第三章第四節(jié)配合物與超分子高二化學(xué)人教版選擇性必修2課件

第三章

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第4節(jié)配合物與超分子PART01配合物01配合物思考：無水硫酸銅是白色的，但CuSO4·5H2O卻是藍色的，這是為什么？無水硫酸銅CuSO4·5H2O01配合物實驗現(xiàn)象：物質(zhì)CuSO4Na2SO4CuCl2·2H2ONaClCuBr2KBr狀態(tài)固體溶液固體溶液固體溶液固體溶液固體溶液固體溶液顏色白色藍色白色無色綠色藍色白色無色褐色藍色白色無色實驗結(jié)論：①溶液的藍色與溶液中陰離子的種類無關(guān)，而是因為含有Cu2+②Cu2+在有H2O時才顯藍色，含有Cu2+的固體不一定顯藍色01配合物問題一：為什么Cu2+在水溶液中會顯藍色呢？實際上，實驗中呈藍色的離子是水合銅離子，可表示為[Cu(H2O)4]2+，叫四水合銅離子。問題二：Cu2+與H2O間是通過什么化學(xué)鍵形成[Cu(H2O)4]2+的?01配合物Cu2+的價層電子排布：3d9空的4s和4p軌道激發(fā)dsp2雜化dsp2H2O孤電子對H2OH2OH2O[Cu(H2O)4]2+平面正方形01配合物一、配位鍵1.定義由成鍵原子或離子一方提供空軌道，另一方提供孤電子對而形成的，這類“電子對給予—接受”鍵稱為配位鍵。形成條件一方能提供孤電子對（配位體）另一方能提供空軌道（中心原子或離子）分子：NH3、H2O、HF、CO等；離子：Cl－、OH－、CN－、SCN－等。如H＋、Al3＋、B及過渡金屬的原子或離子(Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等)。01配合物一、配位鍵2.有關(guān)配位鍵的說明①配位鍵是一種特殊的共價鍵，其形成方式與普通的共價鍵有所不同，但形成后的性質(zhì)與普通的共價鍵沒有任何區(qū)別。如NH4+的形成過程：NH4+中的四個N－H鍵中，有三個是普通的共價鍵，有一個是配位鍵，其鍵長、鍵能和鍵角均完全相同。01配合物一、配位鍵2.有關(guān)配位鍵的說明②配位鍵一般是共價單鍵，屬于σ鍵。③配位鍵具有方向性和飽和性。一般多數(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。④配位鍵廣泛存在于各種分子及離子中。如NH4+、H3O+、CO、H2SO4、SO3等01配合物一、配位鍵3.表示方法A→B或A－B電子對給予體電子對接受體例如：[Cu(H2O)4]2＋中的配位鍵可表示為：注意水分子與Cu2+的成鍵位置！01配合物一、配位鍵例1.化合物NH3與BF3可以通過配位鍵形成NH3·BF3。在NH3·BF3中，_____原子提供孤電子對，____原子接受電子。例2.下列不能形成配位鍵的組合是（

）A.Ag＋、NH3

B.H2O、H＋

C.Co3＋、COD.Ag＋、H＋NBD01配合物二、配合物1.定義通常把金屬離子或原子與某些分子或離子以配位鍵結(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等均為配合物注意：配合物中一定含有配位鍵，但含有配位鍵的化合物不一定是配合物。例如：CO、NH4+、H3O+、SO42-、P2O5不是配合物01配合物二、配合物2.基本概念①中心原子(離子)：提供空軌道的金屬離子或原子，一般是過渡金屬如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等②配位體：含有孤電子對的分子或離子如NH3、H2O、CO、

