3.4 配合物与超分子 第1课时(共31张PPT)

(共31张PPT)
第四节 配合物与超分子
第三章 晶体结构与性质
第1课时 配合物
学习目标
1、能从微观角度理解配位键的形成条件和表示方法，能判断常见的配合物。
2、认识配位键与共价键、离子键的异同，能运用配位键解释某些沉淀溶解、颜色变化等实验现象。
情境导入
无水CuSO4固体是白色的，但CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的，为什么呢？
CuSO4 CuSO4·5H2O
实验3 2：探究离子在溶液中的颜色
下表中的少量固体溶于足量的水，观察实验现象并填写表格
①CuSO4白色
②CuCl2
绿色
③CuBr2
深褐色
④NaCl
白色
⑤K2SO4
白色
⑥KBr
白色
无色离子
什么离子呈天蓝色
固体
溶液颜色
【实验探究】
实验3 2：探究离子在溶液中的颜色
下表中的少量固体溶于足量的水，观察实验现象并填写表格
①CuSO4白色
②CuCl2
绿色
③CuBr2
深褐色
④NaCl
白色
⑤K2SO4
白色
⑥KBr
白色
无色离子
什么离子呈天蓝色
固体
溶液颜色
天蓝色 天蓝色 天蓝色
无色 无色 无色
Na＋、K＋、 Cl 、 SO42 、Br 在溶液中均无色
Cu2+ ？
[Cu(H2O)4]2＋
四水合铜离子
Cu2＋与H2O间是如何结合形成[Cu(H2O)4]2＋呢？
观察
【实验探究】
依据反应 NH3 ＋ H＋ ＝ NH4＋，讨论NH3是如何与H＋形成NH4＋的？
思考讨论
配位键
NH3：提供孤电子对；H＋：提供空轨道
类比NH4＋的形成，推测Cu2＋与H2O间是怎样形成[Cu(H2O)4]2＋的？
思考讨论
NH3
H＋
＋
NH4＋
H2O
Cu2＋
＋
[Cu(H2O)4]2＋
提供孤电子对
提供空轨道
配位键
一、配位键
成键原子或离子一方提供空轨道，另一方提供孤电子对而形成的，这类“电子对给予-接受”键被称为配位键。
1.概念：
2.形成条件：
①成键原子一方能提供孤电子对。如分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。
②成键原子另一方能提供空轨道。如H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子。
3.特点：
配位键是一种特殊的共价键，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。
4.表示方法:
(电子对给予体)A—B(电子对接受体)。
学以致用
无水CuSO4固体是白色的，但CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的，为什么呢？
天蓝色[Cu(H2O)4]2＋
注：胆矾 (CuSO4·5H2 O) 可写 [Cu(H2O)4]SO4·H2O
【实验 3-3】—硫酸铜与氨水的反应
实验步骤 实验现象 结论及解释
少量
氨水
产生蓝色
难溶物
Cu2＋+2NH3·H2O
＝Cu(OH)2↓+2NH4＋
继续加
氨水
难溶物溶解
得到深蓝色透明溶液
Cu(OH)2+ 4NH3
＝[Cu(NH3)4]2＋+2OH
【实验 3-3】—硫酸铜与氨水的反应
实验步骤 实验现象 结论及解释
加95%
乙醇
析出深蓝
色的晶体
溶剂极性：乙醇 < 水
[Cu(NH3)4]SO4·H2O
在乙醇中的溶解度小
思考：加入乙醇后，晶体未能立刻析出，用玻璃棒摩擦试管壁，晶体便迅速析出，你知道原理是什么吗？
通过摩擦，可在试管内壁产生微小的玻璃微晶来充当晶核，容易诱导结晶，这与加入晶种来加速结晶的原理是一样的。
【实验 3-3】—硫酸铜与氨水的反应
配位键的强度有大有小，有的配合物较稳定，有的配合物较不稳定。通常情况，较稳定的配合物可以转化为稳定性更强的配合物
【思 考】1.上述实验完成了四水合铜离子向四氨合铜离子的转化，Cu2+与NH3形成的配位键和Cu2+与H2O形成的配位键哪个稳定？
提示：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】2.如何从电负性角度解释，Cu2+与NH3形成的配位键比Cu2+与H2O形成的配位键稳定。
二、配合物
1.概念：
通常由金属离子或原子（称为中心离子或原子）与某些分子或离子（称为配位体或配体）以配位键结合形成的化合物，简称配合物
如：[Ag(NH3)2]OH、[Cu(NH3)4] SO4
2.组成：
[Cu(NH3)4]SO4
= [Cu(NH3)4]2＋ + SO42-
配合物溶于水易电离为内界配离子和外界离子，内界配离子一般很稳定，不易电离。有些配合物不存在外界
配合物 内界 外界 中心粒子 配体 配位数
[Ag(NH3)2]OH 氢氧化二氨合银
K3[Fe(CN)6] 六氰合铁酸钾
[Co(NH3)5Cl]Cl2
Ni(CO)4 四羰基镍
课堂练习1:请根据给出的配合物完成下表
