2021-2022学年人教版（2019）高中化学选择性必修二 3.4《配合物与超分子》课件（21张ppt）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年人教版（2019）高中化学选择性必修二 3.4《配合物与超分子》课件（21张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-03-24 16:12:46 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
神奇的超分子，借分子间作用力形成复杂的组织结构
氢键是最强的分子间相互作用，很多分子可以通过氢键相互结合，形成具有固定组成的一个分子簇，这就是所谓的超分子。
核酸的双螺旋结构是靠氢键来保持的
超分子
1. 概 念
由两种或两种以上的分子（包括离子）通过分子间相互作用形成的分子聚集体。超分子定义中的分子是广义的，包括离子。
2. 微粒间作用力—非共价键
主要是静电作用、范德华力和氢键等
3. 大小
4. 重要特征及其应用——分子识别：
a. 分离 C60 和 C70
C60
C70
超分子
这个例子反映出来的超分子的特性被称为“分子识别”。
15-冠-5 12-冠-4
C 原子：2×5 = 10 O 原子：5
10 + 5 = 15
超分子
b. 冠醚识别碱金属离子
4. 重要特征及其应用——分子识别：
冠醚环的大小与金属离子匹配，才能识别
4. 重要特征及其应用——分子识别：
超分子
冠醚 冠醚空腔直径/pm 适合的粒子（直径/pm）
12-冠-4 15-冠-5 18-冠-6 21-冠-7 120~150 170~220 260~320 340~430 Li＋（152） Na＋（204） K＋（276） Rb＋（304） Cs＋（334）
例如：冠醚识别钾离子
“杯酚”与冠醚形成的超分子，虽然识别的分子、离子不同，但环状结构异曲同工，且尺寸可控。1987 年，诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰他们在超分子化学理论方面的开创性工作，这是人类在操控分子方面迈出的重要一步。
4. 重要特征及其应用——分子识别：
超分子
4. 重要特征及其应用——超分子组装：
超分子
自组装
超分子组装的过程称为分子自组装（Molecular self-assembly)，自组装过程（Self-organization)是使超分子产生高度有序的过程。
细胞外部
磷脂分子
双分子层
细胞质
疏水端
亲水端
亲水端
配合物理论
超分子
配位键
分离或识别分子或离子
实验探究
配合无结构与性质
小 结
深度思考
1. 冠醚与碱金属离子之间的配位键属于离子键、共价键、氢
键还是分子间作用力？
提示 共价键。
2. 冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里还有什么粒子，
这类晶体是离子晶体、共价晶体还是分子晶体？
提示 阴离子，离子晶体。
1. 下列各种说法中错误的是
A. 形成配位键的条件是一方有空轨道，一方有孤电子对
B. 配位键是一种特殊的共价键
C. 配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子
D. 共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子
√
随堂练习
2. 下列过程与配合物的形成无关的是
A. 除去Fe粉中的SiO2可用强碱溶液
B. 向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失
C. 向Fe3＋溶液中加入KSCN溶液
D. 向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失
√
随堂练习
3. 某物质的结构如图所示：
下列有关该物质的分析中正确的是
A. 该物质分子中不存在σ键
B. 该物质的分子内只存在共价键和配位键两种作用力
C. 该物质是一种配合物，其中Ni为中心原子
D. 该物质的分子中C、N、O均存在孤电子对
√
随堂练习
4. 下列说法错误的是
A. [Ag(NH3)2]＋中Ag＋空的5s轨道和5p轨道以sp杂化成键，空间结构为
直线形
B. 配位数为4的配合单元一定呈正四面体结构，配位数为6的配合单元
一定呈正八面体结构
C. [Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性共价键和配位键
D. [Pt(NH3)6]2＋和[PtCl4]2－中，其中心离子的化合价都是＋2价
√
随堂练习
5. 下列关于配合物的说法不正确的是
A. 许多过渡金属的离子对多种配体具有很强的结合力，因而过渡金
属配合物远比主族金属配合物多
B. 配合物中中心离子与配体间、配离子与酸根离子间都是以配位键
结合
C. 配离子中，中心离子提供空轨道，配体提供孤电子对
D.中心离子所结合配体的个数称为配位数，不同离子的配位数
可能不同
√
随堂练习
6. 铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。
(1) 向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑空间结构，画出[Cu(OH)4]2－
的结构示意图__________________。
随堂练习
(2) 胆矾CuSO4·5H2O可写[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如右：
下列有关胆矾的说法正确的是____(填字母)。
A. 所有氧原子都采取sp3杂化
B. 氧原子存在配位键和氢键两种化学键
C. Cu2＋的价电子排布式为3d84s1
D. 胆矾中的水在不同温度下会分步失去
D
随堂练习
解析 A项，与S相连的氧原子没有杂化；
B项，氢键不是化学键；
C项，Cu2＋的价电子排布式为3d9；
D项，由图可知，胆矾中有1个H2O与其他微粒靠氢键结合，易失去，有4个H2O与Cu2＋以配位键结合，较难失去。
7. 图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2)，分子内存在空腔，能嵌入某种离子或分子并形成4个氢键予以识别。
下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是____(填字母)。
a.CF4 b.CH4 c. d.H2O
c
随堂练习
解析 F、O、N电负性很大，与H元素形成的微粒之间可以形成氢键，正四面体顶点N原子与嵌入空腔的微粒形成4个氢键，该微粒应含有4个H原子，选项中只有 符合。
8. 超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支，还扩展到生命科学和物理学等领域, 由Mo将2个C60分子、2个p-甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示：
(1) Mo处于第五周期第ⅥB族，价电子排布与Cr相似，它的基态价电子排布式是 ；核外未成对电子数是____个。
(2) 该超分子中存在的化学键类型有 。
A. σ键 B. π键 C. 离子键 D. 氢键
(3) 该超分子中配体CO提供孤电子对的原子是 __(填元素符号)，p-甲酸丁酯吡啶配体中C原子的杂化方式有______。
(1)4d55s1 6 (2)AB (3)C sp2和sp3
p-甲酸丁酯吡啶配体
随堂练习
神奇的超分子，借分子间作用力形成复杂的组织结构
氢键是最强的分子间相互作用，很多分子可以通过氢键相互结合，形成具有固定组成的一个分子簇，这就是所谓的超分子。
核酸的双螺旋结构是靠氢键来保持的
超分子
1. 概 念
由两种或两种以上的分子（包括离子）通过分子间相互作用形成的分子聚集体。超分子定义中的分子是广义的，包括离子。
2. 微粒间作用力—非共价键
主要是静电作用、范德华力和氢键等
3. 大小
4. 重要特征及其应用——分子识别：
a. 分离 C60 和 C70
C60
C70
超分子
这个例子反映出来的超分子的特性被称为“分子识别”。
15-冠-5 12-冠-4
C 原子：2×5 = 10 O 原子：5
10 + 5 = 15
超分子
b. 冠醚识别碱金属离子
4. 重要特征及其应用——分子识别：
冠醚环的大小与金属离子匹配，才能识别
4. 重要特征及其应用——分子识别：
超分子
冠醚 冠醚空腔直径/pm 适合的粒子（直径/pm）
12-冠-4 15-冠-5 18-冠-6 21-冠-7 120~150 170~220 260~320 340~430 Li＋（152） Na＋（204） K＋（276） Rb＋（304） Cs＋（334）
例如：冠醚识别钾离子
“杯酚”与冠醚形成的超分子，虽然识别的分子、离子不同，但环状结构异曲同工，且尺寸可控。1987 年，诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰他们在超分子化学理论方面的开创性工作，这是人类在操控分子方面迈出的重要一步。
4. 重要特征及其应用——分子识别：
超分子
4. 重要特征及其应用——超分子组装：
超分子
自组装
超分子组装的过程称为分子自组装（Molecular self-assembly)，自组装过程（Self-organization)是使超分子产生高度有序的过程。
细胞外部
磷脂分子
双分子层
细胞质
疏水端
亲水端
亲水端
配合物理论
超分子
配位键
分离或识别分子或离子
实验探究
配合无结构与性质
小 结
深度思考
1. 冠醚与碱金属离子之间的配位键属于离子键、共价键、氢