Cl-、SCN-、CN-等③配位原子：配位體中具有孤電子對的原子，一般是ⅤA、ⅥA、ⅦA的非金屬原子01配合物二、配合物2.基本概念④配位數(shù)：直接同中心原子配位的分子或原子數(shù)目[Ag(NH3)2]OH中心離子配位體配位原子配位數(shù)⑤配離子的電荷：等于中心離子和配體總電荷的代數(shù)和如[Ag(NH3)2]+、[Fe(CN)6]3-01配合物二、配合物3.配合物的組成一般是由內(nèi)界和外界構(gòu)成，內(nèi)界由中心離子(或原子)、配體構(gòu)成[Cu(NH3)4]SO4配離子(內(nèi)界)外界配合物的內(nèi)界與外界以離子鍵結(jié)合，在水中完全電離，內(nèi)界(配離子)較穩(wěn)定，電離非常微弱。=

[Cu(NH3)4]2++SO42-配合物內(nèi)界外界中心粒子配位體配位數(shù)[Ag(NH3)2]OHK3[Fe(CN)6]Na3[AlF6][Co(NH3)5Cl]Cl2Ni(CO)401配合物二、配合物[Ag(NH3)2]＋OH－Ag＋NH32[Fe(CN)6]3－K＋Fe3＋CN－6[AlF6]3－Na＋Al3＋F－6[Co(NH3)5Cl]2＋Cl－Co3＋NH3、Cl－6Ni(CO)4無NiCO4①配離子名稱：配位數(shù)→配體名稱→合→中心原子(離子)名稱二氨合銀離子六氰合鐵離子六氟合鋁離子一氯五氨合鈷離子氫氧化二氨合銀六氰合鐵酸鉀六氟合鋁酸鈉二氯化一氯五氨合鈷四羰基鎳②配合物名稱：類似酸堿鹽(無氧酸鹽為某化某，含氧酸鹽為某酸某)固態(tài)時屬于哪種晶體？屬于離子晶體01配合物二、配合物4.有關(guān)配合物的說明①配合物必須有內(nèi)界，可以無外界。含中性配合單元的配合物沒有外界，如Ni(CO)4,Fe(CO)5。②配位體可以是離子或分子，可以有一種或同時存在多種。如[Co(NH3)5Cl]Cl2，整個配合物電中性。③配位數(shù)不一定等于配位鍵的數(shù)目。如LiAlH4，其配位鍵數(shù)為1，配位數(shù)為401配合物二、配合物5.配離子中σ鍵數(shù)目的計算要點：①配位鍵都是σ鍵②配離子中的σ鍵數(shù)=中心離子與配體的成鍵數(shù)+配體內(nèi)的σ鍵數(shù)例3.Zn的氯化物與氨水反應(yīng)可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為______。16NA例4.在1mol[Ag(NH3)2]OH中含有σ鍵的數(shù)目為______。9NA01配合物三、配合物的形成對性質(zhì)的影響1.[Cu(NH3)4](OH)2的形成＋氨水①＋氨水②＋乙醇③天藍色溶液藍色沉淀深藍色溶液深藍色晶體[Cu(H2O)4]2+[Cu(NH3)4]2+Cu(OH)2[Cu(NH3)4]SO4·H2O硫酸四氨合銅晶體反應(yīng)①：Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+反應(yīng)②：Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－01配合物三、配合物的形成對性質(zhì)的影響1.[Cu(NH3)4](OH)2的形成問題一：加入乙醇后析出的深藍色晶體為[Cu(NH3)4]SO4·H2O，解釋加入乙醇能析出晶體的原因。加入乙醇降低溶劑極性，離子晶體[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解性降低。問題二：若加入乙醇后，晶體未能立刻析出，可以用玻璃棒摩擦試管壁，使晶體迅速析出，你知道原理是什么嗎？通過摩擦，可在試管內(nèi)壁產(chǎn)生微小的玻璃微晶來充當(dāng)晶核，誘導(dǎo)結(jié)晶。01配合物三、配合物的形成對性質(zhì)的影響1.[Cu(NH3)4](OH)2的形成問題三：寫出總反應(yīng)的化學(xué)方程式。[Cu(H2O)4]2＋+4NH3=[Cu(NH3)4]2＋

+4H2O問題四：上述轉(zhuǎn)化能夠發(fā)生的原因是什么？[Cu(H2O)4]2＋

?

