内容正文:
第二单元 配合物的形成和应用
课程标准要求
学业质量水平
1.知道配位键的特点,认识简单的配位化合物的成键特征。
2.了解配位化合物的存在与应用。
1.能运用配位键模型解释配位化合物的某些典型性质。(水平2)
2.能举例说明配合物在生物、化学等领域的广泛应用。(水平3)
[对应学生用书P100]
一、配合物的形成
1.按实验操作步骤完成实验,并填写下表。
实验
操作
步骤
实验
现象
3支试管中先生成蓝色沉淀,随着浓氨水的滴入,沉淀逐渐溶解,最后变为深蓝色溶液
结论
先生成Cu(OH)2蓝色沉淀,Cu(OH)2能溶于浓氨水
(1)写出上述反应的离子方程式。
Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH,Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。
(2)[Cu(NH3)4]2+(配合物离子)的形成:氨分子中氮原子的孤电子对进入Cu2+的空轨道,Cu2+与NH3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤电子对形成配位键。配合物离子[Cu(NH3)4]2+可表示为下图所示的结构。
2.配位化合物:由提供孤电子对的配位体与接受孤电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物,简称配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均为配合物。
3.配合物[Zn(NH3)4]SO4的组成如下图所示。
(1)中心原子是提供空轨道接受孤电子对的过渡金属离子(或原子)。中心原子一般都是带正电荷的阳离子,最常见的过渡金属离子有Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等。
(2)配位体是提供孤电子对的阴离子或分子,如Cl-、NH3、H2O等。配位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)配位数是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)内界和外界:配合物分为内界和外界,其中配合物离子称为内界,与内界发生电性匹配的阳离子或阴离子称为外界。
二、配合物的空间结构
1.顺反异构
配合物Pt(NH3)2Cl2的中心原子是Pt2+,配位体是NH3和Cl-。
(1)Pt(NH3)2Cl2为平面正方形结构,2个相同的配位体在Pt原子的同一侧的称为顺式(常称为“顺铂”),不在同一侧的称为反式(常称为“反铂”),
(2)顺式、反式Pt(NH3)2Cl2的性质如下表。
配合物
颜色
极性
在水中的溶解度/g(100 g H2O中)
抗癌
活性
A
棕黄色
极性
0.257 7
有活性
B
淡黄色
非极性
0.036 6
无活性
则配合物A是顺式Pt(NH3)2Cl2,配合物B是反式Pt(NH3)2Cl2。(填“反式”或“顺式”)
(3)结论:含有两种或两种以上配位体的配合物,若配位体在空间的排列方式不同,就能形成几种不同几何构型的配合物,它们的结构不同,性质也有差异,互为同分异构体。
2.配合物离子的几何构型与杂化轨道类型的关系
配合物离子
配位数
杂化轨道类型
空间结构
[Ag(NH3)2]+
2
sp
直线形
[Cu(CN)3]2-
3
sp2
平面三角形
[Zn(NH3)4]2+
4
sp3
四面体
三、配合物的应用
1.在化学分析中,人们常用形成配合物的方法检验金属离子、分离物质、定量测定物质的组成。
2.配合物在生命体中有着非常重要的作用。许多酶的作用与其结构中含有形成配位键的金属离子有关。
1.巧判断(对的画“√”,错的画“×”)
(1)含有配位键的化合物就是配合物。( × )
(2)配合物都有颜色。( × )
(3)形成配位键可增强配合物的稳定性。( √ )
(4)根据配合物电离产生的阴、阳离子可判断其内界和外界。( √ )
(5)配合物中内界的空间结构与中心原子杂化方式、配位数的多少有关。( √ )
2.下列离子或分子组合不能形成配位键的是( )
A.Ag+、NH3 B.H2O、H+
C.Co3+、CO D.Ag+、H+
D [Ag+、H+、Co3+都能提供空轨道,而NH3、H2O、CO都能提供孤电子对,它们两两之间能形成配位键;Ag+和H+都只能提供空轨道,无提供孤电子对的微粒,不能形成配位键。]
3.[Zn(NH3)4]SO4中,Zn2+与NH3以______相结合,形成的配合物内界为__________,________为配合物的外界。Zn2+接受4个NH3分子中氮原子提供的孤电子对,形成______个配位键;Zn2+提供4个空______杂化轨道接受孤电子对,是____________;NH3分子中的氮原子提供孤电子对,是配位原子,NH3分子是___