻能被Ag⁺沉淀。 （4）有些配合物没有外界,如 Ni(CO)₄。 （5）配位数不一定等于中心离子(原子)与配位原子形成的配位键数,如[Al(OH)₄]⁻¹中配位键数为1，但配位数为4。 3. 配合物的制备与应用 学生必做实验 (1)教材P66·活动·探究 ∠ 配合物的制备与应用 【实验目的】 制备简单的配合物，体验配合物的应用。 【实验用品】 【实验方案设计与实施】 ①实验任务1：探究氯化铜固体在溶解并稀释过程中所发生的变化 ②实验任务2：分别以氯化铁和硝酸铁为原料，探究Fe³⁺溶液显颜色的原因 ③实验任务3：制备[Ag(NH3)2]+并用于与葡萄糖反应得到银镜 ④实验任务4：对比Cu²⁺与氨水和OH⁻反应的差异 小结：同一种中心离子或原子可以和不同的配体形成配合物。不同的配合物稳定性不同，配位键越强配合物越稳定，通常情况下稳定性弱的配合物可以转化为稳定性强的配合物。配合物的形成过程受其形成条件影响，如溶液的浓度、溶液的酸碱性、配体的种类。 (2)配合物的应用 物质的检验 有些配合物显现出特征颜色，如SCN⁻能够以不同的比例通过配位键与 Fe³⁺结合生成[Fe(SCN)n]³⁻ⁿ(n=1 ~6)而呈现红色，n 不同，配离子颜色的深浅也略有不同 工业生产 湿法冶金、物质的分离提纯、合成功能分子等 定量分析 做隐蔽剂、有机沉淀剂等 物质合成 做催化剂、生物固氮等 生物体内 许多酶与金属离子的配合物有关 【课后练习】 1.