3.4.1配合物 课件-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修2

第三章 晶体结构与性质 第四节 配合物与超分子 第1课时 配合物 学习目标 1.了解配位键的特点，认识简单的配位化合物。 2.认识配位键与共价键，离子键的异同。 核心素养 1.知道配位键的特点,认识简单的配位化合物的成键特征,了解配位化合物的存在与应用,培养证据推理与模型认知的核心素养。 2.了解从原子、分子、超分子等不同尺度认识物质结构的意义。通过不同聚集状态物质的重要应用,认识化学技术和社会之间的相互关系,培养科学态度和社会责任的核心素养。 新课引入 无水硫酸铜粉末 CuSO4 硫酸铜溶液 CuSO4（aq） 五水合硫酸铜晶体 CuSO₄·5H₂O 3 实验3-2 固体 溶液颜色 无色离子： CuSO4 CuCl2•2H2O CuBr2 NaCl K2SO4 KBr 什么离子呈天蓝色： 白色 白色 白色 白色 绿色 深褐色 向盛有下表中固体样品的试管中，分别加入足量的水，观察实验现象并填写下表 CuSO4溶液 CuCl2溶液 CuBr2溶液 K2SO4溶液 NaCl溶液 KBr溶液 CuSO4 CuCl2 CuBr2 K2SO4 NaCl KBr 水溶液中Cu2+主要以四水合铜离子[Cu(H2O)4]2+存在，呈天蓝色 5 思考：Cu2+与H2O是如何结合成[Cu(H2O)4]2+的呢？ 孤电子对 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ Cu2+ +4H2O = [Cu(H2O)4]2+（蓝色） 提供孤电子对 接受孤电子对 化学键 1.定义： 成键原子或离子一方提供空轨道，另一方提供孤电子对而形成的，这类“电子对给予-接受”键被称为配位键。 一、配位键 2.特点： ①配位键是一种特殊的共价键（本质也是σ键），具有方向性和饱和性。 ②配位键与普通共价键只是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提供；普通共价键的共用电子对由成键双方共同提供，但它们的实质是相同的，都是由成键原子双方共用。 如：形成NH4+后，这四个共价键的键长、键角、键能完全相同，表现的化学性质也完全相同，所以NH4+的空间构型为正四面体。 NH4+的电子式也可表示为： 注意：配位键与共价键性质完全相同 7 3.形成条件： ①一方提供孤电子对(配体) ②另一方中心原子(离子)提供空轨道(接受体) 如分子有NH3、H2O、HF、CO等； 离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。 如H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。 注意：配位键与共价键性质完全相同 8 4.表示方法： 电子对(给予体)A→B(电子对接受体)，或A—B ①NH4+: ②H3O+： ③[Cu(H2O)4]2+： H× ·· O ·· ×H · · H+ + ·· O ·· ×H H× · · H [ ] + H N H H H [ ] + ↑ ↑ 读法:水合氢离子 读法:四水合铜离子 一般来说，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，（一般为电荷数的两倍），如Ag＋:2个配位键；Cu2＋:4个配位键,Fe3＋:6个配位键等。 注意：配位键与共价键性质完全相同 9 二、配合物 通常把金属离子或原子(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。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均为配合物。 1.定义： 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、NH4Cl、H3O+ Cu(H2O)4 SO4 内界(配离子) 外界(离子) 中心离子原子 配位体 配位数 配位原子 对于配合物，外界在水溶液中易电离，但内界却难电离。如配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2内界中的Cl—不能被Ag+沉淀，只有外界的Cl—才能与AgNO3溶液反应产生沉淀。 2.配合物的组成及部分含义 以配合物[Cu(H2O)4]SO4为例 ·常见的中心离子——提供空轨道 ①一般是过渡金属的原子或离子，如：Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Co3+、Ag+、Ni等。 ②部分主族元素，如H+、Al3+、Mg2+、B等。 ·常见的配体——提供孤电子对 ①原子：常为ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的原子； ②分子：H2O、NH3、CO、醇、胺 、醚等； ③阴离子：X-（卤素离子）、OH-、CN- 、SCN-、RCOO-、PO43-等。 