[Ag(NH3)2]＋
OH-
Ag+
NH3
2
[Fe(CN)6]3－
K＋
Fe3＋
CN－
6
[Co(NH3)5Cl]2＋
Cl－
Co3＋
NH3、Cl
6
Ni(CO)4
无
Ni
CO
4
特别提醒：
1. 有些配合物没有外界；如 Ni(CO)4 、Fe(CO)5
2. 中心粒子可以是金属阳离子，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
KSCN 溶液
溶液变为红色
利用硫氰化铁配离子的颜色，可鉴定溶液中存在Fe3＋；又由于该离子的颜色极似血液，常被用于电影特技和魔术表演。
实验3 4：
原理：Fe3＋＋n SCN → [Fe(SCN)n]3 n
(n＝1~ 6，随c(SCN )大小而异)
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl－(aq)
+
2NH3
[Ag(NH3)2]+
=
少量
AgNO3 溶液
氨水
出现白色沉淀
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
沉淀溶解，溶液呈无色
AgCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－
实验3 5：
3.配合物的形成对性质的影响
①对溶解性的影响：一些难溶于水的金属氢氧化物、卤化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH-、Cl-、Br-、I-、CN-的溶液中，形成可溶性的配合物。
②颜色改变：某些简单离子形成配离子时，颜色会发生变化，据此可以判断是否有配离子生成。如Fe3＋与SCN－形成硫氰化铁配离子，其溶液显红色。
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。
电解氧化铝的助熔剂
Na3[AlF6]
热水瓶胆镀银（银镜反应）
[Ag(NH3)2]OH
(1)在生产、生活中的应用
4. 配合物的应用
叶绿素
(2)生命体中的应用
血红蛋白
维生素B12
(3)在医药中的应用
第二代铂类抗癌药（碳铂）
配合物的其它应用
A、KSCN的应用
检验Fe3+的存在；溶液常被用于电影特技和魔术表演。
B、[Ag(NH3)2]OH（银氨溶液）
可用于检验醛基（-CHO）的存在
C、判断离子共存
由于配位离子很难电离，所以形成配位键的两离子一般不能大量共存。 如Fe3+和SCN-不能大量共存
课堂练习2:下列不属于配位化合物的是（ ）
六氟合铝(Ⅲ)酸钠：
氢氧化二氨合银(Ⅰ)：
C．六氟合铁(Ⅲ)酸钾：
D．十二水硫酸铝钾：
E. 六氰合铁(Ⅱ)酸钾: K4[Fe(CN)6]
F. 光卤石：KCl·MgCl ·6H2O
DF
课堂练习3: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＋
课堂练习4: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
课堂练习5: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
C
课堂练习6:0.01mol氯化铬CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量的硝酸银溶液处理，产生0.02molAgCl沉淀。此氯化铬最可能是（ ）
A．[Cr(H2O)6]Cl3
B．[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O
C．[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O
D．[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O
B
课堂练习7:回答下列问题：
(1)配合物[Ag(NH3)2]OH的中心离子是____，配位原子是___，配位数是___，它的电离方程式是________________________________。
(2)向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液，再加入氨水，观察到的现象是___________________________________________。
先产生白色沉淀，加入氨水后，白色沉淀溶解
Ag＋　
N　
2　
[Ag(NH3)2]OH===[Ag(NH3)2]＋＋OH－
(3)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为________。
(4)关于配合物[Zn(NH3)4]Cl2的说法正确的是________。
A．配位数为6 B．配体为NH3和Cl－
C．[Zn(NH3)4]2＋为内界 D．Zn2＋和NH3以离子键结合
16NA　
C