3.4 配合物与超分子 知识梳理 -2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修2

该高中化学知识清单系统梳理了配合物与超分子的核心内容。从配位键的定义、形成条件出发，明确配合物的组成（中心原子、配体、配位数），通过硫酸四氨合铜等实验理解配合物形成及性质影响，进而延伸到超分子的定义、特性及应用，构建从微观键合到宏观物质性质的学习支架。 知识链路以“键合本质—物质组成—性质变化—实际应用”逻辑展开，配合物部分结合实验现象与原理分析体现科学探究，超分子的分子识别和自组装凸显结构决定性质的化学观念，帮助学生建立微观与宏观联系，培养基于证据推理的科学思维和知识应用能力。

人教版（2019）高中化学选择性修二知识点归纳 第三章 第四节 配合物与超分子 一、配合物 1.配位键 (1)定义：由一个原子单方面提供孤电子对，而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”的键。 (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。 (3)配位键形成条件： 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。 2.配合物 (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称为配位化合物。 (2)相关概念： 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-、Cl-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。 相关概念： ①内界：配离子称为内界。 ②外界：组成中的其余离子。 ③配合物不一定存在外界，如Ni(CO)4，配体可以一种或同时存在多种。 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）。 ②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- 。 ③配位体可以是离子或分子，可以有一种或同时存在多种； 若配位体中两个原子都有孤电子对，一般电负性相对小的优先为配位原子 3.常见配合物的形成实验 （1）硫酸四氨合铜的形成实验 实验原理： 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↓ 实验现象：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。 （2）硫氰化铁配离子的形成实验 实验现象：溶液变为红色 实验原理： Fe3+ + n SCN- ⇌ [Fe(SCN)n]3-n 三价铁离子跟硫氰酸根离子(SCN-)形成配离子的颜色，而Fe2+跟SCN-不显色,SCN-作为配体与Fe3+配位，显红色，用于检验Fe3+ （3）二氨合银离子的形成实验 实验现象：滴加AgNO3溶液后，试管出现白色沉淀，继续滴加氨水沉淀溶解，溶液呈无色。 实验原理：Ag＋＋Cl－===AgCl↓ AgCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－ 4.配合物的形成对性质的影响： (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。 5.配位键的稳定性比较： 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：H+＞过渡金属＞主族金属； ③配位键越强，配合物越稳定， 6.配合物的应用 （1）生命体 叶绿素---含镁的配合物 血红素---含有亚铁的配合物 维生素B12---含钴的配合物 （2）生产生活 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]冰晶石 王水溶金 H[AuCl4] （3）医药 第二代铂类抗癌药（碳铂） （4）生物固氮 二、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。分子是广义的，包括离子。 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。 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）分子识别---分离C60与C70 杯酚与C60通过范德华力相结合，通过尺寸匹配实现分子识别 （1）分子识别---冠醚识别碱金属离子 冠醚是皇冠状的分子，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。 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。 把环上所含C、O原子的总数标注在“冠”字之前，把其中所含氧原子数标注在“冠”之后。 （2）自组装 超分子组装的过程称为分子自组装；自组装过程是使超分子产生高度有序的过程。 细胞膜两侧为水溶液，水是极性分子，而构成膜的两性分子的头基是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团，头部会朝向水溶液一侧，从而实现自组装。 细胞和细胞器的双分子膜 超分子有序体 （1）表面活性剂 从分子结构上说，也可以叫“两亲分子”，分子的一端有极性，称为亲水基团，分子的另一端没有或者几乎没有极性，称为疏水基团。 表面活性剂在水中会形成亲水基团向外、疏水基团向内的胶束。由于油渍等污垢是疏水的，会被包裹在胶束内腔，这就是肥皂和洗涤剂的去污原理。 这些分子之所以被称为表面活性剂，是由于它们会分散在水的液体表面形成一层疏水基团朝向空气的单分子层，又称单分子膜，从而大大降低水的表面张力。高浓度时，剩余的表面活性剂在溶液中形成胶束。 学科网（北京）股份有限公司 $$