(讲义)专题4 第2单元 配合物的形成和应用-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2(苏教版2019)

第二单元　配合物的形成和应用 学习任务 1．认识简单配位化合物的成键特征。 2．能正确运用化学符号描述配合物的组成。 3．学会简单配合物的实验制备。 4．能联系配合物的组成和结构解释相关的实验现象。 5．认识生命体中配位化合物的功能，列举配合物在药物开发和催化剂研制等领域的重要应用。 一、配合物的形成 1．配合物 (1)概念 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。 (2)组成(以[Zn(NH3)4]SO4为例) ①内界和外界 中心原子与配位体以配位键结合，形成配合物的内界。配合物的内界可以是分子，也可以是离子。与配合物内界结合的离子，成为配合物的外界。 ②中心原子(离子)和配位体 中心原子(离子)是指提供空轨道的原子或离子，配位体是指提供孤电子对的分子或离子。 ③配位原子和配位数 配位原子是指配位体中提供孤电子对的原子，配位数是指形成直接同中心原子(或中心离子)配位的原子的数目。 ④配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心离子和配体所带电荷的代数和。 (3)配合物形成的两个条件 ①配位体能够提供孤电子对的原子。[常见的含有孤电子对的微粒：分子如CO、NH3、H2O等，离子如Cl－、CN－、NO等。] ②配位化合物的中心原子含有空轨道。常见的有Fe3＋、Cu2＋、Ag＋、Zn2＋等。 2．配合物异构现象 (1)产生异构现象的原因 ①含有两种或两种以上配位体。 ②配位体空间排列方式不同。 (2) (3)异构体的性质 顺、反异构体在颜色、极性、溶解性、活性等方面都有差异。 3．常见配合物的形成实验 实验操作 步骤 实验现象 三支试管中先生成蓝色沉淀之后随浓氨水的滴入，沉淀逐渐溶解，最后变为深蓝色溶液 相关离 子反应 方程式 Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH； Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O 　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)[Cu(NH3)4]2＋中含有配位键，共价键和离子键。 (×) (2)所有配合物均有内界和外界。 (×) (3)NH中配位键与共价键的键能相同。 (√) (4)[Ag(NH3)2]OH的配位数为2，配位原子为N。 (√) 二、配合物的应用 1．在实验研究方面的应用 (1)检验金属离子：如可用KSCN溶液检验Fe3＋的存在，Fe3＋＋nSCN－===[Fe(SCN)n](3－n)＋(血红色溶液)；可用[Ag(NH3)2]OH溶液检验醛基的存在。 (2)分离物质：如将CuSO4和Fe2(SO4)3混合液中CuSO4与Fe2(SO4)3分离开，可用浓氨水，Cu2＋生成[Cu(NH3)4]2＋。 (3)定量测定物质的组成。 2．生产领域的广泛应用 在生产中，配合物被广泛应用于染色、电镀、硬水软化、金属冶炼领域。例如，夹心配位化合物二茂铁具有高度的热稳定性，常被用作燃料的催化剂和抗爆剂，它的节能消烟效果也非常好。 3．应用于尖端研究领域 如激光材料、超导材料、抗癌药物的研究，催化剂的研制等。 　判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)以Mg2＋为中心的大环配合物叶绿素能催化光合作用。 (√) (2)Fe2＋的卟啉配合物是输送O2的血红素。 (√) (3)[Ag(NH3)2]＋是化学镀银的有效成分。 (√) (4)配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛的应用。 (√) 配位化合物的特点及形成条件分析 19世纪末期，德国化学家发现一系列令人难以回答的问题，如氯化钴与氨结合会生成颜色各异、化学性质不同的物质：CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)等。为了解释上述情况，化学家曾提出各种假说，均未获得成功。直到1893年，瑞士化学家维尔纳提出配位理论和配位数的概念才解决了相关问题，因创立配位化学，维尔纳获得1913年诺贝尔化学奖。 [问题1]　配位化学模拟生物固氮作用的研究为配位理论研究提供了实验依据。NH3与H＋可以通过配位键形成NH，配位键属于化学键吗？NH的空间结构是什么？ [提示]　配位键是一种特殊的共价键。NH中的配位键与其他三个N—H键的形成过程不相同，NH3与H＋通过配位键形成NH后，四个N—H键就完全相同了，NH的空间结构为正四面体形。 [问题2]　配合物中一定含有配位键，是所有原子都形成配位键吗？ [提示]　不是；形成配位键的原子一方能提供孤电子对，另一方能提供空轨道。 [问题3]　含有配位键的化合物中一定含过渡元素吗？形成配合物的配体可以是原子，也可以是离子吗？ [提示]　不一定，主族元素中具有空轨道的原子或离子也可以形成配位键，如H＋与NH3，通过配位键形成NH；配体可以是中性分子，也可