第15講配合物與超分子 （學(xué)生版）

第1第15講配合物與超分子考點(diǎn)考點(diǎn)導(dǎo)航知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)一：一、配合物1．配位鍵(1)概念：成鍵原子一方提供孤電子對，另一方提供空軌道形成的共價(jià)鍵。微點(diǎn)撥配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵。配位鍵中的共用電子對是由成鍵單方提供的，而其他的共價(jià)鍵的共用電子對是由成鍵雙方提供配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵。配位鍵中的共用電子對是由成鍵單方提供的，而其他的共價(jià)鍵的共用電子對是由成鍵雙方提供的。(2)配位鍵的形成條件①成鍵原子一方能提供。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。如H＋、Al3＋、B及過渡金屬的原子或離子。(3)配位鍵同樣具有和。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(gè)配位鍵；Cu2＋形成4個(gè)配位鍵等。2．配位化合物(1)配合物的概念：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，簡稱配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、NH4Cl等均為配合物。(2)配合物的形成實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有關(guān)離子方程式滴加氨水后，試管中首先出現(xiàn)，氨水過量后沉淀逐漸，滴加乙醇后析出色晶體[Cu(NH3)4]SO4·H2O、溶液白色的AgCl沉淀消失，得到澄清的無色溶液上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要是配離子的形成。以配離子[Cu(NH3)4]2＋為例，NH3分子中氮原子的進(jìn)入Cu2＋的，Cu2＋與NH3分子中的氮原子通過形成配位鍵。配離子[Cu(NH3)4]2＋可表示為。(3)配合物的組成配合物[Cu(NH3)4]SO4其組成如下圖所示：①中心原子是的原子。中心原子一般都是帶正電荷的陽離子(此時(shí)又叫中心離子)，過渡金屬離子最常見的有Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。②配體是的陰離子或分子，如Cl－、NH3、H2O等。配體中的原子叫做配位原子。配位原子必須是含有孤電子對的原子，如NH3中的N原子，H2O中的O原子等。③配位數(shù)是直接與中心原子形成的的數(shù)目。如[Fe(CN)6]4－中配位數(shù)為?！炯磳W(xué)即練1】1．下列關(guān)于配合物的說法中正確的是A．化學(xué)式[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物中配體是Cl－和H2O，配位數(shù)是9B．含有配位鍵的物質(zhì)一定是配位化合物C．配合物[Ag(NH3)2]Cl中存在離子鍵、配位鍵、極性鍵和非極性鍵D．向硫酸銅溶液中滴加過量的氨水，溶液呈深藍(lán)色是因?yàn)榇嬖赱Cu(NH3)4]2+配離子2．下列說法正確的是A．配合物配位數(shù)為6B．配合物中，配位體為和，為內(nèi)界C．配合物中和以離子鍵結(jié)合D．在和中都存在配位鍵EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT43．下列分子或離子中不能作為配合物的配體的是A． B． C．H2O D．NOEMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT44．配合物可用于離子檢驗(yàn)，下列說法不正確的是A．此配合物中存在離子鍵、配位鍵、極性鍵B．配離子為，中心離子為，配位原子為NC．1mol配合物中含有12molσ鍵D．該配合物為離子化合物，易電離，1mol配合物電離得到陰陽離子共4molEMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4知識(shí)點(diǎn)二：二、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。微點(diǎn)撥超分子定義中的分子是廣義的，包括離子。超分子定義中的分子是廣義的，包括離子。2．超分子的實(shí)例(1)分離C60和C70(2)冠醚識(shí)別堿金屬離子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。(3)超分子兩個(gè)的重要特征——、?！炯磳W(xué)即練2】1．下列關(guān)于超分子的敘述中正確的是A．超分子就是高分子 B．超分子都是無限伸展的C．形成超分子的微粒都是分子 D．超分子具有分子識(shí)別和自組裝的特征2．某超分子的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法不正確的是A．此超分子中含有酰胺基B．的分子式為C14H10，其一氯代物有3種C．此超分子屬于高分子D．此超分子完全燃燒后會(huì)生成CO2，干冰晶胞中CO2的配位數(shù)為12EMBEDEquation.DSMT4易錯(cuò)精析易錯(cuò)精析1．水分子在特定條件下容易得到一個(gè)H＋，形成水合氫離子(H3O＋)。下列對上述過程的描述不合理的有哪些？①氧原子的雜化類型發(fā)生了改變②粒子的形狀發(fā)生了改變③粒子的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變④粒子中的鍵角發(fā)生了改變【細(xì)剖精析】2．將白色的無水CuSO4溶解于水中，溶液呈藍(lán)色，是因?yàn)樯闪艘环N呈藍(lán)色的配位數(shù)是4的配離子。請寫出生成此配離子的離子方程式?！炯?xì)剖精析】3．氣態(tài)氯化鋁(Al2Cl6)是具有配位鍵的化合物，分子中原子間成鍵關(guān)系為。