内容正文:
第三章 晶体结构与性质
第四节 配合物与超分子
第1课时 配合物
无水硫酸铜是白色的,但CuSO4·5H2O却是蓝色的,这是为什么呢?
无水硫酸铜
CuSO4·5H2O
实验3-2:观察下列溶液的颜色,有什么规律?
CuSO4溶液 CuCl2溶液 CuBr2溶液
K2SO4溶液 NaCl溶液 KBr溶液
实验3-2:观察下列溶液的颜色,有什么规律?
CuSO4溶液 CuCl2溶液 CuBr2溶液
K2SO4溶液 NaCl溶液 KBr溶液
蓝色 蓝色 蓝色
无色 无色 无色
1、对照含相同阴离子的溶液,得出结论:
蓝色不是由这些阴离子导致的,是因为含Cu2+。
CuSO4固体 CuCl2·2H2O CuBr2固体
白色 绿色 深褐色
2、含Cu2+的物质一定呈现蓝色吗?
Cu2+在有H2O时显蓝色。
实验证明,上述实验呈蓝色的物质是水合铜离子,可表示为[Cu(H2O)4]2+,叫四水合铜离子。
Cu2+与H2O间是通过什么化学键形成[Cu(H2O)4]2+呢?
【联想】依据电子式,讨论H+与NH3是如何形成NH4+的?
H+ +
孤电子对
空轨道
该化学键怎么形成的?
[Cu(H2O)4]2+的形成
Cu2+的价层电子排布:3d9
空的4s和4p轨道
激发
dsp2杂化
dsp2
H2O
孤电子对
H2O
H2O
H2O
[Cu(H2O)4]2+
平面正方形
NH3
H+
+
NH4+
H2O
Cu2+
+
[Cu(H2O)4]2+
配位键
提供孤电子对
提供空轨道
一、配位键
1、定义:成键原子或离子一方提供空轨道,另一方提供孤电子对而形成的,这类“电子对给予—接受”键称为配位键。
形成条件
一方能提供孤电子对(配位体)
另一方能提供空轨道(中心原子或离子)
分子:NH3、H2O、HF、CO等;
离子:Cl-、OH-、CN-、SCN-等。
如H+、Al3+、B及过渡金属的原子或离子(Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等)。
2、特点:
一、配位键
②配位键一般是共价单键,属于σ键。
①配位键是一种特殊的共价键,与共价键性质完全相同。
相同原子间形成的配位键与它们之间形成的共价单键相同,如NH4+中的4个N-H(键能、键长和键角)完全相同。
③配位键具有方向性和饱和性。
一般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。
多数金属原子的配位数等于它的电荷的2倍。(经验规律)
一、配位键
3、表示方法:
A→B 或 A─B
电子对给予体
电子对接受体
例如:[Cu(H2O)4]2+中的配位键可表示为:
或
注意水分子(配位体)与Cu2+(中心离子)的成键位置!
H2O
配离子的中括号可写可不写,以教材为准,最好写上!
依据电子式,讨论H2O与H+是如何形成H3O+的。
请你写出NH4+的配位键的表示法。
1、下列不能形成配位键的组合是( )
A. Ag+、NH3 B. H2O、H+
C. Co3+、CO D. Ag+、H+
D
2、化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3。在NH3·BF3中,___原子提供孤电子对,___原子接受电子。
N
B
A. 在上述结构中,所有氧原子都采用 sp2 杂化
B. 在上述结构中,存在配位键、共价键,不存在离子键
C. 胆矾是分子晶体,分子间存在氢键
D. 胆矾中的两种结晶水在不同的温度下会分步失去
D
3、CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O,其结构如图,下列说法正确的是( )
二、配合物
1、定义:通常把金属离子或原子与某些分子或离子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。
①中心原子(离子):提供空轨道的金属离子或原子。
一般是过渡金属。
②配位体:含有孤电子对的分子或离子。
如NH3、H2O、CO、 Cl-、SCN-、CN-
③配位原子:配位体中具有孤电子对的原子。
一般是ⅤA、ⅥA、ⅦA的非金属原子。
④配位数:直接同中心原子配位的分子或原子数目。
二、配合物
[Cu(NH3)4 ]SO4
2、组成:一般是由内界和外界构成,内界由中心离子(或原子)、配体构成。
中
心
离
子
配离子(内界)