【高中化學】配合物與超分子課件 2022-2023學年下學期高二化學人教版（2019）選擇性必修2

配合物與超分子課程標準要求

1.知道配位鍵的特點，認識簡單的配位化合物的成鍵特征。2.了解配位化合物的存在與應(yīng)用，如配位化合物在醫(yī)藥科學，催化反應(yīng)和材料化學等領(lǐng)域的應(yīng)用。3.能舉例說明物質(zhì)在超分子等不同尺度上的結(jié)構(gòu)特點對物質(zhì)性質(zhì)的影響。一、配合物1.探究離子在溶液中的顏色實驗操作將下列少量固體溶于足量的水，觀察溶液的顏色固體①CuSO4②CuCl2·2H2O③CuBr2

④NaCl

⑤K2SO4

⑥KBr

白色

綠色

深褐色

白色

白色

白色哪些溶液呈天藍色____色

_____色

_____色

____色

____色

____色實驗說明什么離子呈天藍色，什么離子沒有顏色水溶液中的Cu2＋主要以四水合銅離子[Cu(H2O)4]2＋存在，呈天藍色，Cl－、SO、Br－、K＋、Na＋在水溶液中均為____色天藍天藍天藍無無無無2.配位鍵(1)含義：成鍵原子或離子一方提供空軌道，另一方提供__________，這類“電子對給予——接收”鍵稱為配位鍵。(2)實例：在四水合銅離子（[Cu(H2O)4]2+）中，Cu2＋與水分子間的化學鍵是由水分子提供__________給予銅離子，銅離子______水分子提供的孤電子對形成的。孤電子對孤電子對接受3.配位化合物(1)概念：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(稱為配體或配位體)以________結(jié)合形成的化合物，稱為配位化合物，簡稱________。配位鍵配合物(2)常見配合物的形成實驗①實驗藍色沉淀溶解深藍色晶體紅色白色沉淀溶解AgCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]Cl②上述實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要是依次形成了配合物或配離子：[Cu(NH3)4]2＋、Fe(SCN)3、[Ag(NH3)2]＋，如在配離子[Cu(NH3)4]2＋中，NH3中氮原子的__________進入Cu2＋的________，Cu2＋與NH3中氮原子通過共用氮原子提供的孤電子對形成________，配離子[Cu(NH3)4]2＋可表示為

。

孤電子對空軌道配位鍵自測1.判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。 (1)形成配位鍵的條件是一方有空軌道一方有孤電子對(

) (2)提供孤電子對的微粒只能是分子不能是離子(

) (3)配合物[Cu(NH3)4]SO4中NH3是配體配位數(shù)是4(

) (4)配合物[CO(NH3)5Cl]Cl2中Cl－均可與AgNO3反應(yīng)生AgCl沉淀(

)√×√×二、超分子1.概念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。2.重要特征__________和自組裝。

分子識別3.應(yīng)用(1)分離C60和C70分離過程：將C60和C70的混合物加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”中，得到超分子“杯酚”C60和C70；加入甲苯溶劑，甲苯將________溶解，經(jīng)過濾后分離出________；再向不溶物中加入氯仿，氯仿溶解__________而將不溶解的C60釋放出來并沉淀。從而將C60和C70分離開來。圖示如下：C70C70“杯酚”(2)冠醚識別堿金屬離子冠醚分子中有大小不同的______適配不同大小的堿金屬離子，而形成冠醚—堿金屬離子超分子。如18－冠－6識別______?？昭↘＋自測

2.判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。 (1)分子形成超分子的作用力可能是分子間作用力(

) (2)超分子具有分子識別的特性(

) (3)超分子都是無限伸展的(

) (4)冠醚是一種超分子，可以識別堿金屬離子(

)√√×√一、配位鍵總結(jié)膽礬CuSO4·5H2O可寫成[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其結(jié)構(gòu)如圖所示：1.由膽礬的結(jié)構(gòu)判斷晶體中含有的化學鍵有哪些？提示：膽礬中存在的化學鍵有配位鍵，共價鍵和離子鍵。2.NH3和BF3可以通過配位鍵形成H3N·BF3，試分析提供孤電子對，空軌道的分別是哪種原子，并寫出H3N·BF3的結(jié)構(gòu)式。

