杂化轨道理论与配合物理论简介教案

第二课时杂化轨道理论与配合物理论简介

教学建议

利用【新知导学·夯基础】,帮助学生进行知识梳理,形成知识体系;通过“练一练”,解决学生存在的难点、障碍点和辨析清相关的概念等问题。

以碳原子的杂化过程及思考题进行讨论、分析和归纳杂化轨道理论,并解释分子的立体构型。通过例题和变式训练巩固基础知识。

以[Cu(H2O)4]2+模型和思考题进行讨论:配位键与普通共价键的区别;以教材实验2-2、2-3为素材,探讨配位化合物及其对物质性质的影响。利用例题和变式训练巩固基础知识。

参考资料

配合物的发现和配位理论的建立

19世纪中期与末期,化学家发现一系列令人难以回答的问题。

德国化学家发现氯化钴与氨结合,会生成一系列颜色各异、化学性质不同的物质,经分析它们的化学式和性质如下:

CoCl3·6NH3为橙黄色,用AgNO3能沉淀出3个Cl-

CoCl3·5NH3为紫红色,用AgNO3能沉淀出2个Cl-

CoCl3·5NH3·H2O为玫瑰红色,用AgNO3能沉淀出3个Cl-

CoCl3·4NH3为绿色,用AgNO3能沉淀出1个Cl-

从上可知,同是氯化钴,但它的Cl-性质不同,颜色也不一样。

又如德国化学家霍夫曼发现氨与氯化铜能生成一种奇异化合物: 2NH 3+CuCl2(N2H6Cu)Cl2

在这个反应中铜好像能取代两个氯化铵分子中的氢。

为了解释上述情况,化学家曾提出各种假说,但都未能成功,直到1893年,维尔纳(1866—1919)在《无机化学领域中的新见解》一书中提出配位理论。它的要点如下:

(1)许多金属有两种化合价,一种是主价,另一种是副价。

(2)每一种金属有相对固定的配位数,它可以是2、4、6或3、5、7、8等。

(3)主价与阴离子结合时,副价也与阴离子或中性分子结合,以副价结合的阴离子或中性分子叫配体。

(4)副价有方向性,不同副价能生成不同的异构体。

此外,维尔纳还引进内界和外界的概念,内界指中心离子和配体共同构成的配离子,而内界以外的部分叫外界,一个金属中心离子能结合的配体个数叫作配位数。在内界中,配体与中心离子结合得较紧密,而外界的离子与中心离子结合得就较松弛。如图为硫酸四氨合铜(Ⅱ)的组成。

有了上述理论,前面一些事实都能较圆满地解释了。

例如CoCl3·4NH3按配位理论,它是[Co(NH3)4Cl2]Cl,内界中有2个Cl-和4个NH3与钴离子紧密结合,不易被Ag+沉淀,加热也不能使NH3释放出来,只有外界的Cl-能被Ag+沉淀。其他事实也可依此一一解释。