2024-2025學(xué)年高中化學(xué)4.2配合物的形成和應(yīng)用第2課時(shí)教案蘇教版選擇性必修2

4.2協(xié)作物的形成和應(yīng)用(第2課時(shí))一、核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)1、能聯(lián)系協(xié)作物的組成和結(jié)構(gòu)說(shuō)明相關(guān)的試驗(yàn)現(xiàn)象；2、相識(shí)生命體中配位化合物的功能，列舉協(xié)作物在藥物開(kāi)發(fā)和催化劑研制等領(lǐng)域的重要應(yīng)用。二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)能聯(lián)系協(xié)作物的組成和結(jié)構(gòu)說(shuō)明相關(guān)的試驗(yàn)現(xiàn)象難點(diǎn)能聯(lián)系協(xié)作物的組成和結(jié)構(gòu)說(shuō)明相關(guān)的試驗(yàn)現(xiàn)象三、教學(xué)方法講授法、探討法四、教學(xué)工具PPT五、教學(xué)過(guò)程一、協(xié)作物的形成對(duì)性質(zhì)的影響【展示】銀氨溶液的制備過(guò)程【講解并描述】1、溶解性的影響AgCl→[Ag(NH3)2]Cl,由不溶于水的沉淀,轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹苡谒奈镔|(zhì)?！旧炕瘜W(xué)方程式：AgCl+2NH3==[Ag(NH3)2]Cl離子方程式：AgCl+2NH3==[Ag(NH3)2]++Cl-[Ag(NH3)2]+二氨合銀離子中心離子：Ag+配體：NH3配位數(shù)：22、顏色的變更當(dāng)簡(jiǎn)潔離子形成配離子時(shí)其性質(zhì)往往有很大變更。顏色變更就是一種常見(jiàn)的現(xiàn)象,我們依據(jù)顏色的變更就可以推斷是否有配離子生成?！菊故尽苛蚯杌F配離子的顏色【講解并描述】Fe3+與SCN-在溶液中可生成配位數(shù)為1~6的配離子,這些配離子的顏色是紅色的。SCN-作為配體與Fe3+配位，顯紅色，用于檢驗(yàn)Fe3+【生】Fe3++SCN-Fe(SCN)2+Fe(SCN)2++SCN-Fe(SCN)2+…………Fe(SCN)52-+SCN-Fe(SCN)63-穩(wěn)定性增加【展示】血紅素與CO及與O2分子形成的配位鍵過(guò)程?！局v解并描述】例如,血紅素中的Fe2+與CO分子形成的配位鍵比Fe2+與O2分子形成的配位鍵強(qiáng),因此血紅素中的Fe2+與CO分子結(jié)合后,就很難再與O2分子結(jié)合,導(dǎo)致血紅素失去輸送氧氣的功能,這是CO使人體中毒的原理。【問(wèn)】思索：[Cu(H2O)4]2+和[Cu(NH3)4]2+哪個(gè)配位離子更穩(wěn)定？緣由是什么？【生】[Cu(NH3)4]2+更穩(wěn)定。因?yàn)镹和O都有孤電子對(duì)，但O電負(fù)性大，吸引孤電子對(duì)的實(shí)力強(qiáng)，故NH3供應(yīng)孤電子對(duì)的實(shí)力比H2O大?！締?wèn)】思索：NH3與Cu2+形成協(xié)作物，但NF3很難與Cu2+形成協(xié)作物，緣由是什么？【生】電負(fù)性：F>N，使得NH3供應(yīng)孤電子對(duì)的實(shí)力大于NF3?！局v解并描述】協(xié)作物具有確定的穩(wěn)定性，協(xié)作物中的配位鍵越強(qiáng)，協(xié)作物越穩(wěn)定。當(dāng)中心離子相同時(shí)，協(xié)作物的穩(wěn)定性與配體的性質(zhì)有關(guān)。協(xié)作鍵的穩(wěn)定性電子對(duì)賜予體形成配位鍵的實(shí)力：NH3>H2O接受體形成配位鍵的實(shí)力：H+>過(guò)渡金屬>主族金屬配位鍵越強(qiáng)，協(xié)作物越穩(wěn)定：Cu2+——OH-<Cu2+——NH3<H+——NH3二、協(xié)作物的應(yīng)用【講解并描述】協(xié)作物在許多方面有著廣泛的應(yīng)用。在化學(xué)分析中，人們常用形成協(xié)作物的方法來(lái)檢驗(yàn)金屬離子、分別物質(zhì)、定量測(cè)定物質(zhì)的組成。【問(wèn)】檢驗(yàn)Fe3+的試劑和檢驗(yàn)醛基的試劑分別是什么？【生】KSCN溶液銀氨溶液【講解并描述】在生產(chǎn)中，協(xié)作物被廣泛應(yīng)用于染色、電鍍、硬水軟化、金屬冶煉領(lǐng)域。例如，夾心配位化合物二茂鐵具有高度的熱穩(wěn)定性，常被用作燃料的催化劑和抗爆劑，它的節(jié)能消煙效果也特殊好?！菊故尽慷F的圖片?！局v解并描述】配位化合物在羊毛染色過(guò)程中的作用為了使羊毛呈現(xiàn)不同的色調(diào)，同時(shí)在洗滌和光照的條件下不易褪色，我們可以在染色過(guò)程中，運(yùn)用金屬鹽（如鉻、鋁、鐵、銅鹽等）對(duì)其進(jìn)行處理。因羊毛和染料中都含有可與金屬離子配位的基團(tuán)（—NH2、—COOH），染色時(shí)，金屬離子和染料及羊毛之間發(fā)生反應(yīng)，生成體積較大、溶解度小的協(xié)作物，使染料堅(jiān)實(shí)地附著在纖維上，從而變更羊毛的顏色。