3.4.1-配合物与超分子第一课时 课件 2024-2025学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第1课时 第四节 配合物与超分子 第三章　晶体结构与性质 1 实验3-2 探究一：下表中的少量固体溶于足量的水，观察实验现象 实验3-2 CuSO4·5H2O晶体 1.什么离子呈天蓝色？ 无水CuSO4晶体 固态二价铜盐不一定显蓝色， Cu2+在水溶液中常显蓝色； 思考 讨论 2.Cu2+与H2O结合显蓝色，它们是怎么结合的？ 离子键？ 共价键？ 阳离子如何 和分子结合在一起？？？ 类比： NH3 +H＋ =NH4 ＋ 四个 N－H 键性质完全相同 电子对给予体 （提供孤电子对） 电子对接受体 （空轨道接受孤 电子对） 思考 讨论 2.Cu2+与H2O结合显蓝色，它们是怎么结合的？ O H H 电子对给予体 孤电子对 电子对接受体 具有空轨道？？？ Cu2+ 思考 讨论 29 Cu 3d104s1 29 Cu2+ 3d9 失2e- 价层电子排布图 激发 杂化 dsp2 H2O 孤电子对 H2O H2O H2O 4H2O Cu2+ OH2 H2O H2O H2O Cu2+ 四水合铜离子 Cu(H2O) 4 2+ 思考 讨论 2.Cu2+与H2O结合显蓝色，它们是怎么结合的？ O H H 电子对给予体 孤电子对 电子对接受体 具有空轨道 Cu2+ 平面正方形 知识梳理 1.配位键定义：提供孤电子对的原子与接受孤电子对的原子之间形成的共价键 A→B A—B 配位键 【练习1】请画出 NH4+和[Cu(H2O)4]2+中的配位键。 知识梳理 1.配位键定义：提供孤电子对的原子与接受孤电子对的原子之间形成的共价键 2.形成条件： A→B A—B 提供空轨道（中心原子或离子） ①通常是过渡元素的原子或离子，如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。 ②部分主族元素，如H+、Al3+、B等） 提供孤电子对（配体） ①原子： N O P S，一般是ⅤA Ⅵ A ⅦA的非金属原子 ②分子CO、NH3、H2O等 ③阴离子：X-(卤素离子)、CN-、OH- 、SCN-等。 配位键 知识梳理 配位键 3.特点： 如Ag＋形成2个配位键；Cu2＋形成4个配位键等 a.配位键是一种特殊的共价键，具有饱和性和方向性 配位键的键参数与一般共价键的键参数相同 b.一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键 的数目是基本不变的（一般是电荷数的两倍） 练习 【练习2】 ①NH3BH3分子中，N—B化学键称为 键，其电子对由 提供 ②如H3O+的结构式为 或 。 Cu OH2 H2O H2O 2+ OH2 CuSO4·5H2O晶体 (CuSO4·5H2 O)可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O 思考 讨论 配合物（配位化合物） 知识梳理 配合物（配位化合物） 定义：通常把金属离子或原子(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 组成：一般由内界和外界构成，内界由中心离子（或原子）、配体构成，外界是带异号电荷的离子 配离子（内界） 外界 中心离子 配体 配位数 配 位 原 子 练习 配合物 内界 外界 中心粒子 配位体 配位数 [Ag(NH3)2]OH K3[Fe(CN)6] Na3[AlF6] [Co(NH3)5Cl]Cl2 Ni(CO)4 [Ag(NH3)2]＋ OH－ Ag＋ NH3 2 [Fe(CN)6]3－ K＋ Fe3＋ CN－ 6 6 [AlF6]3－ Na＋ Al3＋ F－ [Co(NH3)5Cl]2＋ Cl－ Co3＋ NH3、Cl－ 6 Ni(CO)4 无 Ni CO 4 知识梳理 配合物（配位化合物） 定义：通常把金属离子或原子(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 组成：一般由内界和外界构成，内界由中心离子（或原子）、配体构成，外界是带异号电荷的离子 配离子（内界） 外界 中心离子 配体 配位数 配 位 原 子 注意： (1)配合物必须有内界，可以无外界。含中性配合单元的配合物没有外界。 (2)配位体可以是离子或分子，可以有一种或同时存在多种，整个配合物电中性。 知识梳理 配合物（配位化合物） 定义：通常把金属离子或原子(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 组成：一般由内界和外界构成，内界由中心离子（或原子）、配体构成，外界是带异号电荷的离子 配离子（内界） 外界 中心离子 配体 配位数 配 位 原 子 特点：配合物的内界与外界以离子键结合，在水中完全电离，内界(配离子)较稳定，电离非常微弱。 [Cu(NH3)4]SO4＝[Cu(NH3)4]2＋ ＋SO42－ 练习 思考：NH4＋中存在配位键，那么NH4Cl是否属于配位化合物？ 不是，含有配位键的化合物不一定是配合物；配合物一定含有配位键。 例：向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不能生成AgCl沉淀的是（ ） A 、[Co(NH3) 4Cl2] Cl B、Co(NH3) 3Cl3 C、[Co(NH3) 6] Cl3 D、[Co(NH3) 5Cl] Cl2 如：NH4+、H3O+等。 