内容正文:
优秀教案系列
第四节 配合物与超分子
第1课时 配合物
学习目标
1.知道配位键的特点,认识简单的配位化合物的成键特征,能举例说明某些配位化合物的典型性质、存在与应用。
2.认识配位键与共价键、离子键的异同,能运用配位键解释某些沉淀溶解、颜色变化等实验现象。
课堂探究
【实验3-2】根据实验现象,填写下表:
固体
①CuSO4白色 ②CuCl2·2H2O绿色 ③CuBr2深褐色
④NaCl白色 ⑤K2SO4白色 ⑥KBr白色
哪些溶液呈天蓝色
实验说明什么离子呈天蓝色,什么离子没有颜色
【思考1】前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关?依据是什么?
1.配位键
(1)定义:“电子对给予—接受”键被称为 。
提供空轨道的原子或离子称为 ,提供孤电子对的原子对应的分子或离子称为 。
【思考2】原子要提供或接受电子对需要满足什么条件?
(2)形成条件:中心原子或离子要有 ,配体中的原子要有 。
【思考3】通常哪些原子或离子可以做中心离子或原子,哪些可以做配体?
(3)表示方法:(电子对给予体)A—B(电子对接受体)。
【思考4】写出H3O+的结构式。
2.配合物
(1)定义:通常把 与某些 以 结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物。
(2)组成
①中心原子(或离子):提供空轨道,接受孤电子对。
②配位体:提供孤电子对的离子或分子。
③配位数:直接同中心原子(或离子)配位的分子或离子的数目叫中心原子(或离子)的配位数。
以[Cu(NH3)4]SO4为例:
中心离子: ;配位体: ;配位原子: ;配位数: 。
【实验3-3】
实验操作
①向盛有4 mL 0.1 mol·L-1 CuSO4溶液的试管里滴加几滴1 mol·L-1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
实验现象
实验结论
【思考5】①写出发生反应的化学方程式或离子方程式。
②表示出呈深蓝色离子中的配位键。
③比较[Cu(H2O)4]2+和[Cu(NH3)4]2+中两种配位键的强度及离子的稳定性。
【实验3-4】
实验操作
向盛有少量0.1 mol·L-1 FeCl3溶液(或任何含Fe3+的溶液)的试管中滴加1滴0.1 mol·L-1硫氰化钾(KSCN)溶液
实验现象
【思考6】配合物Fe(SCN)3中,中心离子是 ,配体是 ,配位数是 。
【实验3-5】
实验操作
①向盛有少量0.1 mol·L-1 NaCl溶液的试管里滴几滴0.1 mol·L-1 AgNO3溶液,产生难溶于水的白色的AgCl沉淀
②再滴入1 mol·L-1氨水,振荡
实验现象
实验结论
【思考7】配合物[Ag(NH3)2]Cl中,中心离子是 ,配体是 ,配位数是 。
【归纳提升】
(1)配位键的强度 ,配合物的稳定性 。
(2)配合物形成会影响物质 等性质。
(3)列举配合物在生活中的应用。
【总结】
素养专练
1.下列关于配位化合物的叙述中,不正确的是( )
A.配位化合物中必定存在配位键
B.配位化合物中只有配位键
C.[Cu(H2O)4]2+中的Cu2+提供空轨道,H2O中的O原子提供孤电子对,两者结合形成配位键
D.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
2.向盛有硫酸铜水溶液的试管中加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列说法正确的是( )
A.沉淀溶解后,将生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+
B.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+的浓度不变
C.上述现象说明[Cu(NH3)4]2+不如Cu(OH)2稳定
D.在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+给出孤电子对,NH3提供空轨道
3.向含有[Cu(H2O)4]2+的溶液中滴入过量氨水,最终将生成[Cu(NH3)4]2+,[Cu(H2O)4]2+、[Cu(NH3)4]2+是铜离子形成的两种配离子,下列有关说法正确的是( )
A.两种配离子均为平面正方形结构
B.两种配离子均不溶于水
C.[Cu(H2O)4]2+比[Cu(NH3)4]2+稳定
D.向含有两种配离子的溶液中加入NaOH溶液,均有蓝色沉淀产生
参考答案
· 课堂探究
【实验3-2】①②③ Cu2+呈天蓝色,S、Cl-、Br-、Na+、K+在溶液中均无色。
【思考1】与Cu2+有关,S、Cl-、Br-、Na+、K+在溶液中均无色。
1.(1)配位键 中心原子或离子 配体或配位体
【思考2】提供电子对的原子最外层电子数较多才能有孤电子对,接受电子对的原子要有空轨道容纳电子对。
(2)空轨道 孤电子对
【思考3】中心离子或原子通常是过渡元素的原子或离子;配体应是第ⅤA、第ⅥA、第ⅦA族的非金属原子。
【思考4】 。
2.(1)金属离子或原子 分子或离子 配位键
(2)Cu2+ NH3 N 4
【实验3-3】①形成难溶物 ②难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液 ③析出深蓝色晶体
深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,说明该配合物在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度
【思考5】①Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2N;Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4](OH)2。
②。
③[Cu(NH3)4]2+中配位键的强度大,离子更稳定。
【实验3-4】溶液变为红色
【思考6】Fe3+ SCN- 3
【实验3-5】先得到白色沉淀,后沉淀消失,得到澄清的无色溶液
先生成难溶于水的AgCl,后生成[Ag(NH3)2]Cl,可溶于水
【思考7】Ag+ NH3 2
【归纳提升】
(1)有大有小 不同
(2)溶解度、颜色、稳定性
(3)利用配合物颜色检验Fe3+;在人和动物体内起输送氧气作用的血红素,是Fe2+的配合物。
· 素养专练
1.B
2.A 硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续加氨水时,氢氧化铜和氨水继续反应生成配离子[Cu(NH3)4]2+而使溶液澄清,故A项正确;氢氧化铜和氨水因为反应生成配合物而使溶液澄清,所以反应前后铜离子浓度减小,故B项错误;硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续加氨水时,氢氧化铜和氨水继续反应生成配离子[Cu(NH3)4]2+而使溶液澄清,氢氧化铜沉淀能转化为配离子[Cu(NH3)4]2+,说明[Cu(NH3)4]2+比氢氧化铜稳定,故C项错误;在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供空轨道,NH3提供孤电子对,故D项错误。
3.A 铜离子与水或氨气分子形成4个配位键,为dsp2杂化,空间结构为平面正方形,故A项正确;、[Cu(NH3)4]2+均在溶液中以离子的形式存在,均溶于水,故B项错误;N原子易形成配位键,较稳定,另外向含有[Cu(H2O)4]2+的溶液中加入过量氨水生成[Cu(NH3)4]2+,也可说明[Cu(NH3)4]2+稳定,故C项错误;[Cu(NH3)4]2+与氢氧化钠溶液不反应,故D项错误。
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