大学结构化学与高中化学竞赛之配合物.pdf

大学结构化学与高中化学竞赛之配合物摘要中学教育，应该是双重目标的，既为了全面提高全民素养，又为了培养未来的精英。科技精英的造就单靠课堂教学是远远不够的，还需要针对教学个体开展的课外活动，包括学生主动的自我塑造。为中学生创造一个宽松的自我塑造的环境对现今的中国教育尤显珍贵。包括化学竞赛在内的学科竞赛这种探究式的课外活动可以创造这种学习环境。根据中国化学会“全国高中学生化学竞赛”是普及化学知识，鼓励青少年接触化学发展的前沿、了解化学对科学技术、社会经济和人民生活的意义、学习化学家的思想方法和工作方法，以激发他们学习化学的兴趣爱好和创造精神；探索早期发现和培养优秀人才的思想、方法和途径；促进化学教学新思想与新方法的交流，推动大学与中学的化学教学改革，提高我国化学教学水平；选拔参加一年一度的国际化学竞赛的选手。全国高中学生化学竞赛暨冬令营是全国高中学生最高水平的化学赛事，它与国际化学奥林匹克竞赛接轨，是中国高中学生的化学“全运会”。在现行中学化学教学大纲、新近发布的普通高中化学课程标准实验教科书（A1-2，B1-6）及高考说明规定的内容均属初赛要求。具有高中文化程度的公民的常识以及高中数学、物理、生物、地理与环境科学等学科的基本内容（包括与化学相关的我国基本国情、宇宙、地球的基本知识等）也是化学竞赛的内容。初赛基本要求对某些化学原理的定量关系、物质结构、立体化学和有机化学作适当补充，一般说来，补充的内容是中学化学内容的自然生长点。坚持化学竞赛的宗旨，成为中学化学教学的一种重要补充形式，培养了一大批热爱化学的中学生，同时也培养了一大批化学教师，激发学生对事物追本溯源的研究热情。关键词结构化学高中化学选修3《物质结构与性质》配合物竞赛题结构化学是在原子—分子上研究物质分子构型与组成的相互关系以及结构和各种运动的相互影响的化学分支科学。L.Pauling曾说过：“当任何一种物质的性质和物体的结构（以原子、分子和组成它的更小的粒子来表示）联系起来时，那么这种性质是最容易、最清楚地被认识和被理解的。结构化学知识在高中化学中知识应用于原子、分子、化学键及分子晶体、原子晶体、离子晶体、金属晶体以及杂化轨道理论、配合物理论等。本次则注重结构化学部分知识在高中化学选修3《物质结构与性质》（人民教育出版社）的第三章物质结构与性质的应用及此内容在化学竞赛试题中出现的情况。熟练掌握配合物、路易斯酸碱、配位键的概念以及重要而常见的配合物的中心离子（原子）和重要而常见的配体（水、羟离子、卤离子、拟卤离子、氨分子、酸根离子、不饱和烃等）螯合物及螯合效应；常见的络合剂及其重要的配合反应。识记并理解常见的配合反应与酸碱反应、沉淀反应、氧化还原反应的联系；配合物几何构型和异构现象的概念；配合物的杂化轨道理论；八面体配合物的晶体常理论等。首先从配合物的组成和配位体进行讲解。组成：配合物的定义由配离子与带相反电荷的离子组成的电中性的化合物以及不带电荷的配分子本身；组成单元：由一个简单阳离子或原子和一定数目的中性分子或阴离子以配位键结合，按一定的组成和空间构型形成一个复杂的离子或分子。形成的离子称为配离子，形成的分子称为配分子。如:配分子Ni(CO)4,[CoCl3(NH3)3]，配离子BF4-。配位体：1每个配位体至少有一个原子具有一对（或多对）孤对电子，或分子中有π电子。如N、O、C、P、S等。根据配位体所提供的络合点数目和结构特征，可将配体分成以下几类：：单齿1配位体：只有一个配位点的配体。如NH3：非螯合多2齿配位体：配体有多个配位点，但受几何形状的限制不能与同一金属离子配位。如PO43-,CO32-。3：螯合配位体：一个配位体的几个配位点能直接和同一个金属离子配位。4：π键配位体：含有π电子的烯烃、炔烃、芳香烃等也可作配体。如：C2H4、丁二烯、CO、C6H6、C5H5等都是。★在配位化合物的结构中，一个配位体同时和n个不同的金属原子M配位时，常在配位体前加μn－记号，例如Fe3(CO)10·(μ2－CO)2，表示有2个CO分别同时和2个Fe原子结合。若一个配位体有n个配位点与同一金属原子结合，则在配位体前标上ηn－记号，例如(η5－C5H5)2Fe，表示每个C5H5都有5个配位点和同一个Fe原子结合。下面以几个例题说明：2004年第8题（8分）今有化学式为Co(NH)BrCO的配合物。3431．画出全部异构体的立体结构。2．指出区分它们的实验方法。【答案】1．三种。立体结构如下：IⅡⅢ（结构式中的碳酸根离子也可用路易斯结构式表示，但须表明是单齿还是双齿配位（可不标2－）；编号任意，但须与下题的分析对应；CO2－不能用π电子配位（受限于Co的配3位数及NH必为配体）。画其他配位数的配合物不计分。）32．配合物III可通过其离子特性与另两个配合物区分开：滴加AgNO溶