【課件】3.4配合物與超分子課件高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

1、第四節(jié)配合物與超分子第四節(jié)配合物與超分子第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)素養(yǎng)目標(biāo)1.知道配位鍵的特點(diǎn),認(rèn)識(shí)簡單的配位化合物的成鍵特征,了解配位化合物的存在與應(yīng)用,培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。2.了解從原子、分子、超分子等不同尺度認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的意義。通過不同聚集狀態(tài)物質(zhì)的重要應(yīng)用,認(rèn)識(shí)化學(xué)技術(shù)和社會(huì)之間的相互關(guān)系,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng)?！局R(shí)鋪墊】1.無水CuSO4是白色的,CuSO45H2O晶體是藍(lán)色的,CuSO4溶液是藍(lán)色的。2.FeCl3溶液是棕黃色的,向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色。素養(yǎng)初探【自主梳理】 一、配合物1.配位鍵與配合物(1)部分固

2、體物質(zhì)及其溶液的顏色化合物CuSO4CuCl2CuBr2NaClK2SO4KBr固體顏色 白色綠色深褐色白色白色白色溶液顏色 藍(lán)色藍(lán)色藍(lán)色無色無色無色結(jié)論呈藍(lán)色的物質(zhì)是水合銅離子,可表示為Cu(H2O)42+,叫做四水合銅離子(2)配位鍵由一個(gè)原子單方面提供孤電子對(duì)而另一個(gè)原子接受孤電子對(duì)形成的共價(jià)鍵,即 “電子對(duì)給予接受”鍵被稱為配位鍵。Cu(H2O)42+可表示為: (3)配合物金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體或配位體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物,稱為配位化合物,簡稱配合物。 NH4Cl不屬于配位化合物 2.配合物的形成實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象滴加氨水后,試管中首先出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,氨

3、水過量后沉淀逐漸溶解,滴加乙醇后析出深藍(lán)色晶體 乙醇的極性較小,降低了鹽的溶解度溶液顏色變成紅色先產(chǎn)生白色沉淀,滴加氨水后白色沉淀溶解【微思考】(1)共價(jià)鍵有飽和性,但NH3為什么仍能與H+結(jié)合生成 呢?提示 NH3有孤電子對(duì),H+有空軌道,NH3中的孤電子對(duì)進(jìn)入H+的空軌道,兩者共用形成配位鍵。(2)形成配位鍵時(shí)提供孤電子對(duì)的粒子通常有哪些?提示 提供孤電子對(duì)的粒子通常是含第A、A、A族元素形成的分子或離子,如NH3、CO、H2O、F-、Cl-、OH-、CN-、SCN-等。(3)配位鍵中提供空軌道的粒子通常有哪些?提示 配位鍵可提供空軌道的粒子有H+、B、Al;過渡金屬的離子或原子,如Cu2

4、+、Fe2+、Ag+、Zn2+等。3.配合物的用途配合物廣泛存在于自然界中,跟人類生活有密切關(guān)系。例如,在人和動(dòng)物體內(nèi)起輸送氧氣作用的血紅素,是 Fe2+ 的配合物。配合物在生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)方面的應(yīng)用也很廣泛。二、超分子1.定義超分子是由兩種或兩種以上的分子 通過分子間相互作用形成的分子聚集體。2.重要特征 超分子是廣義的,包括離子分子識(shí)別和自組裝。3.超分子實(shí)例(1)“杯酚”分離C60和C70。(2)冠醚識(shí)別堿金屬離子(如K+)?！咀晕覚z測】1.判斷下列說法的正誤,正確的畫“”,錯(cuò)誤的畫“”。(1)形成配位鍵的條件是一方有空軌道,另一方有孤電子對(duì)()(2)配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵()(3)配位

5、化合物中的配體可以是分子也可以是陰離子()(4)共價(jià)鍵的形成條件是成鍵原子必須有未成對(duì)電子()(5)超分子是相對(duì)分子質(zhì)量很大的有機(jī)化合物() 2.下列敘述中錯(cuò)誤的是()A.超分子內(nèi)部分子之間通過共價(jià)鍵相結(jié)合B.非晶體基本構(gòu)成微粒的排列是無周期性重復(fù)排列C.液晶具有各向異性D.超分子具有分子識(shí)別和自組裝兩個(gè)重要特征A3.(1)下列不屬于配合物的是。 A.Cu(NH3)4SO4H2O B.Ag(NH3)2OHC.KAl(SO4)212H2O D.NaAl(OH)4(2)在含配位鍵的Fe(SCN)2+中,提供空軌道接受孤電子對(duì)的微粒是;畫出配合物離子Cu(NH3)42+中的配位鍵。 新知新知 配位鍵