在生命科學(xué)、抗癌藥物、催化劑研制、激光材料、超導(dǎo)材料等許多尖端探討領(lǐng)域中，協(xié)作物發(fā)揮的作用也越來(lái)越大。協(xié)作物在生命體中有著特殊重要的作用。許多酶的作用與其結(jié)構(gòu)中含有形成配位鍵的金屬離子有關(guān)。生物體中能量的轉(zhuǎn)換、傳遞或電荷轉(zhuǎn)移，化學(xué)鍵的形成或斷裂以及伴隨這些過(guò)程出現(xiàn)的能量變更和支配等，常與金屬離子和有機(jī)體生成的困難協(xié)作物所起的作用有關(guān)。以Mg2+為中心的大環(huán)協(xié)作物葉綠素能催化光合作用，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能。能輸送O2的血紅素是Fe2+的卟啉協(xié)作物，鐵在血紅蛋白、肌紅蛋白和細(xì)胞色素分子中都以Fe2+與原卟啉環(huán)形成協(xié)作物的形式存在。【展示】葉綠素的結(jié)構(gòu)示意圖、血紅素的結(jié)構(gòu)示意圖【講解并描述】生物體內(nèi)的許多酶都包含鋅的協(xié)作物，已報(bào)道的含鋅酶有80多種，如羧肽酶A和碳酸酶等。當(dāng)人體缺鋅時(shí)，許多酶的活性降低，引起相關(guān)代謝紊亂，可使人體發(fā)育和生長(zhǎng)受阻。配位化合物在生命體中扮演著特殊重要的角色，而金屬中毒的一個(gè)重要緣由就是高濃度的外來(lái)金屬離子取代了生物分子中的已有金屬元素，生成了較為穩(wěn)定的配位化合物，如Be2+取代激活酶中的Mg2+使激活酶失去活性，從而使人中毒。假如選用合適的物質(zhì)（如檸檬酸鈉等）供應(yīng)配位體，可以減輕金屬中毒對(duì)人體造成的損害。藥物中的協(xié)作物有些具有治療作用的金屬離子因其毒性大、刺激性強(qiáng)、難吸取等缺點(diǎn)而不能干脆應(yīng)用于臨床實(shí)踐，但若把它們變成協(xié)作物就能降低毒性和刺激性，利于吸取。例如，順鉑（順式二氯二氨合鉑）是美國(guó)化學(xué)家羅森伯格（B.Rosenborg）等人于1969年發(fā)覺(jué)的第一種具有抗癌活性的金屬協(xié)作物。臨床探討表明，它是一種有效的廣譜抗癌藥物，對(duì)人體的泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)的惡性腫瘤以及甲狀腺癌、食道癌、喉癌、頭頸部癌等均有顯著的治療效果，但它對(duì)腎臟產(chǎn)生的明顯損害以及動(dòng)物試驗(yàn)表明的致畸作用使它難以推廣。20世紀(jì)80年頭出現(xiàn)的其次代鉑類(lèi)抗癌藥物，如碳鉑等已用于臨床。將大氣中游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過(guò)程叫氮的固定。常溫、常壓下的固氮問(wèn)題是對(duì)人類(lèi)才智的一次挑戰(zhàn)。早在1888年，科學(xué)家就發(fā)覺(jué)豆科植物的根瘤菌能將大氣中游離的N2轉(zhuǎn)化為NH3，這始終吸引著世界范圍內(nèi)一大批杰出科學(xué)家的高度關(guān)注。模擬生物固氮首先要了解固氮酶的組成?；瘜W(xué)家實(shí)現(xiàn)常溫常壓固氮的努力沿兩條不同的途徑進(jìn)行。一條途徑是設(shè)法通過(guò)模型化合物的探討，合成生物固氮酶。1992年，J.Kim和D.C.Rees成功地分別出固氮酶并給出X射線(xiàn)分析的結(jié)構(gòu)。另一條途徑是通過(guò)過(guò)渡金屬的N2分子協(xié)作物活化氮氮三鍵。我們信任，通過(guò)科學(xué)家堅(jiān)持不懈的努力，人工常溫常壓固氮確定能實(shí)現(xiàn)。協(xié)作物的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用當(dāng)具有空軌道的過(guò)渡金屬原子或離子遇到可供應(yīng)孤電子對(duì)的分子或離子時(shí)，它們之間就會(huì)以配位鍵結(jié)合形成配位化合物。協(xié)作物的中心原子、配位體的種類(lèi)和數(shù)目不同，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)表現(xiàn)出多樣性和困難性。通過(guò)探討配位化合物的結(jié)構(gòu)和組成特征，人們可以發(fā)覺(jué)和制備出更多具有特殊功能的協(xié)作物，以滿(mǎn)足生產(chǎn)、生活的多樣化需求。基于微觀結(jié)構(gòu)探討物質(zhì)的性質(zhì)和用途，這是化學(xué)學(xué)習(xí)和探討過(guò)程中重要的科學(xué)思想。【課堂小結(jié)】師生一起回顧和總結(jié)?！菊n堂練習(xí)】1、能區(qū)分[Co(NH3)4Cl2]Cl和[Co(NH3)4Cl2]NO3兩種溶液的試劑是（）。A.AgNO3溶液B.NaOH溶液C.CCl4D.濃氨水答案：A2、指出下列各協(xié)作物中的配離子、中心離子、配位體、配位數(shù)和配位原子。①K3[Fe(CN)6]②(NH4)2[PtCl6]③[Cd(NH3)4](OH)2答案：①K3[Fe(CN)6]===3K++[Fe(CN)6]3-配離子：[Fe(CN)6]3-配位體：CN-配位原子：C中心離子：Fe3+配位數(shù)：6②(NH4)2[PtCl6]===2NH4+