键还是分子间作用力？
提示 共价键。
2. 冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里还有什么粒子，
这类晶体是离子晶体、共价晶体还是分子晶体？
提示 阴离子，离子晶体。
1. 下列各种说法中错误的是
A. 形成配位键的条件是一方有空轨道，一方有孤电子对
B. 配位键是一种特殊的共价键
C. 配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子
D. 共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子
√
随堂练习
2. 下列过程与配合物的形成无关的是
A. 除去Fe粉中的SiO2可用强碱溶液
B. 向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失
C. 向Fe3＋溶液中加入KSCN溶液
D. 向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失
√
随堂练习
3. 某物质的结构如图所示：
下列有关该物质的分析中正确的是
A. 该物质分子中不存在σ键
B. 该物质的分子内只存在共价键和配位键两种作用力
C. 该物质是一种配合物，其中Ni为中心原子
D. 该物质的分子中C、N、O均存在孤电子对
√
随堂练习
4. 下列说法错误的是
A. [Ag(NH3)2]＋中Ag＋空的5s轨道和5p轨道以sp杂化成键，空间结构为
直线形
B. 配位数为4的配合单元一定呈正四面体结构，配位数为6的配合单元
一定呈正八面体结构
C. [Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性共价键和配位键
D. [Pt(NH3)6]2＋和[PtCl4]2－中，其中心离子的化合价都是＋2价
√
随堂练习
5. 下列关于配合物的说法不正确的是
A. 许多过渡金属的离子对多种配体具有很强的结合力，因而过渡金
属配合物远比主族金属配合物多
B. 配合物中中心离子与配体间、配离子与酸根离子间都是以配位键
结合
C. 配离子中，中心离子提供空轨道，配体提供孤电子对
D.中心离子所结合配体的个数称为配位数，不同离子的配位数
可能不同
√
随堂练习
6. 铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。
(1) 向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑空间结构，画出[Cu(OH)4]2－
的结构示意图__________________。
随堂练习
(2) 胆矾CuSO4·5H2O可写[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如右：
下列有关胆矾的说法正确的是____(填字母)。
A. 所有氧原子都采取sp3杂化
B. 氧原子存在配位键和氢键两种化学键
C. Cu2＋的价电子排布式为3d84s1
D. 胆矾中的水在不同温度下会分步失去
D
随堂练习
解析 A项，与S相连的氧原子没有杂化；
B项，氢键不是化学键；
C项，Cu2＋的价电子排布式为3d9；
D项，由图可知，胆矾中有1个H2O与其他微粒靠氢键结合，易失去，有4个H2O与Cu2＋以配位键结合，较难失去。
7. 图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2)，分子内存在空腔，能嵌入某种离子或分子并形成4个氢键予以识别。
下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是____(填字母)。
a.CF4 b.CH4 c. d.H2O
c
随堂练习
解析 F、O、N电负性很大，与H元素形成的微粒之间可以形成氢键，正四面体顶点N原子与嵌入空腔的微粒形成4个氢键，该微粒应含有4个H原子，选项中只有 符合。
8. 超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支，还扩展到生命科学和物理学等领域, 由Mo将2个C60分子、2个p-甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示：
(1) Mo处于第五周期第ⅥB族，价电子排布与Cr相似，它的基态价电子排布式是 ；核外未成对电子数是____个。
(2) 该超分子中存在的化学键类型有 。
A. σ键 B. π键 C. 离子键 D. 氢键
(3) 该超分子中配体CO提供孤电子对的原子是 __(填元素符号)，p-甲酸丁酯吡啶配体中C原子的杂化方式有______。
(1)4d55s1 6 (2)AB (3)C sp2和sp3
p-甲酸丁酯吡啶配体
随堂练习