2.3.2 配位键 课件 2025-2026学年高二上学期化学鲁科版选择性必修2

该高中化学课件聚焦配位键与配合物，以叶绿素、血红素等生活实例导入，通过NH₃与H⁺成键过程衔接共价键知识，构建“概念（条件、实质）-配合物组成-制备-应用”的学习支架，帮助学生形成微粒作用的系统认知。 其亮点在于融合科学探究与实践，设计氯化铜溶解颜色变化、Fe³⁺显色对比等实验，培养证据推理与模型认知的科学思维。结合血红蛋白载氧、制镜工业等应用，渗透科学态度与责任，助力学生深化理解，教师可提升教学实效。

第二章 微粒间相互作用与物质性质 2.3.2 配位键 课程导入 生活中有哪些常见的配合物呢？ 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 叶绿素 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 这些配合物是如何形成的呢？ 生活中有哪些常见的配合物呢？ 血红素 课程导入 一、 配位键 NH 的形成 ①氮原子与氢原子以共价键结合成NH3 分子 孤电子对 sp3 ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ 4个sp3 杂化原子轨道 N原子单方面提供孤电子对， H+提供空轨道 （接受电子对） ②NH3 分子与H＋ 结合成 基态氮原子价电子排布 配位键 杂化 一、 配位键 1. 概念 成键原子的一方提供孤电子对， 另一方提供能够接受孤电子 对的空轨道而形成的一种新的化学键叫配位键 2. 形成条件 形成配位键的一方A是能够提供孤电子对的原子， 另一方B具 有能够接受孤电子对的空轨道。 3. 表示方法 配位键常用符号A→B表示 请你思考！ 水合氢离子H3O+是否存在配位键， 若存在， 请表示出来。 三角锥形； 三根氧 氢键键参数相同 H [H O H]+ sp3 杂化 一、 配位键 孤电子对 1s空轨道 H+ OH OH OH 请你思考！ BF4-是否存在配位键。 Al(OH)4-呢？ F B F F 四面体结构； 四根 硼氟键键参数相同 sp2 杂化 BF3 一、 配位键 2p空轨道 孤电子对 孤电子对 OH Al sp3 杂化 空轨道 F 配位键的实质与共价键相同， 仍是原子间的强的相互作用 （电性作用） 。 只是形成配位键的共用电子是由一方提供而不是由双方共同提供的 （形成方式不同） 。 实验证明四个N-H完全相同， 离子空间构型为正四面体形 一、 配位键 4. 实质 配位键可看作“σ键 ” 一、 配位键 5. 配位键与普通共价键的异同 (1)配位键实质上是一种特殊的共价键。 (2)配位键与普通共价键只是在形成过程上有所不同。 配位键的共用电子对由成键原子单方面提供， 普通共价键的共用电子对则由成键原子双方共同提供， 但它们的实质是相同的， 都是由成键原子双方共用。 实验中无法区分哪一个是配位键 (3)同共价键一样， 配位键可以存在于分子之中[如Ni(CO)4]， 也可以存在于离子之中(如Nn;)。 一、 配位键 1.(2022·福建月考)下列各种说法错误的是 A. 配位键是一种特殊的共价键 B.NH4NO3 、 H2SO4都含有配位键 √C.共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子 D.形成配位键的条件是一方有空轨道， 一方有孤电子对 （1） 概念： 由金属的原子或离子 （有空轨道） 与含有孤电子对的 分子 （如 NH3 、 H2O） 或离子 （如 Cl- 、 OH-） 通过配位键构成的物 质， 简称配合物。 （2） 组成： 配合物一般由内界和外界两部分组成。 