化学人教版（2019）选择性必修2 3.4配合物与超分子（共33张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）选择性必修2 3.4配合物与超分子（共33张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 30.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-02-23 11:07:47 | ||
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文档简介
(共33张PPT)
第四节 配合物与超分子
一、配合物
演示【实验3-2】向盛有下表中固体样品的试管中，分别加入足量的水，
观察实验现象并填写下表。
思考与讨论：无水CuSO4是白色的,为什么CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的？
化合物 CuSO4 CuCl2 CuBr2 NaCl K2SO4 KBr
固体颜色 白色 绿色 深褐色 白色 白色 白色
溶液颜色 天蓝色 天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色
实验证明，上述实验中呈蓝色的物质是水合铜离子，可表示为[Cu(H2O)4]2+，叫做四水合铜离子。
在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供孤电子对给予铜离子，铜离子接受水分子的孤电子对形成的，这类“电子对给予-接受”键被称为配位键。
（1）定义：由一个原子单方面提供孤电子对而另一个原子接受孤电子对形成的共价键,即“电子对给予——接受”键被称为配位键。提供空轨道的原子或离子称为中心原子或离子，提供孤电子的原子对应的分子或离子称为配体或配位体。
（2）形成条件
一方提供孤电子对(配体)
一方提供空轨道
1、配位键
如分子有NH3、H2O、HF、CO等；
离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。
如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等过渡金属的原子或离子。
（3）配位键的表示方法(电子对给予体)A→B(电子对接受体)或A—B。例如H3O+
请你写出NH4+的配位键的表示法？
特别提醒：
①配位键是一种特殊的共价键，配位键与共价键性质完全相同.
②配位键同样具有饱和性和方向性,一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的，如Ag＋形成2个配位键；Cu2＋形成4个配位键等。
③H3O+、NH4+中含有配位键。
2、配合物
（1）定义：金属离子或原子（称为中心离子或原子）与某些分子或离子(配体或配位体）以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。
（2）形成条件：中心原子提供空轨道，配位体提供孤电子对
注意：配位化合物一定含有配位键但含有配位键的化合物不一定是配位化合物。例如：CO、NH4+、H3O+、SO42-、P2O5
[Cu（N H 3）4 ] S O 4
内界（配离子）
配合物
外界
配位体
配位数
配位原子
中心原子
（3）组成：
对于配合物，外界在水溶液中易电离，但内界却难电离。
练习1、完成下列空格
配合物 内界 外界 中心原子(离子) 配位体 配位数
[Ag(NH3)2]OH
K4[Fe(CN)6]
Na3[AlF6]
Ni(CO)4
[Co(NH3)5Cl]Cl2
[Ag(NH3)2]＋
OH－
Ag＋
NH3
2
[Fe(CN)6]4－
K＋
Fe2＋
CN－
6
6
[AlF6]3－
Na＋
Al3＋
F－
Ni(CO)4
无
Ni
CO
4
[Co(NH3)5Cl]2＋
Cl－
Co3＋
Cl－ NH3
6
注意：有时配位体数并不一定等于配位数
（单基配位体：配位数等于配体数，
多基配位体不一定。如二乙二胺亚铁离子，配位数为4，配位体数为2）
固态时属于哪种晶体？
离子晶体
配合物结构小结：
1、配合物有些存在外界、有些无外界；
2、中心粒子可以是阳离子，也可以是中性原子；
3、配位体可以是离子或分子，可以有一种或同时存在多种；
4、配位数通常为2、4、6、8这样的偶数。
5、有时配位体数并不一定等于配位数
单基配位体(只有一个配位原子的配位体）：配位数=配体数
多基配位体（有两个或多个配位原子的配位体）则不等。
如二乙二胺亚铁离子，配位数为4，
配位体数为2
特别提醒：（1）中心原子(离子)：提供空轨道的金属离子或原子。
一般是过渡金属，必须有空轨道。
（2）配位体：含有孤电子对的分子或离子
