【高中化學(xué)】2023-2024學(xué)年人教版選擇性必修2 配合物與超分子教學(xué)課件

第三章第四節(jié)配合物與超分子情境導(dǎo)入無水CuSO4固體是白色的，但CuSO4·5H2O晶體卻是藍(lán)色的，為什么呢？CuSO4

CuSO4·5H2O在四水合銅離子中，Cu2+與H2O之間的化學(xué)鍵是由H2O提供孤電子對給予Cu2+，

Cu2+(含空軌道)接受水分子的孤電子對形成的。OHH孤電子對Cu2+具有空軌道Cu2+H2OH2OH2OOH2

“電子對給予—接受”鍵被稱為配位鍵。實質(zhì)上是一種特殊的共價鍵目標(biāo)一配位鍵與配合物1.配位鍵(1)概念由一個原子單獨提供孤電子對，另一個原子提供空軌道而形成的化學(xué)鍵，即“電子對給予—接受”鍵。(2)形成條件③配位鍵同樣具有飽和性和方向性。一般來說，多數(shù)過渡金屬元素的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。①成鍵原子一方能提供孤電子對（如分子有NH3、H2O、HF、CO等；離子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等）；②成鍵原子另一方能提供空軌道（如H+、Al3+、B及過渡金屬的原子或離子，如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等）

(3)表示方法A—B提供孤電子對的原子，叫配體接受孤電子對的原子（或AB）例如：[Cu(H2O)4]2＋中的配位鍵可表示為2.配合物(1)概念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，簡稱配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均為配合物。[Cu(NH3)4]SO4配離子(內(nèi)界)離子(外界)中心離子配體配位數(shù)(2)組成一般是由內(nèi)界和外界構(gòu)成，內(nèi)界由中心離子（或原子）、配體構(gòu)成。中心原子：提供空軌道接受孤電子對的原子。中心原子一般都是帶正電荷的陽離子(此時又叫中心離子)，最常見的有過渡金屬離子：Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。配體：提供孤電子對的陰離子或分子，如Cl－、NH3、H2O等。配體中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。配位原子必須是含有孤電子對的原子，如NH3中的N，H2O中的O等。配位數(shù)：直接與中心原子形成的配位鍵的數(shù)目。如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位數(shù)為6。配合物內(nèi)界外界中心粒子配體配位數(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氨水氨水產(chǎn)生藍(lán)色沉淀

氨水過量后沉淀逐漸溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－

Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)

+2OH－(aq)

+4NH3

[Cu(NH3)4]2+=3.配合物的的相關(guān)實驗

[Cu(H2O)4]2+

[Cu(NH3)4]2+Cu(OH)2配位鍵的強(qiáng)度有大有小，有的配合物較穩(wěn)定，有的配合物較不穩(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(qiáng)的配合物。析出深藍(lán)色的晶體溶劑極性：乙醇<水[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中的溶解度小銅氨配合物氨水氨水95%乙醇

乙醇KSCN溶液溶液變?yōu)榧t色Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3利用硫氰化鐵配離子的顏色，可鑒定溶液中存在Fe3＋；又由于該離子的顏色極似血液，常被用于電影特技和魔術(shù)表演。

AgCl(s)Ag+(aq)

+Cl－(aq)

+2NH3

[Ag(NH3)2]+=少量AgNO3溶液氨水出現(xiàn)白色沉淀Ag＋＋Cl－===AgCl↓沉淀溶解，溶液呈無色AgCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－電解氧化鋁的助熔劑Na3[AlF6]

熱水瓶膽鍍銀（銀鏡反應(yīng)）

[Ag(NH3)2]OH

(1)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用4.配合物的應(yīng)用葉綠素(2)生命體中的應(yīng)用血紅蛋白維生素B12(3)在醫(yī)藥中的應(yīng)用第二代鉑類抗癌藥（碳鉑）導(dǎo)思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)在配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中的Cl－均可與AgNO3反應(yīng)生成AgCl沉淀(

)(6)Ni(CO)4是配合物，它是由中心原子與配體構(gòu)成的(

)√×××√√2.H2O與H3O＋相比(1)中心原子的雜化方式是否相同？提示相同，都是sp3雜化。(2)微?？臻g結(jié)構(gòu)是否相同？提示

不同。H2O呈V形，H3O＋呈三角錐形。(3)微粒中的鍵角是否相同？若不同，哪個鍵角大？為什么？提示

不同。H3O＋中鍵角大。因為H2O中中心氧原子有2個孤電子對，而H3O＋中中心氧原子有1個孤電子對，孤電子對對成鍵電子對的排斥作用大。提示

電負(fù)性：F＞H，使得NF3提供孤電子對的能力小于NH3。3.(1)人體內(nèi)血紅蛋白是Fe2＋卟啉配合物，F(xiàn)e2＋與O2結(jié)合形成配合物，而CO與血紅蛋白中的Fe2＋也能形成配合物。根據(jù)生活常識，比較其配合物的穩(wěn)定性。提示

