内容正文:
第四节 配合物与超分子
学业要求解读
活动探究建议
1.认识配位键的特点及简单的配位化合物的成键特征。
2.认识配位化合物的存在与应用。
3.知道超分子的概念。
1.设计探讨配合物的形成实验,结合配合物理论,分析常见配合物的形成和结构。
2.根据形成配合物的原理理解配位键的特征:具有饱和性和方向性。
学习任务一 配位键
[思考1] 配位键与共价键有何异同?
提示:配位键实质上是一种特殊的共价键。配位键与普通共价键只是在形成过程上有所不同。配位键的共用电子对由成键原子单方面提供,普通共价键的共用电子对则由成键原子双方共同提供,但它们的实质是相同的,都是由成键原子双方共用,如NH中4个N—H键是完全等同的。同共价键一样,配位键也可存在于分子、离子中。可表示为:,在NH
配位键与非极性键、极性键的区别与联系
类型
比较
共价键
非极性键
极性键
配位键
本质
相邻原子间的共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静电作用
成键条件
(元素种类)
成键原子得失电子能力相同(同种非金属元素)
成键原子得失电子能力差别较小(不同非金属元素)
成键原子一方有孤电子对(配体),另一方有空轨道(中心离子或原子)
特征
有方向性和饱和性
[典例剖析]
下列微粒中含有配位键的是( )
①H3O+ ②NH ③[Cu(H2O)4]2+ ④[Fe(SCN)6]3- ⑤[CuCl4]2- ⑥CH4 ⑦NH3
A.①②③④⑤
B.①③⑥
C.④⑤⑦
D.②④⑥
[思路点拨] 形成配位键的条件:
(1)一方有空轨道。
(2)另一方有孤电子对。
[解析] ①H3O+中,O上含有孤电子对,H+有空轨道,可以形成配位键,故①含有配位键;②NH中,N上含有孤电子对,H+有空轨道,可以形成配位键,故②含有配位键;③[Cu(H2O)4]2+中,Cu2+含有空轨道,H2O中O含有孤电子对,可以形成配位键,故③含有配位键;④[Fe(SCN)6]3-中,Fe3+含有空轨道,SCN-中S含有孤电子对,可以形成配位键,故④含有配位键;⑤[CuCl4]2-中,Cu2+含有空轨道,Cl-含有孤电子对,可以形成配位键,故⑤含有配位键;⑥CH4不含有配位键;⑦NH3不含有配位键。综上所述,含有配位键的有①②③④⑤,故选A。
[答案] A
[跟踪训练]
1.下列不能形成配位键的组合是( )
A.Ag+ NH3
B.H2O H+
C.Co3+ H2O
D.Ag+ H+
解析:选D。在A、B、C三项中,Ag+、H+、Co3+都能提供空轨道,而NH3、H2O都能提供孤电子对,所以能形成配位键;在D项中Ag+和H+都只能提供空轨道,而无提供孤电子对的原子,所以不能形成配位键。
学习任务二 配合物与超分子
一、配合物
1.概念
金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物。
2.配合物的组成
配合物由中心原子或离子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成,分为内界和外界,以[Co(NH3)6]Cl3为例表示为
(1)中心原子(或离子):提供空轨道接受孤电子对。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子),过渡元素金属离子最常见,如Cu2+、Zn2+等。
(2)配体:提供孤电子对的分子或离子。配体可以是阴离子,如X-(卤素离子)、OH-、
SCN-等,也可以是中性分子,如H2O、NH3、CO等。配位原子必须是含有孤电子对的原子,常是第ⅤA族、第ⅥA族、第ⅦA族元素的原子。
(3)配位数:直接同中心原子(或离子)配位的原子数目叫中心原子(或离子)的配位数,如[Fe(CN)6]4-中Fe2+的配位数是6。
3.常见配合物的形成实验
实验操作
实验现象
有关离子方程式
滴加氨水后,试管中首先出现蓝色沉淀,氨水过量后沉淀逐渐溶解,得到深蓝色的透明溶液,滴加乙醇后析出深蓝色晶体
Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+
2NH
Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH-
[Cu(NH3)4]2++SO[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓+H2O
溶液变为红色
Fe3++3SCN-((Fe(SCN)3
滴加氨水后,试管中首先出现白色沉淀,氨水过量后沉淀溶解,溶液呈无色
Ag++NH3·H2O===AgOH↓+NH
AgOH+2NH3===[Ag(NH3)2]++OH-
[思考2] 含配位键的化合物一定为配位化合物吗?
提示:不一定。如NH4Cl中NH含有配位键,不是配位化合物。
[思考3] 形成配合物时,性质会发生怎样改变?
提示:(1)颜色的改变,如Fe(SCN)3的形成;
(2)溶解度的改变,如AgCl→[Ag