6、配位鍵的特點(diǎn)及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響的特點(diǎn)及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響【問題探究】(1)已知CuSO4溶液中呈藍(lán)色的物質(zhì)是一種配離子,該配離子的化學(xué)式是什么?該配離子是怎樣形成的?該配離子的中心離子、配體是什么?該配離子的配位數(shù)是多少?提示 藍(lán)色的配離子是Cu(H2O)42+。Cu2+提供空軌道,H2O中的O原子提供孤電子對(duì),形成配位鍵:Cu2+4H2O 。中心離子是Cu2+,配體是H2O,配位數(shù)為4。素養(yǎng)提升(2)已知CuSO4溶液中加入氨水后顯示深藍(lán)色是因?yàn)樾纬闪艘环N配離子,該配離子的化學(xué)式是什么?該配離子是怎樣形成的?該配離子中的中心離子、配體是什么?該配離子的配位數(shù)是多少?提示 深藍(lán)色的配離子是C

7、u(NH3)42+。Cu2+提供空軌道,NH3中的N原子提供孤電子對(duì),形成配位鍵:Cu2+4NH3 。中心離子是Cu2+,配體是NH3,配位數(shù)為4。(3)已知向AgCl飽和溶液中加入氨水,沉淀溶解后可生成一種配合物,該配合物的化學(xué)式是什么?相應(yīng)的配離子中的中心離子、配體是什么?配離子中的配位數(shù)是多少?提示 形成的配合物是Ag(NH3)2Cl。配合物中中心離子是Ag+,配體是NH3,配位數(shù)為2。(4)Cu(H2O)42+和Cu(NH3)42+哪一個(gè)離子更穩(wěn)定?原因是什么?提示 Cu(NH3)42+更穩(wěn)定。配位原子電負(fù)性越小,越易給出孤電子對(duì),形成的配合物越穩(wěn)定。【深化拓展】1.配位鍵與非極性鍵、

8、極性鍵的區(qū)別與聯(lián)系共價(jià)鍵類型 非極性鍵極性鍵配位鍵本質(zhì)相鄰原子間的共用電子對(duì)(電子云重疊)與原子核間的靜電作用成鍵條件(元素種類)成鍵原子得、失電子能力相同(同種元素)成鍵原子得、失電子能力不同(不同元素)成鍵原子一方有孤電子對(duì)(配體),另一方有空軌道(中心離子或原子)特征有方向性、飽和性2.配合物的組成金屬離子或原子與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結(jié)合而形成的化合物稱為配位化合物。配位化合物的組成如圖:一般中心原子(或中心離子)的配位數(shù)是2、4、6。3.形成配合物的條件(1)配體有孤電子對(duì)。(2)中心原子(或離子)有空軌道。4.配合物的形成對(duì)性質(zhì)的影響(1)對(duì)溶解性的影響如:AgClAg

9、(NH3)2Cl,由不溶于水的沉淀,轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹苡谒奈镔|(zhì)。(2)顏色的改變當(dāng)簡單離子形成配離子時(shí)其性質(zhì)往往有很大變化。顏色變化就是一種常見的現(xiàn)象,我們根據(jù)顏色的變化就可以判斷是否有配離子生成。如Fe3+與SCN-在溶液中可生成配位數(shù)為16的配離子,這些配離子的顏色是紅色的。(3)穩(wěn)定性增強(qiáng)配合物具有一定的穩(wěn)定性,配合物中的配位鍵越強(qiáng),配合物越穩(wěn)定。當(dāng)中心離子相同時(shí),配合物的穩(wěn)定性與配體的性質(zhì)有關(guān)。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,這就是CO使人體中毒的原

