内容正文:
第四节 配合物与超分子
(课时一)
学习目标
1.了解配位键的特点,认识简单的配位化合物。
2.认识配位键与共价键,离子键的异同。
下图是叶绿素,血红素,和抗癌药物顺铂的结构示意图,他们在结构上有什么相似之处?
顺铂
探究配位键的形成
实验探究
固体 CuSO4 CuCl2 ·2H2O CuSO4 ·5H2O NaCl Na2SO4
固体颜色 白色 绿色 蓝色
溶液颜色 蓝色 蓝色 无色 无色
演示实验:观察几种物质的颜色
【思考】Cu2+在什么条件下是蓝色的?
Cu2+与H2O之间存在怎样的相互作用?
【交流讨论】 NH3 + H+ = NH4+
回忆共价键的形成,结合NH4+的电子式,分析NH3与H+怎么结合成键的,新形成的N-H键与其余的N-H键有何区别?
类比上述反应,进一步思考Cu2+与H2O是如何结合的?
NH3 中的N提供含孤电子对的轨道与H+提供的空轨道重叠成键。
实验探究
铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供孤电子对给予铜离子,铜离子接受水分子的孤电子对形成的,这类“电子对给予-接受”键被称为配位键。
四水合铜离子
探索新知
配位键: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。
提供空轨道的原子或离子称为中心原子或离子
提供孤电子的原子对应的分子或离子称为配体或配位体。
配体的数目称为配位数
配合物:以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物。
[Cu(H2O)4 ] S O 4
中
心
离
子
配
位
体
配
位
原
子
配
位
数
内界(配离子)
外界(离子)
深度剖析
中心原子(离子):提供空轨道,接受孤电子对。通常是金属元素的原子或离子,如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。
配位体:提供孤电子对的分子或离子,如分子CO、NH3、H2O等,阴离子F-、CN-、Cl-等。
探究配合物的转化
【探究】
NH3中N有孤电子对,Cu2+能否与NH3形成配位键?如何设计实验证明?
猜想:Cu2+能与NH3形成[Cu(NH3)4]2+
已知:[Cu(NH3)4]2+呈深蓝色
【设计实验】
实验方案
操作 现象 原因
1 向2ml CuSO4溶液中滴加3-5滴浓氨水
2 向2ml浓氨水中滴加3-5滴CuSO4溶液
出现蓝色沉淀
溶液变成深蓝色
生成配合物
[Cu(NH3)4]SO4
生成Cu(OH)2沉淀
实验一为什么达不到预期现象?可以如何操作进一步验证?
【探究交流】
1.[Cu(H2O)4]2+如何转化成[Cu(NH3)4]2+,请你写出相关的方程式。比较两种配合物中配位键的强弱,并作出解释(提示:从配原子给出电子对的难易分析)
[Cu(H2O)4]2++NH3 [Cu(NH3)4]2+ + 4H2O
实验表明,[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入氢氧化钠无明显现象,加入BaCl2产生白色沉淀.
2.写出[Cu(NH3)4]SO4的电离方程式,并由此说明配合物在水溶液中的电离存在怎样的特点?
【迁移应用】
什么因素导致氯化铜浓溶液和稀溶液的颜色区别?能设计实验来证明吗?
CuCl2浓溶液
CuCl2稀溶液
【设计实验】
实验 实验操作 实验现象
1 2ml 0.2mol/LCuCl2 溶液 溶液呈天蓝色
2 2ml 2mol/L CuCl2 溶液 溶液呈蓝绿色
3
4
溶液变为蓝绿色
溶液仍为蓝色
实验结论:1、4对比说明铜离子浓度增大不会导致溶液颜色变为蓝绿色。
1、3对比说明增大Cl-的浓度会使溶液变成蓝绿色。
2ml 0.2mol/LCuCl2溶液中加入2ml 饱和NaCl溶液
2ml 0.2mol/LCuCl2溶液中加入2ml饱和CuSO4溶液
认识更多的配合物
3
【回顾旧知】
我们在必修阶段还认识过哪些配合物,他们是怎样制取的?
1.制取 Fe(SCN)3:向盛有2ml 0.1 mol/L FeCl3溶液(或任何含Fe3+的溶液)的试管中滴加2滴0.1 mol/L硫氰化钾(KSCN)溶液,振荡,观察现象
2.制取[Ag(NH3)2]OH:向盛有2mL 0.1mol/L AgNO3溶液的试管里滴加3滴氨水,边滴