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

学习目标： 1、了解配合物的基本概念，能识别内外界、配体和配位原子。 2、理解配位键形成的本质，会判断配位键的数目。 第四节配合物与超分子 3.4.1配合物 思考：无水CuSO4固体是白色的，但CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的，为什么呢？ CuSO4 CuSO4·5H2O 【实验3-2】 思考：通过以上实验，思考究竟是什么离子显蓝色的？固体颜色和水溶液中的颜色是否受到阴离子的影响呢？ 固体 ①CuSO4 ②CuCl2·2H2O ③CuBr2 ④NaCl ⑤K2SO4 ⑥KBr 白色 绿色 深褐色 白色 白色 白色 哪些溶液呈天蓝色 √ √ √ 实验说明什么离子呈天蓝色，什么离子没有颜色 实验3-2小结 一、配合物 SO42- 、Cl-、Br-没有颜色； 固态二价铜盐不一定显蓝色， Cu2+在水溶液中常显蓝色； 一、配合物 Cu2+与水结合 四水合铜离子 Cu(H2O) 4 2+ O H H 孤电子对 具有空轨道 配位键 Cu2+ Cu2+ OH2 H2O H2O H2O 思考：Cu2+与H2O结合显蓝色，它们是怎么结合的？ 平面正方形 一、配位键 1、定义： Cu2+与H2O结合显蓝色， 它们是怎么结合的？ Cu2+ + 4H2O = [Cu(H2O)4]2+ 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。 四水合铜离子 空轨道杂化方式为dsp2 2、表示方法 A — B 电子对接受体 电子对给予体 Cu OH2 H2O H2O 2+ OH2 [Cu(H2O)4]2+ 共价键 球棍模型 ( 普通)共价键 配位键 画出四水合铜离子中的配位键 一、配位键 3、形成条件 一方给予孤电子对 另一方接受孤电子对（有空轨道） 提供空轨道（中心原子(离子）：如H＋、Be2+、B、Al3＋等及过渡金属的原子或离子，如Fe、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+等。 提供孤电子对（配位体） 分子：CO、NH3、H2O、NH2-CH2-CH2-NH2等， 阴离子：F-、Cl-、OH-、CN-、SCN-等。 一、配位键 H N H H H [ ] + 四个 N－H 键性质完全相同 思考：已知 NH3 +H+ =NH4+ ，讨论NH3是如何与H＋形成NH4＋的？ 铵根离子的形成过程 杂化或（杂化后形成）形成配位键可以让元素的原子突破常见的成键数目 思考： (1) H3O+、B(OH)4—怎样形成的？ (2) H3BO3[B(OH)3]有3个H，却是一元酸，写出其在水溶液中的电离方程？ (3) N2H4可看作二元碱，为什么？ 二、配位化合物 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，简称配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH均为配合物。 [Cu(H2O)4 ] SO 4 内界（配离子） 外界(离子） 中 心 离 子 配 位 体 配 位 原 子 思考：NH4Cl是配合物吗？[Ag(NH3)2]OH內界和外界？内界和外界的区别是什么？ 配 位 数 2、组成： [Cu(H2O)4]SO4＝[Cu(H2O)4]2＋＋SO42- 内外界之间是完全电离，内界无法电离 天蓝色[Cu(H2O)4]2+ 胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O 【练一练】 配合物 内界 外界 中心粒子 配位体 配位数 配位原子 [Ag(NH3)2]OH 氢氧化二氨合银 K3[Fe(CN)6] 六氰合铁酸钾 [Co(NH3)5Cl]Cl2 Ni(CO)4 四羰基镍 [Ag(NH3)2]＋ OH- Ag+ NH3 2 [Fe(CN)6]3－ K＋ Fe3＋ CN－ 6 [Co(NH3)5Cl]2＋ Cl－ Co3＋ NH3、Cl－ 6 Ni(CO)4 无 Ni CO 4 N C N、Cl C 小结：1、有些存在外界、有些无外界； 2、中心粒子：可为阳离子，或 中性原子； 3、配体：离子或分子，一种或同时存在多种； 思考：1 mol[Co(NH3)5Cl]Cl2完全沉淀需要多少AgNO3? 2、CN－、CO电子式如何书写？作为配体是为什么是C原子提供孤电子对？ 配合物结构小结： 1、配合物有些存在外界、有些无外界。 2、内外界之间以离子键结合； 3、中心粒子可以是金属阳离子，也可以是中性金属原子； 4、配位体可以是离子或分子，可以是一种或多种； 5、配位数通常为2、4、6、8这样的偶数。 01 02 CuSO4溶液 氨水 氨水 1、Cu2+ +2NH3·H2O=Cu(OH)2 ↓+2NH4+ 2、Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4]+2OH- 生成蓝色沉淀 沉淀溶解，得到深蓝色溶液 四氨合铜离子 二、配位化合物 3、配合物的制备:[Cu(NH3)4]SO4·H2O 乙醇 析出深蓝色 的晶体 [Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中的溶解度小 溶剂极性：乙醇 < 水 深蓝色溶液 【结论】 [Cu(NH3)4]SO4·H2O 【解释】 用玻璃棒 摩擦试管壁 在试管内壁产生微小的玻璃微晶充当晶核，加速结晶 [Cu(NH3)4] 2+ + SO42- + H2O = [Cu(NH3)4]SO4·H2O↓ 3、配合物的制备：[Cu(NH3)4]SO4·H2O 二、配位化合物 【思考】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？ 配位键的强度有大小，有的配合物很稳定，有的很不稳定。 < 稳定性： [思考】加入乙醇后析出的深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O，解释加入乙醇能析出晶体的原因。 加入乙醇降低溶剂极性，根据相似相溶原理，降低离子晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解性。 用玻璃棒摩擦试管壁。通过摩擦，可在烧杯内壁产生微小的玻璃微晶来充当晶核，容易诱导结晶，这与加入晶种来加速结晶的原理是一样的。 [思考] 若加入乙醇后未及时析出晶体，可采取什么措施？ FeCl3 KSCN 溶液 用于检验Fe3+ Fe3+ + SCN- ⇌ [Fe(SCN)]2+ [Fe(SCN)]2+ + SCN- ⇌ [Fe(SCN)2]+ [Fe(SCN)5]2- + SCN- ⇌[Fe(SCN)6]3- …… Fe3++n SCN－⇌[Fe(SCN)n]3－n (n=1～6,随 c(SCN－) 大小而异) 电影特技和魔术表演 Fe3+ + 3SCN- ⇌Fe(SCN)3 3、配合物的制备:[Fe(SCN)a]3-a 二、配位化合物 AgNO3 溶液 NaCl 氨水 AgCl 沉淀 AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl [Ag(NH3)2]+ AgCl(s) ⇌Ag+(aq) + Cl－(aq) + 2NH3 = 二氨合银离子 思考：配制银氨溶液时，向AgNO3溶液中滴加氨水，先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，为什么？ 3、配合物的制备：[Ag(NH3)2]Cl 二、配位化合物 课本97页【实验 3-5】 【思考3】结合沉淀溶解平衡，为什么AgCl沉淀会溶解氨水中？ AgCl的溶度积常数Ksp=1.8×10-10 [Ag(NH3)2]+的稳定常数K稳==1.1×107 请计算AgCl+2NH3=== [Ag(NH3)2]++Cl-反应平衡常数 【思考4】AgBr的溶度积常数Ksp=5.4×10-13,为什么AgBr仅微溶于浓氨水 K==KspK稳=2.0×10-3 【小结】实验3-3、3-4、3-5中出现的配合物 配离子 [Cu(H2O)4]2+ [Cu(NH3)4]2+ [Fe(SCN)]2+ [Ag(NH3)2]+ 颜色 天蓝色 深蓝色 血红色 无色 水溶性 溶 溶 溶 溶 制备方法 —— 硫酸铜溶液加氨水至沉淀消失 Fe3+和SCN-混合 硝酸银溶液中加氨水至沉淀消失 中心离子 Cu2+ Cu2+ Fe3+ Ag+ 配体 H2O NH3 SCN- NH3 配位数 4 4 1 2 结构式 —— [H3N—Ag—NH3]+ 许多过渡金属元素的离子对多种配体有很强的结合力，因而，过渡金属配合物远比主族金属配合物多。 练习：向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不能生成AgCl沉淀的是（ ） A 、[Co(NH3) 4Cl2] Cl B、Co(NH3) 3Cl3 C、[Co(NH3) 6] Cl3 D、[Co(NH3) 5Cl] Cl2 B (1)溶解性的影响：一些难溶于水的金属化合物形成化合物后易溶解。 (2)颜色的改变：当简单离子形成配合物时颜色会发生改变 (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。形成配合物后，物质的稳定性增强 4、配合物的形成对物质性质的影响 二、配位化合物 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， 如稳定性：Cu2+－OH-<Cu2+－NH3<H+－NH3。 二、配位化合物 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。 CO中毒原因 人体内血红蛋白是Fe2+卟林配合物， Fe2+与O2结合形成配合物，而CO与血红蛋白中的Fe2+能生成更稳定的配合物。发生CO中毒事故，应首先将病人移至通风处，必要时送医院抢救。 三、配合物在生产、生活中的应用 三、配合物在生产、生活中的应用 电解氧化铝的助熔剂 Na3[AlF6] 瓶胆镀银(银镜反应) [Ag(NH3)2]OH 王水溶金 H[AuCl4] 1、 在生命体中的应用 2、在健康医药中的应用: 叶绿素 血红素 抗癌药物 酶 维生素B12 钴配合物 含锌的配合物 含锌酶有80多种 Fe2+的配合物 Mg2+的配合物 3、配合物与生物固氮: 固氮酶 4、在生产生活中的应用 王水溶金 电解氧化铝的助熔剂 Na3[AlF6] 制暖水瓶 H[AuCl4] 三、配合物在生产、生活中的应用 N N N N Fe CH3 CH3 H3C C O HO C O OH H3C 生命体中的配合物---血红素(Fe2+ )结构示意图 生命体中的配合物---叶绿素结构示意图 生命体中的配合物---叶绿素结构示意图 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 当堂检测 1．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 2．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 3．下列物质中属于含有配位键的碱的是 A． B． C． D． A 4.一种新型补血药剂的结构如下图所示：其中X、Y、Z、W、L是原子序数依次增大的短周期主族元素，Y、Z、W相邻，X与L同主族，基态M3+中未成对电子数等于5。说法正确的是 ( ) A．X与Z形成的化合物不可能含非极性键 B．Y、Z、W、L原子半径:L>W>Z>Y C．M3+的配位数为6 D．简单气态氢化物键角：WX2>ZX3 C Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $