【公開課】配合物與超分子++課件++++2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

配合物與超分子PEIHEWUYUCHAOFENZI晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)目錄配合物超分子當(dāng)堂小結(jié)對(duì)點(diǎn)練習(xí)CONTENTS新知導(dǎo)入CuSO4

CuSO4

是白色的，CuSO4·5H2O晶體卻是藍(lán)色的，這是為什么呢？CuSO4·5H2O配合物配合物配合物固體CuSO4

CuCl2

·2H2O

CuBr2

NaCl

K2SO4KBr

固體顏色白色綠色深褐色白色白色白色

溶液顏色天藍(lán)色天藍(lán)色天藍(lán)色無(wú)色無(wú)色無(wú)色

Na+Cl－K+Br－無(wú)色離子：天藍(lán)色：?配合物[Cu(H2O)4]2＋H3O＋配合物空軌道接受孤電子對(duì)

提供孤電子對(duì)電子對(duì)給予體電子對(duì)接受體Cu2+H2OCuOH2H2OH2O2+OH2配位鍵1.配位鍵定義：提供孤電子對(duì)的原子與接受孤電子對(duì)的原子之間形成的共價(jià)鍵2.形成條件：3.表示形式：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。(1)成鍵原子一方能提供孤電子對(duì)。如H＋、Al3＋、B及過(guò)渡金屬的原子或離子A→BA為提供孤電子對(duì)的原子，B為接受孤電子對(duì)的原子配合物H+H+四個(gè)N－H鍵性質(zhì)完全相同NHHHH[]+4.特點(diǎn)：c.配位鍵同樣具有飽和性和方向性如Ag＋形成2個(gè)配位鍵；Cu2＋形成4個(gè)配位鍵等a.配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵b.配位鍵的鍵參數(shù)與一般共價(jià)鍵的鍵參數(shù)相同一般來(lái)說(shuō)，多數(shù)過(guò)渡金屬的原子或離子形成配位鍵的數(shù)目是基本不變的配合物配合物1.定義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（稱為配體或配合物）以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物，簡(jiǎn)稱配合物2.形成條件中心原子提供空軌道，配位體提供孤電子對(duì)配合物配合物3.配合物的構(gòu)成一般由內(nèi)界和外界構(gòu)成，內(nèi)界由中心離子(或原子)、配位體構(gòu)成[Cu（NH3）4]

SO4配離子（內(nèi)界）配合物離子（外界）配位體配位數(shù)配位原子中心離子配合物[Cu(NH3)4]

SO4(1)中心原子（離子）(3)配位數(shù)過(guò)渡元素陽(yáng)離子或原子，如Fe3＋、Ag＋、Ni少數(shù)主族元素陽(yáng)離子，如Al3＋(2)配位體：提供孤電子對(duì)的分子或離子直接與中心原子相連的配位原子個(gè)數(shù)(4)配位原子：配位體中提供孤電子對(duì)的原子一般為2、4、6、8，最常見為4、6常見的配位原子有X、O、S、N、P等如：X－、OH－、CN－、SCN－、H2O、NH3、CO能夠提供空軌道接受孤電子對(duì)的金屬原子或離子配合物4.配合物的命名(1)配離子念法：配位數(shù)→配體名稱→合→中心原子（離子）名稱(2)配合物→類似于鹽（酸、堿）的念法六氰合鐵酸鉀氫氧化二氨合銀三氯一氨合鉑酸鉀硫酸四氨合銅[Cu(NH3)4]

SO4K3[Fe(CN)6][Ag(NH3)2]OHK[Pt(NH3)Cl3]對(duì)點(diǎn)練習(xí)配合物內(nèi)界外界中心原子(離子)配位體配位數(shù)[Ag(NH3)2]OHK4[Fe(CN)6]Na3[AlF6]Ni(CO)4[Co(NH3)5Cl]Cl2[Ag(NH3)2]＋OH－Ag＋NH32[Fe(CN)6]4－K＋Fe2＋CN－66[AlF6]3－Na＋Al3＋F－Ni(CO)4無(wú)NiCO4[Co(NH3)5Cl]2＋Cl－Co3＋Cl－NH365.配合物的制備配合物配合物CuSO4＋2NH3.H2O＝Cu(OH)2↓＋(NH4)2SO4

Cu(OH)2＋(NH4)2SO4＋2NH3·H2O＝[Cu(NH3)4]SO4＋4H2O藍(lán)色沉淀深藍(lán)色再加入乙醇后，析出深藍(lán)色晶體5.配合物的制備問(wèn)題探究推測(cè)[Cu(NH3)4]SO4溶液中存在哪些粒子并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證

配合物的內(nèi)外界之間以離子鍵結(jié)合，在水溶液中內(nèi)外界之間完全電離方法技巧配合物若配體為單核離子如Cl－等，可以不予計(jì)入。配合物配離子中共價(jià)鍵數(shù)目的判斷配合物[Co(NH3)4Cl2]Cl的共價(jià)鍵數(shù)為：3×4＋4＋2＝18。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。問(wèn)題探究穩(wěn)定性：CuNH3

H3NH3NH3N2+CuOH2

H2OH2O

H2O2+＜H2O、NH3同為中性分子，但電負(fù)性N＜O，N比O更容易給出孤對(duì)電子，與Cu2＋形成的配位鍵更強(qiáng)向硫酸銅溶液中滴加氨水，為什么[Cu(H2O)4]2＋轉(zhuǎn)化為[Cu(NH3)4]2＋呢？配合物鐵離子與硫氫根離子的反應(yīng)5.配合物的制備配合物

檢驗(yàn)或鑒定溶液中存在Fe3+、用于電影特技和魔術(shù)表演Fe3++nSCN－

[Fe(SCN)n]3－n

(n=1～6，隨c(SCN－)大小而異)5.配合物的制備配合物5.配合物的制備配合物AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]＋+Cl－+2H2O5.配合物的制備問(wèn)題探究NH3和BF3可以通過(guò)配位鍵形成NH3·BF3，試分析提供孤電子對(duì)、空軌道的分別是哪種原子？你能寫出NH3·BF3的結(jié)構(gòu)式嗎？配合物(1)溶解性的影響6.配合物的形成對(duì)性質(zhì)的影響(2)顏色的改變AgCl→[Ag(NH3)2]Cl，由不溶于水的沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹苡谒奈镔|(zhì)Fe3+與SCN-在溶液中可生成配位數(shù)為1~6的紅色的配離子配合物(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)中心離子相同時(shí)，配合物的穩(wěn)定性與配體的性質(zhì)有關(guān)。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，導(dǎo)致血紅素失去輸送氧氣的功能，這是CO使人體中毒的原理。6.配合物的形成對(duì)性質(zhì)的影響配合物血紅素葉綠素配合物廣泛存在于自然界中，跟人類生活有密切關(guān)系配合物在醫(yī)藥中的應(yīng)用

在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用電解氧化鋁的助熔劑Na3[AlF6]熱水瓶膽鍍銀[Ag(NH3)2]OH

第二代鉑類抗癌藥（碳鉑）7.配合物的應(yīng)用對(duì)點(diǎn)練習(xí)1．下列關(guān)于[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的說(shuō)法正確的是(

)A．配體為水分子，配位原子為O，外界為Br-B．中心離子的配位數(shù)為6C．中心離子Cr3+采取sp3雜化D．中心離子的化合價(jià)為+2價(jià)B對(duì)點(diǎn)練習(xí)解析:[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O中內(nèi)界為[Cr(H2O)4Br2]+，Cr3+為中心離子,配體為H2O、Br-，配位數(shù)為6，外界為Br-、H2O，Cr3+提供的空軌道數(shù)為6，中心離子不是采取sp3雜化。對(duì)點(diǎn)練習(xí)2．0.01mol氯化鉻(CrCl3·6H2O)在水溶液中用過(guò)量硝酸銀溶液處理，產(chǎn)生0.02molAgCl沉淀。此氯化鉻最可能是()A．[Cr(H2O)6]Cl3

