【課件】第三章+第四節(jié)+配合物與超分子高二化學人教版（2019）選擇性必修2

第四節(jié)配合物與超分子第三章晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)思考1.觀察下列溶液的顏色，有什么規(guī)律？CuSO4溶液CuCl2溶液CuBr2溶液K2SO4溶液無色NaCl溶液無色KBr溶液無色觀察下列物質(zhì)的顏色CuSO4溶液CuCl2溶液CuBr2溶液藍色藍色藍色CuSO4晶體CuCl2晶體CuBr2晶體白色棕色深褐色CuSO4·5H2O晶體CuCl2·2H2O晶體藍色綠色五水合硫酸銅也顯藍色理論解釋：Cu2+與水結(jié)合顯藍色觀察下列物質(zhì)的顏色配合物的理論知識孤電子對OHH配體中心離子Cu2+（具有空軌道）Cu2+OH2H2OH2OH2O配位鍵Cu2+與H2O結(jié)合顯藍色，它們是怎么結(jié)合的？Cu2++4H2O

Cu(H2O)42+四水合銅離子Cu2+的價層電子排布圖[Cu(H2O)4]2+的形成激發(fā)雜化H2OH2OH2OH2O中心原子Cu2+為dsp2雜化[Cu(H2O)4]2+平面正方形配位鍵3d、4s和4p能級上有四個空軌道孤電子對Cu2++4H2O

Cu(H2O)42+拓展分析

成鍵原子或離子一方提供空軌道，另一方提供孤電子對而形成的，這類“電子對給予-接受”鍵被稱為配位鍵了解更多的配合物四氨合銅離子CuNH3NH3H3NNH32+SO4[Cu(NH3)4]SO4硫酸四氨合銅配體：NH32-Cu(OH)2+4NH3

[Cu(NH3)4](OH)2Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2+2NH4+形成條件：一方提供空軌道，一方提供孤電子對能提供孤電子對的微粒:

NH3、H2O、HF、CO、X－、OH－、CN－、SCN－等能提供空軌道的離子或原子：H+、Al3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Fe、Ni等一、配位鍵配位鍵是一種特殊的共價鍵，屬于σ鍵，具有方向性和飽和性，多數(shù)過渡金屬原子或離子形成配位鍵的數(shù)目是基本不變的，如Ag＋形成2個配位鍵；Cu2＋形成4個配位鍵等表示方法：(A提供孤電子對)A—B(B提供空軌道)電子對給予體定義：通常把金屬離子或原子(稱為中心離子或原子)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二、配合物配合物的組成：一般由內(nèi)界和外界構(gòu)成，內(nèi)界由中心離子（或原子）、配體

構(gòu)成，外界是帶異號電荷的離子[Cu(NH3)4]SO4配離子(內(nèi)界)中心離子配體配位數(shù)離子(外界)對于配合物，外界在水溶液中易電離，但內(nèi)界卻難電離思考2：NH4＋中存在配位鍵，那么NH4Cl是否屬于

配位化合物？

含配位鍵的化合物不一定是配合物配合物內(nèi)界外界中心離子或原子配體配位數(shù)[Ag(NH3)2]OH氫氧化二氨合銀K3[Fe(CN)6]六氰合鐵酸鉀[Co(NH3)5Cl]Cl2Ni(CO)4四羰基鎳請根據(jù)給出的配合物完成下表[Ag(NH3)2]＋OH-Ag+NH32[Fe(CN)6]3－K＋Fe3＋CN－6[Co(NH3)5Cl]2＋Cl－Co3＋NH3、Cl6Ni(CO)4無NiCO4思考與討論特別提醒：

1.有些配合物沒有外界；如

Ni(CO)4、Fe(CO)52.配位體可以是離子或分子，可以有一種或同時存在多種3.配位數(shù)通常為2、4、6、8這樣的偶數(shù)練習1mol[Co(NH3)5Cl]Cl2可與

molAgNO3恰好完全反應生成AgCl沉淀三、配合物的形成對性質(zhì)的影響

(1)溶解性

一些難溶于水的金屬氫氧化物、鹵化物、氰化物，可溶解于氨水

中，或依次溶解于含過量的OH-、Cl-、Br-、I-、CN-的溶液中，

形成可溶性的配合物如：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]加NaCl溶液逐滴加氨水AgNO3溶液AgCl沉淀沉淀消失，得澄清的無色溶液Ag++Cl-=AgCl↓AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl二氨合銀離子課本P97實驗3-5課本P97實驗3-5課本P96實驗3-3

