3.4.配合物和超分子 学案-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修2

“学为中心”探究式学习高效课堂导学案 年级： 高二 班别： 姓名： 制作人： 化学备课组 科目： 化学 3.4配合物和超分子 【学习目标】 1、 知道配位键的特点及形成条件，会正确表达配位键； 2、 掌握配合物的组成、电离及制备； 3、 了解形成配合物对性质的影响。 4、了解超分子的结构特点与性质，培养学生“宏观辨识与微观辨析”的学科素养。 【主干知识梳理】 一、配位键 1、概念：由一个原子单方面提供 ，而另一个原子提供 而形成的化学键，这类“ ”键被称为配位键。配位键是一种特殊的 。 2、形成条件： ①一方有能提供孤电子对的原子--称为 ； 如分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。 ②一方有能提供空轨道的原子--称为 ； 如H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。 3、表示方法：A→B；A： ，B： 。 比如： 【对点训练1】 1、NH4+可看成由NH3与H＋结合而成，其中有一个N—H键是配位键。下列说法不正确的是(　　) A．N—H配位键是由N提供孤对电子 B．N—H配位键是由H＋提供空轨道 C．N—H配位键的键长与其他N—H键不等 D．NH4+的空间结构是正四面体形 2、如图表示一种配离子，该配离子可能是(　　) A．[Cu(H2O)4]2+ B．[Cu(NH3)4]2+ C．[Fe(SCN)4]－ D．[Zn(OH)4]2- 二、配合物 1、概念：通常把 (称为中心离子或原子)与某些 (称为配体或配位体)以 结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。 【微点拨】配位化合物一定含有配位键；但含有配位键的化合物不一定是配位化合物。例如：CO、NH4+、H3O+、SO42-等。 2、组成：配合物由 和 构成。配合单元是 ， 由 (原子)和 构成。 是带异号电荷的离子。 (1)中心原子(离子)：提供 的金属离子或原子。一般是过渡金属，必须有空轨道。 (2)配位体：提供 的分子或离子，如 NH3、H2O、CO、Cl-、SCN-、CN-。 (3)配位原子：配位体中提供 的原子，如N 、O 、C、Cl，一般是ⅤA 、Ⅵ A 、ⅦA的非金属原子。 (4)配位数：直接同中心原子配位的 的数目，一般是2、4、6、8。 注意：①配合物有些存在外界、有些无外界； ②中心粒子可以是阳离子，也可以是中性原子； ③配位体可以是离子或分子，可以有一种或同时存在多种。 3、电离：内界与外界以 结合，在水中 ，内界较 。 [Cu(H2O)4]SO4 = [Ag(NH3)2]OH＝ 4、制备：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。 现象：①先生成 沉淀，Cu2+ + 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓+2NH4+ ②蓝色沉淀 ，得到 溶液，Cu(OH)2 + 4NH3 ·H2O= [Cu(NH3)4]2++2OH- + 4H2O ③析出 晶体，[Cu(NH3)4]2＋＋SO42-＋H2O ==[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓ 5、对性质的影响： (1)影响颜色：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，观察实验现象。 现象：溶液变为 ， 利用硫氰化铁配离子的颜色，可鉴定溶液中存在Fe3+；又由于该离子的颜色极似血液，常被用于电影特技和魔术表演。 (2)影响溶解性：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。 现象：先出现 ，后 ， 【对点训练2】 1、锌和铝的氢氧化物都能溶于NaOH溶液，分别生成[Zn(OH)4]2-和[Al(OH)4]－。氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成[Zn(NH3)4]2+。请填写下表。 配离子 中心离子 配体 配合物 [Zn(OH)4]2- [Al(OH)4]－ [Zn(NH3)4]2+ 2、CrCl3能与NH3和H2O形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2∶1，三个氯离子位于外界。该配合物的化学式为______________，1 mol该配合物中含有σ键的数目为__________________。 3、向盛有少量0.1 mol·L-1 NaCl溶液的试管里滴入几滴0.1 mol·L-1 AgNO3溶液，产生了白色沉淀X；然后滴入1 mol·L-1氨水，振荡，沉淀消失，得到澄清的无色溶液；再滴入0.1 mol·L-1稀硝酸，振荡，又产生了白色沉淀X。 (1) X溶解于氨水的化学方程式为_____________________________________。 (2) 加入硝酸又产生X的化学方程式为________________________________。 (3) 该实验说明，NH3与________(填“Ag＋”或“H＋”)形成的配位键更强。 4、取1 mol [Co(NH3)5Cl]Cl2晶体溶解于水，加入足量AgNO3溶液，经过滤、洗涤、干燥后，最终只得到 2 mol AgCl固体。1 mol [Co(NH3)5Cl]Cl2中，作为配体的Cl－的数目是________，作为外界离子的Cl－的数目是________。[Co(NH3)5Cl]Cl2在水溶液中的电离方程式为________________________。 三、超分子 1．定义：超分子是由 的分子通过 形成的分子聚集体。 【特别提醒】(1)超分子定义中的分子是广义的，包括离子。 (2)超分子有的是有限的，有的是无限伸展的。 2．超分子的两个重要特征： 和 。 3．实例 (1)“杯酚”分离C60和C70：将C60和C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中，再加入甲苯溶剂，溶解未装入“杯酚”的C70，过滤后分离C70；再向不溶物中加入氯仿，溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。 (2)冠醚识别碱金属离子：冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的空腔，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。 (3)细胞和细胞器的双分子膜。 (4)DNA分子。 【对点训练3】 1．下列关于杯酚分离 和 的说法错误的是 A．均属于非极性分子，而氯仿属于极性分子 B．操作①②是过滤，操作③是蒸馏 C．“杯酚”与 之间利用共价键结合在一起 D．“杯酚”分离 和 这个案例体现了超分子具有分子识别这个重要特征 2．冠醚是皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。18-冠-6与钾离子形成的超分子结构如图所示。下列说法正确的是    A． 含该超分子的物质属于分子晶体 B．冠醚可用于分离不同的碱金属离子 C．中心钾离子的配位数是8 D．冠醚与碱金属离子之间形成离子键超分子 【课堂小结】 4、 课堂练习 3．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.[Fe(SCN)6]3-中的Fe3+提供空轨道，SCN-中的硫原子提供孤电子对形成配位键 D.许多过渡元素的离子(如Cu2+、Ag+等)和某些主族元素的离子或分子(如Cl-、NH3等)能形成配合物 4．硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。在[Ni(NH3)6]SO4中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为　　　　， [Ni(NH3)6]SO4的中心离子是_______， 配体是_________，配位原子是_______，配位数是_______。 3.4配合物和超分子 学案答案 【主干知识梳理】 一、配位键 1、概念：孤电子对、 空轨道、 “电子对给予—接受”键、 共价键。 2、形成条件：①电子给予体； ②电子接受体； 3、表示方法：A：电子给予体，B：电子接受体。 【对点训练1】 1、C。解析：NH3的电子式为 ，N上有一对孤电子，H＋有空的1s轨道，NH3与H＋通过配位键结合成NH4+。配位键的本质还是共价键，N→H配位键和N—H共价键虽然形成过程不同，但键长、键能都相等，NH4+空间结构是正四面体形。故选C。 2、B 二、配合物 1、概念：金属离子或原子、分子或离子、配位键。 2、组成：内界、外界、内界、内界、中心离子、配体、外界。 (1)中心原子(离子)：空轨道。 (2)配位体：孤电子对。 (3)配位原子：孤电子对。 (4)配位数：配位原子。 3、电离：离子键、完全电离、稳定。 [Cu(H2O)4]SO4= [Cu(H2O)4]2++SO42- [Ag(NH3)2]OH＝[Ag(NH3)2]＋＋OH－ 4、制备： 现象：①蓝色沉淀；②蓝色沉淀溶解，得到深蓝色溶液；③析出深蓝色晶体 5、对性质的影响： (1)影响颜色： 现象：溶液变为血红色，Fe3+ + 3SCN－ = Fe(SCN)3 (2)影响溶解性： 现象：先出现沉淀，Ag+ +NH3·H2O =AgOH ↓+2NH4+ 后沉淀溶解，AgOH+2NH3·H2O =[Ag(NH3)2]+ +OH－+2H2O 【对点训练2】 1、 配离子 中心离子 配体 配合物 [Zn(OH)4]2- Zn2+ OH－ Na2[Zn(OH)4] [Al(OH)4]－ Al3+ OH－ Na[Al(OH)4] [Zn(NH3)4]2+ Zn2+ NH3 [Zn(NH3)4](OH)2 2、[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3　22 NA(或22×6.02×1023) 解析：Cl－位于外界，配体只有NH3和H2O，根据“六配位”“2∶1”及Cr的化合价，可确定配离子为[Cr(NH3)4(H2O)2]3+，配合物的化学式为[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3。σ键只存在于配离子内，一个[Cr(NH3)4(H2O)2]3+中，每个NH3有3个σ键，每个H2O有2个σ键，6个配位键都是σ键，则每个配合物中σ键的数目＝3×4＋2×2＋6＝22。 3、(1) AgCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]Cl (2) [Ag(NH3)2]Cl＋2HNO3===AgCl↓＋2NH4NO3　 (3) H＋ 解析：实验过程中发生如下变化：和Ag＋。由变化①和②可知，NH3比Cl－更易与Ag＋结合。由变化②和③可知，H＋比Ag＋更易与NH3结合，结合时都形成了配位键，所以NH3与H＋形成的配位键更强。 4、NA(或6.02×1023)　 2NA(或2×6.02×1023)　 [Co(NH3)5Cl]Cl2===[Co(NH3)5Cl]2+＋2Cl－ 解析：[Co(NH3)5Cl]Cl2中，有的Cl－作为配体，的Cl－位于外界。实验结果表明，配合物的水溶液中，配体与中心离子不发生解离。需要说明的是，并不是所有配离子在水溶液中均不发生解离，如果原配体的配位能力小于H2O的配位能力，配合物将会发生解离，并将配体更换为H2O。 三、超分子 1．定义：两种或两种以上的分子、分子间相互作用。 2．超分子的两个重要特征：分子识别和自组装。 【对点训练3】 1、【答案】C 【解析】A．和 分子空间对称，是非极性分子，氯仿CHCl3不是正四面体属于极性分子，故A正确； B．操作①②分离出不溶物，为过滤操作，操作③分离沸点不同的有机物，操作是蒸馏，故B正确； C．由操作①分离出C60与杯酚固体，可知“杯酚”与C60之间通过分子间作用力形成超分子，故C错误； D．C60和C70的混合物加入一种空腔大小适合C60的“杯酚”中可进行分离，这是利用超分子的分子识别特征，故D正确； 综上所述，答案为C。 2、【答案】B 【解析】A．冠醚与碱金属离子形成的配合物，还含有阴离子，该物质为离子晶体，不是分子晶体，故A错误； B．有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子，因此冠醚可用于分离不同的碱金属离子，故B正确； C．由图可知，中心K+周围形成了6个配位键，因此配位数为6，故C错误； D．冠醚与碱金属离子之间的配位键属于共价键，不是离子键，故D错误； 5、 课堂练习 1、 C 2、B 3、B 4、配位键 、Ni2+ 、NH3 、N 、6 1 学科网（北京）股份有限公司 $$