3.4.1配合物超分子 課件 2024-2025學(xué)年高二下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

徐光憲院士建立了具有普適性的串級萃取理論提升了利用配合物萃取分離稀土元素的效率配合物第一課時

配合物第三章第四節(jié)配合物與超分子人教版普通高中教科書化學(xué)選擇性必修2學(xué)習(xí)目標(biāo)1理解配位鍵的形成條件和表示方法，能判斷常見的配合物。2能推測配合物的組成、性質(zhì)。3認(rèn)識超分子及其特征任務(wù)一：配位鍵的形成【情景素材】氨氣通入稀鹽酸，沒有明顯變化?！締栴}探究】1、（自主）反應(yīng)的離子方程式：2、（自主、合作）H+與NH3為什么能結(jié)合在一起NH4+？（1）【思考角度】用VSEPR模型表示NH4+的形成。（2）【思考結(jié)果】（3）【科學(xué)事實】類似NH4+的形成還有很多。第一部分一.配位鍵第一部分【歸納總結(jié)】A空【電子對接受體】+B孤【電子對給予體】

軌道

重疊

配位鍵：B→A[HNH]+HH【質(zhì)疑】1、NH4+中N→H與N—H相同嗎？(1)【思考角度】：價層電子對互斥理論等(2)【思考結(jié)果】：

2、H3O+中的O→H與NH4+中的N→H哪個更容易形成、更強？(1)【思考角度】(2)【思考結(jié)果】

任務(wù)一：配位鍵的形成第二部分A空【電子對接受體】+B孤【電子對給予體】

軌道

重疊配位鍵（強）：B→A∈共價鍵（電負性大）（電負性?。┑谝徊糠帧練w納總結(jié)】【情景問題】以下微粒：①N2H5+、②CH4、③OH-

④NH4+、⑤Fe(CO)5、⑥Fe(SCN)3、⑦H3O+、⑧[Ag(NH3)2]OH1、含配位鍵的有⑤⑥⑧，還有

。2、配位鍵中提供孤電子對的粒子通常是

。3、配位鍵中提供空軌道的粒子通常是

。4、思考：Cu2+與NH3、H2O能否形成配位鍵？若能，請完成（1）（2）（填“＞”或“＜”）：（1）成鍵難易NH3

H2O（2）成鍵強弱NH3

H2O

①④⑦NOS等ⅤAⅥAⅦA非金屬元素H+B過渡區(qū)域金屬原子或離子＞＞任務(wù)一：配位鍵的形成第三部分（3）某同學(xué)進行如下實驗：①取少量白色CuSO4粉末于試管內(nèi)，然后加水振蕩，得天藍色溶液。

②取少量白色K2SO4粉末于試管內(nèi)，然后加水振蕩，得無色溶液。其中實驗②的目的是什么？CuSO4溶液呈天藍色的原因是什么(已知溶液中一個Cu2+與四個H2O結(jié)合可形成新離子)？對照實驗，排除SO42-對溶液顏色產(chǎn)生的干擾。Cu2+與H2O形成了新的離子。[Cu(H2O)4]2+平行四邊形結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)式二.配合物步驟現(xiàn)象①向盛有4mL0.1mol/LCuSO4溶液的試管里滴加幾滴1mol/L氨水，首先形成難溶物；②繼續(xù)添加氨水并振蕩試管，觀察實驗現(xiàn)象；③再向試管中加入極性較小的溶劑（如加入8ml95%乙醇），并用玻璃棒摩擦試管壁，觀察實驗現(xiàn)象。形成藍色沉淀難溶物溶解，得到深藍色的透明溶液析出深藍色晶體【資料】1、乙醇的作用是降低沉淀剛好溶解后生成的物質(zhì)的溶解度。玻璃杯摩擦試管內(nèi)壁目的是產(chǎn)生晶種，加速沉淀生成。2、取上述實驗最后沉淀（已洗滌干凈）1mol，溶于水，①加入足量BaCl2溶液，得到1mol沉淀。②加熱，沒有NH3放出③測其電導(dǎo)率，存在2mol導(dǎo)電離子（不考慮水的電離）3、溶液中一個Cu2+可與四個NH3通過配位鍵結(jié)合形成新離子：[Cu(NH3)4]2+。任務(wù)二：配合物組成、性質(zhì)第一部分：【實驗】【問題】寫出沉淀剛好溶解時所得溶質(zhì)的化學(xué)式、最后所得晶體的化學(xué)式（已知：1mol晶體中含1mol結(jié)晶水）、最后所得晶體在水中的電離方程式及整個過程發(fā)生反應(yīng)的方程式。（1）【思維角度】微觀分析（2）【思維結(jié)果】沉淀剛好溶解時所得溶質(zhì)的化學(xué)式：最后所得晶體的化學(xué)式：最后所得的晶體在水中的電離方程式：整個過程發(fā)生反應(yīng)的方程式：[Cu(NH3)4](OH)2[Cu(NH3)4]SO4·H2OCu(NH3)4]SO4=〔Cu（NH3）4〕2++SO42-Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2第一部分：【實驗】[Cu（NH3）4]2+

SO42-內(nèi)界（配離子）配合物外界離子配位體配位數(shù)配位原子中心原子配合物的表示方法：有時配位體數(shù)并不一定等于配位數(shù)【質(zhì)疑】配合物一定是由內(nèi)界和外界組成嗎？

不一定，有的配合物沒有外界。如【任務(wù)一】第三部分中的Fe(CO)5、Fe(SCN)3。有的配合物有多種配體。如[Cu(NH3)2(H2O)2]SO4、[Co(SO4)(NH3)5]Br、[Co(NH3)5Br]SO4。第一部分：【實驗】歸納總結(jié)具有空軌道的原子或離子，常是過渡金屬的原子或離子。提供孤電子對的原子，常是ⅤAⅥAⅦA族原子含有配原子的化合物中心原子與配原子形成配位鍵的數(shù)目。某實驗小組，完成了實驗1—3，探究配合物的性質(zhì)、用途。請完善下列實驗報告：實驗1操作向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液【已知硫氰化鐵化學(xué)式：Fe（SCN）3】現(xiàn)象

離子方程式Fe3++3SCN-Fe(SCN）3

溶液變紅色實驗2操作將CuCl2固體溶于水，然后再加入幾滴濃鹽酸現(xiàn)象溶液由藍色變成黃綠色（已知：[Cu(H2O)4]2+:藍色，[CuCl4]2-:黃綠色）離子方程式

解釋反應(yīng)發(fā)生的原因：[Cu(H2O)4]2+

＋4Cl-[CuCl4]2-

+4H2O[CuCl4]2-比[Cu(H2O)4]2+穩(wěn)定性強任務(wù)二：配合物組成、性質(zhì)第二部分：【情景問題】實驗3操作向AgNO3溶液中滴加稀氨水現(xiàn)象

產(chǎn)生白色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解。離子方程式

解釋用平衡移動原理解釋[Ag(NH3)2]+的生成：Ag+＋NH3·H2O=AgOH↓＋NH4+AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2OAgOH存在溶解平衡:AgOH(s)Ag+(aq)+OH-(aq),向其中滴加氨水,Ag+與NH3能發(fā)生如下反應(yīng):Ag++2NH3==[Ag(NH3)2]+,生成更穩(wěn)定的[Ag(NH3)2]+,促使沉淀溶解平衡右移，使沉淀溶解.【結(jié)論】上述實驗1—實驗3，體現(xiàn)了配合物具有

等性質(zhì)，及

用途。大多配合物有顏色、配合物可以改變物質(zhì)穩(wěn)定性、溶解性離子檢驗，配制溶液（銀氨溶液）等A空【電子對接受體】+B孤【電子對給予體】

軌道

重疊

配位鍵B→A∈共價鍵

（強）（電負性大）（電負性小）配合物（組成中含有配位鍵的化合物）

顏色、溶解性、穩(wěn)定性我的收獲在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中，經(jīng)常利用金屬離子和與之配位的物質(zhì)的性質(zhì)不同，進行溶解、沉淀或萃取操作來達到分離提純、分析檢測的目的?，F(xiàn)有如下配合物，指出其中配離子、中心離子、配位原子、配體和配位數(shù)。配合物配離子中心原子（離子）配位原子配位體配位數(shù)[Co(NH3)6]Cl3

[Cu(H2O)4]SO4

[Fe(H2O)6]2(SO4)3

[Ag(NH3)2]OH

[Cu(NH3)4]SO4

6Co3+N

[Cu(H2O)4]2+Cu2+O

H2O4[Fe(H2O)6]3+Fe3+O

H2O6[Ag(NH3)2]+Ag+NNH32[Cu(NH3)4]2+Cu2+NNH34學(xué)以致用[Co(NH3)6]3+NH3三.超分子2.1超分子1.定義：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稱為超分子。超分子定義中的分子是廣義的，包括離子。微點撥①分子間相互作用：通過非共價鍵結(jié)合，包括氫鍵、靜電作用、疏水作用以及一些分子與金屬離子形成的弱配位鍵等。②分子聚集體大?。悍肿泳奂w有的是有限的，有的是無限伸展的。2.1超分子2.超分子的特性：超分子的兩個重要特性是分子識別和自組裝。(1)分離C60和C702.1超分子(2)冠醚識別堿金屬離子冠醚：是分子中含有多個-氧-亞甲基-結(jié)構(gòu)單元的大環(huán)多醚，是皇冠狀的分子，有不同大小的空穴，能與正離子，尤其是堿金屬離子絡(luò)合，并隨環(huán)的大小不同而與不同的金屬離子絡(luò)合，利用此性質(zhì)可以識別堿金屬離子。18-冠-615-冠-512-冠-4冠醚特點：是皇冠狀的分子，有不同大小的空穴，能與正離子，尤其是堿金屬離子絡(luò)合，并隨環(huán)的大小不同而與不同的金屬離子絡(luò)合，利用此性質(zhì)可以識別堿金屬離子,從而實現(xiàn)選擇性結(jié)合。思考：冠醚靠什么原子吸引陽離子？C原子是環(huán)的骨架，穩(wěn)定了整個冠醚，O原子吸引陽離子。冠醚與金屬陽離子通過配位作用相結(jié)合形成超分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冠醚識別堿金屬離子。不同大小的冠醚可以識別不同大小的堿金屬離子。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）Rb+（304）Cs+（334）思考：K+

直徑為276pm，應(yīng)該選擇哪種冠醚呢？應(yīng)用舉例：相轉(zhuǎn)移催化劑問題背景：高錳酸鉀溶液可以氧化甲苯，從而褪色，高錳酸鉀易溶于水，難溶于甲苯，難以和甲苯充分接觸。甲苯K+MnO4④冠醚識別堿金屬離子的應(yīng)用在烯烴中加入冠醚時，冠醚通過與K+結(jié)合而將高錳酸根也帶入烯烴中；而冠醚不與高錳酸根結(jié)合，使游離的高錳酸根反應(yīng)活性很高，從而快速發(fā)生反應(yīng)。2.自組裝(1)超分子組裝的過程稱為分子自組裝，是使超分子產(chǎn)生高度有序的過程。細胞外部磷脂分子雙分子層細胞質(zhì)疏水端親水端親水端a.烷基磺酸根離子在水中自組裝為膠