血紅蛋白中Fe2＋與CO形成的配合物更穩(wěn)定。(2)[Cu(NH3)4]2＋與[Cu(H2O)4]2＋哪個配位離子更穩(wěn)定？原因是什么？提示

[Cu(NH3)4]2＋更穩(wěn)定。因為N和O都有孤電子對，但O的電負(fù)性大，吸引孤電子對的能力強(qiáng)，故NH3提供孤電子對的能力比H2O大。(3)NH3與Cu2＋形成配合物，但NF3很難與Cu2＋形成配合物，原因是什么？導(dǎo)練

BN原子有孤電子對O原子有孤電子對N、S原子有孤電子對2.按下圖連接好裝置，通電后發(fā)現(xiàn)鐵電極附近有藍(lán)色沉淀生成。下列相關(guān)敘述中不正確的是（）

A.鐵電極上發(fā)生的反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋B.鐵氰化鉀{K3[Fe(CN)6]}溶液中Fe3＋和CN－形成了配位鍵C.生成藍(lán)色沉淀的離子方程式為Fe2＋＋K＋＋[Fe(CN)6]3－===KFe[Fe(CN)6]↓D.Fe2＋與[Fe(CN)6]3－形成了配位鍵D離子鍵3.化合物NH3與BF3可以通過配位鍵形成NH3·BF3。(1)配位鍵的形成條件是________________________________________________________。(2)在NH3·BF3中，________原子提供孤電子對，________原子接受孤電子對。形成配位鍵的一方能夠提供孤電子對，另一方能夠提供空軌道氮(或N)硼(或B)歸納總結(jié)(1)配合物的穩(wěn)定性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)作為中心原子(或離子)的金屬原子(或離子)相同時，配合物的穩(wěn)定性與配體的性質(zhì)有關(guān)。(2)配位鍵的穩(wěn)定性①電子對給予體形成配位鍵的能力：NH3＞H2O。②接受體形成配位鍵的能力：H＋＞過渡金屬＞主族金屬。1.定義目標(biāo)二超分子超分子有的是有限的，有的是無限伸展的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。分子是廣義的，包括離子。主要是靜電作用、范德華力和氫鍵等(1)分子識別2.重要特征及其應(yīng)用

a.分離C60和C70

b.冠醚識別堿金屬離子

C60

C70(1)分子識別

a.分離C60和C70

b.冠醚識別堿金屬離子15-冠-512-冠-4C原子是環(huán)的骨架，穩(wěn)定了整個冠醚，O原子吸引陽離子。冠醚環(huán)的大小與金屬離子匹配，才能識別冠醚能與陽離子尤其是堿金屬陽離子作用，并且隨環(huán)的大小不同而與不同的金屬離子作用，將陽離子以及對應(yīng)的陰離子都帶入有機(jī)溶劑，因而成為有機(jī)反應(yīng)中很好的催化劑。

(2)自組裝細(xì)胞和細(xì)胞器的雙分子膜的自組裝極性基團(tuán)(親水)非極性基團(tuán)(疏水)極性基團(tuán)導(dǎo)練1.下列關(guān)于超分子的說法不正確的是（）A.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B.超分子都是無限伸展的C.冠醚是一種超分子，可以識別堿金屬離子D.細(xì)胞和細(xì)胞器的雙分子膜具有自組裝特征B超分子有的是有限的，有的是無限伸展的導(dǎo)練2.我國科學(xué)家制得了SiO2超分子納米管，微觀結(jié)構(gòu)如圖所示。下列敘述正確的是（）A.SiO2與干冰的晶體結(jié)構(gòu)相似B.SiO2耐腐蝕，不與任何酸反應(yīng)C.該SiO2超分子納米管具有分子識別和自組裝的特征D.光纖的主要成分是SiO2，具有導(dǎo)電性CSiO2是共價晶體而干冰是分子晶體，二者晶體結(jié)構(gòu)不相似可與HF反應(yīng)SiO2不導(dǎo)電課堂小結(jié)配合物與超分子生產(chǎn)生活生命體可促進(jìn)某些沉淀的溶解定義特征醫(yī)藥離子檢驗[Cu(NH3)4]2+制備Fe(SCN)3制備[Ag(NH3)2]+制備分子識別自組裝冠醚識別堿金屬離子“杯酚”分離

C60和C701.下列關(guān)于超分子和配合物的敘述不正確的是（）A.利用超分子的分子識別特征，可以分離C60和C70B.配合物中只含配位鍵C.[Cu(H2O)4]2＋中Cu2＋提供空軌道，H2O中的氧原子提供孤電子對，從而形成

配位鍵D.配合物在半導(dǎo)體等尖端技術(shù)、醫(yī)藥科學(xué)、催化反應(yīng)和材料化學(xué)等領(lǐng)域都有

廣泛應(yīng)用123自我測試4B配合物中不一定只含配位鍵，也可能含有其他化學(xué)鍵自我測試122.下列不屬于配位化合物的是（）A.六氟合鋁酸鈉：Na3[AlF6]B