3.4.1 配合物 课件-2025-2026学年高二化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦配位键的形成条件、配合物的组成与性质，以无水CuSO₄等物质颜色差异为导入问题，通过铜盐固体与溶液颜色对比实验，引导学生发现Cu²⁺与水的作用，进而从成键角度分析配位键，衔接共价键等已有知识，搭建学习支架。 其亮点在于以实验探究为核心，结合问题导学与微观分析，体现科学探究与实践、科学思维。如通过CuSO₄与氨水反应实验，观察沉淀溶解及颜色变化，结合电子排布和杂化理论解析配位键形成，培养“结构决定性质”的化学观念。学生能提升实验探究和微观探析能力，教师可借助结构化资料实施探究式教学，提高教学效果。

第1课时 配合物 第四节 配合物与超分子 第三章　晶体结构与性质 1 1.能从微观角度理解配位键的形成条件和表示方法，能判断常见的配合物； 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。 学习目标 同样都有Cu2+和SO4 2-， 但为什么无水CuSO4固体是白色的，而CuSO4水溶液和CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的呢？ CuSO4 固体 CuSO4溶液 CuSO4·5H2O晶体 猜测：Cu2+与水结合才会显蓝色，SO4 2-是不显颜色的。 如何设计实验证实你的猜想呢？ 问题导学 固体 ①CuSO4 ②CuCl2 ③CuBr2 ④NaCl ⑤K2SO4 ⑥KBr 颜色 哪些溶液呈天蓝色 白色 绿色 深褐色 白色 白色 白色 【实验探究】观察下表中固体的颜色以及溶于水后形成溶液的颜色，并总结规律。 结论：固态二价铜盐不一定显蓝色，溶液呈蓝色与Cu2+和H2O有关， 与SO42-、Cl-、Br-、Na+、K+无关。 天蓝色 天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色 Cu2+ + 4H2O = [Cu(H2O)4]2＋（天蓝色） 【再探究】观察下列两种铜盐的颜色，请解释原因 Cu2+与水结合显蓝色 CuCl2·2H2O晶体 CuSO4·5H2O晶体 理论解释：Cu2+与水结合显蓝色或绿色 规律：结晶水少→多，晶体颜色绿→蓝 Cu2+ + 4H2O = [Cu(H2O)4]2＋（天蓝色） 四水合铜离子 Cu2+与H2O结合形成[Cu(H2O)4]2+ 显蓝色，从成键角度它们是怎么结合的？ 一、配位键的形成 思考：Cu2+与H2O是怎么结合形成[Cu(H2O)4]2+的？ 29Cu [Ar]3d104s1 29Cu2+ [Ar]3d9 失2e- 价层电子排布图 激发杂化 dsp2 孤电子对 成键原子或离子一方提供孤电子对，而另一方提供空轨道接受孤电子对而形成的 “电子对给予-接受键”被称为配位键。 配位键 [Cu(H2O)4]2+ 四水合铜离子 6 Cu2+ 有空轨道 H2O 有孤电子对 [Cu(H2O)4]2+ 四水合铜离子 配位键 电子对给予-接受 在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子提供孤电子对给予铜离子，铜离子接受水分子的孤电子对形成的。 依据反应 NH3 +H＋ =NH4 ＋ ，讨论NH3是如何与H＋结合的？ N ： ： ： ： H H H 1s H+ H N H H H + 空轨道接受孤电子对 给予孤电子对 配位键 一、配位键 1.概念：由一个原子单独提供孤电子对，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”键称为配位键。实质上是一种特殊的共价键。 Cu2+ + 4H2O [ Cu(H2O)4]（蓝色） 2+ 空轨道 (电子对接受体) 孤电子对 (电子对给予体) 配位键 中心离子或原子 配体 微点拨：配位键中的共用电子对是由成键单方提供的， 而其他的共价键的共用电子对是由成键双方提供的。 2.形成条件： 形成条件 一方能提供孤电子对 (配体) 另一方能提供空轨道(中心原子或离子) ①分子:H2O、NH3、HF、CO等 ②离子:卤素离子、OH-、CN-、SCN-等 ①一般是过渡金属的原子或离子:Fe、Ni、 Fe3+、Co3+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Cr3+等 ②部分主族元素:H＋、Al3＋、B等 = : : C O 由电负性小的给 3.表示方法：A—B（或A B） 如H3O+ 或 H N H H H [ ] + NH4+ 或 H N H H H [ ] + 孤电子对→空轨道 或 [Cu(H2O)4]2＋ 注意：一般主族元素成键饱和后，多的键为配位键 如：H3O+ 形成1个配位键；NH4+ 形成1个配位键等。 形成NH4＋后，4个N-H键键长、键角、键能相同 ①配位键是特殊的共价单键，具有饱和性和方向性。 例如：一般来说，多数过渡金属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。（一般是电荷数的两倍） ②配位键与共价键性质完全相同。配位键一般是共价单键，属于σ键。 4.特征： H N H H H [ ] + NH4+ 或 H N H H H [ ] + 构型为正四面体形 1.下列分子或离子中，能提供孤电子对与金属离子形成配位键的是( ) ①H2O　②NH3　③F－ 　④CN－　⑤CO A.①② B.①②③ C.①②④ D.①②③④⑤ 【课堂练习】 D 2.