内界稳定不再电离 内界 （配离子）外界 （离子） 内外界之间完全电离 [Cu 4 ]2+ SO4 2- 配位原子的数目， 不是配体的数目！ [C()4O = [Cu( ] O 2- 4 4 提 提供空轨道 孤 电 S 倍 )4 价 ]S 子 u 供 体 位 配 子 原 位 配 子 离 心 中 常见的配位数 配位数 为中心 离子化合 二、 配合物的制备与应用 1. 配合物 二、 配合物的制备与应用 1. 配合物 配位数： 直接同中心原子(离子)配位的分子或离子的数目叫中心原 子(离子)的配位数。 [Fe(CN)6]4－ 中Fe2＋ 的配位数为6 Cu2＋ 的配位数为 6 Ca2＋ 的配位数为 6 拓展延伸： 多齿配体 多齿配体： 一个配位体和中心原子以两个或两个以上的配位键相 结合， 称为多齿配体。 乙二胺 （en） 联吡啶 （bpy） 拓展延伸： 多齿配体 螯合物是具有环状结构的配合物， 是通过两个或多个配位体与同 一金属离子形成螯合环的螯合作用而得到。 配合物 内界 外界 中心粒子 配位体 配位数 [Ag(NH3)2]OH氢氧化二 氨合银 [Ag(NH3)2] + OH- Ag+ 2 K3 [Fe(CN)6] 六氰合铁酸钾 [Fe(CN)6]3 - K+ Fe3 + CN- 6 [Co(NH3)5Cl]Cl2 [Co(NH3)5Cl]2 + Cl- Co3 + NH3、 Cl- 6 Ni(CO)4 四羰基镍 Ni(CO)4 无 Ni CO 4 课堂练习 课堂练习 1. 某物质A的实验式为CoCl3·4NH3， 向 1 mol A中加入足量的AgNO3 溶 液能生成1mol白色沉淀， 以强碱处理并没有NH3放出， 则关于该配合物的说法中正确的是 A.Co3＋只与NH3 形成配位键 B.该配合物的配位数为3 C.该配合物可能是平面正方形结构 √D.该配合物可写成[Co(NH3)4Cl2] Cl 课堂练习 2.NH3 与BF3 可以通过配位键形成NH3·BF3， __氮 _原子提供孤电子对， _硼__原子提供空轨道。 写出NH3·BF3 的结构式， 并用“→”表示出配 位键： ______________。 CO、 X- 、 CN- 、 NO2- 、 NH3 、 H2O、 OH－ 、 SCN－ 等。 Fe、 Ag+ 、 Fe3+ 、 Cu2+ 、 Zn2+ 、 Mg2+ 、 Al3+ 、 Be、 B等 大多为过渡金属的原子或离子（有s、 p、 d空轨道） 。 二、 配合物的制备与应用 1. 配合物 （3） 常见配体与中心原子 中心原子： 能接受电子对 （有空轨道） 配体： 能给予孤电子对 形 成条 件 深度思考 1. 形成配位键的中心原子一定是金属离子或原子吗？ 提示 不一定 。 少数高氧化态的非金属元素硼 、 硅 、 磷等， 也可以作 为中心原子， 如Na[BF4] 、 Na2[SiF6]和NH4 [PF6]等。 2.含有配位键的化合物一定是配合物吗？ 提示 NH4Cl 、 H2SO4 中都含有配 位键， 但不是配合物。 配离子 中心 离子 配体 配位数 空间构型 [Cu(H2O)4]2 + Cu2 + 4 平面正方形 [Cu(NH3)4]2 + Cu2 + NH3 4 平面正方形 [Ag(NH3)2] + Ag+ 2 直线形 Fe(SCN)3 Fe3 + SCN- 3 —— Fe(CO)5 Fe CO 5 —— [Fe(CN) ]3 - Fe3 + CN- 6 —— （4） 常见配离子的组成 6 二、 配合物的制备与应用 [Cu(H2O)4]2 + 1. 配合物 二、 配合物的制备与应用 2. 配合物的制备 （1） 探究氯化铜固体在溶解并稀释过程中所发生的变化 实验过程： ①取适量氯化铜固体于试管中， 逐滴加入蒸馏水溶解并且稀释。 