3.4.1 配合物与超分子【教学评一体化】同步教学课件 2025-2026学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

该高中化学课件聚焦配位键与配位化合物，从无水CuSO₄与CuSO₄·5H₂O颜色差异导入，通过实验3-2探究Cu²⁺与水的结合，逐步引出配位键概念及配合物组成，构建“问题-实验-结论-理论”的学习支架。 其亮点是以实验探究为核心，结合微观结构分析（如[Cu(H₂O)₄]²⁺形成）和概念辨析（如配合物内外界），培养科学思维与探究能力。联系叶绿素、血红素等生命体实例，体现化学观念，助力学生理解结构决定性质，教师可高效落实教学目标。

第三章 晶体结构与性质 容山中学 化学科组 第四节 配合物与超分子 第1课时 配位键 配位化合物 主讲人：郭静 目 录 CONTENTS 1 2 配位键 配位化合物（配合物） 学习目标 知道配位键的特点，能从微观角度理解配位键的形成过程和表示方法。 理解配合物的结构特点，能判断常见的配合物。 知道常见配合物的制备原理与操作，了解配合物的存在与应用。 无水CuSO4是白色的，但CuSO4·5H2O却是蓝色的，这是为什么呢？ 你知道吗 CuSO4·5H2O晶体 无水硫酸铜 新课导入 固体 溶液颜色 CuSO4 CuCl2•2H2O CuBr2 NaCl K2SO4 KBr 呈天蓝色的离子： 白色 白色 白色 白色 绿色 深褐色 教材p95，【实验3-2】 向盛有下表中固体样品的试管或点滴板中，分别加入足量的水，观察实验现象并填写下表 结论 天蓝色 天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色 Cu2+显蓝色 SO42− Na+ Cl− K+ Br − 无色的离子： 探究课堂 教材p95，【实验3-2】 CuSO4晶体 CuCl2晶体 CuBr2晶体 白色 棕色 深褐色 CuSO4·5H2O晶体 CuCl2·2H2O晶体 蓝色 绿色 结论修正：Cu2+在水溶液中 常显蓝色 固态二价铜盐不一定显蓝色 五水合硫酸铜晶体也显蓝色 理论解释： 问题1：结合图示信息思考，Cu2+在任何条件下都显蓝色吗？ Cu2+在什么条件下显蓝色？ Cu2+与水结合显蓝色 Cu2+与H2O如何结合呢？ 探究课堂 任务一 配位键 [Cu(H2O)4]2+的形成 Cu2+ 有空轨道 H2O 有孤电子对 四水合铜离子 平面正方形 配位键 “电子对给予-接受”键 任务一 配位键 一、配位键 成键原子或离子一方提供_________，另一方提供_______而形成 的共价键，即“电子对给予—接受”键被称为配位键。 孤电子对 空轨道 概念 示例： 表示方法 配位键常用 A — B（或A→B）表示 提供孤电子对 给予体 提供空轨道 接受体 Cu OH2 H2O H2O H2O 2+ [Cu(H2O)4]2+ 配位键 配位键是一种特殊的共价键，多数属于σ键，具有饱和性和方向性。 任务一 配位键 一、配位键 形成条件 一方能提供孤电子对 另一方能提供空轨道 如：分子有 CO、NH3、H2O、HF 等； 离子有X−、OH−、CN−、SCN− 等。 如：H+、Mg2+、Al3+、B 和过渡金属的 原子或离子(常见Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+ 等) 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， 如：Ag＋形成2个配位键、Cu2＋形成4个配位键。 【思考与讨论】依据电子式和配位键的概念，讨论NH3 、H2O与H＋是如何形成NH4＋ 、H3O＋的，如何理解原子间的相互作用力？ 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）。 共价键、配位键 探究课堂 3．化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3。 在NH3·BF3中，_______原子提供孤电子对，________原子接受电子。 氮(或N) 硼(或B) 2．下列粒子中含配位键的是(　　) ①N2H5+　 ②CH4 ③OH− ④NH4+　 ⑤Fe(CO)3 ⑥Fe(SCN)3 ⑦H3O＋ ⑧[Ag(NH3)2]OH A．①②④⑦⑧ B．③④⑤⑥⑦ C．①④⑤⑥⑦⑧ D．全部 C 1．下列不能形成配位键的组合是（ ） A．Ag+、NH3 B．H2O、H+ C．Co3+、CO D．Ag+、H+ D 学习评价 4. 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 学习评价 任务二 配合物 二、配合物 1、概念 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,简称配合物。 2、组成 [Cu(NH3)4] SO4 中心离子 配体 配位数 离子(外界) 配离子(内界) 有些配合物没有外界，如： Ni(CO)4 铵盐和CO（含有一个σ键，一个π键，一个O→C的反馈π键）中虽然含有配位键，但不属于配合物！ 