配位数:一般2、4、6、8； 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-。 配合物 内界 外界 中心原子(离子) 配位体 配位数 [Ag(NH3)2]OH 氢氧化二氨合银 K3[Fe(CN)6] 六氰合铁酸钾 Na3[AlF6] 六氟铝酸三钠化铝 Ni(CO)4 四羰基镍 [Co(NH3)5Cl]Cl2氯化一氯五氨合钴 [Ag(NH3)2]+ OH- Ag+ NH3 2 [Fe(CN)6]3- K+ Fe3+ CN- 6 [AlF6]3- Na+ Al3+ F- 6 Ni(CO)4 无 Ni CO 4 [Co(NH3)5Cl]2+ Cl- CO3+ Cl-、NH3 6 1.有些配合物没有外界；如 Ni(CO)4 、Fe(CO)5 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； 4.配位数通常为2、4、6、8这样的偶数。 请根据给出的配合物完成下表 思考与讨论 3.常见的配合物及其制取 （1）四氨合铜离子[Cu(NH3)4]2+的形成 实验操作 实验现象 有关方程式 滴加氨水后，试管中首先有 ，氨水过量后沉淀逐渐 ，得到 色的透明溶液；滴加乙醇后析出 。 蓝色沉淀 溶解 深蓝 深蓝色晶体 ① ② ③ Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+ Cu(OH)2 + 4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2 [Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O = [Cu(NH3)4]SO4·H2O↓ 乙醇 硫酸四氨合铜晶体 溶剂极性：乙醇 < 水，降低水的极性 [Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中的溶解度小 实验证明，无论在得到的深蓝色透明溶液中，还是在析出的深蓝色晶体中，深蓝色都是由于存在[Cu(NH3)4]2+，中心离子是Cu2+，而配体是NH3，配位数为4。 深蓝色 平面正方形 实验3-3 制取 [Cu(NH3)4](OH)2 四氨合铜离子 dsp2杂化 原因分析 CuSO4(aq) Cu(OH)2 氨水 氨水 深蓝色溶液 蓝色溶液 [Cu(NH3)4]2＋ 蓝色沉淀 [Cu(H2O)4]2＋+4NH3=[Cu(NH3)4]2＋+4H2O Cu2+ + 4H2O ⇌ [Cu(H2O)4]2＋ + 4NH3 [Cu(NH3)4]2＋ = 提示：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对，NH3的配位能力强于H2O，所以NH3与Cu2＋形成的配位键更强。 ←平衡向左移动 [Cu(H2O)4]2+ [Cu(NH3)4]2+ Cu(OH)2 通常情况，较稳定的配合物可以转化为稳定性更强的配合物 蓝色溶液 深蓝色溶液 Cu2+ + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2＋ + 4NH4+ 4H+ ⇌ ←平衡向左移动 CuSO4（aq） 蓝色沉淀 氨水 氨水 深蓝色溶液 稀H2SO4 稀H2SO4 [Cu(NH3)4]2＋ + 4H+ ⇌ Cu2+ + 4NH4+ 写出上述过程的总离子反应方程式？ ⇌ 【问 题】[Cu(NH3)4]2＋存在电离平衡？是否牢不可破？ 加入酸、形成更难溶的物质 （加入Na2S生成CuS）、 加热等可使平衡移动。 活动探究 （2）Fe(SCN)3的形成 实验操作 实验现象 有关离子方程式 溶液变为 。 血红色 Fe3+ + n SCN- ⇌ [Fe(SCN)n]3-n （配位数为1~6，与浓度有关） 硫氰化钾(KSCN)溶液 溶液变为血红色 FeCl3溶液棕黄色 Fe3+ +3SCN- ⇌ Fe(SCN)3 应用：利用硫氰化铁配离子等颜色，可用于鉴别溶液中存在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 【演示实验】课本104页实验2简单离子和配离子的区别 实验步骤 实验现象 解释 在一定条件下， 配位键比较稳定，配离子不易发生电离。 K3[Fe(CN)6]的电离方程式 两滴 FeCl3(aq) 少量水 两滴 KSCN(aq) 两滴 K3[Fe(CN)6](aq) 少量水 两滴 KSCN(aq) 溶液变为 红色 生成 [Fe(SCN)n]3－n (n = 1～6) 无明显现象 [Fe(CN)6]3－ 很难电离出 Fe3+ K3[Fe(CN)6]=3K++ [Fe(CN)6]3- 配离子 [Fe(CN)6]3-的中心离子Fe3+、配体CN-、配位原子C、配位数6、 [Fe(CN)6]3-与Fe3+性质不一样 配合物内界难电离 :C N: - : : : : （3）银氨离子[Ag(NH3)2]+的形成 实验操作 实验现象 有关方程式 向NaCl溶液中滴加AgNO3溶液，产生 沉淀，再滴入氨水，沉淀消失，得到澄清的 溶液。 