劉利鋒

摘要：化學(xué)作為三大基礎(chǔ)學(xué)科的中心學(xué)科，與生命、能源、材料及環(huán)境領(lǐng)域息息相關(guān)，承載著人類的文明與希望.每時(shí)每刻都在創(chuàng)造著新的物質(zhì)，探索著自然界的奧秘，為人類命運(yùn)共同體的美好未來發(fā)揮著巨大的引領(lǐng)作用.而配合物的研究作為無機(jī)化學(xué)的重要分支，廣泛應(yīng)用于物質(zhì)的分析、分離、提純，并應(yīng)用到電鍍、醫(yī)藥、照相、印刷等方面，打破了無機(jī)化學(xué)與有機(jī)化學(xué)的界限，極大的豐富了化學(xué)的內(nèi)涵與外延，也是高中教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)，更是近年來高考命題的一個(gè)熱點(diǎn)與趨勢，據(jù)此對(duì)高中化學(xué)配合物知識(shí)進(jìn)行了探究.

關(guān)鍵詞：教學(xué)合一;知行合一;配合物、螯合物;高中化學(xué)

中圖分類號(hào)：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-0333（2022）21-0118-03

1配合物、螯合物的聯(lián)系與區(qū)別

配合物的定義：中心離子（或原子）和一定數(shù)目的配位體（中心分子或陰離子）以配位共價(jià)鍵結(jié)合而形成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)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：

CuSO4+4NH3[Cu（NH3）4]SO4

硫酸化四氨合銅（Ⅱ）

AgCl+2NH3[Ag（NH3）2]Cl氯化二氨合銀（Ⅰ）

PtCl4+2KClK2[PtCl6]六氯合鉑（Ⅳ）酸鉀

3NaF+AlF3Na3[AlF6]六氟合鋁（Ⅲ）酸鈉

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(shù)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(qiáng)的配合物形成體.當(dāng)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(jié)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(duì)電子對(duì)，一般包含N、O、S、C和鹵素等，分為單齒與雙齒配位體.

配位數(shù)：是指中心離子（或原子）所接受的配位原子的數(shù)目，若配位數(shù)是單齒的就是該中心離子或原子的配位數(shù)，Cu（H2O）2+4、Co（NH3）3+6的配位數(shù)分別是4和6;Pt（en）2+2中的乙二胺（en）是雙齒配位體，每個(gè)en中有兩個(gè)氮原子與中心離子Pt2+配位，所以配位數(shù)不是2而是4.常見的單齒配位體有H2O、CO、NO、CH3、NH2、F-

、Cl-、Br-、I-、OH-、CN-，雙齒有乙二胺四乙酸根（EDTA）等.那么螯合物與配合物的有什么關(guān)系呢？其實(shí)螯合物屬于配合物，是一種特殊的配合物，兩者沒本質(zhì)的區(qū)別.主要的區(qū)別在于形成配合物時(shí)配位體是否為雙齒，若為雙齒，形成配合物時(shí)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(jié)合成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，從而形象地稱之為螯合物.

縱觀近幾年的高考題不難發(fā)現(xiàn)，多數(shù)情況下是考查學(xué)生對(duì)于配合物的概念、配位數(shù)的計(jì)算層面，相對(duì)來說還是比較簡單，但是對(duì)于學(xué)生今后在大學(xué)的學(xué)習(xí)具有重要的意義.

2高中階段涉及的三個(gè)配合物實(shí)例教學(xué)研究

（1）銀氨溶液的配制

AgNO3+NH3·H2OAgOH↓+NH4NO3

2AgOHAg2O+H2O

Ag2O+4NH3+H2O2[Ag（NH3）2]OH

（2）人教版選修3課全P42頁[Cu（NH3）4]SO4和Fe3+的檢驗(yàn)

Cu2++2NH3·H2OCu（OH）2↓+2NH+4

Cu（OH）2+4NH3[Cu（NH3）4]2++2OH-

（3）Fe3++3SCN-Fe（SCN）3

在高中階段這三個(gè)有限的實(shí)例教學(xué)中，在教學(xué)時(shí)盡可能地讓學(xué)生自已動(dòng)手去探究，并認(rèn)真思考為什么已經(jīng)形成沉淀，最終沉淀會(huì)溶解？沉淀溶解生成的物質(zhì)與以前熟知的物質(zhì)有什么不同？你能結(jié)合課本知識(shí)解釋它們形成的原因嗎？尤其是結(jié)合化學(xué)第二課堂，讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)了解配合物形成的基本理論和在實(shí)踐中的應(yīng)用，既增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又開闊學(xué)生的視野，形成良好的探究氛圍，教學(xué)效果非常理想.

