师：同学们，今天我们一起来学习高二选择性必修2配合物与超分子第一课时，配位键与配合物的相关内容。希望通过本节课，大家能了解配位键的特点，认识简单配合物的成键特征，以及配位键与共价键、离子键的异同。
在之前的课程中，我们对晶体结构有了基本认识，在不同晶体形成过程中，离子键、共价键、金属键、范德华力、氢键等相互作用发挥了重要作用。今天，我们再来学习一种叫配位键的相互作用，它在某些晶体形成过程中也至关重要。
说到配位键，虽然以前没怎么提及，但很多常见物质中都存在。请同学们看教科书第95页，这里有个小实验，展示了几种盐及其水溶液的颜色。我们发现，铜离子与不同阴离子组成的盐，颜色多样，无水硫酸铜呈白色，二水氯化铜呈绿色，溴化铜呈褐色。然而，铜离子盐的水溶液均呈蓝色，这是为什么呢？从硫酸钾、氯化钠、溴化钾溶液的颜色可知，硫酸根、氯离子、溴离子在溶液中无色，显蓝色的应是溶液中的铜离子，比如无水硫酸铜就不显蓝色，它是强电解质，溶于水完全电离，产生铜离子和硫酸根，当然这些离子都是水合离子。
水合铜离子显蓝色，可同学们想过吗，为什么水合铜离子与硫酸铜固体中的铜离子颜色不同呢？它们不都是铜离子吗？大家可能已经想到，虽然常把水合铜离子简称为铜离子，但实际上二者性质似乎不完全一样，至少颜色不同。
继续思考，硫酸铜溶于水过程颜色发生变化，有没有可能产生了新物质，发生了化学反应呢？溶解过程断开了离子键，根据化学反应定义，我们能否推测水分子与铜离子间形成了新键，从而发生了化学反应？那有没有办法确定水分子和铜离子之间是否成键呢？测定水溶液中的离子结构不太容易，但对于离子的晶体结构，我们可以用X射线衍射仪测量。如果测量水合铜离子形成的硫酸铜晶体结构，是否就能得到水合铜离子的结构呢？虽然水溶液中的水合铜离子与硫酸铜晶体中的水合铜离子结构不一定相同，但在没有更好办法之前，我们先看看蓝色硫酸铜晶体的晶胞结构，这是用中子衍射采集的数据。中子衍射与X射线衍射类似，但对分子量较小的氢元素有更好的分辨率。
从无水硫酸铜晶体的晶胞结构看，中间呈四面体结构，黄色球代表硫原子，红色球代表氧原子，一个硫原子与四个氧原子距离相近，应是通过共价键形成硫酸根。两个硫酸根之间的V型结构，白色小球代表氢原子，一个氧原子连接两个氢原子，这是一个水分子，且水分子中的两个氢分别指向两个硫酸根的氧，此处很可能形成了氢键。铜离子以蓝色球表示，每个铜离子与四个水分子形成的键，我们称之为四水合铜离子。铜离子与四个水分子的氧呈平面构型，水分子的氢在平面外指向硫酸根的氧，应该也是形成氢键。当然，水合铜离子与硫酸根之间也有一定的离子键相互作用。五水硫酸铜中的五个水，四个与铜离子形成键，另一个没有，似乎叫一水硫酸四水合铜更贴切，不过我们一般还是习惯叫它无水硫酸铜。这就是无水硫酸铜晶体中显蓝色的水合铜离子，其中阳离子与电中性分子形成的键是什么键呢？是离子键、金属键、共价键中的一种吗？看水分子的电子式，氧上有两对孤电子对，我们认为水分子与铜离子间的这种键，是水分子提供孤电子对，铜离子不提供电子，只是接收孤电子对，铜离子与水分子共用了水分子的孤电子对，这样形成的键，我们称之为配位键。也就是说，我们认为铜离子和水分子之间形成的是配位键，配位键可认为是一种与共价键相似的特殊化学键。
为更好理解配位键，我们来看个更简单的例子。类似的成键方式在铵根离子形成过程中也能找到，因为铵根离子也是阳离子与电中性分子成键。来看铵根离子的形成过程，这是氮原子的电子式，它有三个未成对电子，分别与三个氢原子的电子配对，形成三个共价键组成氨气分子。氮原子上还有一对未共用电子，即孤电子对。氢原子失去电子后，其1s轨道完全是空的。当氨分子与氢离子接近到一定程度，氨分子孤电子对的轨道会与氢离子的1s轨道重叠，使孤电子对主要在重叠区域运动。氢离子与氨分子共用氨中氮上的孤电子对，这种一方提供孤电子对，另一方接受孤电子对形成的电子对给予 - 接受键，我们称之为配位键。有的教科书用箭头表示配位键，但我们教科书认为配位键是一种特殊的共价键，与共价键不做区分，均以短横线表示。与铵根形成方式类似，将氨气替换成水分子，水分子有两对孤电子对，水分子的氧提供孤电子对，氢离子接受孤电子对，水分子可与氢离子形成配位键，得到水合氢离子。将氢离子替换成铜离子，铜离子可与四个氨分子以配位键结合，形成四氨合铜离子，结构与四水合铜离子很相似。由此可见，铵根离子、水合氢离子、四水合铜离子、四氨合铜离子都是含有配位键的微粒。
我们总结一下，配位键也是通过共用电子对成键，这点与共价键相似，只是成键过程不同。配位键共用的电子对完全由成键一方提供，另一方不提供电子，而是接受电子对，这种电子对给予 - 接受键称为配位键。形成配位键后，其性质与普通共价键可能无区别，比如铵根离子，理论上氮原子与三个氢原子形成三条共价键，再与一个氢离子形成一条配位键，但铵根离子呈正四面体型，四条键的键长、键能、键角都无区别，从键的性质上无法区分哪条是共价键，哪条是配位键。由于配位键根据形成过程定义，性质上无特别之处，判断物质中是否存在配位键不太方便，不过配位键很多时候会让原子突破常见的成键数目。比如氮原子，通常氮元素共用3对电子就能满足8电子结构，但铵根离子中氮元素形成四条键，共用了4对电子，突破了常见成键数目。再如水合氢离子中的氧元素，通常共用两对电子可满足八电子构型，但水合氢离子中氧形成三条键，需共用三对电子。我们可从这种突破常见成键数目的现象，粗略判断形成了配位键。像一水硫酸四水合铜或一水硫酸四氨合铜这样，金属离子或原子接受孤电子对，某些分子或离子提供孤电子对，以配位键结合的化合物，我们称为配位化合物，简称配合物。但要注意，像氯化铵含有铵根离子，虽存在配位键，但没有金属离子，一般不归为配位化合物。在四氨合铜离子中，负责接收孤电子对的铜离子称为中心离子，若配合物中是不带电荷的金属原子接收孤电子对，则称为中心原子。这里4个氨分子负责提供孤电子对，提供孤电子对的氨分子称为配位体，简称配体。配位体一般是含有孤电子对的分子或离子，若离子做配体，一般以阴离子常见。氨分子中给出孤电子对的氮原子，称为配位原子，配位原子的数量叫配位数。四氨合铜离子有4个氮原子，其配位数就是4。不同配合物的配位数多种多样，但常见的是2、4、6这样的偶数。