10、理?！舅啬軕?yīng)用】例1 下列微粒中含配位鍵的是() CH4OH- Fe(CO)3Fe(SCN)3H3O+Ag(NH3)2OHA.B.C.D.全部A【微點(diǎn)撥】解答有關(guān)配位鍵的理解和判斷問題的思維流程: 配位鍵 變式設(shè)問 (1)寫出 的結(jié)構(gòu)式。 提示 (2)Ag(NH3)2OH是強(qiáng)堿還是弱堿?提示 強(qiáng)堿變式訓(xùn)練1若X、Y兩種粒子之間可形成配位鍵,則下列說法正確的是()A.X、Y只能是分子B.X、Y只能是離子C.若X提供空軌道,則Y至少要提供一對(duì)孤電子對(duì)D.若X提供空軌道,則配位鍵表示為XYC例2 向盛有硫酸銅水溶液的試管里滴加氨水,首先形成難溶物,繼續(xù)滴加氨水,難溶物溶解得到深藍(lán)色的透明溶液,下列對(duì)

11、此現(xiàn)象的說法正確的是()A.反應(yīng)后溶液中不存在任何沉淀,所以反應(yīng)前后Cu2+的物質(zhì)的量不變B.沉淀溶解后,生成深藍(lán)色的配離子Cu(NH3)42+C.向反應(yīng)后的溶液中加入乙醇,溶液將不會(huì)發(fā)生變化,因?yàn)镃u(NH3)42+不會(huì)與乙醇發(fā)生反應(yīng)D.在Cu(NH3)42+中,Cu2+給出孤電子對(duì),NH3提供空軌道B規(guī)律總結(jié) 準(zhǔn)確判斷配位鍵的方法:(1)掌握好配位鍵的形成條件:一種原子或離子有空軌道,常見的可提供空軌道的是過渡元素的離子或原子,如Cu2+、Ag+、Fe、Ni等;另一種原子或離子有孤電子對(duì),常見的含孤電子對(duì)的配體有:分子如CO、NH3、H2O等,離子如Cl-、CN-、 等。(2)正確分析原子

12、的最外層電子排布和成鍵情況。變式訓(xùn)練2某配合物的化學(xué)式為TiCl(H2O)5Cl2H2O,下列說法中正確的是()A.配體是Cl-和H2O,配位數(shù)是8B.中心離子是Ti4+,配離子是TiCl(H2O)52+C.內(nèi)界和外界中的Cl-的數(shù)目比是1 2D.將1 mol該配合物加入足量AgNO3溶液中,可以得到3 mol AgCl沉淀C【微點(diǎn)撥】(1)解答有關(guān)配合物的組成和性質(zhì)的思維流程:(2)配合物中外界中的離子能電離出來,而內(nèi)界中的離子不能電離出來。變式設(shè)問 (1)TiCl(H2O)5Cl2H2O在溶液中能電離出什么離子?提示 TiCl(H2O)52+和Cl-(2)1 mol TiCl(H2O)5C

13、l2H2O與足量AgNO3溶液反應(yīng),產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量是多少?提示 2 mol素養(yǎng)脈絡(luò)1.下列關(guān)于配位化合物的敘述不正確的是()A.配位化合物中必定存在配位鍵B.配位化合物中只有配位鍵C.Fe(SCN)63-中的Fe3+提供空軌道,SCN-中的硫原子提供孤電子對(duì)形成配位鍵D.許多過渡元素的離子(如Cu2+、Ag+等)和某些主族元素的離子或分子(如Cl-、NH3等)能形成配合物素養(yǎng)鞏固B2.下列不能形成配位鍵的組合是()A.Ag+NH3B.H2OH+C.Co3+COD.Ag+H+D3.已知NH3結(jié)合H+的能力比結(jié)合Ag+的能力更強(qiáng),欲使銀氨溶液Ag(NH3)2OH轉(zhuǎn)化為Ag+,最合適的試劑是()A.稀鹽酸B.稀硫酸C.稀硝酸D.NaOH溶液C4.下列組合中,兩種配合物中心離子的電荷數(shù)和配位數(shù)均相同的是()A.KAg(CN)2、Cu(NH3)4SO4 B.Ni(NH3)4Cl2、Cu(NH3)4SO4C.Ag(NH3)2Cl、K3Fe(CN)6 D.Ni(NH3)4Cl2、Ag(NH3)2ClB5.Cu2+能與NH3、H2O、Cl-等形成配位數(shù)為4的配合物。(1)Cu(NH3)42+中存在的化學(xué)鍵類型有(填字母)。 A.配位鍵 B.極性共價(jià)