1.配位鍵的形成條件(1)成鍵原子一方能提供孤電子對。提供孤電子對的，如分子有NH3、H2O、HF、CO等；離子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。(2)成鍵原子另一方能提供空軌道。如H＋、Al3＋、B及過渡金屬的原子或離子。(3)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。2.配位鍵的表示方法3.配位健的穩(wěn)定性(1)電子對給予體形成配位鍵的能力：NH3>H2O。(2)接受體形成配位鍵的能力：H＋>過渡金屬>主族金屬。(3)配位鍵越強，形成的物質(zhì)越穩(wěn)定。如Cu2＋←OH－<Cu2＋←NH3<H＋←NH3。4.配位鍵與共價鍵的比較比較共價鍵類型非極性鍵極性鍵配位鍵本質(zhì)相鄰原子間的共用電子對(原子軌道重疊)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1.下列組合不能形成配位鍵的是(

)A.Ag＋

NH3 B.H2O

H＋C.Co3＋

H2O D.Ag＋

H＋D2.下列微粒中不含配位鍵的是(

)B3.下列各種說法中錯誤的是(

)A.配位鍵是一種特殊的共價鍵B.NH4NO3、CuSO4·5H2O都含有配位鍵C.共價鍵的形成條件是成鍵原子必須有未成對電子D.形成配位鍵的條件是一方有空軌道，另一方有孤電子對C二、配合物的組成與性質(zhì)1.配合物的組成配合物[Cu(NH3)4]SO4的組成如圖表示：(1)中心原子或離子：能提供空軌道接受孤電子對的原子或金屬陽離子。配合物的中心離子一般是帶正電荷的陽離子，最常見的中心原子或離子是過渡金屬的原子或離子。如Cu2＋、Zn2＋、Fe等。(2)配體：含有孤電子對的原子、分子或陰離子。①陰離子：如X－(鹵素離子)、OH－、SCN－、CN－、RCOO－等。②分子：如H2O、NH3、CO等。③原子：常為ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的原子。2.配合物的形成對性質(zhì)的影響(1)對溶解性的影響一些難溶于水的金屬氫氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含過量的OH－、Cl－、Br－、I－、CN－的溶液中，形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。(2)顏色的改變當簡單離子形成配離子時，其性質(zhì)往往有很大差異。顏色發(fā)生變化就是一種常見的現(xiàn)象，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－形成硫氰化鐵配離子，其溶液顯紅色。(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。當作為中心離子的金屬離子相同時，配合物的穩(wěn)定性與配體的性質(zhì)有關(guān)。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(jié)合后，就很難再與O2分子結(jié)合，血紅素失去輸送氧氣的功能，從而導(dǎo)致人體CO中毒。(1)配合物Fe(CO)6中配體是CO，C和O原子都有孤電子對，但能與Fe形成配位鍵的是C原子而不是氧原子，原因是C的電負性小，更易形成配位鍵。(2)配合物在水溶液中電離成內(nèi)界和外界兩部分，如[Co(NH3)5Cl]Cl2===[Co(NH3)5Cl]2＋＋2Cl－，而內(nèi)界微粒很難電離(電離程度很小)，因此，配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2內(nèi)界中的Cl－不能被Ag＋沉淀，只有外界中的Cl－才能與硝酸銀溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀；即1mol[Co(NH3)5Cl]Cl2最多能與2molAg＋結(jié)合生成AgCl沉淀。4.下列關(guān)于配合物[Zn(NH3)4]Cl2的說法正確的是(

)A.配位數(shù)為6 B.配體為NH3和Cl－C.[Zn(NH3)4]2＋為內(nèi)界

D.Zn2＋和NH3以離子鍵結(jié)合

C5.配合物的數(shù)量巨大，組成和結(jié)構(gòu)形形色色，豐富多彩。配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心離子、配體和配位數(shù)分別為(

)A.Cu2＋、NH3、4 B.Cu＋、NH3、4C.Cu2＋、OH－、2 D.Cu2＋、NH3、2A6.用過量的AgNO3溶液處理含0.01mol氯化鉻(CrCl3·6H2O)的水溶液，生成0.02mol的AgCl沉淀，此氯化鉻最可能是(

)A.[Cr(H2O)6]Cl3B.[CrCl(H2O)5]Cl2·H2OC.[CrCl2(H2O)4]Cl·2H2OD.[CrCl3(H2O)3]·3H2OB配合物中σ鍵(或配位鍵)數(shù)目的判斷方法含有多個配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物。一種Cd2＋配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示，1mol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有

mol。6[方法技巧]

判斷配合物中σ鍵數(shù)目的方法(以[Cu(NH3)4]2＋為例)1.Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4，1molNi(CO)4中含有

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