下列微粒中含配位键的是( ) 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 无水CuSO4固体是白色的，但CuSO4水溶液和CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的，为什么呢？ 天蓝色[Cu(H2O)4]2＋ 注：胆矾 (CuSO4·5H2 O) 可写 [Cu(H2O)4]SO4·H2O 1、概念：把金属离子或原子(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。 配合物一定含有配位键,但含有配位键的化合物不一定是配合物 例如：CO、NH4+、H3O+、SO42-、P2O5 二、配合物 思考：NH4Cl是配合物吗？ 如 [Ag(NH3)2]OH [Cu(NH3)4] SO4 K3[Fe(CN)6] 氢氧化二氨合银 硫酸四氨合铜 六氰合铁(Ⅲ)酸钾 2.组成：配合物由内界和外界构成，配合单元是内界， 内界由中心离子(原子)和配体构成。外界是带异号电荷的离子。 配位原子：配体中给出孤电子对与中心形成配位键的原子。 如H2O中O，CO中的C，NH3中的N 。 = [Cu(NH3)4]2+ + SO42- 内界与外界以离子键 结合，在水中完全电 离，内界较稳定。 对于配合物，外界在水溶液中易电离，但内界却难电离。 16 配合物的命名 (1) 配离子念法：配位数→配体名称→合→中心原子（离子）名称 (2) 配合物→类似于盐（酸、碱）的念法 六氰合铁酸钾 氢氧化二氨合银 三氯一氨合铂酸钾 硫酸四氨合铜 [Cu(NH3)4] SO4 K3[Fe(CN)6] [Ag(NH3)2]OH K[Pt(NH3)Cl3] Na3[AlF6] 六氟合铝酸钠 Ni(CO)4 四羰基合镍 [Co(NH3)5Cl]Cl2 二氯化一氯五氨合钴 练一练 配合物 内界 外界 中心原子(离子) 配位体 配位数 [Ag(NH3)2]OH K3[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＋ Cl－ NH3 6 四羰基合镍 六氰合亚铁酸钾 氢氧化二氨合银 六氟合铝酸钠 二氯化一氯五氨合钴 典例精讲 ①含中性配合单元的配合物没有外界 如Ni(CO)4 , Fe(CO)5 ②对于具有内外界的配合物，内外界之间以离子键结合，在水溶液中内外界之间完全电离，但内界离子较稳定一般不能电离出来。 [Cu(NH3)4]SO4＝[Cu(NH3)4]2＋＋SO42－ ③中心粒子可以是阳离子，也可以是中性原子 ④配位体可以是离子或分子，可以有一种或同时存在多种 ⑤配位数通常等于中心离子化合价的两倍，为2、4、6、8这样的偶数，如Ag+的配位数为2，Cu2+的配位数为4。 【归纳小结】 ⑥内界微粒很难电离(电离程度很小)，因此，配合物[Co(NH3)5C1]Cl2内界中的C1- 不能被Ag+ 沉淀，只有外界的C1- 才能与AgNO3 溶液反应产生沉淀。 B 练习2．0.01mol氯化铬(CrCl3· 6H2O)在水溶液中用过量硝酸银溶液处理，产生0.02mol 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 练习3．下列关于[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的说法正确的是( 　　) A．配体为水分子，配位原子为O，外界为Br- B．中心离子的配位数为6 C．中心离子Cr3+采取sp3杂化 D．中心离子的化合价为+2价 B 练习4 配合物种类繁多,在分析化学、工业生产以及生物学中有广泛应用。已知某配合物的化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O,下列有关说法正确的是(　　) A.该配合物中存在离子键、配位键和极性键 B.中心离子是Ti4+,配离子是[TiCl(H2O)5]2+ C.配体是Cl-和H2O,配位数是9 D.加入足量AgNO3溶液,所有Cl-均以沉淀形式存在 A 练习5 EDTA(乙二胺四乙酸)是良好的配合剂，Ca2+与EDTA形成的螯合物结构如图所示。下列关于该螯合物的说法错误的是（　　） A．碳原子的杂化方式均为sp3 B．配体的配位原子为O、N C．Ca2+的配位数为6 D．组成元素中第一电离能最大的是N A 三、简单配合物的形成 1、四氨合铜离子的形成实验 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。 实验3−3 硫酸铜与氨水的反应 实验步骤 实验现象 解释 向盛有4mL 0.1mol/L CuSO4溶液的试管中滴加几滴1mol/L氨水 继续添加氨水，并振荡试管 再向试管中加入6mL 95%乙醇，并用玻璃棒摩擦试管壁 蓝色沉淀 深蓝色溶液 深蓝色晶体 生成Cu(OH)2 生成[Cu(NH3)4]2+ 生成[Cu(NH3)4]SO4·H2O 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↓ 在试管内壁产生微小的玻璃微晶充当晶核，加速结晶。 乙醇：减小溶剂极性，降低溶质的溶解度 较稳定的配合物可以转化为稳定性更强的配合物 思考1：上述实验完成了四水合铜离子向四氨合铜离子的转化，Cu2+与NH3形成的配位键和Cu2+与H2O形成的配位键哪个稳定？ 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。 思考2：如何从电负性角度解释，Cu2+与NH3形成的配位键比Cu2+与H2O形成的配位键稳定。 