Cu2++4H2O

+4NH3

[Cu(NH3)4]2＋

=配離子電離非常微弱，存在電離平衡：平衡正向移動01配合物三、配合物的形成對性質(zhì)的影響1.[Cu(NH3)4](OH)2的形成配位鍵的強度有大有小，有的配合物較穩(wěn)定，有的配合物較不穩(wěn)定。通常情況，較穩(wěn)定的配合物可以轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的配合物。01配合物三、配合物的形成對性質(zhì)的影響1.[Cu(NH3)4](OH)2的形成問題五：從結(jié)構(gòu)角度解釋，為什么Cu2+與NH3形成的配位鍵比Cu2+與H2O形成的配位鍵強？H2O、NH3同為中性分子，但電負性N＜O，N比O更容易給出孤對電子，與Cu2＋形成的配位鍵更強。01配合物三、配合物的形成對性質(zhì)的影響1.[Cu(NH3)4](OH)2的形成[Cu(NH3)4]2＋同樣存在電離平衡：[Cu(NH3)4]2＋

?

Cu2++4NH3

加入酸或形成更難溶的物質(zhì)(如加入Na2S生成CuS)可使平衡移動。+4NH4+4H+=平衡向右移動→+CuS↓S2－=01配合物三、配合物的形成對性質(zhì)的影響2.KSCN的形成KSCN溶液棕黃色

FeCl3溶液血紅色溶液[Fe(SCN)n]3-nFe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3應(yīng)用：鑒別溶液中是否存在Fe3+；因硫氰化鐵配離子的顏色極似血液，常被用于電影特技和魔術(shù)。01配合物三、配合物的形成對性質(zhì)的影響3.[Ag(NH3)2]Cl的形成AgNO3溶液白色AgCl沉淀反應(yīng)①：Ag++Cl－=AgCl↓反應(yīng)②：AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]＋+Cl－沉淀消失，得澄清的無色溶液＋NaCl溶液①＋氨水②01配合物三、配合物的形成對性質(zhì)的影響4.簡單離子和配離子的性質(zhì)比較實驗現(xiàn)象：①向FeCl3溶液中滴入兩滴KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色原因：Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3②向K3[Fe(CN)6]溶液中滴入兩滴KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象原因：在一定條件下，

配位鍵比較穩(wěn)定，配離子不易發(fā)生電離結(jié)論：[Fe(CN)6]3-與Fe3+性質(zhì)不一樣。01配合物三、配合物的形成對性質(zhì)的影響5.配合物的形成對性質(zhì)的影響①溶解性改變某些難溶于水的金屬氫氧化物、鹵化物、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。01配合物三、配合物的形成對性質(zhì)的影響5.配合物的形成對性質(zhì)的影響②顏色改變當(dāng)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。[Cu(H2O)4]2+＋4Cl-

?

[CuCl4]2-＋4H2O藍色黃色01配合物三、配合物的形成對性質(zhì)的影響5.配合物的形成對性質(zhì)的影響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(dāng)作為中心原子或離子相同時，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，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。01配合物四、配合物的應(yīng)用1.在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用熱水瓶膽鍍銀(銀鏡反應(yīng))[Ag(NH3)2]OH電解氧化鋁的助熔劑Na3[AlF6]01配合物四、配合物的應(yīng)用2.生命體中的應(yīng)用葉綠素血紅蛋白維生素B1201配合物四、配合物的應(yīng)用3.在醫(yī)藥中的應(yīng)用第二代鉑類抗癌藥（碳鉑）01配合物例5．0.01mol氯化鉻(CrCl3·6H2O)在水溶液中用過量硝酸銀溶液處理，產(chǎn)生0.02molAgCl沉淀。此氯化鉻最可能是（

）A．[Cr(H2O)6]Cl3B．[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2OC．[