Разработки уроков и внеклассных мероприятий
презентация к уроку по химии (9 класс)

Министерство образования и науки РБ

Курумканское РУО

МБОУ «Дыренская средняя общеобразовательная школа»

Открытый урок  в 11 классе

«Комплексные соединения»

(профильное обучение)

Выполнила: учитель химии

Бадмаева Э.Ж.

Тема урока «Комплексные соединения».

Тип урока: Урок усвоения нового материала.

Цели урока:

• Формирование знаний о комплексных соединениях;
• Рассмотрение химических свойств комплексных соединений;
• Углубление знаний о номенклатуре и способах получения комплексных соединений;
• Проверить степень усвоения знаний учащихся о комплексных соединениях;
• Ознакомить учащихся с применением комплексных соединений;
• Продолжить формирование мировоззренческих понятий: о познаваемости природы, причинно – следственной зависимости между составом и свойствами соединений.
• Развитие терминологического мышления; умения ставить и разрешать проблемы, анализировать, сравнивать, обобщать и систематизировать.
• Воспитание чувства ответственности, уверенности в себе, требовательности к себе.

Новые понятия: комплексные соединения, лиганд, комплексообразователь, координационное число, внешняя и внутренняя  сферы комплекса.

Оборудование и реактивы: стеклянная посуда,  штатив с пробирками, раствор аммиака, раствор нитрата серебра, растворы сульфата меди (II), гидроксида натрия, хлорида бария, мультимедийный проектор, презентация «Комплексные соединения».

ХОД УРОКА

1.Организационный этап

а) приветствие.

б) мотивация внимания, готовности к уроку.

2. Подготовка учащихся к  проблеме изучения комплексных соединений

Лекция о координационной теории А.Вернера, проблема «дополнительных валентностей» (Слайды)

Л/о  К раствору сульфата меди (II) прилить раствор аммиака (конц). Жидкость окрасится в синий цвет.

СuSO4+NH3=  ?   (запись а доске)

 Сегодня нам нужно ответить на следующие вопросы:

 Какие же соединения называются комплексными? Каков их состав? Как их можно получить? Где они находят применение? Какими химическими свойствами они обладают? Какова номенклатура данных соединений?

3. Изучение новой темы.

3.1 Строение комплексных соединений

Продолжим наш опыт.

Полученный раствор разделим на 2 части.

1) В  одну пробирку прильем гидроксид натрия. Осадка не наблюдается, следовательно, в растворе нет двухзарядных ионов  или их мало слишком, чтобы выпасть в осадок. Отсюда можно сделать вывод, что ионы меди при взаимодействии с аммиаком образуют новые ионы, которые не дают нерастворимого соединения с ионами ОН – гидроксильной группы.

2) В другую пробирку прильем раствор хлорида бария и проверим наличие сульфат-ионов в растворе. Тотчас же выпадает белый осадок сульфата бария. Отсюда можно сделать вывод: сульфат-ион остается неизменными.

Запишем (на доске)  взаимодействие аммиака с сульфатом меди:

CuSO4 + 4NH3= [Cu(NH3)4]2+ SO4

                             Сульфат тетраамминмеди (II)

Полученная соль и есть комплексное соединение.

Темно-синяя окраска аммиачного раствора обусловлена присутствием в нем сложных ионов [Cu(NH3)4]2+      

 При испарении воды ионы [Cu(NH3)4]2+ связываются с ионами SO42+  , и из раствора выделяются темно-синие кристаллы, состав которых выражается формулой [Cu(NH3)4]SO4•H2O.

                                                                                                                            Слайды

  Комплексными называют соединения, содержащие сложные ионы и молекулы, способные к существованию, как в кристаллическом виде, так и в растворах.                                                                                                                                                                                                                                                                  Комплексные соединения состоят из: внешней и внутренней сферы, иона-комплексообразователя, лиганда.

1. Комплексообразователем обычно является катион или нейтральный атом.

2. Вокруг центрального иона (атома)-комплексообразователя расположено определенное число ионов или полярных молекул, называемых лигандами. Число лигандов определяет координационное число комплексообразователя  

3. Центральный  ион (атом) с лигандами образует внутреннюю  координационную сферу соединения, которую заключают в квадратные скобки.

4. Ионы, которые располагаются на более далеком расстоянии от комплексообразователя (за квадратными скобками), образуют внешнюю координационную сферу.

                                                                                                                            Слайд

[Co(NH3)6]C13 – хлорид гексамминкобальта (III).

[Co(NH3)5H2O]C13 – хлорид аквапентамминкобальта (III).

[Co(CH3NH2)5C1]Cl2 – хлорид пентаметиламминхлорокобальта (III) .

[Pt(NH3)2Br2] – бромид диамминплатины (II).

Если комплексный ион является анионом, то его латинское название имеет окончание «am».

(NH4)2[PdC14] - тетрахлоропалладат (II) аммония.

K[Pt(NH3)Br5] - пентабромоамминплатинат (IV) калия.

K2[Co(CNS)4] - тетрароданокобальтат (II) калия.

Название сложного лиганда обычно заключают в круглые скобки.

[CoEn2C12]NO3 – нитрат дихлоро-ди-(этилендиамин) кобальта (III).

[Pt(PPh3)3Br]Br – бромид бромо-трис-(трифенилфосфин) платины (II) .

    Строение комплексных соединений рассматривают на основе координационной теории, предложенной в 1893 г. швейцарским химиком Альфредом Вернером, лауреатом Нобелевской премии. Его научная деятельность проходила в Цюрихском университете. Ученый синтезировал много новых комплексных соединений, систематизировал ранее известные и вновь полученные комплексные соединения и разработал экспериментальные методы доказательства их строения.                                                            

Анализируя координационные числа А.Вернер пришел к выводу, что заряд центрального иона (с.о.) является основным фактором, влияющим на координационное число.

       Лигандами могут быть:

а) полярные молекулы – NH3, Н2О, CO, NO;
б) простые ионы – F–, Cl–, Br–, I–, H–, H+;
в) сложные ионы – CN–, SCN–, NO2–, OH–. (Таблица с названиями лигандов)

Природа связи между центральным ионом (атомом) и лигандами может быть двоякой. С одной стороны, связь обусловлена силами электростатического притяжения. С другой – между центральным атомом и лигандами может образоваться связь по донорно-акцепторному механизму по аналогии с ионом аммония, фофония. Во многих комплексных соединениях связь между центральным ионом (атомом) и лигандами обусловлена как силами электростатического притяжения, так и связью, образующейся за счет неподеленных электронных пар комплексообразователя и свободных орбиталей лигандов.

Внутреннее строение и типы гибридизации атомных орбиталей комплексообразовате-ля и геометрия некоторых комплексных соединений

Пространственная структура комплекса определяется типом гибридизации валентных орбиталей и числом неподеленных электронных пар, содержащихся в его валентном энергетическом уровне.

3.2. Классификация и номенклатура комплексных соединений                                               Слайд

Существует несколько систем классификации комплексных соединений, которые основываются на различных принципах.

1. По принадлежности комплексного соединения к определенному классу соединений:

• комплексные кислоты H2[SiF6];

• комплексные основания [Ag(NH3)2]OH;

• комплексные соли K4[Fe(CN)6].

2. По природе лиганда: аквакомплексы, аммиакаты, ацидоком-плексы (в качестве лигандов выступают анионы различных кислот, K4[Fe(CN)6]; гидроксокомплексы (в качестве лигандов - гидроксиль-ные группы, K3[Al(OH)6]); комплексы с макроциклическими лиганда-ми, внутри которых размещается центральный атом.

3. По знаку заряда комплекса: катионные - комплексный катион в комплексном соединении [Co(NH3)6]Cl3; анионные - комплексный анион в комплексном соединении K[PF6]; нейтральные - заряд комплекса равен 0. Комплексное соединение внешней сферы не имеет, например [Pt(NH3)2Cl2]. Это формула противоопухолевого препарата.

4. По внутренней структуре комплекса:

а) в зависимости от числа атомов комплексообразователя: моноядерные - в состав комплексной частицы входит один атом комплексообразователя, например [Co(NH3)6]Cl3; многоядерные - в составе комплексной частицы несколько атомов ком-плексообразователя - железопротеиновый комплекс:

б) в зависимости от числа видов лигандов различают комплексы: однородные (однолигандные), содержащие один вид лиганда, например [Cu(NH3)4]2+, и разнородные (разнолигандные) - два вида лигандов или более, например Pt(NH3)2Cl2. В состав комплекса входят лиган-ды NH3 и Cl-. Для комплексных соединений, содержащих во внутренней сфере различные лиганды, характерна геометрическая изомерия, когда при одинаковом составе внутренней сферы лиганды в ней располагаются по-разному относительно друг друга.

Геометрические изомеры комплексных соединений отличаются не только по физическим и химическим свойствам, но и биологической активностью. Цис-изомер Pt(NH3)2Cl2 имеет ярко выраженную противоопухолевую активность, а транс-изомер - нет;

в) в зависимости от дентатности лигандов, образующих моноядерные комплексы, можно выделить группы:

• одноядерные комплексы с монодентатными лигандами, например [Co(NH3)6]3+;

• одноядерные комплексы с полидентатными лигандами. Комплексные соединения с полидентатными лигандами называют хелатными соединениями;

г) циклические и ациклические формы комплексных соединений.

Правила номенклатуры

1.Название комплексного соединения начинают с указания состава внутренней сферы;

2. называют центральный атом и приводят значение его степени окисления;

3.Во внутренней сфере прежде называют анион, прибавляя к их латинскому названию окончание «о». Например: CL- хлоро, CN циано, OH- гидроксо и т.д.

4.Называют нейтральные лиганды и, в первую очередь, аммиак и его производные. При этом пользуются терминами: для координированного аммиака – амин, для воды – аква. Число лиганд указывают греческими числительными: 1-моно (обычно не называется),2 – ди, 3 – три, 4 – тетра, 5 – пента, 6 – гекса. Затем переходят к названию центрального атома. Если центральный атом входит в состав катиона, то используют русское название элемента и в скобках указывают его степень окисления (римскими цифрами). Если центральный атом входит в состав аниона , то употребляют латинское название элемента, перед которым указывают его степень окисления, а в конце прибавляют окончание – ат. 

Выполните упр1: назовите данные комплексные соединения по номенклатуре (слайд )

Выполните упр2: напишите формулы следующих комплексных соединений (слайд )

3.3. Свойства комплексных соединений.         Слайды                                            

1. Комплексные соединения в водных растворах способны диссоциировать, как электролиты по внешней и внутренней сфере.

[Cu(NH3)4](OH)2. = [Cu(NH3)4]2++2ОН-

[Cu(NH3)4]2+ ↔ Cu2++ 4NH3

K2[CoCl4] = 2K++[CoCl4]2-

2. Комплексные соединения взаимодействуют с оксидом углерода (1V):

Na[Al(OH) 4] + CO2 = Al(OH) 3 + NaHCO3

3. Комплексные соединения взаимодействуют с кислотами:

Na[Al(OH) 4] + HCl = NaCl + Al(OH) 3 + H2O

4. Комплексные соединения взаимодействуют с солями – реакции обмена:

Na[Al(OH) 4] + AlCl3 = 4Al(OH) 3 + 3NaCl

 [Ag(NH3)2]Cl + 2NaCN = Na[Ag(CN)2] + NaCl + 2NH3

5. Комплексные соединения вступают в окислительно-восстановительные реакции:

2K3[Fe(CN)6] + H2O2 + 2KOH = 2 K4[Fe(CN)6] + O2 + 2H2O

Выполните упр 3                                                    Слайд

3.4 Изомерия комплексов                                                 Слайды

  3.5 Комплексные соединения и их практическое применение        Слайды

1) в аналитической химии для определения многих ионов

2) для разделения некоторых металлов

3) для получения металлов высокой степени чистоты (золота, серебра, никеля и др.)

4) в качестве красителей

5) для устранения жесткости  

3.6 Некоторые интересные факты                                                 Слайды

К. с. находят широкое применение для выделения и очистки платиновых металлов, золота, серебра, никеля, кобальта, меди, в процессах разделения редкоземельных элементов, щелочных металлов и в ряде других технологических процессов. К. с. широко используют в химическом анализе для качественного обнаружения и количественного определения самых разнообразных элементов. В живых организмах различные типы К. с. представлены соединениями ионов металлов (Fe, Cu, Mg, Mn, Mo, Zn, Со) с белками (т. н. металлопротеиды), а также витаминами, коферментами, транспортными и др. веществами, выполняющими специфические функции в обмене веществ. Особенно велика роль природных К. с. в процессах дыхания, фотосинтеза, окисления биологического, в ферментативном катализе.

4.Закрепление

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

1. Степень окисления центрального атома в комплексном ионе [Ni(H2O)4(CO3)2]2- равна:

а) -4;

б) +2;

в) -2;

г) +4.

2. В растворе содержится 0,1 моль соединения PtCl4 • 4NH3. Реагируя с AgNO3, оно образует 0,2 моль осадка AgCl. Придайте исходному веществу координационную формулу:

а) [PtCl3(NH3)4]Cl;

б) [PtCl(NH3)4]Cl3;

в) [PtCl2(NH3)4]Cl2;

г) [Pt(NH3)4]Cl4.

3. Какую форму имеют комплексы, образованные в результатеsp3d2-ги-бридизации?

1) тетраэдра;

2) квадрата;

3) октаэдра;

4) тригональной бипирамиды;

5) линейную.

4. Подберите формулу для соединения пентаамминхлорокобальт (III) сульфат:

а) Na3[Co(NO2)6];

6) [СоСl2(NH3)4]Сl;

г) [CoCl(NH3)5]SO4;

д) [Со(Н2О)6]С13.

5. Комплексообразователи - это:

а) атомы-доноры электронных пар;

б) ионы-акцепторы электронных пар;

в) атомы- и ионы-акцепторы электронных пар;

г) атомы- и ионы-доноры электронных пар.

6. Наименьшей комплексообразующей способностью обладают элементы:

а) s; в) d;

б) p; г) f

7. Лиганды - это:

а) молекулы-доноры электронных пар;

б) ионы-акцепторы электронных пар;

в) молекулы- и ионы-доноры электронных пар;

г) молекулы- и ионы-акцепторы электронных пар.

8. Связь во внутренней координационной сфере комплекса:

а) ковалентная обменная;

б) ковалентная донорно-акцепторная;

в) ионная;

г) водородная.

9. Лучшим комплексообразователем будет являться:

а) Mg2+;

б) Cr2+;

в) Al3+;

г) Cr3+.             

5. Домашняя работа