劉利鋒

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

關鍵詞：教學合一;知行合一;配合物、螯合物;高中化學

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：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：

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.

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en中有兩個氮原子與中心離子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(zhì)的區(qū)別.主要的區(qū)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(huán)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(fā)現(xiàn)，多數(shù)情況下是考查學生對于配合物的概念、配位數(shù)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

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

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(jīng)形成沉淀，最終沉淀會溶解？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(wǎng)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(yǎng)學生宏觀識與微觀探析方面的核心素養(yǎng).自從Sidgwick和Pauling提出配位共價鍵模型后，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(yè)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(tǒng)的學習，但通過外軌形和內(nèi)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(fā)散思維的培養(yǎng)事半功倍.

（2）引導學生能從結構的角度解釋物質(zhì)的性質(zhì)，培養(yǎng)學生的科學探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng).配合物價鍵理論的部分大學內(nèi)容空降到了高中，對學生的綜合素質(zhì)要求相當高，但是有好多老師，對這一部分知識本身就是盲區(qū)，對外軌形和內(nèi)軌形的配合物分不清，更不要說從磁學理論來解釋.例如：在剛剛進行的本市第三次檢測中，關于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？同時為什么-NO-2配體以N配位，而不是以O配位？這就考查到了內(nèi)軌形低自旋配合物的知識，但是站在高中階段，能給出的答案只能是電負性低的容易給出孤對電而已，但對于一些基礎好的學生要問到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，甚至為反磁性時老師則很難解釋清楚，對教學效果造成影響.陶行知先生曾說過：“先生的責任不在教，而在教學，而在教學生學;教的法子必須在于學的法子;先生不但要拿他教的法子和學生學的法子聯(lián)絡，并須和他自己的學問聯(lián)絡起來”.所以必須踐行教與學的辯證關系，在教書的過程中樹立終身學習的理念，不斷提升自已的教育理念，提高教學的水平.

（3）培養(yǎng)學生的科學態(tài)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(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）.

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(zhì).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(nèi)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(yōu)異成績，同時也為高等教育輸送優(yōu)質(zhì)的生源，為化學人才的培養(yǎng)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(fā)展，也是體現(xiàn)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(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結構式為，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的分析，不難看出，配合物的重心展現(xiàn)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(fā)展起到積極的作用.

參考文獻：

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[責任編輯：季春陽]