3.4 配合物与超分子（精品学案）-2022-2023学年高二化学同步学习高效学讲练（人教版2019选择性必修2）

2022-2023学年高二化学同步学习高效学讲练（精品学案）

第三章  晶体结构与性质

第四节  配合物与超分子

课程学习目标·学科核心素养

1.能从微观角度理解配位键的形成条件和表示方法，能判断常见的配合物。

2.能利用配合物的性质去推测配合物的组成，从而形成“结构决定性质”的认知模型。

3.了解超分子的结构特点与性质，发展“宏观辨识与微观探析”学科核心素养。

微点注解——名师引领·新知学习

一．配合物

1．配位键

(1)概念：由一个原子单方面提供孤电子对，而另一个原子提供空轨道而形成的化学键，即“电子对给予—接受”键。

(2)表示方法：配位键常用A—B表示，其中A是提供孤电子对的原子，叫给予体，B是接受孤电子对的原子，叫接受体。

如：H3O＋的结构式为；NH的结构式为。

(3)形成条件

形成配位键的一方(如A)是能够提供孤电子对的原子，另一方(如B)是具有能够接受孤电子对的空轨道的原子。

①孤电子对：分子或离子中，没有跟其他原子共用的电子对就是孤电子对。如、、分子中中心原子分别有1、2、3对孤电子对。含有孤电子对的微粒：分子如CO、NH3、H2O等，离子如Cl－、CN－、NO等。

②含有空轨道的微粒：过渡金属的原子或离子。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目基本上是固定的，如Ag＋形成2个配位键，Cu2＋形成4个配位键等。

2．配合物

(1)概念

通常把金属离子或原子(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。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均为配合物。

(2)组成

配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成如下图所示：

①中心原子：提供空轨道接受孤电子对的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子)，最常见的有过渡金属离子：Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。

②配体：提供孤电子对的阴离子或分子，如Cl－、NH3、H2O等。配体中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子，如NH3中的N原子，H2O中的O原子等。

③配位数：直接与中心原子形成的配位键的数目。如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为6。

(3)常见配合物的形成实验

 

(4)配合物的形成对性质的影响

①对溶解性的影响

一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH－、Cl－、Br－、I－、CN－的溶液中，形成可溶性的配合物。

如Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。

②颜色的改变

当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3＋与SCN－形成硫氰化铁配离子，其溶液显红色。

③稳定性增强

配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如，血红素中的Fe2＋与CO分子形成的配位键比Fe2＋与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2＋与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。

二．超分子

1．定义：超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。

特别提醒　(1)超分子定义中的分子是广义的，包括离子。(2)超分子有的是有限的，有的是无限伸展的。

2．超分子的两个重要特征是分子识别和自组装。

 

典例探究——重难释疑·科学施策

【典例1】（2022·四川资阳·高二期末）向CuSO4溶液中滴加氨水至过量，得到深蓝色透明溶液。下列叙述不正确的是

A．反应过程中先生成蓝色沉淀，后沉淀溶解

B．溶液呈深蓝色是由于生成了[Cu(NH3)4]2+

C．反应的离子方程式为Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O

D．若继续向深蓝色溶液中加入乙醇，将析出深蓝色晶体CuSO4·5H2O

【答案】D

【解析】

A．CuSO4溶液中滴加氨水至过量，先发生Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH，生成Cu(OH)2蓝色沉淀，之后发生Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O，蓝色沉淀溶解，A正确；

B．生成的Cu(OH)2沉淀发生Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O，[Cu(NH3)4]2+的存在使溶液呈深蓝色，B正确；

C．将A选项两步反应相加，可得总反应为Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O，C正确；

D．乙醇可以降低[Cu(NH3)4]SO4的溶解性，加入乙醇析出的是[Cu(NH3)4]SO4晶体，D错误；

综上所述答案为D。

【典例2】（2021·四川省绵阳南山中学高二阶段练习）配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于离子检验，下列说法不正确的是

A．此配合物中存在离子键、配位键、极性键

B．配离子为[Fe(CN)5(NO)]2-，中心离子为Fe3+，配位数为6

C．1mol 配合物中σ键数目为10NA

D．该配合物为离子化合物，易电离，1mol 配合物电离共得到3 NA阴、阳离子

【答案】C

【解析】

A．Na+与[Fe(CN)5(NO)]2-存在离子键，NO分子、 CN-与 Fe3+形成配位键，碳氮之间，氮氧之间存在极性共价键，