(山東醫藥技師學院 山東泰安 271016)
教學方法:學生實驗與啟發式教學相結合的教學方法
學生實驗
實驗1:取兩支潔凈的試管,分別加入0.1mol·L-1硫酸銅溶液5ml。
在第一支試管中滴加幾滴1mol·L-1氫氧化鈉溶液 :立即出現藍色氫氧化銅沉淀。
在第二支試管中滴加幾滴0.1mol·L-1氯化鋇溶液:立即出現白色硫酸鋇沉淀。
實驗2:向上述藍色氫氧化銅沉淀中加入過量2 mol·L-1氨水,沉淀溶解,變成深藍色溶液。再向深藍色溶液中加入少量1mol·L-1氫氧化鈉溶液,沒有藍色氫氧化銅沉淀生成,仍然是深藍色溶液。
引導學生思考下列問題:
1.在第一支試管中出現藍色氫氧化銅沉淀,表明溶液中有什么離子存在?
2.在第二支試管中出現硫酸鋇白色沉淀,表明溶液中有什么離子存在?
3.上述深藍色物質是什么?
根據實驗現象學生順利得出如下結論:
第一支試管中出現藍色氫氧化銅沉淀,表明溶液中有銅離子存在;
第二支試管中出現硫酸鋇白色沉淀,表明溶液中有硫酸根離子存在。
實驗證明,在硫酸銅溶液中含有Cu2+和SO42-。
CuSO4+ 2Na(OH)2= Cu(OH)2↓(藍色) + Na2SO4
CuSO4+ BaCl2= CuCl2+ BaSO4↓(白色)
從反應現象看,氫氧化銅與氨水發生了化學反應,生成了深藍色物質。
Cu(OH)2+ 4NH3= [Cu(NH3)4](OH)2(深藍色)
經分析證實,該深藍色物質是[Cu(NH3)4]2+,它是一種復雜離子,在水溶液中很難離解出Cu2+。所以,加入氫氧化鈉溶液就不會再有藍色氫氧化銅沉淀生成。
[Cu(NH3)4](OH)2= [Cu(NH3)4]2++ 2OH-(深藍色)
在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+和4個NH3分子是通過4個配位鍵結合在一起的,它是由一個金屬陽離子和一定數目的中性分子或者陰離子以配位鍵結合而成的復雜離子稱為配離子。配離子和帶相反電荷的其他簡單離子組成的化合物稱配位化合物,簡稱配合物。
教學方法:直觀教具與啟發式相結合的教學方法
引導并與學生一起回憶第一節實驗課中深藍色的[Cu(NH3)4](OH)2。
以另外一種配合物[Cu(NH3)4]SO4為例,向學生展示其示意圖:

在配離子(或配位分子)中,接受孤對電子的金屬陽離子或原子稱為中心離子。中心離子位于配合物的中心位置,一般是金屬陽離子或原子,它是配合物的核心部分。如[Cu(NH3)4]2+的中心離子是Cu2+,[Fe(CO)5]的中心離子為Fe。
在配合物中,與中心離子以配位鍵結合的陰離子或中性分子稱為配位體。如[Cu(NH3)4]SO4分子中,氨分子(NH3)就是配位體,配位體中必須有一個或幾個原子帶有孤對電子,其孤對電子與中心離子以配位鍵結合。
一個中心離子所能結合的配位原子的總數,稱為該中心離子的配位數,中心離子最常見的配位數是2、4或6等。
中心離子的配位數是可變的,如[AlF6]3-、[AlCl4]-、[BF4]-等。配位數的多少主要決定于中心離子和配位體的性質。一般,中心離子電荷多,半徑大,配位數就高;配位體電荷少,半徑小,配位數也高。
中心離子與配位體以配位鍵結合而成配離子。配離子組成配合物內界。書寫配離子時,用方括號括起來。例如[Cu(NH3)4]2+就是配離子(內界)。配離子帶有電荷,其電荷數等于中心離子電荷數與配位體電荷數的代數和,例如:[Cu(NH3)4]SO4中,配離子由一個Cu2+和4個NH3分子組成,配離子的電荷數為:(+2)+0×4=+2,寫作[Cu(NH3)4]2+。
配合物中與配離子帶相反電荷的離子稱為配合物的外界(亦稱外界離子),即化學式中方括號以外的部分。在配合物中,內界與外界之間以離子鍵結合,可溶性配合物在水溶液中會完全離解出配離子和外界離子,例如:[Cu(NH3)4](OH)2= [Cu(NH3)4]2++2OH-
內界的中心離子與配位體之間以配位鍵結合,在水溶液中可發生微弱離解,存在著離解平衡。因此,在配合物溶液中,游離的中心離子極少。
在配合物中,配離子和外界離子所帶的電荷數量相等,電性相反,整個配合物不顯電性。
教學方法:類比與學生練習相結合的教學方法
配合物按組成特征不同也有“酸”、“堿”、“鹽”之分,因而可類比無機化合物的命名法。配合物的命名比一般無機化合物命名更復雜的地方是配離子的命名。
通常,配合物的命名包括兩部分:內界與外界,內界的命名是關鍵。
配離子的命名按照如下順序:配位體數目(用中文數字一、二、三……表示)→配位體名稱→“合”→中心離子(或原子)名稱→中心離子氧化數(或化合價數——用大寫羅馬數字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V、Ⅵ……標明)。
例如:[Cu(NH3)4]2+四氨合銅(Ⅱ)配離子
隨堂練習:
[Ag(NH3)2]+二氨合銀(Ⅰ)配離子
[Fe(CN)6]3-六氰合鐵(Ⅲ)配離子
若有多種配位體時,不同的配位體之間要用“·”隔開,命名的順序是先陰離子(簡單離子→復雜離子→有機酸根離子)配位體,后中性分子(NH3→H2O)配位體;先無機配位體后有機配位體。例如:
[Pt(NH3)2Cl2] 二氯二氨合鉑(Ⅱ)
[Co(NH2CH2CH2NH2)2Cl2]+二氯二乙二胺合鈷(Ⅲ)配離子
配合物的命名原則與一般無機化合物相同。即陰離子在前,陽離子在后,稱為某化某或某酸某等。
例如:[Cu(NH3)4]SO4硫酸四氨合銅(Ⅱ)
隨堂練習:
[Ag(NH3)2]Cl 氯化二氨合銀(Ⅰ)
K3[Fe(CN)6] 六氰合鐵(Ⅲ)酸鉀
由于幾種教學方法的有機結合,充分發揮了學生的主體作用,既鍛煉了學生動手能力,豐富了學生感性知識,又培養了學生邏輯思維能力,教學效果良好。