第37期 配合物与超分子-【数理报】新教材2022-2023学年高中化学选择性必修2同步学案（人教版）

书 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 ［Ｈ—Ｏ—Ｈ］＋  Ｈ ；ＮＨ＋４ 的结构 式为 ［Ｈ—Ｎ—Ｈ］＋   Ｈ Ｈ ． （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 Ｈ∶Ｎ ·· Ｈ ·· ∶Ｈ、Ｈ∶Ｏ ·· Ｈ ·· ∶、Ｈ∶Ｆ ·· ·· ∶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－２ 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． 配位键与非极性键、极性键的区别与联系： 比较 共价键类型 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（同种元 素） 成键原子得、 失电子能力 差别较小（不 同元素） 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、饱和性 注意： ①配位键是一种特殊的共价键，配位键与共价键性质完全 相同． ②配位键同样具有饱和性和方向性，一般来说，多数过渡金 属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的，如 Ａｇ＋ 形成２个配位键；Ｃｕ２＋形成４个配位键等． ③Ｈ３Ｏ＋、ＮＨ＋４ 中含有配位键． 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． ④形成配合物的条件 ⅰ配体有孤电子对． ⅱ中心原子（或离子）有空轨道． ⑤配合物的形成对性质的影响 ⅰ溶解性的影响 如： →ＡｇＣｌ ［Ａｇ（ＮＨ３）２］Ｃｌ，由不溶于水的沉淀转 变为易溶于水的物质． ⅱ颜色的改变 当简单离子形成配离子时其性质往往有很大变化． 颜色变化就是一种常见的现象，我们根据颜色的变化就 可以判断是否有配离子生成．如 Ｆｅ３＋与 ＳＣＮ－在溶液中 可生成配位数为１～６的配离子，这些配离子的颜色是 红色的． ⅲ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．当中心离子相同时，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，导致血红素失去输送氧气的功能，这是ＣＯ使人体 中毒的原理． 思考与讨论： 配位键实质上是一种特殊的共价键．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，但实质是相同的． （１）ＮＨ＋４ 中的配位键与其他三个 Ｎ—Ｈ的键参数 是否相同？ 提示：相同．ＮＨ＋４ 可看成 ＮＨ３ 分子结合 １个 Ｈ＋后形成的，在 ＮＨ３分子中中心原子氮采取ｓｐ ３杂 化，孤电子对占据一个杂化轨道，３ 个未成对电子分别占据另 ３个杂 化轨道，分别结合３个Ｈ原子形成 ３个σ键，由于孤电子对的排斥，所以 ＮＨ３分子的空间 结构为三角锥形，键角压缩至１０７°．当遇到 Ｈ＋时，Ｎ原 子的孤电子对会进入 Ｈ＋的空轨道，以配位键形成 ＮＨ＋４，这样 Ｎ原子就不再存在孤电子对，键角恢复至 １０９°２８′，故 ＮＨ＋４ 为正四面体形，４个 Ｎ—Ｈ完全相同， 配位键与普通共价键形成过程不同，但各种键参数完全 相同． （下转第２版） 书 配合物是化合物中较大的一个类别，广泛应用于日 常生活、