《无机化学》教案.pdf
无机化学教案无机化学教案山东德州学院化学系王新芳一、教学课题：一、教学课题：配合物的价键理论（Valence Bond Theory）二、教学目的二、教学目的：掌握配合物的价键理论及理论的应用三、教学重点：三、教学重点：正确理解价键理论四、教学难点四、教学难点：运用价键理论解释配合物的形成和空间构型五、教学用品：五、教学用品：烧杯、滴管、硝酸银溶液（2M）、氯化钠溶液（2M）、盐酸溶液（2M）、氢氧化钠溶液（2M）、氨水（2M）六、教学方法六、教学方法：课堂讲授演示实验七、教学手段：七、教学手段：多媒体八、教学过程：八、教学过程：（一）新课导入：（一）新课导入：首先做两个演示实验：1、取三支试管，将硝酸银溶液和氯化钠溶液混合，出现白色沉淀。（板书）（板书）AgNOAgNO3 3+NaCl=AgCl(+NaCl=AgCl(白色沉淀白色沉淀)NaNONaNO3 32、在上述三支试管中，分别滴加盐酸溶液、氢氧化钠溶液和氨水，前两支试管无现象，第三只试管中白色沉淀消失。（板书）（板书）AgCl(AgCl(白色沉淀白色沉淀)+2 NH)+2 NH3 3H H2 2O=O=Ag(NHAg(NH3 3)2 2+(无色无色)+Cl)+Cl-+2 H+2 H2 2O OAgCl 既不溶于强酸,也不溶于强碱,却易溶于氨水,这是因为 Ag+和 NH3可以形成可溶性的Ag(NH3)2+配离子,它比 AgCl 更稳定，一个带正电荷的离子为什么会与一个中性的分子结合？怎一个带正电荷的离子为什么会与一个中性的分子结合？怎样的结合使得它的稳定性如此高？今天我们就来学习配合物的价键理论。样的结合使得它的稳定性如此高？今天我们就来学习配合物的价键理论。（二）新课教学（二）新课教学(PPt(PPt 演示演示)1 1、L LPaulingPauling 等人在二十世纪 30 年代初首先用杂化轨道理论来处理配合物的形成、配合物的几何构型、配合物的磁性等问题，建立了配合物的价键理论，在配合物的化学键理论的领域内占统治地位达二十多年之久。2 2、价键理论的基本内容、价键理论的基本内容：1 1中心离子或原子有空的价层轨道，中心离子或原子有空的价层轨道，配体有可提供孤对电子的配位原子。配体有可提供孤对电子的配位原子。配合物的中心体 M与配体 L 之间的结合，一般是靠配体单方面提供孤对电子对与 M 共用，形成配键 M L，这种键的本质是共价性质的，称为配键。举例讲解：举例讲解：在Ag(NH3)2配离子中，中心离子 Ag 的价电子构型为 4d+(10)5S 5p,它有空的 5S、(0)(0)(0)5p(0)轨道,配体 NH3分子中的 N 原子上有一对孤电子对。Ag(NH3)2+配离子中 Ag+与配体 NH3之间的结合，是靠 NH3单方面提供孤对电子对与 Ag+共用，形成 2 个配键 AgNH3。N N 原子的孤对电子进入原子的孤对电子进入 5S5S(0)(0)5p5p(0)(0)轨道，轨道，而而 5S5S(0)(0)5p5p(0)(0)轨道不仅空间伸展方向不同，轨道不仅空间伸展方向不同，而且存在能级差，而且存在能级差，怎么会形成怎么会形成 2 2 个等同的个等同的 配键呢？这就是价键理论的第二个要点所要说明的问题！配键呢？这就是价键理论的第二个要点所要说明的问题！2 2在形成配合物（或配离子）时，中心体所提供的空轨道在形成配合物（或配离子）时，中心体所提供的空轨道(sp,dsp(sp,dsp 或或 spd)spd)必须首先进行杂化，必须首先进行杂化，形成能量相同的与配位原子数目相等的新的杂化轨道。形成能量相同的与配位原子数目相等的新的杂化轨道。举例讲解：举例讲解：在配体(NH3)的作用下，中心离子首先提供一个空的 5S(0)轨道和一个空的 5p(0)轨道进行杂化，杂化后的2个SP杂化轨道再与2个(NH3)分子中上含孤对电子的轨道重叠形成配位键，由于 Ag+的 2 个 SP 杂化轨道的空间排布为直线型的，所以Ag(NH3)2+配离子的空间构型也是直线型的。PptPpt 展示举例：展示举例：1、用价键理论所解释的Ni(Cl)42-的形成和空间构型2、用价键理论所解释的Ni(CN)42-的形成和空间构型讨论：在以上两个配离子中，相同的是中心离子，配体不同，我们看到中心离子提供了不同类型讨论：在以上两个配离子中，相同的是中心离子，配体不同，我们看到中心离子提供了不同类型的轨道，杂化方式也不同，这又如何解释呢？这就是价键理论第三个要说明的问题。的轨道，杂化方式也不同，这又如何解释呢？这就是价键理论第三个要说明的问题。3 3价键理论认为中心离子利用那些空轨道杂化，主要和中心离子的电子层结构有关，又和配价键理论认为中心离子利用那些空轨道杂化，主要和中心离子的电子层结构有关，又和配位体中的配位原子有关。当中心原子相同时，就取决与配体的电负性。位体中的配位原子有关。当中心原子相同时，就取决与配体的电负性。a、如配位体的电负性较小，如 C(x=2.55)N(x=3.04)较易给出电子，对中心离子影响较大，使电子层结构发生变化，(n-1)d 轨道中的成单电子被强行配对，可以腾出内层能量较低的轨道来接受配体的孤电子对。杂化形式为(n 1)d、ns、np 杂化，称为内轨型杂化。这种杂化方式形成的配合物称为内轨型配合物内轨型配合物(inner complexes)(inner complexes)。b、如配位体的电负性较大，如 F(x=3.98)Cl(x=3.16)O(x=3.44),不易给出电子，对中心原子影响较，使中心离子的电子层结构不发生变化，仅用外层空轨道(nS)(nP)(nd)进行杂化。杂化形式为ns、np、nd 杂化，称为外轨型杂化。这种杂化方式形成的配合物称为外轨型配合物外轨型配合物(outer(outercomplexes)complexes)。PptPpt 展示练习：展示练习：试用价键理论解释1、Fe(CN)64-的形成和空间构型2、Fe(H2O)62+的形成和空间构型（三）本节课小结（三）本节课小结我们来总结一下：配合物的价键理论的核心是，形成配位键的必要条件是：中心体 M 必须有空的价轨道，而配体 L 至少含有一对孤对电子对。在配体的作用下，中心离子首先拿出一定数目的价层轨道进行杂化，杂化后的轨道再与配体中配位原子含孤对电子的价层轨道重叠形成配合物。价键理论比较简单明了，易于理解和接受，而且很好地解释了配离子的空间几何构型。我们知道物质的结构决定物质的性质，那么价键理论对配合物的性质（如配合物的稳定性和某些配离子的磁性）又是怎么解释的呢，我们将留待下次课学习。（四）思考题（四）思考题：请同学们课下查阅有关资料，分析思考内轨型配合物(inner orbital complexes)(inner orbital complexes)和外轨型配合物(outer orbital complexes)(outer orbital complexes)在键能、稳定性、磁性、等方面的性质会有何不同？并书写一篇小论文上交。2007-11-302007-11-30
