3-4 配合物和超分子 課件 【新教材】人教版（2019）高中化學選擇性必修二

第三章晶體結構與性質第四節(jié)配合物和超分子

無水CuSO4是白色的,為什么CuSO4·5H2O晶體卻是藍色的？思考與討論一、配合物1.配位鍵與配合物固體溶液顏色無色離子：CuSO4CuCl2?2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr什么離子呈天藍色：白色白色白色白色綠色深褐色[Cu(H2O)4]2+SO42

–

天藍色天藍色天藍色無色無色無色Na+Cl-K+Br-K

+實驗[2—1]向盛有下表中固體樣品的試管中，分別加入足量的水，觀察實驗現(xiàn)象并填寫下表化合物CuSO4CuCl2CuBr2NaClK2SO4KBr固體顏色白色綠色深褐色白色白色白色溶液顏色天藍色天藍色天藍色無色無色無色實驗實驗證明，上述實驗中呈藍色的物質是水合銅離子，可表示為[Cu(H2O)4]2+，叫做四水合銅離子。在四水合銅離子中，銅離子與水分子之間的化學鍵是由水分子提供孤電子對給予銅離子，銅離子接受水分子的孤電子對形成的，這類“電子對給予-接受”鍵被稱為配位鍵。①定義②形成條件一方提供孤電子對(配體)一方提供空軌道常見的配體X-COCN

H2ONH3SCN-(1)配位鍵

由一個原子單方面提供孤電子對而另一個原子接受孤電子對形成的共價鍵,即“電子對給予——接受”鍵被稱為配位鍵。提供空軌道的原子或離子稱為中心原子或離子，提供孤電子的原子對應的分子或離子稱為配體或配位體。中心原子(離子)：提供空軌道，接受孤電子對。通常是過渡元素的原子或離子，如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。配位體：提供孤電子對的分子或離子，如分子CO、NH3、H2O等，陰離子F-、CN-、Cl-等。注意：①配位鍵是一種特殊的共價鍵，配位鍵與共價鍵性質完全相同.②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。③H3O+、NH4+中含有配位鍵.③配位鍵的表示方法HOHHCu

H2OH2OH2OOH22+請你寫出NH4+的配位鍵的表示法？平面正方形結構[Cu(H2O)4]2+(電子對給予體)A→B(電子對接受體)或A—B配位鍵與非極性鍵、極性鍵的區(qū)別與聯(lián)系比較共價鍵類型非極性鍵極性鍵配位鍵本質相鄰原子間的共用電子對(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、失電子能力差別較小(不同元素)成鍵原子一方有孤電子對(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

配位鍵實質上是一種特殊的共價鍵。配位鍵的共用電子對由成鍵原子單方面提供,普通共價鍵的共用電子對則由成鍵原子雙方共同提供,但實質是相同的。思考與討論(1)中的配位鍵與其他三個N—H鍵的鍵參數(shù)是否相同?提示:相同。

可看成NH3分子結合1個H+后形成的,在NH3分子中中心原子氮采取sp3雜化,孤電子對占據(jù)一個雜化軌道,3個未成對電子分別占據(jù)另3個雜化軌道,分別結合3個H原子形成3個σ鍵,由于孤電子對的排斥,所以NH3分子的空間結構為三角錐形,鍵角壓縮至107°。當遇到H+時,N原子的孤電子對會進入H+的空軌道,以配位鍵形成

,這樣N原子就不再存在孤電子對,鍵角恢復至109°28',故

為正四面體形,4個N—H鍵完全相同,配位鍵與普通共價鍵形成過程不同,但各種鍵參數(shù)完全相同。(2)配合物[Cu(NH3)4]SO4中含有的化學鍵類型有哪些?提示:[Cu(NH3)4]SO4中含有的化學鍵有離子鍵、共價鍵和配位鍵。(3)NH3和BF3可以通過配位鍵形成NH3·BF3,試分析提供孤電子對、空軌道的分別是哪種原子?提示:N原子提供孤電子對,B原子提供空軌道。(4)配制銀氨溶液時,向AgNO3溶液中滴加氨水,先生成白色沉淀,后沉淀逐漸溶解,為什么?提示:氨水呈弱堿性,滴入AgNO3溶液中會生成AgOH白色沉淀;繼續(xù)滴加氨水時,NH3分子與Ag+形成[Ag(NH3)2]+配合離子,使AgOH逐漸溶解,反應過程如下:(2)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)以配位鍵結合形成的化合物,稱為配位化合物,簡稱配合物。①定義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配合物的命名①配離子念法：配位數(shù)→配體名稱→合→中心原子（離子）名稱②配合物→類似于鹽（酸、堿）的念法六氰合鐵酸鉀氫氧化二氨合銀三氯一氨合鉑酸鉀硫酸四氨合銅[Cu(NH3)4]

SO4K3[Fe(CN)6][Ag(NH3)2]OH

K[Pt(NH3)Cl3]練習：(1)溶解性的影響如:AgCl→[Ag(NH3)2]Cl,由不溶于水的沉淀,轉變?yōu)橐兹苡谒奈镔|。(2)顏色的改變當簡單離子形成配離子時其性質往往有很大變化。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1~6的配離子,這些配離子的顏色是紅色的。⑤配合物的形成對性質的影響(3)穩(wěn)定性增強配合物具有一定的穩(wěn)定性,配合物中的配位鍵越強,配合物越穩(wěn)定。當中心離子相同時,配合物的穩(wěn)定性與配體的性質有關。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,因此血紅素中的Fe2+與CO分子結合后,就很難再與O2分子結合,導致血紅素失去輸送氧氣的功能,這是CO使人體中毒的原理。④形成配合物的條件(1)配體有孤電子對。(2)中心原子(或離子)有空軌道。實驗[2—2]向盛有4ml0.1mol.L-1硫酸銅溶液試管中滴加幾滴1mol.L-1氨水，首先形成難溶物，繼續(xù)添加氨水并振蕩試管，觀察實驗現(xiàn)象；再向試管中加入8ml95%乙醇，并用玻璃棒摩擦試管壁，觀察實驗現(xiàn)象。配合物的形成實驗操作實驗現(xiàn)象實驗原理向盛有4mL0.1mol/LCuSO4溶液的試管里滴加幾滴1mol/L氨水繼續(xù)添加氨水并振蕩試管再向試管中加入極性較小的溶劑(如加入8mL95%乙醇)，并用玻璃棒摩擦試管壁形成難溶物難溶物溶解，得到深藍色的透明溶液析出深藍色晶體Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2深藍色晶體為[Cu(NH3)4]SO4·H2O，說明該配合物在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度

實驗證明，無論在得到的深藍色透明溶液中，還是在析出的深藍色的晶體中，深藍色都是由于存在

[Cu(NH3)4]2+，它是Cu2+的另一種常見配離子，中心離子仍然是Cu2+，而配體是NH3，配位數(shù)為4。實驗2-3向盛有少量0.1mol.L-1氯化鐵溶液（或任何含有的Fe3+溶液）的試管中滴加1滴0.1mol.L-1硫氰化鉀（KSCN）溶液，觀察實驗現(xiàn)象?，F(xiàn)象：生成血紅色溶液原因：生成[Fe(SCN)n]3-n(n=1～6)作用：檢驗或鑒定Fe3+，用于電影特技和魔術表演⑤配合物的形成實驗

實驗操作實驗現(xiàn)象滴加氨水后,試管中首先出現(xiàn)藍色沉淀,氨水過量后沉淀逐漸溶解,滴加乙醇后析出深藍色晶體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有關離子方程式或化學方程式Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2,Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4](OH)2,[Cu(NH3)4]2+++H2O===[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3Ag++Cl-===AgCl↓;AgCl+2NH3===[Ag(NH3)2]Cl-

配合物廣泛存在于自然界中,跟人類生活有密切關系。例如,在人和動物體內(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)和科學技術方面的應用也很廣泛。⑥配合物的用途1.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。超分子是廣義的,包括離子。2.超分子實例(1)用超分子分離C60和C70。二、超分子冠醚識別堿金屬離子。不同大小的冠醚可以識別不同大小的堿金屬離子。冠醚適合的粒子（直徑/pm）12-冠-415-冠-518-冠-621-冠-7Li+Na+K+Rb+Cs+(2)冠醚識別堿金屬離子(如K+)。

冠醚是皇冠狀的分子，可有不同大小的空穴適配不同大小的堿金屬離子(3)超分子兩個的重要特征——分子識別、自組裝。1.形成配位鍵的條件是一方有空軌道,另一方有孤電子對。(

)2.配位鍵是一種特殊的共價鍵。(

)3.配位化合物中的配體可以是分子也可以是陰離子。(

)4.共價鍵的形成條件是成鍵原子必須有未成對電子。(

)5.超分子是相對分子質量很大的有機化合物。(

)1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)√

√

√

××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色的透明溶液,下列對此現(xiàn)象的說法正確的是(

)A.反應后溶液中不存在任何沉淀,所以反應前后Cu2+的物質的量不變B.沉淀溶解后,生成深藍色的配離子[Cu(NH3)4]2+C.向反應后的溶液中加入乙醇,溶液將不會發(fā)生變化,因為[Cu(NH3)4]2+不會與乙醇發(fā)生反應D.在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+給出孤電子對,NH3提供空軌道B

3．下列關于[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的說法正確的是(

)A.配體為水分子,配位原子為O,外界為Br-B.中心離子的配位數(shù)為6C.中心離子Cr3+采取sp3雜化D.中心離子的化合價為+2價解析:[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O中內(nèi)界為[Cr(H2O)4Br2]+,Cr3+為中心離子,配體為H2O、Br-,配位數(shù)為6,外界為Br-、H2O,Cr3+提供的空軌道數(shù)為6,中心離子不是采取sp3雜化。B4.下列關于配位化合物的敘述中,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)6]3-中的Fe3+提供空軌道,SCN-中的硫原子提供孤電子對形成配位鍵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)能形成配合物解析:配位化合物中一定含有配位鍵,但也可能含有離子鍵等其他化學鍵,A正確,B錯誤;Fe3+、Cu2+、Ag+等過渡元素的離子有空軌道,可與有孤電子對的分子或離子形成配合物;NH3中的氮原子、SCN-中的硫原子等有孤電子對,可以形成配合物,C、D均正確。B5.下列微粒中含配位鍵的是(

)A.①②④⑦⑧B.③④⑤⑥⑦C.①④⑤⑥⑦⑧D.①②③④⑤⑥⑦⑧解析:形成配位鍵的條件是一個原子(或離子)有孤電子對,另一個原子(或離子)有空軌道。C6.(1)下列不屬于配合物的是

。

A.[Cu(H2O)4]SO4·H2OB.[Ag(NH3)2]OHC.KAl(SO4)2·12H2OD.Na[Al(OH)4](2)在配合物[Fe(SCN)]2+中,提供空軌道接受孤電子對的微粒是

;畫出配合物離子[Cu(NH3)4]2+中