白色 AgCl+2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl 加NaCl溶液 逐滴加氨水 AgNO3溶液 AgCl沉淀 沉淀消失，得澄清的无色溶液 无色 二氨合银离子 Ag+ + Cl- = AgCl↓ 配位能力：NH3＞Cl- 4.配合物的形成对性质的影响 (1)对溶解性的影响 一些难溶于水的金属氢氧化物、卤化物、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。 如:Cu(OH)2 + 4NH3 =[Cu(NH3)4]2+ + 2OH— AgCl + 2NH3 = Ag[(NH3)2]Cl (2)对颜色的改变 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。 ④Fe3＋与SCN－形成硫氰化铁配离子[Fe(SCN)n]3-n，其溶液显红色。检验Fe3+ ①Fe3＋在水溶液中由于水解与OH-配位而显黄色，而在酸化抑制水解的情况下，生成的水合铁离子[Fe(H2O)6]3+溶液为无色。 ②FeCl3溶液含有[FeCl4]-，使溶液呈黄色。 ③CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)42+(蓝色)+4Cl- ⇌[CuCl4]2-(黄色)+4H2O，△H＞0，Cl- 和 H2O 相互竞争引起平衡移动，从而使溶液颜色发生改变。 加水稀释：溶液由黄绿色变为蓝绿色变为蓝色； 再加热：溶液由蓝色变为黄绿色。 ⑤与OH- 相比，NH3与Cu2+配位生成的[Cu(NH3)4]2+呈现更深的蓝色。 (3)稳定性增强 ①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。 ②许多过渡金属元素的离子对多种配体具有很强的结合力，因而，过渡金属配合物远比主族金属配合物多。 ③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。 22 5.配合物的应用 氰化物（CN-）中毒原理类似，形成配位键。 5.配合物的应用 ★在生命体中的应用 血红素 叶绿素 以配位键结合。 叶绿素 血红蛋白 维生素B12 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] 第二代铂类抗癌药（碳铂） 资料卡片 25 正误判断 (1)配位键实质上是一种特殊的共价键( ) (2)提供孤电子对的微粒既可以是分子，也可以是离子( ) (3)有配位键的化合物就是配位化合物( ) (4)配位化合物都很稳定( ) (5)在配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中的Cl－均可与AgNO3反应生成AgCl沉淀( ) (6)Ni(CO)4是配合物，它是由中心原子与配体构成的( ) √ × √ √ × × 提示：NH4Cl中含配位键，但不是配位化合物。配合物一定含有配位键 对点训练 2、0.01 mol氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量硝酸银溶液处理， 产生0.02 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 B 3．(1)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为________。 (2)关于配合物[Zn(NH3)4]Cl2的说法正确的是________。 A．配位数为6 B．配体为NH3和Cl－ C．[Zn(NH3)4]2＋为内界 D．Zn2＋和NH3以离子键结合 4 配位键 [解析]　(1)[Zn(NH3)4]Cl2中[Zn(NH3)4]2＋与Cl－形成离子键，而1个[Zn(NH3)4]2＋中含有4个N→Zn键(配位键)和12个N—H键，共16个σ键 对点训练 16 1、下列各种说法中错误的是( ) A、形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤对电子 B、配位键是一种特殊的共价键 C、配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子 D、共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子 D 2、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 4、下列化合物属于配合物的是(　　) A．Cu2(OH)2SO4 B．NH3 C．[Zn(NH3)4]SO4 D．KAl(SO4)2 5、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 C B 一、配位键 定义 配位键的形成条件 一方提供孤电子对 一方提供空轨道 “电子对给予—接受键” 配合物的组成 定义 配合物的应用 二、配合物 巩固练习： 3.4.1配合物 Lavf58.20.100 $