配合物的形成和應用電子教案

1、山東水滸書業(yè)有限公司山東水滸書業(yè)有限公司 專題專題4分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)課課前前自自主主學學案案課課堂堂互互動動講講練練探探究究整整合合應應用用知知能能優(yōu)優(yōu)化化訓訓練練配合物的形成和應用課堂互動講練課堂互動講練探究整合應用探究整合應用知能優(yōu)化訓練知能優(yōu)化訓練第第二二單單元元課前自主學案課前自主學案課前自主學案課前自主學案一、一、 人類對配合物結(jié)構(gòu)的認識人類對配合物結(jié)構(gòu)的認識1概念概念由由_的配位體與接受的配位體與接受_的中心原子以的中心原子以_鍵結(jié)合形成鍵結(jié)合形成的化合物。的化合物。提供孤電子對提供孤電子對孤電子對孤電子對配位配位2組成及表示方法組成及表示方法Zn(NH

2、3)4SO4的外界為的外界為_，內(nèi)界為，內(nèi)界為_，中心原子為，中心原子為_，配，配位體為位體為_分子，配位數(shù)為分子，配位數(shù)為_。3形成配合物的條件形成配合物的條件(1)配位體有配位體有_；(2)中心原子有中心原子有 _。Zn(NH3)42 Zn2NH34孤電子對孤電子對空軌道空軌道二、配合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)二、配合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1配合物形成的條件和過程配合物形成的條件和過程形成配合物的中心原子形成配合物的中心原子M必須存在接受孤電子必須存在接受孤電子對的對的_，配位體，配位體L存在著存在著_。當配位體。當配位體L接近中心原子時，接近中心原子時，為了增加成鍵能力，中心原子為了增加成鍵能力，中心原子M

3、用用_的空的空軌道雜化，配位體軌道雜化，配位體L的的_填到已雜填到已雜化的空軌道中形成配離子?；目哲壍乐行纬膳潆x子?？哲壍揽哲壍拦码娮訉码娮訉ν鈬鈬码娮訉码娮訉?空間構(gòu)型空間構(gòu)型配合物的配合物的_、配位體的、配位體的_和和 _的不同，可以形成不同空間構(gòu)型的配合的不同，可以形成不同空間構(gòu)型的配合物。例如：物。例如：Ag與與NH3反應生成反應生成Ag(NH3)2，NH3分子中的分子中的N原子有一孤電子對，進入原子有一孤電子對，進入Ag空空的的 s p 雜 化 軌 道 ， 形 成 直 線 形 結(jié) 構(gòu) 。 而雜 化 軌 道 ， 形 成 直 線 形 結(jié) 構(gòu) 。 而Zn(NH3)42、Ni(CN

4、)42、AlF63空間構(gòu)型空間構(gòu)型分別為分別為_、_、_。中心原子中心原子種類種類數(shù)目數(shù)目正四面體正四面體平面形平面形正八面體正八面體3順、反異構(gòu)體順、反異構(gòu)體含有兩種或兩種以上含有兩種或兩種以上_的配合物，若的配合物，若配位體在空間排列方式不同，就能形成不同幾配位體在空間排列方式不同，就能形成不同幾何構(gòu)型的配合物，且性質(zhì)不同。如何構(gòu)型的配合物，且性質(zhì)不同。如Pt(NH3)2Cl2有有_和和_兩種異構(gòu)體，它們的顏兩種異構(gòu)體，它們的顏色分別為色分別為_和和_，分子極性，分子極性為為_和和_。配位體配位體順式順式反式反式棕黃色棕黃色淡黃色淡黃色極性極性非極性非極性思考感悟思考感悟指出指出Pt(NH

5、3)4Cl2中的配離子、中心原子、配位中的配離子、中心原子、配位體、配位數(shù)及配位原子。體、配位數(shù)及配位原子?！咎崾咎崾尽緾lPt2NH34N三、配合物的應用三、配合物的應用1在實驗研究中，人們常用形成配合物的方法在實驗研究中，人們常用形成配合物的方法來檢驗來檢驗_、分離物質(zhì)、定量測定、分離物質(zhì)、定量測定物質(zhì)的組成。物質(zhì)的組成。2在生產(chǎn)中，配合物被廣泛用于在生產(chǎn)中，配合物被廣泛用于_、_、_、_領域。領域。3生命體中的許多金屬元素都以配合物形式存生命體中的許多金屬元素都以配合物形式存在。在。4配合物在醫(yī)療方面應用也很廣泛。配合物在醫(yī)療方面應用也很廣泛。5模擬生物固氮也與配合物有關。模擬生物固氮也