①②③反應①：Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+反應②：Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2深藍色溶液[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O

＝

[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓乙醇反應③：硫酸四氨合銅晶體

[Cu(H2O)4]2+

[Cu(NH3)4]2+Cu(OH)2配位鍵的強弱有大有小，有的配合物很穩(wěn)定，有的很不穩(wěn)定通常情況，較穩(wěn)定的配合物可以轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定性更強的配合物思考3：從結(jié)構(gòu)角度分析為什么Cu2+與NH3形成的配位鍵比Cu2+與H2O形成的配位鍵強？H2O、NH3同為中性分子，但電負性N＜O，N比O更容易給出孤電子對，與Cu2＋形成的配位鍵更強課本P96實驗3-3

(2)顏色的改變當簡單離子形成配合離子時，其性質(zhì)往往有很大差異。顏色發(fā)生變化就是一種常見的現(xiàn)象，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－形成硫氰化鐵配離子，其溶液顯紅色。硫氰化鉀(KSCN)溶液溶液變?yōu)檠t色FeCl3溶液棕黃色課本P97實驗3-4

n

=1∽6，隨SCN-的濃度而異實驗原理…………Fe3++SCN-

Fe(SCN)2+Fe(SCN)2++SCN-

Fe(SCN)2+Fe(SCN)52-

+SCN-

Fe(SCN)63-Fe3++nSCN-

[Fe(SCN)n]3-n應用：用于鑒別溶液中存在Fe3+；

硫氰化鐵配離子的顏色極似血液，常被用于電影特技和魔術(shù)配合物的形成對性質(zhì)的影響

葉綠素固氮酶血紅蛋白維生素B12電鍍王水溶金照相技術(shù)定影助熔劑抗癌藥物

——順鉑污水處理汽車尾氣凈化激光材料超導材料在生命體中的應用在生產(chǎn)生活中的應用其他領(lǐng)域在醫(yī)藥中的應用在人和動物體內(nèi)起輸送氧氣作用的血紅素，是Fe的配合物;配合物在生產(chǎn)和科學技術(shù)方面的應用也很廣泛.例：在醫(yī)藥科學、化學催化劑、新型分子材料等領(lǐng)域都有著廣泛的應用。配合物的應用氫鍵是最強的分子間相互作用，很多分子可以通過氫鍵相互結(jié)合，形成具有固定組成的一個分子簇，這就是所謂的超分子。核酸的雙螺旋結(jié)構(gòu)是靠氫鍵來保持的（一）

定義分子是廣義的，包括離子。三、超分子

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。（三）

大小

有的是有限的

有的是無限伸展的（二）

作用力：主要是靜電作用、范德華力和氫鍵、疏水作用等(1)“杯酚”分離C60和C70

C60

C70這個例子反映出來的超分子的特性被稱為“分子識別”。(四）

超分子的特征杯酚與C60通過范德華力相結(jié)合，通過尺寸匹配實現(xiàn)分子識別1.分子識別：(2)“冠醚”識別堿金屬離子①冠醚定義：分子中含有多個-氧-亞甲基(CH2)-結(jié)構(gòu)單元的大環(huán)多醚。15-冠-5②冠醚名稱的含義12-冠-4C原子：8O原子：4環(huán)上總原子數(shù)：8+4=12C原子：10O原子：5環(huán)上總原子數(shù)：10+5=151.分子識別：冠醚冠醚空腔直徑/pm適合的粒子（直徑/pm）12-冠-415-冠-518-冠-621-冠-7120～150170～220260～320340～430Li+（152）Na+（204）Rb+（304）Cs+（334）思考：K+

