3.4.1-配合物與超分子 課件 高二下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

e7d195523061f1c0a26d87d40de6192bcf1909654b74c9ebB6384654682C8890CF1990A60E48C4F486EE2FC74407B5F34886ECF26B0E0B70C575B52C2C3768611B18C1FE4FD5AFF574681F5040C496491238CBED6F3AF3D0EF20855CE70527E4444DB44B99E578D76C9F012DCAFDC1AD12EC1B61CB2D6B74278ECB4120402FFCA0839106BA8C82E2B0B172DDEE3B7445第三章

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)3.4.1配合物與超分子CuSO4溶液CuCl2溶液CuBr2溶液K2SO4溶液NaCl溶液NaBr溶液實(shí)驗(yàn)3-2新課引入

①CuSO4②CuCl2③CuBr2白色棕色深褐色④NaCl⑤K2SO4⑥KBr白色白色白色物質(zhì)固體顏色溶液顏色結(jié)論：Cu2+在水溶液中呈藍(lán)色（Na+、K+、Cl-、SO42-、Br-等離子在水溶液中呈無(wú)色固態(tài)二價(jià)銅鹽不一定顯藍(lán)色，Cu2+與水結(jié)合顯藍(lán)色（結(jié)晶水少→多，晶體顏色綠→藍(lán)）CuSO4·5H2O晶體CuCl2·2H2O晶體藍(lán)色綠色問(wèn)題1：Cu2+與H2O間是如何結(jié)合的呢？依據(jù)電子式，討論NH3

、H2O與H＋是如何形成NH4＋

、H3O＋的？思考

配位鍵：由一個(gè)原子單方面提供孤電子對(duì)，而另一個(gè)原子提供空軌道而形成的化學(xué)鍵，即“電子對(duì)給予—接受”鍵。注：1、配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵，只是與普通的共價(jià)鍵形成過(guò)程不同2、配位鍵一般是共價(jià)單鍵，屬于σ鍵，具有方向性和飽和性Cu2+的價(jià)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3d、4s和4p能級(jí)上有四個(gè)空軌道孤電子對(duì)Cu2++4H2O

Cu(H2O)42+拓展分析

一、配位鍵1、定義：成鍵原子或離子一方提供孤電子對(duì)，另一方提供空軌道而形成的化學(xué)鍵，即“電子對(duì)給予—接受”鍵。中心原子或離子：提供空軌道的原子或離子配體或配位體：提供孤電子對(duì)的原子對(duì)應(yīng)的分子或離子2、形成條件：中心原子或離子要有空軌道配體中的原子要有孤電子對(duì)3、表示方法(A提供孤電子對(duì))A—B(B提供空軌道)電子對(duì)給予體電子對(duì)接受體能提供孤電子對(duì)的微粒:

NH3、H2O、HF、CO、Cl－、OH－、CN－、SCN－等能提供空軌道的離子或原子：通常為過(guò)渡金屬元素的原子或離子（Cu2+、Zn2+、Ag+、Fe、Ni等）、H+、

第IIIA組的B、Al缺電子化合物思考多數(shù)過(guò)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(gè)配位鍵；Cu2＋形成4個(gè)配位鍵等哪些原子或離子能提供空軌道？哪些能提供孤電子對(duì)？1、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)以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物,簡(jiǎn)稱配合物。二、配合物(1)中心原子(離子)：提供空軌道的金屬離子或原子(2)配體：含有孤電子對(duì)的分子或離子，如NH3、H2O、CO、Cl-

、SCN-

、CN-(3)配位原子：配體中具有孤電子對(duì)的原子，如：NOPS(4)配位數(shù)：直接同中心原子配位的分子或原子數(shù)目，一般是2、4、6、(5)配離子的電荷：等于中心離子和配體總電荷的代數(shù)和，如[[Cu(H2O)4]2+2.配合物的組成:由中心離子或原子和配體組成，分為內(nèi)界、外界內(nèi)界與外界以離子鍵結(jié)合,外界在水溶液中易電離，但內(nèi)界卻難電離。[Cu（NH3）4]

SO4

如[Co(NH3)5Cl]Cl2,1mol該物質(zhì)可以和硝酸銀形成幾mol沉淀？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Ni(CO)4四羰基鎳請(qǐng)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－6Ni(CO)4無(wú)NiCO4思考與討論特別提醒：

1.有些配合物沒(méi)有外界；如

Ni(CO)4、Fe(CO)52.中心粒子可以是金屬陽(yáng)離子，也可以是中性原子3.配位體可以是離子或分子，可以有一種或同時(shí)存在多種4.配位化合物一定含有配位鍵,但含有配位鍵的化合物不一定是配位化合物,例如：CO、NH4+、H3O+、反應(yīng)①：Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+①②③反應(yīng)②：Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2深藍(lán)色溶液[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O

＝

[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓乙醇深藍(lán)色晶體反應(yīng)③：硫酸四氨合銅晶體實(shí)驗(yàn)3-3

三、常見(jiàn)的配合物的制取深藍(lán)色溶液及深藍(lán)色晶體中，深藍(lán)色都是因?yàn)閇Cu(NH3)4]2+的存在思考4：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(qiáng)？H2O、NH3同為中性分子，但電負(fù)性N＜O，N比O更容易給出孤對(duì)電子，與Cu2＋形成的配位鍵更強(qiáng)硫氰化鉀(KSCN)溶液溶液變?yōu)檠t色FeCl3溶液棕黃色課本P97實(shí)驗(yàn)3-4

n

=1∽6，隨SCN-的濃度而異實(shí)驗(yàn)原理Fe3++nSCN-

=[Fe(SCN)n]3-n應(yīng)用：利用硫氰化鐵配離子等顏色，可用于鑒別溶液中存在Fe3+；又由于

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)加NaCl溶液逐滴加氨水AgNO3溶液AgCl沉淀沉淀消失，得澄清的無(wú)色溶液Ag++Cl-=AgCl↓AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl課本P97實(shí)驗(yàn)3-5四、配合物的形成對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響1、對(duì)物質(zhì)溶解性的影響2、顏色的改變3、穩(wěn)定性增強(qiáng)（作為中心離子的金屬離子相同時(shí)，配合物的穩(wěn)定性與配體的性質(zhì)有關(guān)，比如血紅素中的Fe2+與CO分子形成的配位鍵比Fe2+與O2形成的配位鍵強(qiáng)，因此血紅素中的Fe2+與CO分子結(jié)合后，很難再與O2結(jié)合，就會(huì)失去輸送氧氣的功能）1.定義分子是廣義的，包括離子。主要是靜電作用、范德華力和氫鍵等四

、超分子

由兩種或兩種以上的分子通過(guò)分子間相互作用形成的分子聚集體。超分子這種分子聚集體，有的是有限的，有的是無(wú)限伸展的。(1)分子識(shí)別：

①分離C60和C70

2.重要特征及其應(yīng)用

四

、超分子杯酚與C60通過(guò)范德華力相結(jié)合，通過(guò)尺寸匹配實(shí)現(xiàn)分子識(shí)別②分子識(shí)別

：冠醚識(shí)別堿金屬離子①冠醚定義：分子中含有多個(gè)-氧-亞甲基(CH2)-結(jié)構(gòu)單元的大環(huán)多醚。②冠醚特點(diǎn)：是皇冠狀的分子，有不同大小的空穴，能與正離子，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(shí)別堿金屬離子,從而實(shí)現(xiàn)選擇性結(jié)合。思考：冠醚靠什么原子吸引陽(yáng)離子？C原子是環(huán)的骨架，穩(wěn)定了整個(gè)冠醚，O原子吸引陽(yáng)離子。冠醚與金屬陽(yáng)離子通過(guò)配位作用相結(jié)合形成超分子③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冠醚識(shí)別堿金屬離子。不同大小的冠醚可以識(shí)別不同大小的堿金屬離子。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(yīng)該選擇哪種冠醚呢？應(yīng)用舉例：相轉(zhuǎn)移催化劑問(wèn)題背景：高錳酸鉀溶液可以氧化甲苯，從而褪色，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(shí)別堿金屬離子的應(yīng)用在烯烴中加入冠醚時(shí)，冠醚通過(guò)與K+結(jié)合而將高錳酸根也帶入烯烴中；而冠醚不與高錳酸根結(jié)合，使游離的高錳酸根反應(yīng)活性很高，從而快速發(fā)生反應(yīng)。2.自組裝(1)超分子組裝的過(guò)程稱為分子自組裝，是使超分子產(chǎn)生高度有序的過(guò)程。細(xì)胞外部磷脂分子雙分子層細(xì)胞質(zhì)疏水端親水端親水端a.烷基磺酸根離子