6、與配合物有關。金屬離子金屬離子染色染色電鍍電鍍硬水軟化硬水軟化金屬冶煉金屬冶煉1配合物配合物Ag(NH3)2OH的中心原子是的中心原子是_，配位體是，配位體是_，配位數(shù)是，配位數(shù)是_，發(fā)生電離的電離方程式是，發(fā)生電離的電離方程式是_。解析：解析：Ag(NH3)2OH的中心原子是的中心原子是Ag，配位原，配位原子是子是NH3分子中的分子中的N原子，配位數(shù)是原子，配位數(shù)是2，由于配，由于配合物的內(nèi)界是通過配位鍵形成的，一般不電離，合物的內(nèi)界是通過配位鍵形成的，一般不電離，而內(nèi)界和外界之間是通過離子鍵相結(jié)合的，可而內(nèi)界和外界之間是通過離子鍵相結(jié)合的，可以 完 全 電 離 ， 所 以 電 離 方 程

7、式 為以 完 全 電 離 ， 所 以 電 離 方 程 式 為Ag(NH3)2OH=Ag(NH3)2OH。答案：答案：AgNH32Ag(NH3)2OH=Ag(NH3)2OH答案：答案：D3(2011年無錫高二檢測年無錫高二檢測)已知已知Pt(Cl)2(OH)2有有兩種不同的結(jié)構(gòu)，請推測兩種不同的結(jié)構(gòu)，請推測Pt(Cl)2(OH)2的空間的空間構(gòu)型，并簡述你的理由。構(gòu)型，并簡述你的理由。解析：解析：Pt(Cl)2(OH)2配位數(shù)是配位數(shù)是4，可以形成四，可以形成四面體形或平面四方形兩種空間構(gòu)型，當面體形或平面四方形兩種空間構(gòu)型，當Pt(Cl)2(OH)2以四面體形存在時沒有同分異構(gòu)以四面體形存在時

8、沒有同分異構(gòu)體，以平面四方形存在時有兩種同分異構(gòu)體，體，以平面四方形存在時有兩種同分異構(gòu)體，所以它是平面四方形。所以它是平面四方形。答案：答案：Pt(Cl2)(OH)2是平面四方形結(jié)構(gòu)。因為是平面四方形結(jié)構(gòu)。因為根據(jù)成鍵規(guī)則根據(jù)成鍵規(guī)則Pt(Cl)2(OH)2有兩種合理結(jié)構(gòu)，有兩種合理結(jié)構(gòu)，四面體形或平面四方形，但如果是四面體形則四面體形或平面四方形，但如果是四面體形則無同分異構(gòu)體，所以它是平面四方形結(jié)構(gòu)。無同分異構(gòu)體，所以它是平面四方形結(jié)構(gòu)。課堂互動講練課堂互動講練配合物配合物1概念：由可以提供孤電子對的配位體與接概念：由可以提供孤電子對的配位體與接受孤電子對的中心原子以配位鍵結(jié)合形成的受孤

9、電子對的中心原子以配位鍵結(jié)合形成的化合物?；衔?。配合物可以是中性分子，也可以是帶電荷的配合物可以是中性分子，也可以是帶電荷的離子。離子。2中心原子中心原子配合物的中心原子一般都是帶正電的陽離子，配合物的中心原子一般都是帶正電的陽離子，過渡金屬離子最常見，但也有電中性的原子甚過渡金屬離子最常見，但也有電中性的原子甚至還有極少數(shù)的陰離子。至還有極少數(shù)的陰離子。3配位體配位體配位體可以是陰離子，如配位體可以是陰離子，如X、SCN、CN等等，也可以是中性分子，如，也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO等。等。配位體中直接同中心原子配合的原子叫做配位配位體中直接同中心原子配合的原子叫做配位原子。配位

10、原子必須是含有孤電子對的原子，原子。配位原子必須是含有孤電子對的原子，如如NH3中的中的N原子，原子，H2O分子中的分子中的O原子，配位原子，配位原子常是原子常是VA族、族、A族、族、A族的元素。族的元素。4配位數(shù)配位數(shù)直接同中心原子配位的原子數(shù)目叫中心原子的直接同中心原子配位的原子數(shù)目叫中心原子的配位數(shù)。如配位數(shù)。如Fe(CN)64中中Fe2的配位數(shù)為的配位數(shù)為6。5中心原子與配位體構(gòu)成了配合物的內(nèi)界，通中心原子與配位體構(gòu)成了配合物的內(nèi)界，通常把它們放在中括號內(nèi)。內(nèi)外界之間是離子鍵常把它們放在中括號內(nèi)。內(nèi)外界之間是離子鍵，在水中全部電離。，在水中全部電離。特別提醒：特別提醒：記住配合物結(jié)構(gòu)，