B．[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2OC．[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O D．[Cr(H2O)3Cl3]·3H2OB新知導(dǎo)入借分子間作用力形成復(fù)雜結(jié)構(gòu)的超分子新知導(dǎo)入十四元瓜環(huán)與卟啉構(gòu)筑的超分子聚合物對(duì)稱四甲基六元瓜環(huán)超分子超分子超分子1.定義由兩種或兩種以上的分子通過(guò)分子間相互作用形成的分子聚集體2.存在形式超分子定義中的分子是廣義的，包括離子3.形成方式有人將其概括為非共價(jià)鍵，有人則將其限于分子間作用力4.分子聚集體的大小超分子這種分子聚集體，有的是有限的，有的是無(wú)限伸展的5.范圍已報(bào)道的超分子大環(huán)主體有：DNA，冠醚，環(huán)糊精，杯芳烴，柱芳烴，瓜環(huán)葫蘆等超分子(1)分子識(shí)別——用超分子分離C60和C706.超分子特征超分子(1)分子識(shí)別——用超分子分離C60和C70

C60

C706.超分子特征超分子(1)分子識(shí)別——冠醚識(shí)別堿金屬離子(如K＋)15-冠-512-冠-418-冠-66.超分子特征超分子冠醚識(shí)別鉀離子冠醚冠醚空腔直徑/pm適合的粒子（直徑/pm）12-冠-415-冠-518-冠-621-冠-7120~150170~220260~320340~430Li＋（152）Na＋（204）K＋（276）Rb＋（304）Cs＋（334）超分子冠醚能與陽(yáng)離子尤其是堿金屬陽(yáng)離子作用，并且隨環(huán)的大小不同而與不同的金屬離子作用，將陽(yáng)離子以及對(duì)應(yīng)的陰離子都帶入有機(jī)溶劑，因而成為有機(jī)反應(yīng)中很好的催化劑。15-冠-512-冠-418-冠-6Li+Na+K+超分子細(xì)胞外部磷脂分子雙分子層細(xì)胞質(zhì)疏水端親水端親水端(2)自組裝高度有序的雙分子膜超分子6.超分子特征當(dāng)堂小結(jié)超分子概念分析分子識(shí)別分子自組裝配合物概念分析形成條件實(shí)驗(yàn)室制法結(jié)構(gòu)與組成生命科學(xué)生產(chǎn)生活1．我國(guó)科學(xué)家制得了SiO2超分子納米管，其微觀結(jié)構(gòu)如圖所示，下列敘述中正確的是(

)

A．SiO2是兩性氧化物，既可與NaOH反應(yīng)又可與HF反應(yīng)B．SiO2超分子納米管可能選擇性結(jié)合某些分子或離子C．SiO2是光導(dǎo)纖維的成分，具有導(dǎo)電性D．水晶和瑪瑙主要成分均為SiO2，均屬于共價(jià)晶體對(duì)點(diǎn)練習(xí)B2．利用超分子可分離C60

和C70。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(shuō)法不正確的是()

A．杯酚分子與C60可以形成分子間氫鍵B．C60和C70互為同素異形體C．圖中杯酚分子與C60可能是借助分子間作用力形成超分子D．利用杯酚分離C60

和C70說(shuō)明人類已經(jīng)能夠從分子層面進(jìn)行物質(zhì)的分離和提純A對(duì)點(diǎn)練習(xí)【解析】杯酚中的羥基之間形成氫建,而杯酚與C60有形成氫鍵，A錯(cuò)誤；C60

和C70是由石碳元素組成的不同單質(zhì)，所以互為同素異形體，B正確；兩分子形成一體之間作用力為分子間作用力，C正確；利用杯酚分離C60和C70可以說(shuō)人類能夠從分子層面上進(jìn)分離，提純，因?yàn)镃60

和C70單體為分子，D正確。對(duì)點(diǎn)練習(xí)3．超分子化學(xué)已逐漸擴(kuò)展到化學(xué)的各個(gè)分支，還擴(kuò)展到生命科學(xué)和物理學(xué)等領(lǐng)域。由Mo將2個(gè)C60分子、2個(gè)p－甲酸丁酯吡啶及2個(gè)CO分子利用配位鍵自組裝的超分子結(jié)構(gòu)如圖所示。

(1)Mo處于第五周期第ⅥB