3高中階段配合物研究的價(jià)值和意義

（1）熟知配合物成因，了解配合物的價(jià)鍵理論，培養(yǎng)學(xué)生宏觀識(shí)與微觀探析方面的核心素養(yǎng).自從Sidgwick和Pauling提出配位共價(jià)鍵模型后，逐漸產(chǎn)生中心離子（原子）提供軌道而配位體提供孤電子對(duì)的配合物價(jià)鍵理論.例如：Fe3+形成FeF63-，

進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)后，這些知識(shí)將作為專業(yè)來進(jìn)行學(xué)習(xí)，但高中階段的學(xué)生由于認(rèn)識(shí)的局限性，未對(duì)價(jià)鍵知識(shí)和雜化軌道理論進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，但通過外軌形和內(nèi)軌形配合物的簡單介紹，學(xué)生能更好的理解全滿半滿全空的意義，從而對(duì)分子是否具有磁性有一個(gè)初步的了理，利用軌道圖（如圖1所示）來講授對(duì)學(xué)生的理性思維、發(fā)散思維的培養(yǎng)事半功倍.

（2）引導(dǎo)學(xué)生能從結(jié)構(gòu)的角度解釋物質(zhì)的性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)素養(yǎng).配合物價(jià)鍵理論的部分大學(xué)內(nèi)容空降到了高中，對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)要求相當(dāng)高，但是有好多老師，對(duì)這一部分知識(shí)本身就是盲區(qū)，對(duì)外軌形和內(nèi)軌形的配合物分不清，更不要說從磁學(xué)理論來解釋.例如：在剛剛進(jìn)行的本市第三次檢測中，關(guān)于Fe（CN）3-6的考查，題目中問到，為什么CN-的配體以C配位，而不是以N配位？同時(shí)為什么-NO-2配體以N配位，而不是以O(shè)配位？這就考查到了內(nèi)軌形低自旋配合物的知識(shí)，但是站在高中階段，能給出的答案只能是電負(fù)性低的容易給出孤對(duì)電而已，但對(duì)于一些基礎(chǔ)好的學(xué)生要問到FeF3-6和Fe（CN）3-6的雜化軌道有什么不同？為什么前者具有磁性而后者磁性降低，甚至為反磁性時(shí)老師則很難解釋清楚，對(duì)教學(xué)效果造成影響.陶行知先生曾說過：“先生的責(zé)任不在教，而在教學(xué)，而在教學(xué)生學(xué);教的法子必須在于學(xué)的法子;先生不但要拿他教的法子和學(xué)生學(xué)的法子聯(lián)絡(luò)，并須和他自己的學(xué)問聯(lián)絡(luò)起來”.所以必須踐行教與學(xué)的辯證關(guān)系，在教書的過程中樹立終身學(xué)習(xí)的理念，不斷提升自已的教育理念，提高教學(xué)的水平.

（3）培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度及社會(huì)責(zé)任，提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，幫助學(xué)生樹立正確的人生觀及價(jià)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(yīng)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(jìn)行二期臨床試驗(yàn)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(jī)金屬芳烴釕半三明治配合物，如Dyson課題組開發(fā)的RAPTA-C;Sadler課題組開發(fā)的RM175，因其具有較好的抗癌活性而引起越來越多的關(guān)注.對(duì)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(jié)構(gòu)的釕配合物，其往往具有良好的康復(fù)腫瘤活性（如圖2所示）.

作為一名化學(xué)老師，無論你在高中段還是大學(xué)段，樹立終身學(xué)習(xí)的意識(shí)是必備的素質(zhì).高中的學(xué)生正值青春期，對(duì)新生的事物非常的感興趣，只要引導(dǎo)好會(huì)使學(xué)生終身受益，也會(huì)使社會(huì)受益.當(dāng)筆者介紹完自已研究的配合物時(shí)，教室里非常安靜，孩子們的眼睛亮晶晶的，對(duì)未來的大學(xué)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(nèi)心，學(xué)好化學(xué)造福社會(huì)的責(zé)任感由然而生，連一直以來不怎么學(xué)生學(xué)生，下課后都主動(dòng)來找筆者談心，那一刻的教學(xué)真美，筆者和學(xué)生都收獲到知識(shí)帶來的幸福.

（4）助力學(xué)生在高考中取得優(yōu)異成績，同時(shí)也為高等教育輸送優(yōu)質(zhì)的生源，為化學(xué)人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ).十年磨一劍，霜刃未曾試，對(duì)于距高考只有一個(gè)多月的學(xué)生來說，教師對(duì)高考的引導(dǎo)與糾錯(cuò)至關(guān)重要，關(guān)系到學(xué)生的未來與發(fā)展，也是體現(xiàn)高中化學(xué)教學(xué)價(jià)值的關(guān)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(duì)的微粒是，畫出配合物

[Ag（NH3）2]+中的配位鍵：.

（2）H3O+的空間構(gòu)型為，BCl3的空間構(gòu)型為.

（3）FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價(jià)性，蒸氣狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為，其中Fe的配位數(shù)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

Fe3++K++[Fe（CN）6]4-KFe[Fe（CN）6]

利用該離子方程式可以檢驗(yàn)溶液中的Fe3+，

[Fe（CN）6]4-中σ和π數(shù)目之比.

通過以上例題的展示與配合物基本知識(shí)的分析，不難看出，配合物的重心展現(xiàn)在成鍵特征、空間構(gòu)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(chǔ)，使學(xué)生對(duì)配合物有一個(gè)不正確了解，一定會(huì)對(duì)孩子的今后發(fā)展起到積極的作用.

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[責(zé)任編輯：季春陽]