11、如：記住配合物結(jié)構(gòu)，如：【解析解析】K2Co(NCS)4Na2SiF6 Na3AlF6Cu(NH3)4Cl2配位配位體體NCSFFNH3配位配位數(shù)數(shù)4664【答案答案】AD答案：答案：Cu2有空軌道，有空軌道，NH3分子中氮原子的孤電分子中氮原子的孤電子對進入子對進入Cu2的空軌道，的空軌道，Cu2與與NH3分子中氮原分子中氮原子 提 供 的 孤 電 子 對 形 成 配 位 鍵 ， 結(jié) 合 成子 提 供 的 孤 電 子 對 形 成 配 位 鍵 ， 結(jié) 合 成 Cu(NH3)42。配離子的空間結(jié)構(gòu)配離子的空間結(jié)構(gòu)1當配位體在中心原子周圍配位時，為了減小當配位體在中心原子周圍配位時，為了減小配位體

12、配位體(尤其是陰離子配位體尤其是陰離子配位體)之間的靜電排斥之間的靜電排斥作用作用(或成鍵電子對之間的斥力或成鍵電子對之間的斥力)，以達到能量，以達到能量上的穩(wěn)定狀態(tài)，配位體要盡量互相遠離，因而上的穩(wěn)定狀態(tài)，配位體要盡量互相遠離，因而在中心原子周圍采取對稱分布的狀態(tài)。表中列在中心原子周圍采取對稱分布的狀態(tài)。表中列出了不同配位數(shù)的配合單元的空間結(jié)構(gòu)。出了不同配位數(shù)的配合單元的空間結(jié)構(gòu)。配位配位數(shù)數(shù)配合單元的空配合單元的空間結(jié)構(gòu)間結(jié)構(gòu)實例實例2Co(NH3)22、Ag(NH3)2、Ag(CN)24ZnCl42、Cd(NH3)42、Cd(CN)42、CoCl4PtCl42、PdCl42、PtCl2(

13、NH3)2、Ni(CN)426Co(NH3)63、AlF63、SiF62注：注：圖中圖中“ ”代表中心原子，代表中心原子，“”代表配位代表配位體。體。從表中看出，不僅配位數(shù)不同時，配離子的空從表中看出，不僅配位數(shù)不同時，配離子的空間結(jié)構(gòu)不同，即使配位數(shù)相同，由于中心離子間結(jié)構(gòu)不同，即使配位數(shù)相同，由于中心離子和配位體的種類以及相互作用的情況不同，空和配位體的種類以及相互作用的情況不同，空間結(jié)構(gòu)也可能不同。例如間結(jié)構(gòu)也可能不同。例如ZnCl42為四面體，為四面體，PtCl42則為平面正方形。則為平面正方形。2配合物的結(jié)構(gòu)配合物的結(jié)構(gòu)化學組成相同的配合物可以有不同的結(jié)構(gòu)，這化學組成相同的配合物可以

14、有不同的結(jié)構(gòu)，這就是配合物的異構(gòu)現(xiàn)象。如就是配合物的異構(gòu)現(xiàn)象。如Pt(NH3)2Cl2有順式有順式和反式兩種異構(gòu)體：和反式兩種異構(gòu)體： (2011年新沂高二檢測年新沂高二檢測)已知已知Co(NH3)63的立體結(jié)構(gòu)如圖，其中數(shù)字處的小圓圈表示的立體結(jié)構(gòu)如圖，其中數(shù)字處的小圓圈表示NH3分子，且各相鄰的分子，且各相鄰的NH3分子間的距離相等分子間的距離相等，Co3位于八面體的中心。若其中兩個位于八面體的中心。若其中兩個NH3被被Cl取代，所形成的取代，所形成的Co(NH3)4Cl2同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體的種數(shù)有的種數(shù)有()A2種種 B3種種C4種種 D5種種【思路點撥思路點撥】配離子的構(gòu)型由配位體的