任务二 配合物 二、配合物 2、组成 [Cu(NH3)4] SO4 中心离子 配体 配位数 离子(外界) 配离子(内界) (1)中心原子(离子)：提供空轨道的金属离子或原子 (2)配体：提供孤电子对的分子或阴离子，如CO、NH3、H2O、X−、OH−、CN−、SCN− NH4+中存在配位键，那么NH4Cl等铵盐是否属于配合物？ NO! 含有配位键的化合物不一定是配合物，但配合物一定含有配位键。 铵盐和CO（含有一个σ键，一个π键，一个O→C的反馈π键）中虽然含有配位键，但不属于配合物！ 任务二 配合物 二、配合物 [Cu(NH3)4] SO4 中心离子 配体 配位数 离子(外界) 配离子(内界) (3)配位原子：配位体中提供孤电子对的原子，一般是ⅤA、Ⅵ A、ⅦA的非金属原子 如 N P O S F Cl (4)配位数：直接与中心原子配位(形成配位键)的原子数目，一般是2、4、6、8 如[Fe(CN)6]4−中Fe2+ 的配位数为 。 6 如[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+中Cu2+ 的配位数为 。 2 4 (5)配离子的电荷：等于中心离子和配体总电荷的代数和， 如： [Fe(SCN)6]3− +3 2、组成 任务二 配合物 二、配合物 对于配合物，内界与外界以离子键结合，外界在水溶液中易电离，但内界却难电离。如： [Cu(NH3)4 ] SO4 == [Cu(NH3)4]2+ + SO42− [Co(NH3)5Cl ]Cl2 == + 2Cl − [Co(NH3)5Cl ] 2+ +3 【Try】现有0.1 mol [Co(NH3)5Cl ]Cl2 与足量的AgNO3溶液反应，最多可生成 mol AgCl沉淀。 0.2 [Cu(NH3)4] SO4 离子(外界) 配离子(内界) 5. 正误判断： 配位键实质上是一种特殊的共价键(　　) 提供孤电子对的微粒既可以是分子，也可以是离子(　　) 有配位键的化合物就是配位化合物(　　) 配位化合物都很稳定(　　) 在配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中的Cl− 均可与AgNO3反应生成AgCl沉淀(　　) Ni(CO)4是配合物，它是由中心原子与配体构成的(　　) × √ × × √ √ NH4Cl等铵盐和CO中虽有配位键，但不是配合物。 学习评价 6、下列化合物属于配合物的是( ) A.Cu2(OH)2SO4 B.NH4Cl C.[Zn(NH3)4]SO4 D.KAl(SO4)2 7、 0.01 mol氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量的AgNO3处理，产生0.01 mol AgCl沉淀，此氯化铬最可能是( ) A.[Cr(H2O)6]Cl3 B.[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O C.[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O D.[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O C C 学习评价 8、完成下列空格： 配合物 内界 外界 中心原子(离子) 配位体 配位数 [Ag(NH3)2]OH K4[Fe(CN)6] Na3[AlF6] Ni(CO)4 [Co(NH3)5Cl]Cl2 [Ag(NH3)2]＋ OH－ Ag＋ NH3 2 [Fe(CN)6]4－ K＋ Fe2＋ CN－ 6 6 [AlF6]3－ Na＋ Al3＋ F－ Ni(CO)4 无 Ni CO 4 [Co(NH3)5Cl]2+ Cl－ Co3＋ NH3 Cl− 6 固态时属于哪种晶体？ 离子晶体 1 mol 该化合物中σ键数目 9NA 12NA 6NA 8NA 21NA 微点拨2： 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。 学习评价 任务三 简单配合物的制备 三、简单配合物的制备 教材p96 CuSO4(aq) 加入氨水 继续加 入氨水 加入 乙醇 【实验3-3】 [Cu(NH3)4]SO4的制备实验 蓝色沉淀 蓝色沉淀溶解 得深蓝色溶液 深蓝色晶体 任务三 简单配合物的制备 实验操作 实验现象 有关离子方程式   滴加氨水后，试管中首先出现 , 氨水过量后沉淀逐渐 ，得到 的透明溶液，滴加乙醇后析出 。 、 ____________________________________、 蓝色沉淀 溶解 Cu2＋＋2NH3·H2O == Cu(OH)2↓＋ Cu(OH)2＋4NH3== [Cu(NH3)4]2+＋2OH− 深蓝色 深蓝色晶体 蓝色溶液 蓝色沉淀 深蓝色溶液 ＋氨水 ＋氨水 ＋乙醇 深蓝色晶体 [Cu(NH3)4]2+ + SO42− + H2O ===== [Cu(NH3)4]SO4·H2O↓ 乙醇 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。 