知识梳理 配合物的命名 (1) 配离子念法：配位数→配体名称→合→中心原子（离子）名称 (2) 配合物→类似于盐（酸、碱）的念法 六氰合铁酸钾 氢氧化二氨合银 三氯一氨合铂酸钾 硫酸四氨合铜 [Cu(NH3)4] SO4 K3[Fe(CN)6] [Ag(NH3)2]OH K[Pt(NH3)Cl3] Na3[AlF6] 六氟合铝酸钠 Ni(CO)4 四羰基合镍 [Co(NH3)5Cl]Cl2 二氯化一氯五氨合钴 Fe(CO)5 思考 思考：氯化铜浓溶液和稀溶液的颜色为什么不一样？ 实验探究 CuCl2稀溶液 实验 实验操作 实验现象 1 2ml 0.2mol/LCuCl2 溶液 溶液呈蓝色 2 2ml 2mol/L CuCl2 溶液 溶液呈绿色 3 4 溶液变为绿色 溶液仍为蓝色 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 【设计实验】 资料：Cu2+与Cl-可以形成一系列配合物，在水溶液中，作为配体的Cl-可以多至4个。在Cl-的浓度极高时，形成的 呈黄色。 实验 3-3 常见配合物的制备 实验步骤 硫酸四氨合铜的形成实验 向盛有4 mL 0.1 mol/L CuSO4溶液的试管里滴加几滴1 mol/L氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水并振荡试管，观察实验现象；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，观察实验现象。 实验 3-3 常见配合物的制备 滴加氨水后，试管中首先出现__________，氨水过量后沉淀逐渐_____，溶液变为 色，滴加乙醇后析出 。 蓝色沉淀 溶解 实验现象 Cu2＋＋2NH3·H2O === Cu(OH)2↓＋ 2NH4+ 加入氨水 Cu(OH)2＋4NH3=== [Cu(NH3)4]2＋＋2OH－ 继续加入氨水 深蓝 Cu2+＋4NH3=== [Cu(NH3)4]2＋ 前两步总反应 深蓝色晶体 [Cu(NH3)4]2＋＋ 2SO42- ＋H2O =====[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓ 乙醇 加入乙醇 实验 3-3 思考：加入乙醇的作用是什么 思考：如果加入乙醇后，晶体未能立刻析出，可以用玻璃棒摩擦试管壁，使晶体迅速析出，你知道原理是什么吗？ 加入 氨水 蓝色沉淀 继续加 入氨水 蓝色沉淀溶解 加入 乙醇 深蓝色晶体 实验 3-3 常见配合物的制备 【实验3-3】 加入95%乙醇的作用： 2. 用玻璃棒摩擦试管壁的作用： 溶剂极性：乙醇 < 水 [Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中的溶解度小 加快结晶速度。通过摩擦，可在烧杯内壁产生微小的玻璃微晶来充当晶核，容易诱导结晶。 推测[Cu(NH3)4]SO4溶液中存在哪些粒子并设计实验进行验证 实验 3-3 [Cu(H2O)4]2+ [Cu(NH3)4]2+ Cu(OH)2 H2O、NH3同为中性分子，但电负性N＜O，N比O更容易给出孤对电子，与Cu2＋形成的配位键更强。配位键的强度有大有小，有的配合物较稳定，有的配合物较不稳定。通常情况，较稳定的配合物可以转化为稳定性更强的配合物。 知识梳理 配合物的稳定性与配位键的关系 （1）电子对给予体形成配位键的能力：NH3>H2O （2）接受体形成配位键的能力：过渡金属>主族金属 （3）配位键越强，配合物越稳定， 如稳定性：Cu2+—H2O< Cu2+—NH3 实验 3-5 常见配合物的制备 实验步骤：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，再滴入1 mol/L氨水，振荡，观察实验现象。 NaCl 溶液 加入 氨水 二氨合银离子的形成实验 实验 3-5 实验现象： 滴加AgNO3溶液后，试管中出现_________，再滴加氨水后沉淀_____，溶液呈______。 白色沉淀 溶解 无色 Ag++Cl-=AgCl↓ AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl- 直线型 Ag NH3 H3N + 常见配合物的制备 实验 FeCl3 KSCN 溶液 用于检验Fe3+ Fe3+ + SCN- ⇌ [Fe(SCN)]2+ [Fe(SCN)]2+ + SCN- ⇌ [Fe(SCN)2]+ [Fe(SCN)5]2- + SCN- ⇌ [Fe(SCN)6]3- …… Fe3+ + n SCN－ ⇌ [Fe(SCN)n]3－n (n=1～6，随 c(SCN－) 大小而异) 电影特技和魔术表演 Fe3+ + 3SCN- ⇌Fe(SCN)3 常见配合物的制备 知识 梳理 （1）对溶解性的影响 一些难溶于水的金属化合物形成配位化合物后易溶解。 （2）颜色的改变 当简单离子形成配合物时颜色会发生改变 （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。形成配合物后，物质的稳定性增强 配合物的形成对性质的影响 例如：Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－ 例如：Fe3＋与SCN－形成硫氰化铁配离子，其溶液显红色 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。 应用 配位化合物的应用 叶绿素 绿色植物生长过程中，起光合作用的是叶绿素，中心离子是Mg2+ 血红素 人和动物血液中起着输送氧作用的血红素，中心离子是Fe2+ 维生素B12 维生素B12(中心离子是Co3+)是一种需要肠道分泌物帮助才能被吸收的维生素 应用 热水瓶胆镀银(银镜反应) [Ag(NH3)2]OH 电解氧化铝的助熔剂 Na3[AlF6] $$