請將圖中你認(rèn)為是配位鍵的斜線加上箭頭。4.在四水合銅離子中，銅離子與水分子之間的化學(xué)鍵是如何形成的？該化學(xué)鍵如何表示？【細(xì)剖精析】能力拓展能力拓展1．配位鍵與共價(jià)鍵的關(guān)系(1)形成過程不同：配位鍵實(shí)質(zhì)上是一種特殊的共價(jià)鍵，在配位鍵中一方提供孤電子對，另一方提供具有能夠接受孤電子對的空軌道。普通共價(jià)鍵的共用電子對是由成鍵原子雙方共同提供的。(2)配位鍵與普通共價(jià)鍵的實(shí)質(zhì)相同。它們都被成鍵原子雙方共用，如在NHeq\o\al(＋,4)中有三個(gè)普通共價(jià)鍵、一個(gè)配位鍵，但四者是完全相同的。(3)同普通共價(jià)鍵一樣，配位鍵可以存在于分子中[如Ni(CO)4]，也可以存在于離子中(如NHeq\o\al(＋,4))。2．配合物的形成對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)溶解性的影響：一些難溶于水的金屬氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以依次溶于含過量Cl－、Br－、I－、CN－和氨的溶液中，形成可溶性的配合物。(2)顏色的改變：當(dāng)簡單離子形成配離子時(shí)，顏色常發(fā)生變化，根據(jù)顏色的變化可以判斷是否有配離子生成。如Fe3＋與SCN－在溶液中可生成配位數(shù)為1～6的配離子，這種配離子的顏色是血紅色的，反應(yīng)的離子方程式如下：Fe3＋＋nSCN－=[Fe(SCN)n]3－n(n＝1～6)。(3)穩(wěn)定性增強(qiáng)：配合物具有一定的穩(wěn)定性，配合物中的配位鍵越強(qiáng)，配合物越穩(wěn)定。當(dāng)作為中心原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)。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(qiáng)，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，使血紅蛋白失去輸送O2的功能，從而導(dǎo)致人體CO中毒。3．配合物內(nèi)界中共價(jià)鍵數(shù)目的判斷若配體為單核離子如Cl－等，可以不予計(jì)入，若為分子，需要用配體分子內(nèi)的共價(jià)鍵數(shù)乘以該配體的個(gè)數(shù)，此外，還要加上中心原子與配體形成的配位鍵，這也是σ鍵。例如：配合物[Co(NH3)4Cl2]Cl的共價(jià)鍵數(shù)為3×4＋4＋2＝18。配位鍵存在于一定的化合物中，形成配位鍵的兩個(gè)不同原子所扮演的角色不同，一個(gè)原子提供孤電子對，另外一個(gè)原子提供空軌道，這對孤電子對維系著兩個(gè)原子，從而形成了兩個(gè)原子間的配位鍵。所以形成配位鍵的條件是存在能夠提供孤電子對的原子或離子，另外還要具有能夠接受電子對的空軌道的原子或離子。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1．下列各種說法中錯(cuò)誤的是A．形成配位鍵的條件是一方有空軌道，一方有孤電子對B．共價(jià)鍵的形成條件是成鍵原子必須有未成對電子C．配位化合物中的配體可以是分子也可以是陰離子D．配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵2．下列物質(zhì)中都存在離子鍵、極性鍵和配位鍵的是A．過氧化鈉、硫酸四氨合銅、氫化鈉 B．硝酸銨、氫氧化二氨合銀、硫酸銨C．硫酸、氮化鈣、氫氧化鋇 D．氯化銨、氫氧化鈉、雙氧水3．下列有關(guān)配合物的說法正確的是A．該配合物的配體只有水分子B．該配合物中提供空軌道C．該配合物與足量溶液反應(yīng)可生成沉淀D．中心離子的配位數(shù)為54．+3價(jià)Co的八面體配合物CoClm·nNH3，中心原子的配位數(shù)為6，若1mol配合物與AgNO3作用生成1molAgCl沉淀，則m和n的值是A．m=1、n=5 B．m=3、n=3 C．m=3、n=4 D．m=3、n=55．Fe在自然界中分布廣泛，F(xiàn)e3+可與H2O、F-、SCN-等配體形成配位數(shù)為6的配離子。下列說法錯(cuò)誤的是A．Fe3+與H2O形成配離子時(shí)O提供孤對電子B．Fe3+的核外有23種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子C．Fe3+與SCN-形成的配離子為[Fe(SCN)6]3+D．Fe3+與SCN-形成的配合離子穩(wěn)定性強(qiáng)于與H2O形成的配合離子6．對物質(zhì)的研究可改善我們的生活。下列描述錯(cuò)誤的是A．納米晶體會(huì)有不同于大塊晶體的特性，主要原因是晶體的表面積增大B．用X射線衍射攝取石英玻璃和水晶的粉末得到的圖譜是相同的C．超分子具有分子識(shí)別與自組裝的特征D．等離子體和離子液體都具有良好的導(dǎo)電性7．下列關(guān)于超分子和配合物的敘述不正確的是A．細(xì)胞和細(xì)胞器的雙分子膜具有自組裝性質(zhì)B．利用超分子的分子識(shí)別特征，可以分離C60和C70C．配位化合物中配位鍵強(qiáng)度都很大，因而配合物都很穩(wěn)定D．配離子[Fe(CN)5(NO)]2-的中心離子為Fe3+，配位數(shù)為6，配位原子為C和N8．某超分子的結(jié)構(gòu)如圖所示，下列有關(guān)超分子的描述不正確的是A．超分子就是高分子B．超分子的特征是分子識(shí)別和分子自組裝C．圖示中的超分子是兩個(gè)不同的分子通過氫鍵形成的分子聚集體D．圖示中的超分子中的N原子采取sp2、sp3兩種雜化方式9．利用超分子可分離和。將、混合物加入一種空腔大小適配的杯酚中進(jìn)行分離的流程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．該流程體現(xiàn)了超分子具有“分子識(shí)別”的特征B．杯酚分子中存在大鍵C．杯酚與形成氫鍵D．與金剛石晶體類型不同EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT