师：同学们，今天我们一起来学习高二人教版化学选择性必修2配合物与超分子的第二课时。上节课我们介绍了配位键和配位化合物，认识了水合氢离子、四氨合铜离子等配合物。本节课，我们要了解配位化合物的存在及应用，举例说明某些配位化合物的典型性质，运用配位化合物的知识解释沉淀溶解、颜色变化等实验现象。
为研究配化合物的性质，我们得先合成一些。如何形成共价键得到新的配位化合物呢？回顾水合铜离子和四氨合铜离子，有些配位键较易形成，比如将硫酸铜溶于水，硫酸铜完全电离，铜离子进入溶液与水分子形成配位键，得到蓝色水合铜离子，水合铜离子与硫酸根完全电离，用硫酸铜晶体溶于水也能得到。
师：由于配合物溶于水通常完全电离，我们可将其分成内界和外界。比如一水硫酸四水合铜，中括号括起来的整体叫内界，也叫配离子，内界以外的部分，像硫酸根和一分子水叫外界。一般认为配合物溶于水时，内界和外界完全电离。同学们要注意内界和外界的组成，有时即使配位化合物组成不变，内界和外界组成变化，就是不同物质。比如三氯化六水合铬和一水二氯化一氯五水合铬，分子式一样，但内界外界组成不同，是同分异构体，性质如颜色可能有区别，溶解于水时电离产生的离子数目也不同。上面的电离产生三个氯离子和一个正三价阳离子，下面的电离产生两个氯离子和一个正二价阳离子。这就是配合物的内界和外界。制备完四水合铜离子，接下来思考如何制备四氨合铜离子。硫酸铜溶于水得到水合铜离子，水合铜离子中的配位键能否断开，让铜离子与氨分子形成新配位键得到新配合物呢？配位键与共价键性质类似，共价键在溶液中能断裂，比如酸在水溶液中电离断开共价键。那么与共价键类似的配位键若能在水溶液中断开，向水合铜离子溶液中加氨水，就可能断开原有配位键，与氨分子形成新配位键得到四氨合铜离子。不过，氨水中含氢氧根，会与铜离子反应产生难溶的氢氧化铜沉淀。所以向水合铜离子溶液中加氨水，到底得到四氨合铜离子溶液还是产生氢氧化铜沉淀呢？我们做个实验看看。
本实验试剂有0.1摩尔每升的硫酸铜溶液、1摩尔每升的氨水、95%的乙醇溶液。用量筒量取4毫升0.1摩尔每升的硫酸铜溶液倒入试管，向其中滴加几滴氨水，观察到有蓝色沉淀生成。继续滴加氨水并振荡试管，蓝色沉淀溶解，溶液变为深蓝色。用量筒量取6毫升95%的乙醇溶液倒入上述试管，用玻璃棒摩擦试管壁，观察到有深蓝色晶体析出。
向硫酸铜溶液中逐滴加氨水，首先生成氢氧化铜沉淀，继续滴加氨水，氢氧化铜溶解生成深蓝色的四氨合铜离子。加入乙醇后，四氨合铜离子与硫酸根离子结合以晶体形式析出。结构测定实验证明，无论是加入氨水后得到的深蓝色透明溶液，还是析出的深蓝色晶体，深蓝色都是因为存在四氨合铜离子，中心离子为铜离子，配体是氨分子，配位数为4。在四氨合铜离子中，氨分子中的氮原子给出孤电子对，铜离子接受孤电子对，以配位键形成四氨合铜离子。
从实验可知，向硫酸铜溶液中逐滴加氨水生成蓝色难溶化合物，因为氨水呈碱性，铜离子与氨水中的氢氧根反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，方程式可写成这样（展示方程式）。若把水合铜离子写成四水合铜离子，方程式也可这样写（展示方程式）。从下面这个方程式可看到水合铜离子中配位键发生了断裂，铜离子与氢氧根形成新键产生氢氧化铜。继续加更多氨水，氨浓度足够高时，氢氧化铜又溶解得到深蓝色透明溶液。向深蓝色水溶液中加乙醇，有深蓝色晶体从乙醇和水的混合溶剂中析出，用X射线衍射测定晶体结构，可知这种深蓝色晶体是一水硫酸四氨合铜。四氨合铜离子呈深蓝色。氢氧化铜溶于过量氨水的方程式是这样（展示方程式），若将生成氢氧化铜时产生的铵根离子也作为反应物，方程式可写成这样（展示方程式），这样溶液中氢氧根浓度不会特别高，因为此方程式无额外氢氧根产生。
原料用硫酸铜溶液，铜离子变成四氨合铜离子后，溶液中还存在许多硫酸根，所以最终析出的晶体是一水硫酸四氨合铜，而不是氢氧化四氨合铜。看看硫酸铜溶液加入过量氨水后溶液中存在的微粒，列举部分：硫酸铜反应后生成蓝色四氨合铜离子及剩余硫酸根，过量的一水合氨分子，一水合氨电离产生的铵根离子和氢氧根。我们知道铜离子和氢氧根不能大量共存，浓度太高会生成氢氧化铜沉淀。溶液中有一水合氨，是弱碱，会电离出一定浓度氢氧根，而看到的是深蓝色透明溶液，无难溶氢氧化铜，所以溶液中铜离子不多，大部分铜离子在配离子内部以四氨合铜离子形式存在。所以说配位化合物的内界通常视为一个整体，但配离子也可解离。回顾制备四氨合铜离子的主要过程，其实就两个步骤。首先是这个方程式（展示方程式），铜离子与氢氧根生成氢氧化铜沉淀，从平衡角度看，水合铜离子虽主要是整体，但存在解离平衡，可部分解离出铜离子，氢氧根与铜离子结合生成更难释放铜离子的氢氧化铜，降低溶液中铜离子浓度，水合铜离子解离平衡向释放铜离子方向移动，水合铜离子不断解离，产生的铜离子又不断变为氢氧化铜沉淀，最终大部分水合铜离子转化成氢氧化铜。然后是下一个方程式（展示方程式），得到氢氧化铜后，加入过量氨水又会溶解，铜离子与氨分子形成新配位键产生四氨合铜离子。从平衡角度看，氨气在水中溶解度大，一水合氨是弱碱，电离不多，过量氨水提供氢氧根浓度有限，但能提供大量氨分子。氢氧化铜虽难溶，但有部分溶解产生少量铜离子，这些铜离子与氨分子形成配位键变为更难释放铜离子的四氨合铜离子，铜离子浓度进一步降低，使氢氧化铜沉淀溶解平衡向溶解方向移动，氢氧化铜不断溶解，产生的铜离子又不断变为四氨合铜离子，最终氢氧化铜都转化为四氨合铜离子。