15、數(shù)目決配離子的構(gòu)型由配位體的數(shù)目決定，考慮定，考慮Co(NH3)63是完全對稱的結(jié)構(gòu)，其中兩是完全對稱的結(jié)構(gòu)，其中兩個個NH3被被Cl取代生成取代生成Co(NH3)4Cl2時，要考慮時，要考慮Cl取代取代NH3的相對位置，確定其結(jié)構(gòu)。的相對位置，確定其結(jié)構(gòu)?！窘馕鼋馕觥緾o(NH3)63中中6個配位體個配位體NH3分子的分子的位置完全相同，因此，任意取代兩個相鄰位置只位置完全相同，因此，任意取代兩個相鄰位置只有一種結(jié)構(gòu)，任意取代兩個不相鄰的位置也只有有一種結(jié)構(gòu)，任意取代兩個不相鄰的位置也只有一種結(jié)構(gòu)，故其同分異構(gòu)體只有兩種。一種結(jié)構(gòu)，故其同分異構(gòu)體只有兩種。【答案答案】A【規(guī)律方法規(guī)律方法】配

16、合物中由于配位體連接的位配合物中由于配位體連接的位置和順序不同，可能產(chǎn)生不同的空間結(jié)構(gòu)，得置和順序不同，可能產(chǎn)生不同的空間結(jié)構(gòu)，得到性質(zhì)不同的配合物，因此，解答這類問題的到性質(zhì)不同的配合物，因此，解答這類問題的關鍵是理解同分異構(gòu)體的概念，準確把握概念關鍵是理解同分異構(gòu)體的概念，準確把握概念的要點的要點(分子式相同，結(jié)構(gòu)不同分子式相同，結(jié)構(gòu)不同)，從概念入手，從概念入手進行分析判斷，同時要借助幾何知識進行合理進行分析判斷，同時要借助幾何知識進行合理的空間結(jié)構(gòu)分析。的空間結(jié)構(gòu)分析。變式訓練變式訓練2根據(jù)下表所示回答下列問題：根據(jù)下表所示回答下列問題：順式、反式順式、反式Pt(NH3)2Cl2的性質(zhì)

17、差異的性質(zhì)差異配合配合物物顏色顏色極性極性在水中的溶解在水中的溶解性性抗癌活抗癌活性性A棕黃棕黃色色極性極性0.2577 g/100 g H2O有活性有活性B淡黃淡黃色色非極非極性性0.0366 g/100 g H2O無活性無活性(1)指出指出A、B各為哪種結(jié)構(gòu)的各為哪種結(jié)構(gòu)的Pt(NH3)2Cl2，寫，寫出相關的結(jié)構(gòu)簡式。出相關的結(jié)構(gòu)簡式。(2)哪一種結(jié)構(gòu)的哪一種結(jié)構(gòu)的Pt(NH3)2Cl2易溶解于易溶解于H2O，為，為什么？什么？(3)若為若為Pt(NH3)2Cl4且在且在H2O中溶解度較大，試中溶解度較大，試寫出其結(jié)構(gòu)式。寫出其結(jié)構(gòu)式。解析：解析：(1)根據(jù)分子極性可知根據(jù)分子極性可知A

18、為順式為順式(2)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)B對稱，正負電荷中心重合，因此分子對稱，正負電荷中心重合，因此分子無極性，由相似相溶經(jīng)驗規(guī)律可知，它在極性無極性，由相似相溶經(jīng)驗規(guī)律可知，它在極性分子中溶解度小，而分子中溶解度小，而A分子結(jié)構(gòu)不對稱，分子分子結(jié)構(gòu)不對稱，分子中正負電荷中心不能重合，分子有極性，所以中正負電荷中心不能重合，分子有極性，所以水溶性大。水溶性大。(3)Pt(NH3)2Cl4中中Pt原子為八面體的中心，四個原子為八面體的中心，四個氯原子和兩個氨分子在八面體六個頂點的位置氯原子和兩個氨分子在八面體六個頂點的位置上，可有以下兩種：上，可有以下兩種：結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)c對稱，分子無極性，對稱，分子無極性，cd

19、在水中溶解度較小，結(jié)構(gòu)在水中溶解度較小，結(jié)構(gòu)d不對稱，分子有極不對稱，分子有極性，在水中溶解度較大，故性，在水中溶解度較大，故d結(jié)構(gòu)符合題意。結(jié)構(gòu)符合題意。配合物的性質(zhì)配合物的性質(zhì)1配合物中，中心原子在配位體的影響下，配合物中，中心原子在配位體的影響下，其價層軌道進行雜化，配位原子的孤對電子進其價層軌道進行雜化，配位原子的孤對電子進入中心原子的空軌道產(chǎn)生較強的作用，因而配入中心原子的空軌道產(chǎn)生較強的作用，因而配合物有較強的穩(wěn)定性。合物有較強的穩(wěn)定性。2(1)Cu(NH3)4SO4H2O的制?。旱闹迫。?2)Fe3的檢驗：的檢驗：生成了血紅色的生成了血紅色的Fe(SCN)2等等。Fe3SCN=F

