3.4 配合物及超分子（课件）-【基于真实情景的同步教学】2024-2025学年高二化学同步课件与检测（人教版2019选择性必修2）

第三章 晶体结构与性质 第四节 配合物与超分子 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 知识与技能 1.通过熟悉的无水硫酸铜与其溶液颜色不同这一现象，认识配位键的特征，并能与共价键进行简单比较。 2.了解超分子与分子的区别、超分子的简单应用。 过程与方法 情感态度与价值观 通过配合物和超分子在化学研究中的应用，使学生认识到化学在实际生活中的重要性，培养学生的科学态度和价值观。 通过配合物和超分子的结构、性质及应用的学习，培养学生的科学探究能力，激发学生的创新意识。 1 2 3 学习目标 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 更多模版：亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 2 CuSO4 CuSO4·5H2O 无水CuSO4固体是白色的，但CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的，为什么呢？ 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 实验3-2：几种固体及溶液的颜色 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.铜盐的晶体和溶液中都有Cu2+，但铜盐晶体不一定呈蓝色，说明蓝色不是Cu2+的颜色。 2.钾盐、钠盐晶体与溶液均无色，说明蓝色不是由其阴离子导致的。 3.Cu2+与水结合显蓝色。 K2SO4溶液 NaCl溶液 K2SO4 NaCl 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 配合物 01 PART 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.1 配位键 1.定义：由一个原子单独提供孤电子对，另一个原子提供空轨道而形成的化学键，即“电子对给予—接受”键。 孤电子对 具有空轨道 配位键 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.1 配位键 2.表示方法：配位键可以用A→B来表示，其中A是提供孤电子对的分子或离子，B是接受孤电子对的原子或金属离子（注意：配位键也属于共价键中的σ键，可以用A—B表示）。 一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目基本上是固定的，如Ag+形成2个配位键，Cu2+形成4个配位键等，这说明配位键也具有饱和性与方向性。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.1 配位键 3.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。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 1.叶绿素是以镁离子为中心的卟啉配合物，其结构如图： ①Mg2+与N原子形成的化学键为配位键的是________(填“a”或“b”)。②叶绿素分子中C原子的杂化轨道类型有 。 b sp2、sp3 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.2 配位化合物 1.定义：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，简称为配合物。 ①中心原子（离子）：提供空轨道，接受孤电子对。通常是过渡元素的原子或离子，如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。 ②配位体：提供孤电子对的离子或分子，如分子CO、NH3、H2O等，阴离子F-、CN-、CI-等。配位原子必须有孤电子对。 ③配位数：直接同中心原子（离子）配位的分子或离子的数目叫中心原子（离子）的配位数。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.2 配位化合物 2.组成：配合物由中心离子或原子（提供空轨道）和配体（提供孤电子对）组成，分为内界和外界，以[Cu(NH3)4]SO4为例。 配位原子 [Cu(H2O)4]SO4 配位原子 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.2 配位化合物 配合物 内界 外界 中心粒子 配位体 配位数 [Ag(NH3)2]OH 氢氧化二氨合银 K3[Fe(CN)6] 六氰合铁酸钾 [Co(NH3)5Cl]Cl2 Ni(CO)4 四羰基镍 [Ag(NH3)2]＋ OH- Ag+ NH3 2 [Fe(CN)6]3－ K＋ Fe3＋ CN－ 6 [Co(NH3)5Cl]2＋ Cl－ Co3＋ NH3、Cl－ 6 Ni(CO)4 无 Ni CO 4 配合物不一定存在外界，配体可以一种或同时存在多种。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.2 配位化合物 微点拨1： 配位键是一类特殊的共价键（σ键）而不是一类单独的化学键，但是在描述物质中存在的作用力类型时，通常将配位键单独指出（如存在离子键、共价键、配位键、氢键、范德华力）。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 2.BF3与一定量水形成(H2O)2·BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R： ①晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及______(填序号)。a．离子键　b．共价键　c．配位键　d．金属键　e．氢键 f．范德华力②R中阳离子的空间构型为 ，阴离子的中心原子轨道采用 杂化。 ad 三角锥形 sp3 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.2 配位化合物 微点拨2： 在配体中，若2种原子均可提供孤电子对，一般是电负性小的原子提供孤电子对。如CO、CN-作配体时，C原子提供孤电子对，C原子是配位原子。 如[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为_____________。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.2 配位化合物 微点拨3： 配位化合物如果为离子化合物，内外界之间以离子键结合，内界配离子不发生电离，如：[Cu(NH3)4]SO4＝[Cu(NH3)4]2＋＋SO42- 。 【例】 1molCo(Ⅲ)的八面体配合物CoClm·nNH3，若1mol配合物与AgNO3作用生成1molAgCl沉淀，则m、n的值是（ ）A．m=1，n=5 B．m=3，n=4 C．m=5，n=1 D．m=4，n=5 B 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.2 配位化合物 微点拨4： 配合物中中心离子与配位原子之间形成的配位键是σ键。分析配合物中的σ键数目时，一要考虑中心离子与配位原子之间的配位键数目，二要考虑配体离子或分子内含有的σ键数目，三要考虑外界离子或分子中含有的σ键数目。。 【例】 1mol[Zn(NH3)4]Cl2中有 个σ键. 16NA 1个Zn2+与4个N原子形成4个σ键、1个NH3分子中每个N原子与3个H原子形成3个σ键。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 2.回答下列问题：（1）NH4BF4（氟硼酸铵）是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4中含有 mol配位键。（2）若en代表乙二胺( H2N-CH2-CH2-NH2)，则配合物[Pt(en)2]Cl4中中心离子的配位数为 。