无水CuCl2 固体 CuCl2·H2O固体 绿色溶液 蓝色溶液 [CuCl4]2 － ＋4H2O ⇋ [Cu(H2O)4]2＋＋4Cl- 黄绿色 蓝色 少量水 继续加水 实验现象 二、 配合物的制备与应用 2. 配合物的制备 （1） 探究氯化铜固体在溶解并稀释过程中所发生的变化 实验过程： ②向①中的溶液中加入少量氯化钠固体， 震荡观察溶液颜色变化。 实验现象 溶液由蓝色变为黄绿色 [CuCl4]2 － ＋4H2O ⇋ [Cu(H2O)4]2＋＋4Cl- 黄绿色 蓝色 二、 配合物的制备与应用 2. 配合物的制备 （1） 探究氯化铜固体在溶解并稀释过程中所发生的变化 实验过程： ③将②中的溶液中分为两等份， 一份放于热水， 观察颜色变化。 实验现象 黄绿色变深 升高温度使配位平衡向[CuCl4]2－生成方向移动 [CuCl4]2 － ＋4H2O ⇋ [Cu(H2O)4]2＋＋4Cl- 黄绿色 蓝色 二、 配合物的制备与应用 2. 配合物的制备 （1） 探究氯化铜固体在溶解并稀释过程中所发生的变化 同一种中心 离子与不同配体之间可以形成不同的配合物， 不同配合物的稳定性各不相同 。 利用配合物稳定性的差异， 通过改变外界条件可以实现配合物之间的相互转化。 外界条件的变化影响配离子的存在形式 。 Cl－和H2O相互竞争引起平衡移动， 从而使溶液颜色发生变化。 总结 二、 配合物的制备与应用 2. 配合物的制备 （2） 分别以氯化铁和硝酸铁为原料， 探究Fe3＋溶液显颜色的原因 实验过程： ①取适量氯化铁固体于试管中， 逐滴加入1 mol·L－1盐酸至恰好溶解， 然 后逐滴加入蒸馏水进行稀释。 二、 配合物的制备与应用 2. 配合物的制备 （2） 分别以氯化铁和硝酸铁为原料， 探究Fe3＋溶液显颜色的原因 Fe3＋＋4Cl- ⇋ [FeCl4] - 四氯合铁离子 （黄色） 实验现象： FeCl3 (s) 加水溶解 加水稀释 黄色溶液 黄色变浅 Fe3+ 与Cl －形成了黄色的[FeCl4] - 氯化铁溶于水后， 二、 配合物的制备与应用 2. 配合物的制备 （2） 分别以氯化铁和硝酸铁为原料， 探究Fe3＋溶液显颜色的原因 实验过程： ②取适量硝酸铁固体于试管中， 加入蒸馏水溶解， 然后逐滴加入1 mol·L－ 1 稀硝酸。 二、 配合物的制备与应用 2. 配合物的制备 （2） 分别以氯化铁和硝酸铁为原料， 探究Fe3＋溶液显颜色的原因 实验现象： Fe(NO3)3(s) → 黄色溶液 → 无色溶液 硝酸铁溶于水后， 水解形成了黄色的[Fe (H2O)6－n(OH)n]3－n [Fe(H2O)6]3＋＋nH2O ⇋ [Fe (H2O)6－n(OH)n]3－n＋nH3O + 无色 黄色 加酸后抑制水解， 生成水合铁离子[Fe (H2O)6]3+ 为无色 （肉眼无法分辨的紫色） 加水溶解 加硝酸 二、 配合物的制备与应用 2. 配合物的制备 （3） 制备[Ag(NH3)2]＋ 并用于与葡萄糖反应得到银镜 实验过程： 向 1 mL 0. 1 mol·L－1的AgNO3 溶液中边振荡边逐滴加入浓氨水至生成的沉淀恰好消失， 制得[Ag(NH3)2]＋， 再滴入几滴葡萄糖溶液，振荡后放在热水浴中加热。 二、 配合物的制备与应用 （3） 制备[Ag(NH3)2]＋ 并用于与葡萄糖反应得到银镜 实验现象： 逐滴加入浓氨水时， 先生成白色沉淀， 然后沉淀逐渐溶解， 加入葡萄糖水浴加热后， 试管内壁产生银镜。 Ag＋＋NH3·H2O = AgOH↓ + Nn; AgOH＋2NH3·H2O = [Ag(NH3)2]＋ + OH- +2H2O二 氨合银离子 [Ag(NH3)2] + ⇋ Ag＋＋2NH3 CH2OH(CHOH)4CHO+2Ag(NH3)2OH →CH2OH(CHOH)4COONH4 葡萄糖 + 2Ag↓ + 3NH3 + H2O 配合物可用于制备物质 2. 