20、e(SCN)2【解析解析】在配合物中，內(nèi)界以配位鍵結(jié)合很在配合物中，內(nèi)界以配位鍵結(jié)合很牢固，難以在溶液中電離；而內(nèi)界和外界之間牢固，難以在溶液中電離；而內(nèi)界和外界之間以離子鍵相結(jié)合，在溶液中能夠完全電離。不以離子鍵相結(jié)合，在溶液中能夠完全電離。不難看出難看出A、C、D三項中配合物在水中均電離產(chǎn)三項中配合物在水中均電離產(chǎn)生生Cl，而，而B項無外界離子，不能電離。項無外界離子，不能電離?！敬鸢复鸢浮緽【規(guī)律方法規(guī)律方法】作為配位體的作為配位體的Cl不能電離。不能電離。變式訓練變式訓練3現(xiàn)有兩種配合物晶體現(xiàn)有兩種配合物晶體Co(NH3)6Cl3和和Co(NH3)5ClCl2，一種為橙黃色，另一種為，

21、一種為橙黃色，另一種為紫紅色。請設計實驗方案將這兩種配合物區(qū)別紫紅色。請設計實驗方案將這兩種配合物區(qū)別開來。開來。解析：解析：在在Co(NH3)6Cl3中中Co3與與6個個NH3分子配分子配合成合成Co(NH3)63，3個個Cl都是外界離子。而都是外界離子。而Co(NH3)5ClCl2中中Co3與與5個個NH3分子和分子和1個個Cl配合成配合成Co(NH3)5Cl2，只有兩個，只有兩個Cl是外界是外界離子。由于配合物中內(nèi)界以配位鍵結(jié)合很牢固離子。由于配合物中內(nèi)界以配位鍵結(jié)合很牢固，難以在溶液中電離，而內(nèi)界和外界之間以離，難以在溶液中電離，而內(nèi)界和外界之間以離子鍵結(jié)合，在溶液中能夠完全電離。子鍵

22、結(jié)合，在溶液中能夠完全電離。不難看出，相同質(zhì)量的兩種晶體在溶液中能夠不難看出，相同質(zhì)量的兩種晶體在溶液中能夠電離出的電離出的Cl數(shù)是不同的，我們可以利用這一數(shù)是不同的，我們可以利用這一點進行鑒別。點進行鑒別。答案：答案：稱取相同質(zhì)量的兩種晶體分別配成溶液稱取相同質(zhì)量的兩種晶體分別配成溶液，向兩種溶液中分別滴加足量的，向兩種溶液中分別滴加足量的AgNO3溶液，溶液，靜置、過濾、干燥、稱量，所得靜置、過濾、干燥、稱量，所得AgCl固體多的固體多的，原晶體為，原晶體為Co(NH3)6Cl3，另一種為，另一種為Co(NH3)5ClCl2。配合物的計算配合物的計算配合物的計算主要是通過定量計算來確定配合

23、物配合物的計算主要是通過定量計算來確定配合物的配離子、中心原子和配位數(shù)。其主要手段是通的配離子、中心原子和配位數(shù)。其主要手段是通過實驗中沉淀的質(zhì)量變化來做定量分析、推理。過實驗中沉淀的質(zhì)量變化來做定量分析、推理。 (2011年浙江溫州高二檢測年浙江溫州高二檢測)有兩種配合物有兩種配合物A和和B，它們的組成為，它們的組成為21.95%的的Co,39.61%的的Cl,26.09%的的N，6.39%的的H,5.96%的的O，且中心，且中心原子原子Co的配位數(shù)為的配位數(shù)為6，試根據(jù)下面的實驗結(jié)果確，試根據(jù)下面的實驗結(jié)果確定它們的化學式及配離子。定它們的化學式及配離子。探究整合應用探究整合應用(1)A和和B的水溶液都呈微酸性，加入強堿并加熱的水溶液都呈微酸性，加入強堿并加熱至沸騰時，有氨放出，同時析出至沸騰時，有氨放出，同時析出Co2O3沉淀。沉淀。(2)向向A和和B的溶液中加入硝酸銀溶液時都生成的溶液中加入硝酸銀溶液時都生成AgCl沉淀。沉淀。(3)過濾除去兩種溶液中的沉淀后，再加硝酸銀均過濾除去兩種溶液中的沉淀后，再加硝酸銀均無變化，