高中化學中配合物的教學與研究

劉利鋒

(陜西省寶雞市陳倉區西城高級中學 721300)

1 配合物、螯合物的聯系與區別

配合物的定義：中心離子(或原子)和一定數目的配位體(中心分子或陰離子)以配位共價鍵結合而形成的復雜結構單元稱配合單元，凡是由配合單元組成的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物.例如：

硫酸化四氨合銅(Ⅱ)

氯化二氨合銀(Ⅰ)

中心原子或中心離子：配合物形成體，它位于配離子(或分子)的中心.絕大多數配合物的形成體是帶正電荷的金屬離子.過渡金屬的離子，由于具有空軌道，是較強的配合物形成體.當然，中性的原子也可以作為形成體，如：Ni(CO)4 、Fe(CO)5中的Fe與Ni等.

配位體：指與中心離子結合的分子或離子.在配位體中直接與中心原子相連的原子叫配位原子，具有孤對電子對，一般包含N、O、S、C和鹵素等，分為單齒與雙齒配位體.

那么螯合物與配合物的有什么關系呢？其實螯合物屬于配合物，是一種特殊的配合物，兩者沒本質的區別.主要的區別在于形成配合物時配位體是否為雙齒，若為雙齒，形成配合物時的形狀如同螃蟹的雙螯鉗住中心離子，而使中心離子與配位體結合成環狀結構，從而形象地稱之為螯合物.

縱觀近幾年的高考題不難發現，多數情況下是考查學生對于配合物的概念、配位數的計算層面，相對來說還是比較簡單，但是對于學生今后在大學的學習具有重要的意義.

2 高中階段涉及的三個配合物實例教學研究

(1)銀氨溶液的配制

(2)人教版選修3課全P42頁[Cu(NH3)4]SO4和Fe3+的檢驗

在高中階段這三個有限的實例教學中，在教學時盡可能地讓學生自已動手去探究，并認真思考為什么已經形成沉淀，最終沉淀會溶解？沉淀溶解生成的物質與以前熟知的物質有什么不同？你能結合課本知識解釋它們形成的原因嗎？尤其是結合化學第二課堂，讓學生通過網絡了解配合物形成的基本理論和在實踐中的應用，既增加學生的學習興趣，又開闊學生的視野，形成良好的探究氛圍，教學效果非常理想.

3 高中階段配合物研究的價值和意義

(1)熟知配合物成因，了解配合物的價鍵理論，培養學生宏觀識與微觀探析方面的核心素養.自從Sidgwick和Pauling提出配位共價鍵模型后，逐漸產生中心離子(原子)提供軌道而配位體提供孤電子對的配合物價鍵理論.例如：Fe3+形成FeF63-,進入大學學習后，這些知識將作為專業來進行學習，但高中階段的學生由于認識的局限性，未對價鍵知識和雜化軌道理論進行系統的學習，但通過外軌形和內軌形配合物的簡單介紹，學生能更好的理解全滿半滿全空的意義，從而對分子是否具有磁性有一個初步的了理，利用軌道圖(如圖1所示)來講授對學生的理性思維、發散思維的培養事半功倍.

圖1

(3)培養學生的科學態度及社會責任，提高學生學習化學的興趣，幫助學生樹立正確的人生觀及價值觀.例如：在筆者研究的配合物中，釕配合物具有較好的抗腫瘤活性，其給藥方式不同于臨床應用的鉑類藥物，提供了代替鉑類藥物用于治療癌癥的可能性.目前正在進行二期臨床試驗的釕配合物為：NAMI-A，KP1019和NKP-1339.此外，具有鋼琴凳幾何形狀的有機金屬芳烴釕半三明治配合物，如Dyson課題組開發的RAPTA-C; Sadler課題組開發的RM175，因其具有較好的抗癌活性而引起越來越多的關注.對于筆者研究的雙核芳烴釕配合物[(η6-arene)Ru(TSC)Cl]2Cl2,(TSC=氨基硫脲)是一類具有特殊結構的釕配合物，其往往具有良好的康復腫瘤活性(如圖2所示).

配合物(1) 配合物(2)圖2

配合物1和2、順鉑的IC50(μΜ)數據見表1.

表1

作為一名化學老師，無論你在高中段還是大學段，樹立終身學習的意識是必備的素質.高中的學生正值青春期，對新生的事物非常的感興趣，只要引導好會使學生終身受益，也會使社會受益.當筆者介紹完自已研究的配合物時，教室里非常安靜，孩子們的眼睛亮晶晶的，對未來的大學生活充滿期待，一顆探索未來世界的種子已深深的埋入他們的內心，學好化學造福社會的責任感由然而生，連一直以來不怎么學生學生，下課后都主動來找筆者談心，那一刻的教學真美，筆者和學生都收獲到知識帶來的幸福.

(4)助力學生在高考中取得優異成績，同時也為高等教育輸送優質的生源，為化學人才的培養奠定基礎.十年磨一劍，霜刃未曾試，對于距高考只有一個多月的學生來說，教師對高考的引導與糾錯至關重要，關系到學生的未來與發展，也是體現高中化學教學價值的關鍵所在，下面就高考原題和大家共享一下.

例1(1)在配合物[Fe(SCN)]2+中,提供空軌道接受孤電子對的微粒是____,畫出配合物[Ag(NH3)2]+中的配位鍵:____.

(2)H3O+的空間構型為____,BCl3的空間構型為____.

(3)FeCl3中的化學鍵具有明顯的共價性,蒸氣狀態下以雙聚分子存在的FeCl3的結構式為____,其中Fe的配位數為____.

(4)五羰基合鐵Fe(CO)5的配體是____，已知配原子是C而不是O，其可能的原因是____.

(5)已知

利用該離子方程式可以檢驗溶液中的Fe3+,[Fe(CN)6]4-中σ和π數目之比____.

通過以上例題的展示與配合物基本知識的分析，不難看出，配合物的重心展現在成鍵特征、空間構型、雜化類型、等電子體方面，但是由于所有的題型均是以配合物做為骨架，給人一種難以逾越的感覺，但是只要在授課過程中理清線索，注重基礎，使學生對配合物有一個不正確了解，一定會對孩子的今后發展起到積極的作用.