直徑為276pm，應該選擇哪種冠醚呢？③冠醚特點：是皇冠狀的分子，有不同大小的空穴，能與陽離子，尤其是堿金屬離子絡(luò)合，并隨環(huán)的大小不同而與不同的金屬離子絡(luò)合，利用此性質(zhì)可以識別堿金屬離子,從而實現(xiàn)選擇性結(jié)合。(2)“冠醚”識別堿金屬離子1.分子識別：18-冠-6冠醚環(huán)的大小與金屬離子匹配，將陽離子以及對應的陰離子都帶入有機溶劑，因而成為有機反應中很好的催化劑。(2)“冠醚”識別堿金屬離子1.分子識別：思考：冠醚靠什么原子吸引陽離子？C原子是環(huán)的骨架，穩(wěn)定了整個冠醚，O原子吸引陽離子。冠醚與金屬陽離子通過配位作用相結(jié)合形成超分子應用舉例：相轉(zhuǎn)移催化劑問題背景：高錳酸鉀溶液可以氧化甲苯，從而褪色。但是高錳酸鉀易溶于水，難溶于甲苯，難以和甲苯充分接觸。甲苯K+MnO4④冠醚識別堿金屬離子的應用溶有18-冠-6的甲苯與高錳酸鉀水溶液反應甲苯中冠醚的濃度褪色時間30g/L5

min不褪色60g/L5

min明顯褪色120g/L4.5

min明顯褪色甲苯K+MnO4—MnO4—水層“杯酚”與冠醚形成的超分子，雖然識別的分子、離子不同，但環(huán)狀結(jié)構(gòu)異曲同工，且尺寸可控。1987年，諾貝爾化學獎授予三位化學家，以表彰他們在超分子化學理論方面的開創(chuàng)性工作，這是人類在操控分子方面邁出的重要一步。超分子方面的諾貝爾獎資料卡片

2.自組裝四、超分子的特征超分子組裝的過程稱為分子自組裝，自組裝過程是使超分子產(chǎn)生高度有序的過程。細胞膜的組成細胞和細胞器的雙分子膜細胞膜兩側(cè)為水溶液，水是極性分子，而構(gòu)成膜的兩性分子的頭基是極性基團而尾基是非極性基團。頭基為親水基團，頭部會朝向水溶液一側(cè)，從而實現(xiàn)自組裝。P54超分子的自組裝示例1表面活性劑“兩親分子”：一端為親水基團，另一端為疏水基團低濃度時，優(yōu)先在溶液表面形成單分子層

高濃度時，在溶液中形成膠束

超分子的自組裝示例22020年，我國博士后王振元：潛心創(chuàng)新，成功開發(fā)出超分子生物催化技術(shù)，打破了國外巨頭在化妝品高端原料市場的壟斷地位。超分子的未來發(fā)展：通過對超分子研究，人們可以模擬生物系統(tǒng)，復制出一些新材料，如：新催化劑、新藥物、分子器件、生物傳感器等功能材料?！境肿踊瘜W】含義：研究超分子的化學叫超分子化學，是一門處于近代化學、材料化學和生命科學交匯點的新興學科。應用：在分子識別與人工酶、酶的功能、短肽和環(huán)核酸的組裝體及其功能等領(lǐng)域有著廣闊的應用前景。資料卡片

1.正誤判斷(1)配位鍵實質(zhì)上是一種特殊的共價鍵()(2)提供孤電子對的微粒既可以是分子，也可以是離子()(3)有配位鍵的化合物就是配位化合物()(4)配位化合物都很穩(wěn)定()(5)Ni(CO)4是配合物，它是由中心原子與配體構(gòu)成的()√√√××2．(1)Zn的氯化物與氨水反應可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1mol該配合物中含有σ

鍵的數(shù)目為________。(2)關(guān)于配合物[Zn(NH3)4]Cl2的說法正確的是________。A．配位數(shù)為6B．配體為NH3和Cl－C．[Zn(NH3)4]2＋為內(nèi)界D．Zn2＋和NH3以離子鍵結(jié)合4配位鍵162023.01選考真題12：

共價化合物Al2