NH3 H2O CO Cl- SCN- CN-
（3）配位原子：配位体中具有孤电子对的原子N O P S，
一般是ⅤA Ⅵ A ⅦA的非金属原子
（4）配位数：直接同中心原子配位的原子数目，一般是2、4、6、8
（5）配离子的电荷：等于中心离子和配体总电荷的代数和，
如：[Fe(SCN)6]3-
（6）对于具有内外界的配合物，内外界之间以离子键结合，在水溶液中内外界之间完全电离，但内界离子较稳定一般不能电离出来。
[Cu(NH3)4]SO4＝[Cu(NH3)4]2＋＋SO42－
练习1、向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不能生成AgCl沉淀的是（ ）
A 、[Co(NH3) 4Cl2] Cl B、Co(NH3) 3Cl3
C、[Co(NH3) 6] Cl3 D、[Co(NH3) 5Cl] Cl2
B
①溶解性的影响
如:AgCl→[Ag(NH3)2]Cl,由不溶于水的沉淀,转变为易溶于水的物质。
②颜色的改变
当简单离子形成配离子时其性质往往有很大变化。颜色变化就是一种常见的现象,我们根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN-在溶液中可生成配位数为1~6的配离子,这些配离子的颜色是红色的。
(7)配合物的形成对性质的影响
③稳定性增强
配合物具有一定的稳定性,配合物中的配位键越强,配合物越稳定。当中心离子相同时,配合物的稳定性与配体的性质有关。例如,血红素中的Fe2+与CO分子形成的配位键比Fe2+与O2分子形成的配位键强,因此血红素中的Fe2+与CO分子结合后,就很难再与O2分子结合,导致血红素失去输送氧气的功能,这是CO使人体中毒的原理。
解析：无水CuSO4固体是白色的，但CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的。
胆矾CuSO4·5H2O可写[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如上：
天蓝色[Cu(H2O)4]2+
实验操作 实验现象 实验原理
向盛有4mL 0.1mol/L CuSO4溶液的试管里滴加几滴1 mol/L 氨水
继续添加氨水并振荡试管
再向试管中加入极性较小的溶剂(如加入8 mL95%乙醇)，并用玻璃棒摩擦试管壁
（4）常见的配合物的制备 演示【实验3-3】
形成难溶物
Cu2+ + 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓+2NH4+
难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液
Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2
析出深蓝色晶体
深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O，（一水硫酸四氨合铜(Ⅱ)）说明该配合物在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度
实验证明，无论在得到的深蓝色透明溶液中，还是在析出的深蓝色的晶体中，深蓝色都是由于存在 [Cu(NH3)4]2+，它是Cu2+的另一种常见配离子，中心离子仍然是Cu2+，而配体是NH3，配位数为4。
[Cu(NH3)4]2＋
（深蓝色）
[Cu(H2O)4]2＋
（蓝色）
稳定性：
Cu
NH3
H3N
H3N
H3N
2+
Cu
OH2
H2O
H2O
H2O
2+
＜
H2O、NH3同为中性分子，但电负性N＜O，N比O更容易给出孤对电子，与Cu2＋形成的配位键更强。
【思考】向硫酸铜溶液中滴加氨水，为什么[Cu(H2O)4]2＋转化为[Cu(NH3)4]2＋呢？
实验操作 向盛有少量0.1 mol/L FeCl3溶液（或任何含Fe3+的溶液）的试管中滴加1滴0.1 mol/L硫氰化钾(KSCN)溶液。
实验现象
实验原理
溶液变为红色
利用硫氰化铁配离子等颜色，可用于鉴别溶液中存在Fe3+；
又由于硫氰化铁配离子的颜色极似血液，常被用于电影特技和魔术
Fe3++nSCN- = [Fe(SCN)n]3-n
n = 1-6，随SCN-的浓度而异
配位数可为1—6
演示【实验3-4】
观看实验视频
实验操作 向盛有少量0.1moI/ L NaCl溶液的试管里滴几滴0.1 mol/L AgNO3溶液,产生难溶于水的白色的AgCl沉淀,再滴入1molL氨水,振荡,观察实验现象。
实验现象
实验原理
AgCl+2NH3=== [Ag(NH3)2]Cl
Ag++Cl-===AgCl↓
先产生白色沉淀,滴加氨水后白色沉淀溶解
演示【实验3-5】
（4)配合物的性质
