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        淺談教學(xué)過(guò)程中常用的幾種教學(xué)方法

        2018-06-05 08:25:28
        關(guān)鍵詞:氫氧化銅深藍(lán)色配位

        (山東醫(yī)藥技師學(xué)院 山東泰安 271016)

        一、配合物的概念

        教學(xué)方法:學(xué)生實(shí)驗(yàn)與啟發(fā)式教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法

        學(xué)生實(shí)驗(yàn)

        實(shí)驗(yàn)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(xiàn)藍(lán)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(xiàn)白色硫酸鋇沉淀。

        實(shí)驗(yàn)2:向上述藍(lán)色氫氧化銅沉淀中加入過(guò)量2 mol·L-1氨水,沉淀溶解,變成深藍(lán)色溶液。再向深藍(lán)色溶液中加入少量1mol·L-1氫氧化鈉溶液,沒(méi)有藍(lán)色氫氧化銅沉淀生成,仍然是深藍(lán)色溶液。

        引導(dǎo)學(xué)生思考下列問(wèn)題:

        1.在第一支試管中出現(xiàn)藍(lán)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(xiàn)硫酸鋇白色沉淀,表明溶液中有什么離子存在?

        3.上述深藍(lán)色物質(zhì)是什么?

        根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象學(xué)生順利得出如下結(jié)論:

        第一支試管中出現(xiàn)藍(lán)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(xiàn)硫酸鋇白色沉淀,表明溶液中有硫酸根離子存在。

        實(shí)驗(yàn)證明,在硫酸銅溶液中含有Cu2+和SO42-。

        CuSO4+ 2Na(OH)2= Cu(OH)2↓(藍(lán)色) + Na2SO4

        CuSO4+ BaCl2= CuCl2+ BaSO4↓(白色)

        從反應(yīng)現(xiàn)象看,氫氧化銅與氨水發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),生成了深藍(lán)色物質(zhì)。

        Cu(OH)2+ 4NH3= [Cu(NH3)4](OH)2(深藍(lán)色)

        經(jīng)分析證實(shí),該深藍(lán)色物質(zhì)是[Cu(NH3)4]2+,它是一種復(fù)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(huì)再有藍(lán)色氫氧化銅沉淀生成。

        [Cu(NH3)4](OH)2= [Cu(NH3)4]2++ 2OH-(深藍(lán)色)

        在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+和4個(gè)NH3分子是通過(guò)4個(gè)配位鍵結(jié)合在一起的,它是由一個(gè)金屬陽(yáng)離子和一定數(shù)目的中性分子或者陰離子以配位鍵結(jié)合而成的復(fù)雜離子稱(chēng)為配離子。配離子和帶相反電荷的其他簡(jiǎn)單離子組成的化合物稱(chēng)配位化合物,簡(jiǎn)稱(chēng)配合物。

        二、配合物的組成

        教學(xué)方法:直觀教具與啟發(fā)式相結(jié)合的教學(xué)方法

        引導(dǎo)并與學(xué)生一起回憶第一節(jié)實(shí)驗(yàn)課中深藍(lán)色的[Cu(NH3)4](OH)2。

        以另外一種配合物[Cu(NH3)4]SO4為例,向?qū)W生展示其示意圖:

        1.中心離子

        在配離子(或配位分子)中,接受孤對(duì)電子的金屬陽(yáng)離子或原子稱(chēng)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(yáng)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。

        2.配位體

        在配合物中,與中心離子以配位鍵結(jié)合的陰離子或中性分子稱(chēng)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(gè)或幾個(gè)原子帶有孤對(duì)電子,其孤對(duì)電子與中心離子以配位鍵結(jié)合。

        3.配位數(shù)

        一個(gè)中心離子所能結(jié)合的配位原子的總數(shù),稱(chēng)為該中心離子的配位數(shù),中心離子最常見(jiàn)的配位數(shù)是2、4或6等。

        中心離子的配位數(shù)是可變的,如[AlF6]3-、[AlCl4]-、[BF4]-等。配位數(shù)的多少主要決定于中心離子和配位體的性質(zhì)。一般,中心離子電荷多,半徑大,配位數(shù)就高;配位體電荷少,半徑小,配位數(shù)也高。

        4.配離子(內(nèi)界)

        中心離子與配位體以配位鍵結(jié)合而成配離子。配離子組成配合物內(nèi)界。書(shū)寫(xiě)配離子時(shí),用方括號(hào)括起來(lái)。例如[Cu(NH3)4]2+就是配離子(內(nèi)界)。配離子帶有電荷,其電荷數(shù)等于中心離子電荷數(shù)與配位體電荷數(shù)的代數(shù)和,例如:[Cu(NH3)4]SO4中,配離子由一個(gè)Cu2+和4個(gè)NH3分子組成,配離子的電荷數(shù)為:(+2)+0×4=+2,寫(xiě)作[Cu(NH3)4]2+。

        5.外界離子(外界)

        配合物中與配離子帶相反電荷的離子稱(chēng)為配合物的外界(亦稱(chēng)外界離子),即化學(xué)式中方括號(hào)以外的部分。在配合物中,內(nèi)界與外界之間以離子鍵結(jié)合,可溶性配合物在水溶液中會(huì)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(nèi)界的中心離子與配位體之間以配位鍵結(jié)合,在水溶液中可發(fā)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(shù)量相等,電性相反,整個(gè)配合物不顯電性。

        三、配合物的命名

        教學(xué)方法:類(lèi)比與學(xué)生練習(xí)相結(jié)合的教學(xué)方法

        配合物按組成特征不同也有“酸”、“堿”、“鹽”之分,因而可類(lèi)比無(wú)機(jī)化合物的命名法。配合物的命名比一般無(wú)機(jī)化合物命名更復(fù)雜的地方是配離子的命名。

        1.配離子的命名

        通常,配合物的命名包括兩部分:內(nèi)界與外界,內(nèi)界的命名是關(guān)鍵。

        配離子的命名按照如下順序:配位體數(shù)目(用中文數(shù)字一、二、三……表示)→配位體名稱(chēng)→“合”→中心離子(或原子)名稱(chēng)→中心離子氧化數(shù)(或化合價(jià)數(shù)——用大寫(xiě)羅馬數(shù)字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V、Ⅵ……標(biāo)明)。

        例如:[Cu(NH3)4]2+四氨合銅(Ⅱ)配離子

        隨堂練習(xí):

        [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(shí),不同的配位體之間要用“·”隔開(kāi),命名的順序是先陰離子(簡(jiǎn)單離子→復(fù)雜離子→有機(jī)酸根離子)配位體,后中性分子(NH3→H2O)配位體;先無(wú)機(jī)配位體后有機(jī)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

        2.配合物的命名

        配合物的命名原則與一般無(wú)機(jī)化合物相同。即陰離子在前,陽(yáng)離子在后,稱(chēng)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(xí):

        [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(xué)方法的有機(jī)結(jié)合,充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用,既鍛煉了學(xué)生動(dòng)手能力,豐富了學(xué)生感性知識(shí),又培養(yǎng)了學(xué)生邏輯思維能力,教學(xué)效果良好。

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