稳定性： Cu NH3 H3N H3N H3N 2+ Cu OH2 H2O H2O H2O 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。 配位键稳定性 配位原子的配位能力：NH3 > H2O 中心原子(离子)的接受配体能力：H+ > 过渡金属 > 主族金属 配位键越强，配合物越稳定 配合物稳定性： 【思考与讨论】向硫酸铜溶液中滴加氨水，为什么[Cu(H2O)4]2+转化为[Cu(NH3)4]2+呢？从结构角度解释。 探究课堂 实验操作 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。 实验现象 实验原理 溶液变为红色 利用硫氰化铁配离子等颜色，可用于鉴定溶液中存在Fe3+； 又由于硫氰化铁配离子的颜色极似血液，常被用于电影特技 和魔术(但注意安全，因其有毒性) Fe3+ + nSCN− [Fe(SCN)n]3−n n = 1−6，随SCN−的浓度而异 配位数可为1 ~ 6 任务三 简单配合物的制备 教材p97 【实验3-4】 硫氰化铁的制备 任务三 简单配合物的制备 教材p97 NaCl中滴加AgNO3溶液 加入氨水 至沉淀恰好溶解 现象 滴加AgNO3(aq)后,出现 ，再加氨水后沉淀 ，溶液呈______。 白色沉淀 溶解 无色 原理 Ag＋＋Cl− ==AgCl↓ AgCl＋2NH3 == [Ag(NH3)2]＋＋Cl− 【实验3-5】 氯化二氨合银 [Ag(NH3)2]Cl 的制备 任务四 配合物的形成对性质的影响 四、配合物的形成对性质的影响 一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、 氰化物，可溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH−、Cl−、Br−、I−、CN− 的溶液中，形成可溶性的配合物。如： 蓝色沉淀溶解 又如：Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2+＋2OH− 加入氨水 1、改变溶解性 Al(OH)3＋OH− == [Al(OH)4]− 任务四 配合物的形成对性质的影响 四、配合物的形成对性质的影响 2、改变颜色 当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。颜色发生 变化就是一种常见的现象，根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。 示例：Fe3＋与SCN− 形成硫氰化铁配离子，其溶液显红色 FeCl3溶液 加入KSCN溶液 任务四 配合物的形成对性质的影响 四、配合物的形成对性质的影响 3、改变稳定性 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。 示例：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O2的功能，从而导致人体CO中毒。 任务五 配合物的应用 五、配合物的应用 1、在生命体中的应用 叶绿素 绿色植物生长过程中，起光合作用的是叶绿素，是一种含镁的配合物 任务五 配合物的应用 五、配合物的应用 1、在生命体中的应用 血红素 人和动物血液中起着输送氧作用的血红素，是一种含有亚铁的配合物 五、配合物的应用 1、在生命体中的应用 维生素B12 维生素B12(含钴的配合物)是一种需要肠道分泌物帮助才能被吸收的维生素 任务五 配合物的应用 第二代铂类抗癌药 （碳铂） 五、配合物的应用 2、在医药中的应用 3、在生产、生活中的应用 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] 王水溶金 配合物 H[AuCl₄] 任务五 配合物的应用 9．下列化合物中同时含有离子键、共价键、配位键的是 A．Na2O2 B．KOH C．NH4NO3 D．H2O C 10．下列物质中属于含有配位键的碱的是 A．[Ag(NH3)2]OH B．Mg(OH)2 C．Na[Al(OH)4] D．B(OH)3 A 11．碳铂(结构简式如图)是一种广谱抗癌药物。下列关于碳铂的说法错误的是 A．中心原子的配位数为4 B．sp3和sp2杂化的碳原子数之比为2:1 C．分子中σ键与π键的数目之比为10:1 D．分子中含有极性键、非极性键和配位键 C 学习评价 D 学习评价 配合物 成键特征：配位键越强，配合物越稳定 配位键 概念：以配位键结合形成的化合物 配合物的制备 概念:电子对给予-接受 表示方法:A→B 形成条件:一方提供孤电子对,一方提供空轨道 组成：內界(中心离子+配体)+外界 配合物的形成对性质的影响： 改变溶解性、颜色、稳定性 配合物与超分子 课堂小结 2NH $