（3）在硫酸铜溶液中加入过量KCN溶液，生成配合物[Cu(CN)4]2-，则1 mol CN一中含有的π键为 mol，1 mol[Cu(CN)4]2-中含有的σ键为 mol。（4）氨硼烷（NH3BH3）分子中有 个配位键。（5）1 mol Cr(CO)6含σ键的数目为 ，配位键数为 。【CO中存在配位键】 2 4 2 8 1 12NA 12NA 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.3 配位化合物的制备 【实验3-3】制取 [Cu(NH3)4](OH)2 ①向盛有4mL 0.1mol/L CuSO4溶液的试管里滴加几滴1 mol/L 氨水。 ②继续添加氨水并振荡试管。 ③再向试管中加入极性较小的溶剂(如加入8 mL 95%乙醇)，并用玻璃棒摩擦试管壁。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.3 配位化合物的制备 实验现象 实验原理 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，得到深蓝色的透明溶液，滴加乙醇后析出深蓝色晶体。 Cu2+ + 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓ + 2NH4+ Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+ + 2OH- [Cu(NH3)4]2+ + SO42- + H2O === [Cu(NH3)4]SO4·H2O↓ 乙醇 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.3 配位化合物的制备 微点拨： 1.在制取氢氧化四氨合铜时加入乙醇的主要作用是降低溶剂极性，促进沉淀析出。 2.在制取氢氧化四氨合铜时，用玻璃棒摩擦试管壁的作用是为了促进晶体的聚集和析出。 3.深蓝色溶液及深蓝色晶体中，深蓝色都是因为存在配离子 [Cu(NH3)4]2+。 4.[Cu(NH3)4](OH)2在溶液中能完全电离而显强碱性。配合物[Cu(NH3)4](OH)2中，中心离子是Cu2+，NH3是配体，配位数是4；NH3中的N是配位原子，提供孤电子对。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.3 配位化合物的制备 【实验3-4】探究离子在溶液中的颜色 向盛有少量0.1 mol/L FeCl3溶液（或任何含Fe3+的溶液）的试管中滴加1滴0.1 mol/L硫氰化钾(KSCN)溶液。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.3 配位化合物的制备 实验现象 实验原理 溶液变为红色 Fe3+ + 3SCN- ⇌ Fe(SCN)3 配合物Fe(SCN)3中，中心离子是Fe3+，配体是SCN-，配位数是3。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.3 配位化合物的制备 【实验3-5】制取[Ag(NH3)2]Cl ①向盛有少量0.1 mol/L NaCl溶液的试管里滴几滴0.1 mol/L AgNO3溶液，产生难溶于水的白色的AgCl沉淀； ②再滴入1 mol/L 氨水，振荡。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.3 配位化合物的制备 实验现象 实验原理 滴加AgNO3溶液后，试管中出现白色沉淀，继续滴加氨水沉淀溶解，溶液呈无色。 AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]2+ + Cl- 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.4 配合物的形成对物质性质的影响 1.颜色改变：如Fe(SCN)3的形成； 2.溶解度改变：如[Ag(NH3)2]+的形成； 3.稳定性增强：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。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。 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中毒。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 超分子 02 PART 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 2.1 超分子 1.定义：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称为超分子。超分子定义中的分子是广义的，包括离子。 微点拨 ①分子间相互作用：通过非共价键结合，包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。 ②分子聚集体大小：分子聚集体有的是有限的，有的是无限伸展的。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 2.1 超分子 2.超分子的特性：超分子的两个重要特性是分子识别和自组装。 (1)分离C60和C70 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 2.1 超分子 (2)冠醚识别碱金属离子 冠醚：是分子中含有多个-氧-亚甲基-结构单元的大环多醚，是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，并随环的大小不同而与不同的金属离子络合，利用此性质可以识别碱金属离子。 18-冠-6 15-冠-5 12-冠-4 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 2.1 超分子 冠醚的空穴结构对离子有选择作用，不同冠醚的空腔尺寸不同，与不同的阳离子相匹配(配位作用)，从而实现选择性结合(识别不同大小的碱金属离子)，在有机反应中可作催化剂。 冠醚 冠醚空腔直径/pm 合适的粒子(直径/pm) 12-冠-4 120～150 Li+(152) 15-冠-5 170～220 Na+(204) 18-冠-6 260～320 K+(276)Rb+(304) 21-冠-7 340～430 Cs+(334) 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 2.1 超分子 冠醚中，C原子是环的骨架，稳定了整个冠醚，O原子吸引阳离子，冠醚与碱金属离子之间的配位键属于共价键，冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里存在着阴离子，这类晶体属于离子晶体。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 3.硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。 ①[Ni(NH3)6]SO4的中心离子是_______， 配体是_________，配位数是_______。 ②在[Ni(NH3)6]SO4中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为　　　　　，提供孤电子对的成键原子是　 。 Ni2+ 6 NH3 配位键 N 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 小结 过渡晶体和混合型晶体 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 更多模版：亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 35 第三章 晶体结构与性质 第四节 配合物与超分子 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） Lavf58.76.100 $$