配合物具有一定的稳定性，配位键越强，配合物越稳定。许多过渡金属元素的离子对多种配体具有很强对结合力，因而，过渡金属配合物远比主族金属配合物多。
叶绿素 血红蛋白 维生素B12
(5)配合物的应用
①在生命体中的应用
叶绿素
血红素
酶
维生素B12
钴配合物
含锌的配合物
含锌酶有80多种
Fe2+的配合物
Mg2+的配合物
顺-二氯二氨合铂又称顺铂
顺-二氨环丁羧酸铂又称卡铂
【信息】顺铂是临床化疗最常用的一种金属治癌药物，但会引起肾中
毒，恶心等副作用。目前，科学家已合成出毒性小，临床效
果与顺铂相似的第二代抗癌药物卡铂。
②在医药中的应用
抗癌药物
③ 配合物与生物固氮
固氮酶
④在生产生活中的应用
王水溶金
电解氧化铝的助熔剂 Na3[AlF6]
热水瓶胆镀银 [Ag(NH3)2]+
H[AuCl4]
练习1、下列不能形成配位键的组合是( )
A．Ag＋、NH3 B．H2O、H＋
C．Co3＋、CO D．Ag＋、H＋
练习2、下列分子或离子中，能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是( )
①H2O ②NH3 ③F－ ④CN－ ⑤CO
A．①② B．①②③
C．①②④ D．①②③④⑤
D
D
练习1、某物质A的实验式为CoCl3·4NH3，1molA中加入足量的AgNO3溶液中能生成1mol白色沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是( )
A．Co3＋只与NH3形成配位键
B．配合物配位数为3
C．该配合物可能是平面正方形结构
D．此配合物可写成[Co(NH3)4Cl2] Cl
D
练习4、周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同， b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：
（1）b、c、d中第一电离能最大的是 （填元素符号），e的价层电子轨道示意图为 。
（2）a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为 ；分子中 既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是 （填化学式，写两种）。
（3）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是 ；酸根呈三角锥结构的酸是 。（填化学式）
（4）e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为 。
（5）这5种元素形成 的一种1:1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构（如图2所示）。该化合物中阴离子为 ，阳离子中存在的化学键类型有 ；该化合物加热时首先失去的组分是 ，判断理由是 。
图2
第四节 配合物与超分子
一、配合物
演示【实验3-2】向盛有下表中固体样品的试管中，分别加入足量的水，
观察实验现象并填写下表。
思考与讨论：无水CuSO4是白色的,为什么CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的？
化合物 CuSO4 CuCl2 CuBr2 NaCl K2SO4 KBr
固体颜色 白色 绿色 深褐色 白色 白色 白色
溶液颜色 天蓝色 天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色
实验证明，上述实验中呈蓝色的物质是水合铜离子，可表示为[Cu(H2O)4]2+，叫做四水合铜离子。
在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供孤电子对给予铜离子，铜离子接受水分子的孤电子对形成的，这类“电子对给予-接受”键被称为配位键。
（1）定义：由一个原子单方面提供孤电子对而另一个原子接受孤电子对形成的共价键,即“电子对给予——接受”键被称为配位键。提供空轨道的原子或离子称为中心原子或离子，提供孤电子的原子对应的分子或离子称为配体或配位体。
（2）形成条件
一方提供孤电子对(配体)
一方提供空轨道
1、配位键
如分子有NH3、H2O、HF、CO等；
离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。
如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等过渡金属的原子或离子。
（3）配位键的表示方法(电子对给予体)A→B(电子对接受体)或A—B。例如H3O+
请你写出NH4+的配位键的表示法？
特别提醒：
①配位键是一种特殊的共价键，配位键与共价键性质完全相同.
②配位键同样具有饱和性和方向性,一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的，如Ag＋形成2个配位键；Cu2＋形成4个配位键等。
③H3O+、NH4+中含有配位键。
2、配合物
（1）定义：金属离子或原子（称为中心离子或原子）与某些分子或离子(配体或配位体）以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。
（2）形成条件：中心原子提供空轨道，配位体提供孤电子对
注意：配位化合物一定含有配位键但含有配位键的化合物不一定是配位化合物。例如：CO、NH4+、H3O+、SO42-、P2O5
[Cu（N H 3）4 ] S O 4
内界（配离子）
配合物
外界
配位体
配位数
配位原子
中心原子
（3）组成：
对于配合物，外界在水溶液中易电离，但内界却难电离。
练习1、完成下列空格
配合物 内界 外界 中心原子(离子) 配位体 配位数
[Ag(NH3)2]OH
K4[Fe(CN)6]
Na3[AlF6]
Ni(CO)4
[Co(NH3)5Cl]Cl2
[Ag(NH3)2]＋
OH－
Ag＋
NH3
2
[Fe(CN)6]4－
K＋
Fe2＋
CN－
6
6
[AlF6]3－
Na＋
Al3＋
F－
Ni(CO)4
无
Ni
CO
4
[Co(NH3)5Cl]2＋
Cl－
Co3＋
Cl－ NH3
6
注意：有时配位体数并不一定等于配位数
（单基配位体：配位数等于配体数，
多基配位体不一定。如二乙二胺亚铁离子，配位数为4，配位体数为2）
固态时属于哪种晶体？
离子晶体
配合物结构小结：
1、配合物有些存在外界、有些无外界；
2、中心粒子可以是阳离子，也可以是中性原子；
3、配位体可以是离子或分子，可以有一种或同时存在多种；
4、配位数通常为2、4、6、8这样的偶数。
5、有时配位体数并不一定等于配位数
单基配位体(只有一个配位原子的配位体）：配位数=配体数
多基配位体（有两个或多个配位原子的配位体）则不等。
如二乙二胺亚铁离子，配位数为4，
配位体数为2
特别提醒：（1）中心原子(离子)：提供空轨道的金属离子或原子。
一般是过渡金属，必须有空轨道。
（2）配位体：含有孤电子对的分子或离子
NH3 H2O CO Cl- SCN- CN-
（3）配位原子：配位体中具有孤电子对的原子N O P S，
一般是ⅤA Ⅵ A ⅦA的非金属原子
（4）配位数：直接同中心原子配位的原子数目，一般是2、4、6、8
（5）配离子的电荷：等于中心离子和配体总电荷的代数和，
如：[Fe(SCN)6]3-
（6）对于具有内外界的配合物，内外界之间以离子键结合，在水溶液中内外界之间完全电离，但内界离子较稳定一般不能电离出来。
[Cu(NH3)4]SO4＝[Cu(NH3)4]2＋＋SO42－
练习1、向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不能生成AgCl沉淀的是（ ）
A 、[Co(NH3) 4Cl2] Cl B、Co(NH3) 3Cl3
C、[Co(NH3) 6] Cl3 D、[Co(NH3) 5Cl] Cl2
B
①溶解性的影响
如:AgCl→[Ag(NH3)2]Cl,由不溶于水的沉淀,转变为易溶于水的物质。
②颜色的改变
当简单离子形成配离子时其性质往往有很大变化。颜色变化就是一种常见的现象,我们根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN-在溶液中可生成配位数为1~6的配离子,这些配离子的颜色是红色的。
(7)配合物的形成对性质的影响
③稳定性增强
配合物具有一定的稳定性,配合物中的配位键越强,配合物越稳定。当中心离子相同时,配合物的稳定性与配体的性质有关。例如,血红素中的Fe2+与CO分子形成的配位键比Fe2+与O2分子形成的配位键强,因此血红素中的Fe2+与CO分子结合后,就很难再与O2分子结合,导致血红素失去输送氧气的功能,这是CO使人体中毒的原理。
解析：无水CuSO4固体是白色的，但CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的。
胆矾CuSO4·5H2O可写[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如上：
天蓝色[Cu(H2O)4]2+
实验操作 实验现象 实验原理
向盛有4mL 0.1mol/L CuSO4溶液的试管里滴加几滴1 mol/L 氨水
继续添加氨水并振荡试管
再向试管中加入极性较小的溶剂(如加入8 mL95%乙醇)，并用玻璃棒摩擦试管壁
（4）常见的配合物的制备 演示【实验3-3】
形成难溶物
Cu2+ + 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓+2NH4+
难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液
Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2
析出深蓝色晶体
深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O，（一水硫酸四氨合铜(Ⅱ)）说明该配合物在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度
实验证明，无论在得到的深蓝色透明溶液中，还是在析出的深蓝色的晶体中，深蓝色都是由于存在 [Cu(NH3)4]2+，它是Cu2+的另一种常见配离子，中心离子仍然是Cu2+，而配体是NH3，配位数为4。
[Cu(NH3)4]2＋
（深蓝色）
[Cu(H2O)4]2＋
（蓝色）
稳定性：
Cu
NH3
H3N
H3N
H3N
2+
Cu
OH2
H2O
H2O
H2O
2+
＜
H2O、NH3同为中性分子，但电负性N＜O，N比O更容易给出孤对电子，与Cu2＋形成的配位键更强。
【思考】向硫酸铜溶液中滴加氨水，为什么[Cu(H2O)4]2＋转化为[Cu(NH3)4]2＋呢？
实验操作 向盛有少量0.1 mol/L FeCl3溶液（或任何含Fe3+的溶液）的试管中滴加1滴0.1 mol/L硫氰化钾(KSCN)溶液。
实验现象
实验原理
溶液变为红色
利用硫氰化铁配离子等颜色，可用于鉴别溶液中存在Fe3+；
又由于硫氰化铁配离子的颜色极似血液，常被用于电影特技和魔术
Fe3++nSCN- = [Fe(SCN)n]3-n
n = 1-6，随SCN-的浓度而异
配位数可为1—6
演示【实验3-4】
观看实验视频
实验操作 向盛有少量0.1moI/ L NaCl溶液的试管里滴几滴0.1 mol/L AgNO3溶液,产生难溶于水的白色的AgCl沉淀,再滴入1molL氨水,振荡,观察实验现象。
实验现象
实验原理
AgCl+2NH3=== [Ag(NH3)2]Cl
Ag++Cl-===AgCl↓
先产生白色沉淀,滴加氨水后白色沉淀溶解
演示【实验3-5】
（4)配合物的性质
配合物具有一定的稳定性，配位键越强，配合物越稳定。许多过渡金属元素的离子对多种配体具有很强对结合力，因而，过渡金属配合物远比主族金属配合物多。
叶绿素 血红蛋白 维生素B12
(5)配合物的应用
①在生命体中的应用
叶绿素
血红素
酶
维生素B12
钴配合物
含锌的配合物
含锌酶有80多种
Fe2+的配合物
Mg2+的配合物
顺-二氯二氨合铂又称顺铂
顺-二氨环丁羧酸铂又称卡铂
【信息】顺铂是临床化疗最常用的一种金属治癌药物，但会引起肾中
毒，恶心等副作用。目前，科学家已合成出毒性小，临床效
果与顺铂相似的第二代抗癌药物卡铂。
②在医药中的应用
抗癌药物
③ 配合物与生物固氮
固氮酶
④在生产生活中的应用
王水溶金
电解氧化铝的助熔剂 Na3[AlF6]
热水瓶胆镀银 [Ag(NH3)2]+
H[AuCl4]
练习1、下列不能形成配位键的组合是( )
A．Ag＋、NH3 B．H2O、H＋
C．Co3＋、CO D．Ag＋、H＋
练习2、下列分子或离子中，能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是( )
①H2O ②NH3 ③F－ ④CN－ ⑤CO
A．①② B．①②③
C．①②④ D．①②③④⑤
D
D
练习1、某物质A的实验式为CoCl3·4NH3，1molA中加入足量的AgNO3溶液中能生成1mol白色沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是( )
A．Co3＋只与NH3形成配位键
B．配合物配位数为3
C．该配合物可能是平面正方形结构
D．此配合物可写成[Co(NH3)4Cl2] Cl
D
练习4、周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同， b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：
（1）b、c、d中第一电离能最大的是 （填元素符号），e的价层电子轨道示意图为 。
（2）a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为 ；分子中 既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是 （填化学式，写两种）。
（3）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是 ；酸根呈三角锥结构的酸是 。（填化学式）
（4）e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为 。
（5）这5种元素形成 的一种1:1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构（如图2所示）。该化合物中阴离子为 ，阳离子中存在的化学键类型有 ；该化合物加热时首先失去的组分是 ，判断理由是 。
图2