实验步骤 实验现象 解释 向盛有0.1mol/L FeCl3溶液的试管中滴加2滴硫氰化钾溶液 向盛有0.1mol/L K3[Fe(CN)6]溶液的试管中滴加2滴硫氰化钾溶液 FeCl3 KSCN溶液 Fe3+ + n SCN- ⇌ [Fe(SCN)n]3-n (n=1～6，随 c(SCN－) 大小而异) CN-的配位能力强于SCN-，[Fe(CN)6]3-很稳定，转化为硫氰化铁的平衡正向移动 趋势很小 溶液呈红色 无明显变化 【实验 3-4】硫氰化铁配离子的形成实验现象 实验步骤 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，再滴入1 mol/L氨水 【实验 3-5】银氨配离子的形成实验 实验步骤 实验现象 解释 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 再滴入1 mol/L氨水 白色沉淀溶解 Ag＋＋Cl－===AgCl↓ AgCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－ 产生白色沉淀 【实验 3-5】银氨配离子的形成实验 ①对溶解性的影响 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，可以溶解于氨水中， 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。 【例如】：Cu(OH)2＋4NH3 = [Cu(NH3)4]2＋＋2OH－ Cu(OH)2难溶于水，可溶于氨水 蓝色沉淀溶解 加入氨水 四、配合物的形成对性质的影响 ②对颜色的影响 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。 【例如】：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 ③增强稳定性 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。 【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。 ④形成配合物对键角、键长的影响 [Zn(NH3)6]2＋中存在的化学键类型有________               ； NH3分子中H—N—H键角为107°，判断[Zn(NH3)6]2＋离子中H—N—H键角________(填“>”“<”或“＝”)107°。 原因是                                                                         Mo原子和CO形成的配合物Mo(CO)6在电磁领域、隐身材料领域有重要应用，该配合物中提供孤电子对的原子为______(填元素符号)，该配合物中碳氧三键的键长_____ (填“>”“=”或“<”)CO分子中的碳氧三键的键长。 共价键和配位键 氨分子与Zn2＋形成配合物后，孤对电子与Zn2＋成键，原孤对电子与成键电子对之间的排斥作用变为成键电子对之间的排斥作用，排斥作用减弱，所以H-N-H键键角变大           > C > 配合物的形成对性质的影响 例1. CuCl难溶于水但易溶于氨水，其原因是_________________________________________ _ 例3. Co3＋在水中易被还原成Co2＋，而在氨水中可稳定存在，其原因为__________________________________                                            例4. CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是__________________________(用离子方程式表示)。 已知AlF63-在溶液中可稳定存在。 Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物（或配离子）    [Cu(NH3)4]2+   Co3＋可与NH3形成较稳定的配合物   Al3++3CaF2= 3Ca2++AlF63-    氢键是最强的分子间相互作用，很多分子可以通过氢键相互结合，形成具有固定组成的一个分子簇，这就是所谓的超分子。 核酸的双螺旋结构是靠 氢键来保持的 神奇的超分子，借助 分子间作用力形成复杂的组织结构 四、超分子 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。超分子定义中的分子是广义的，包括离子。 静电作用 范德华力 氢键 三、超分子 1.定义： 2.微粒间作用力——非共价键 当堂检测 战 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 2.下列物质中，不能作为配合物的配体的是（ ）。 A.NH3 B.NH4 C.H2O D.SCN- + B 3.某物质的结构如图所示： 下列有关该物质的分析中正确的是( ) A.该物质分子中不存在σ键 B.该物质的分子内只存在共价键和配位键两种作用力 C.该物质是一种配合物，其中Ni原子为中心原子 D.该物质的分子中C、N、O原子均存在孤电子对 C 4.配离子[Cu(NH3)4]2+球棍模型如下图所示。下列关于该配离子的说法中不正确的是（　　） A．配位数为4 B．[Cu(NH3)4]2+中的Cu2+采用sp3杂化 C．配体是NH3，NH3的空间构型为三角锥形 D．若用H2O代替NH3与Cu2+形成配位键，则配位键的强度将减弱 $