第31讲 配合物与超分子-备战2024年高考化学精准一轮复习讲义

第31讲 配合物与超分子（原卷板） 目录： 【内容1 配位键】 【内容2 配位化合物】 【内容3 典型配合物】 【内容4 超分子】 1．配位键 (1)概念：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”键被称为配位键。 (2)配位键的形成条件 ①成键原子一方能提供孤电子对，如：分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等 ②成键原子另一方能提供空轨道，如：H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子 举例：[Cu(H2O)4]2+的形成 Cu2+的价层电子构型：3d9, 4s和4p轨道是空的 (3)成键的性质：共用电子对对两个原子的电性作用 (4)表示方法：(A提供孤电子对) A→B (B提供空轨道) 或 A—B 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 经验：多数金属原子的配位数等于它的电荷的2倍 (5)特征：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 2．配位化合物 (1)配合物的概念：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：硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4、氢氧化二氨合银[Ag(NH3)2]OH (2)常见性质：多数能溶解、能电离、有颜色 (3)配合物的组成：以“[Cu(NH3)4]SO4”为例 ①中心离子：提供空轨道接受孤电子对，中心离子一般是金属离子，特别是过渡金属离子，必须有空轨道，如：Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等 ②配位体(配体)：含有并提供孤电子对的分子或阴离子，即电子对的给予体，如Cl－、NH3、H2O等 ③配位原子：配体中提供孤对电子的原子叫配位原子，如H2O中的O原子，NH3中的N原子 ④配离子：由中心原子(或离子)和配位体组成的离子叫做配离子，如[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+ ⑤配位数：作为配位体直接与中心原子结合的离子或分子的数目，即形成的配位键的数目称为配位数 如：[Cu(NH3)4]2+的配位数为4，[Ag(NH3)2]+的配位数为2，[Fe(CN)6]4－中配位数为6 ⑥内界和外界：配合物分为内界和外界，其中配离子称为内界，与内界发生电性匹配的的阳离子(或阴离子)称为外界 如：[Cu(NH3)4]SO4 的内界是[Cu(NH3)4]2+，外界是SO42－，配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分 即：[Cu(NH3)4]SO4===[Cu(NH3)4]2+＋SO42－，而内界很难电离，其电离程度很小，[Cu(NH3)4]2+Cu2+＋4NH3 (4)配合物中化学键的类型及共价键数目的判断 若配体为单核离子如Cl－等，可以不予计入，若为分子，需要用配体分子内的共价键数乘以该配体的个数，此外，还要加上中心原子与配体形成的配位键，这也是σ键 如：[Cu(NH3)4]SO4化学键的类型：离子键、共价键、配位键，共价键数(σ键)为3×4＋4＋4＝20 (5)配合物的形成对物质性质的影响 ①稳定性增强：配合物中，中心原子在配位体的影响下，其价层轨道进行杂化，配位原子的孤对电子进入中心原子的空轨道产生强的作用，因而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。一般情况下，中心原子的半径越大，中心原子所带电荷越多，配位原子半径越大，配位键越强。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。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，使血红蛋白失去输送O2的功能，从而导致人体CO中毒 ②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，可以溶解于氨的溶液中，或依次溶解于含过量的OH－、CI－、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－ ③颜色的改变：当简单离子形成配离子时，颜色常发生变化，根据颜色的变化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，这种配离子的颜色是血红色的，反应的离子方程式如下： Fe3＋＋nSCN－===[Fe(SCN)n]3－n(n＝1～6) 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