配合物的制备 二、 配合物的制备与应用 2. 配合物的制备 （4） 对比Cu2＋ 与氨水和OH－反应的差异 Cu2+是蓝色的？ 共性： 都有Cu2+ K2 SO4溶液 NaCl溶液 相同阴离子的溶液对照： 蓝色不是由这些阴离子导致的 二、 配合物的制备与应用 2. 配合物的制备 （4） 对比Cu2＋ 与氨水和OH－反应的差异 Cu2+ + 4H2O = 白色 黑色 固态二价铜盐不一定显蓝色 Cu2+ 在水溶液中 常显蓝色 CuSO4·5H2O晶体 CuCl2·2H2O晶体 CuCl2 CuSO4 二、 配合物的制备与应用 2. 配合物的制备 （4） 对比Cu2＋ 与氨水和OH－反应的差异 实验过程： ①取适量0. 1 mol·L－1的CuSO4 溶液于试管中， 逐滴加 入 1 mol·L－1NaOH溶液。 ②取适量0. 1 mol·L－1的CuSO4 溶液于试管中， 逐滴加入浓氨水至沉淀溶解。 实验现象： ①Cu2＋ 与OH－反应产生蓝色絮状沉淀， 沉淀逐渐溶解变成蓝 色溶液； ②与氨水反应先产生蓝色絮状沉淀， 然后沉淀又逐渐溶解， 变成深蓝色透明溶液。 二、 配合物的制备与应用 （4） 对比Cu2＋ 与氨水和OH－反应的差异 蓝色沉淀 深蓝色 配合物存在形式受配体的影响 。 蓝色沉淀 Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH- [Cu(H2O)4]2++ 2OH- = Cu(OH)2 ↓+4H2O 蓝色 蓝色沉淀 Cu(OH)2+ 2OH- =[Cu(OH)4]2- 蓝色沉淀 蓝色 [Cu(H2O)4]2++ 2NH3·H2O=Cu(OH)2 ↓+2NH4++4H2O 与OH－ 相比， Cu2＋ 可与NH3 配位生成蓝色更深的[Cu(NH3)4]2 + 2. 配合物的制备 深度思考 1. 配合物的稳定性 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。 当作为中心原子(或离子)的金属原子(或离子)相同时， 配合物的稳定性 与配体的性质有关。 2. 配位键的稳定性 ①孤电子对给予体形成配位键的能力： CO > NH3＞H2O 、 NH3 ＞OH-。 ②接受体形成配位键的能力： H＋＞过渡金属＞主族金属。 Mg2+ < Cu2+ ③配位键越强， 配合物越稳定。 如稳定性： Cu2＋－OH－<Cu2＋－NH <H＋－NH 。 3 3 课堂练习 课本p88 15. （4） H2O Cu2+ 与H2O的配位键比Cu2+ 与NH3 的配位键弱 二、 配合物的制备与应用 （1） 物质检验 Fe3+的检验 Fe3+ + n SCN- → [Fe(SCN)n]3-n （n=1 ～ 6） （2） 物质制备 制备银氨溶液用于制镜工业 （3） 参与生命活动 生命体中， 许多酶与金属离子的配合物有关 （4） 用于尖端技术、 医药科学、催化反应和材料化学等领域 金属铂配合物抗肿瘤药 3. 配合物的应用 软体动物中的血蓝蛋白 血红蛋白中的血红素 化学与生命： 血红蛋白中的配位键 在血液中， 氧气的输送是由血红蛋白来完成的。 那么， 氧气和血红蛋白是怎样结合的呢?载氧前， 血红蛋白中Fe2+ 与卟啉环中的四个氮原子和蛋白质链上咪唑环的氮原子均通过配位键相连。 此时， Fe2+ 没有嵌入卟啉环平面， 而是位于其上方约0.08 nm处。 载氧后， 氧分子通过配位键与 Fe2+连接， 使Fe2+ 滑入卟啉环中。 由于一氧化碳分子也能通过配位键与血红蛋白中的Fe2+ 结合， 并且结合能力比 氧气分子与 Fe2+ 的结合能力强得多， 从而导致血红蛋白失去载氧能力。 当一氧化碳的浓度超过一定量时， 会导致人体因缺氧而中毒。 $