(讲义)第3章 第4节 基础课时15 配合物与超分子-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2(人教版2019)

第四节　配合物与超分子 基础课时15　配合物与超分子 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．了解超分子概念及其特性。 一、配合物 1．配位键 (1)概念：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的共价键。 微点拨：配位键是一种特殊的共价键。配位键中的共用电子对是由成键单方提供的，而其他的共价键的共用电子对是由成键双方提供的。 (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。 (3)配位键同样具有饱和性和方向性。如Ag＋形成2个配位键。 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[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、NH4Cl等均为配合物。 (2)配合物的形成 实验操作 实验现象 有关离子方程式 滴加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐溶解，滴加乙醇后析出深蓝色晶体 [Cu(NH3)4]SO4· H2O Cu2＋＋2NH3·H2O ===Cu(OH)2↓＋2NH、 Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－ 溶液变红色 Fe3＋＋3SCN－=== Fe(SCN)3 白色的AgCl沉淀消失，得到澄清的无色溶液 AgCl＋2NH3=== [Ag(NH3)2]Cl 上述实验现象产生的原因主要是配离子的形成。以配离子[Cu(NH3)4]2＋为例，NH3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。配离子[Cu(NH3)4]2＋可表示为。 (3)配合物的组成 配合物[Cu(NH3)4]SO4其组成如下图所示： 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)，过渡金属离子最常见的有Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。 ②配体是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配位数是直接与中心原子形成的配位键的数目。如[Fe(CN)6]4－中配位数为6。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)形成配位键的条件是一方有空轨道，另一方有孤电子对。 (√) (2)配位键是一种特殊的共价键。 (√) (3)配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子。 (√) (4)普鲁士蓝{Fe4[Fe(CN)6]3}中含有离子键和配位键。 (√) 二、超分子 1．概念：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。 微点拨：超分子定义中的分子是广义的，包括离子。 2．超分子的实例 (1)分离C60和C70 (2)冠醚识别碱金属离子 冠醚是皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。 (3)超分子两个的重要特征——分子识别、自组装。 　下列有关超分子的说法正确的是(　　) A．超分子是如蛋白质一样的大分子 B．超分子是由小分子通过聚合得到的高分子 C．超分子是由高分子通过非化学键作用形成的分子聚集体 D．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 D　[超分子不同于蛋白质、淀粉等大分子，也不同于高分子，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，故选D。] 认识配位键及配位化合物 水是生命之源，与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂。水分子在配位化学中也有着非常重要的地位。 水分子与铜离子形成的配位键 [问题1]　水分子在特定条件下容易得到一个H＋，形成水合氢离子(H3O＋)。下列对上述过程的描述不合理的有哪些？ ①氧原子的杂化类型发生了改变 ②粒子的形状发生了改变 ③粒子的化学性质发生了改变 ④粒子中的键角发生了改变 提示：水中氧原子以sp3杂化形成4个轨道，其中2个轨道是由孤电子对占据的，依据价层电子对互斥模型，孤电子对也参与互相排斥，水的空间构型为V形。在一定条件下水与氢离子结合形成配位键，这样氧原子与3个氢原子间的共用电子对和剩下的一对孤电子对相互排斥形成了三角锥形分子；同时其键角也发生改变，形成的粒子兼有水和氢离子的性质。故只有①不合理。 [问题2]　将白色的无水CuSO4溶解于水中，溶液呈蓝色，是因为生成了一种呈蓝