3.4.1 配合物 课件 2025-2026学年高二上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 课时1 配合物 2026/3/25 2 2024级化学组江福胜 素养目标 宏观辨识与微观探析：能识别配合物的宏观特征，分析其微观组成，理解配位键形成原理，建立“结构决定性质”的化学思维。 证据推理与模型认知：能根据配合物的组成和性质推理配位键形成条件，构建配合物结构与平衡模型，运用模型解释性质、预测反应方向。 科学态度与社会责任：了解配合物的实际应用，认识化学与社会的联系，培养严谨求实的科学态度和可持续发展的社会责任。 2026/3/25 3 2024级化学组江福胜 课堂引入 请你思考！ 无水硫酸铜是白色的，为什么CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的？ 无水硫酸铜 CuSO4·5H2O晶体 2026/3/25 4 2024级化学组江福胜 【实验3－2】 下表中的少量固体溶于足量的水，观察实验现象并填写表格。 固体 ①CuSO4 白色 ②CuCl2 绿色 ③CuBr2 深褐色 ④NaCl 白色 ⑤K2SO4 白色 ⑥KBr 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 ①②③溶液呈天蓝色 ④⑤⑥呈无色 Cu2+溶于水后呈天蓝色 Na+、K+、SO42－、Cl－、Br－离子呈无色 实验证明，上述实验中呈蓝色的物质是水合铜离子，可表示为[Cu(H2O)4]2+ 2026/3/25 5 2024级化学组江福胜 【实验3－2】——理论分析 价电子排布图 Cu2+ ↑↓ ↑↓ 3d ↑↓ ↑↓ 4s ↑ 4p 激发、杂化 空轨道 Cu2+ ↑↓ ↑↓ ↑ 3d ↑↓ ↑↓ 4s 4p O H H 孤电子对 2026/3/25 6 2024级化学组江福胜 【实验3－2】——理论分析 电子对给予体 电子对接受体 中心原子或离子 另一分子或离子 空轨道 孤电子对 配位键 Cu2+ H2O [Cu(H2O)4]2+ 2026/3/25 7 2024级化学组江福胜 一、配合物 1. 配位键 (1) 概念：由一个原子单方面提供________，而另一个原子提供________而形成的化学键，即“电子对给予—接受”键 孤电子对 空轨道 注意📢：配位键是一种特殊的共价键，具有方向性和饱和性。配位键与共价键性质完全相同。 (2) 表示： (A提供孤电子对) A→B (B提供空轨道) 或 A−B A：电子对给予体 B：电子对接受体 Cu OH2 H2O H2O H2O 2+ Cu OH2 H2O H2O H2O 2+ 2026/3/25 8 2024级化学组江福胜 一、配合物 1. 配位键 (3) 形成条件：形成配位键的一方(如A)是能够提供孤电子对的原子，另一方(如B)是具有能够接受孤电子对的空轨道的原子 ①孤电子对：分子或离子中，没有跟其他原子共用的电子对就是孤电子对 含有孤电子对的微粒：分子如CO、NH3、H2O，离子如Cl－、CN－、NO2－ ②含有空轨道的微粒：过渡金属的原子或离子。 一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目基本上是固定的， Ag＋形成2个配位键，Cu2＋形成4个配位键等 OH－＜C₂O₄²－＜H₂O＜NH₃＜乙二胺＜NO₂－＜CN－＜CO 2026/3/25 9 2024级化学组江福胜 一、配合物 1. 配位键 (4) 配位键的稳定性： ① 分子/离子给予电子对的能力越强，形成的配位键越强： ② 中心原子(离子)接受电子对的能力越强，形成的配位键越强： H+＞过渡金属＞主族金属 2026/3/25 10 2024级化学组江福胜 一、配合物 2. 配合物 (1) 金属离子或原子与某些分子或离子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) 配合物的表示方法 [Cu(H2O)4]SO4 中心离子 配体 配体数 外界 内界 离子键 配位键 【注意】不是说含有配位键的化合物就是配合物，比如CO、NH4Cl；配合物必须是中心原子/离子与配体以配位键结合，才是配合物。 配位原子 2026/3/25 11 2024级化学组江福胜 一、配合物 2. 配合物 (3)解读： ① 中心原子(或离子)：提供空轨道接受孤电子对。通常是过渡金属元素的原子或离子，如Cu2+、Zn2+、Fe 等。 ② 配体：提供孤电子对的分子或离子。配位原子必须是含有孤电子对的原子，常是第ⅤA族、第ⅥA 族、第ⅦA 族元素的原子。 当配体中有两种原子含孤电子对时，电负性小的原子为配位原子 CO作配体时，C去提供孤电子对 ↑↓ ↑ ↑ 2s 2p C ↑↓ ↑ ↑ ↑↓ 2s 2p O :C O: 2026/3/25 12 2024级化学组江福胜 一、配合物 2. 配合物 单齿配体(含有1个配位原子) 多齿配体 (含有多个配位原子) 中性配体 配位 原子 离子 配体 配位原子 ______________________________________ 草酸根离子 配位原子： 缩写： C C __________________________________ 乙二胺 配位原子： 缩写： 2026/3/25 13 2024级化学组江福胜 一、配合物 2. 配合物 ③ 配体数：和中心原子/离子配位的分子/离子总数目。 ④ 配位数：和中心原子/离子配位原子总数目。 配位数不一定等于配体的数目，除非配体是单齿(只有1个配位原子)的 若为双齿配体(有2个配位原子)，如[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+中Cu2+ 的配位数为4，但配体数为2。 ⑤ 配合物的电离：在水溶液中电离成内界和外界两部分，内界粒子很难电离(电离程度很小)，高中阶段电离时只需要拆写成内界和外界离子 [Co(NH3)5Cl]Cl2 === [Co(NH3)5Cl]2++2Cl− (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，可以溶于氨水中，或依次溶于含过量、、、、 的溶液中，形成可溶性的配合物。 一、配合物 3. 配合物的形成对性质的影响 2026/3/25 14 2024级化学组江福胜 示例：Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－ 加入氨水 14 一、配合物 3. 配合物的形成对性质的影响 2026/3/25 15 2024级化学组江福胜 (2) 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。 [CuCl4]2－ [Cu(NH3)4]2＋ [Fe(H2O)6]3＋ 黄绿色 深蓝色 无色 [Fe(H2O)6－n(OH)n]3－n [FeCl4]－ 黄色 黄色 15 (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。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。 2026/3/25 16 2024级化学组江福胜 一、配合物 3. 配合物的形成对性质的影响 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，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。 16 2026/3/25 17 2024级化学组江福胜 一、配合物 【思考讨论】请根据给出的配合物完成下表 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 K3[Fe(CN)6] 六氰合铁酸钾 [Co(NH3)5Cl]Cl2 二氯化一氯五氨合钴 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 4 无 Ni CO Ni(CO)4 【思考讨论】从结构角度解释，为什么Cu2+与NH3形成的配位键比Cu2+与H2O形成的配位键强？ 2026/3/25 18 2024级化学组江福胜 一、配合物 特别提醒： （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。 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，与Cu2＋形成的配位键更强。 例1 回答下列问题： (1)铁单质及其化合物的应用非常广泛。普鲁士蓝的化学式为 ，与 形成配位键，其中提供孤电子对的是 ________(填原子名称)，与结构相似，普鲁士蓝中所含 键的数目为______个(设 为阿伏伽德罗常数的值)。 碳原子 (2)三价铬离子能形成多种配位化合物。 中提供孤电子对形成配位键的原子是________。 、、、、 课堂练习 2026/3/25 19 2024级化学组江福胜 19 例2 硫代硫酸钠晶体 俗称海波或大苏打，其中 可作为配体用于浸、等。可以看作是 中的一个 原子被原子代替的产物，其中替代的称为端基 原子，另一个 则是中心 原子。下列说法正确的是( ) A.两个硫原子均可作为配位原子 B.只有端基 原子可作为配位原子 C.只有中心 原子可作为配位原子 D.两个硫原子均不可作为配位原子 √ 课堂练习 2026/3/25 20 2024级化学组江福胜 20 原子配位数是指和中心原子或离子直接成键的原子的数目。 中锰原子的配位数为___。 例3 金属羰基配位化合物在催化反应 中有着重要应用。 是锰的 一种简单羰基配位化合物，其结构示 意图如图所示。配位化合物中的中心 6 例4 与形成的配合物可表示成 ，该配合物中， 的及轨道通过杂化接受提供的孤电子对， ___。 2 课堂练习 2026/3/25 21 2024级化学组江福胜 21 2026/3/25 22 2024级化学组江福胜 二、常见的配合物 1. 硫酸四氨合铜 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。 2026/3/25 23 2024级化学组江福胜 二、常见的配合物 1. 硫酸四氨合铜 滴加氨水后，试管中首先出现__________，氨水过量后沉淀逐渐_____，得到深蓝色的透明溶液，滴加乙醇后析出深蓝色晶体 蓝色沉淀 溶解 加入 氨水 蓝色沉淀 继续加 入氨水 蓝色沉淀溶解 加入 乙醇 深蓝色晶体 实验现象 2026/3/25 24 2024级化学组江福胜 二、常见的配合物 Cu2＋＋2NH3·H2O === Cu(OH)2↓＋ 2NH4+ 加入氨水 Cu(OH)2＋4NH3=== [Cu(NH3)4]2＋＋2OH－ 继续加入氨水 [Cu(NH3)4]2＋＋ 2SO42－ ＋H2O =====[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓ 乙醇 加入乙醇 离子方程式 1. 硫酸四氨合铜 2026/3/25 25 2024级化学组江福胜 二、常见的配合物 四氨合铜离子 中心离子：Cu2+ 配位数：4 N H H H 配体 NH3的N给出孤电子对 Cu2+接受电子对 1. 硫酸四氨合铜 2026/3/25 26 2024级化学组江福胜 二、常见的配合物 2. 硫氰化铁 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，观察实验现象。 滴加硫氰化钾（KSCN）溶液后，溶液变为血红色 实验现象 2026/3/25 27 2024级化学组江福胜 二、常见的配合物 2. 硫氰化铁 FeCl3 用于检验Fe3+ Fe3+ + SCN－ ⇌ Fe(SCN)2+ Fe(SCN)2+ + SCN－ ⇌ Fe(SCN)2+ Fe(SCN)52－ + SCN－⇌ Fe(SCN)63－ Fe3+ + 3SCN－ ⇌ Fe(SCN)3 KSCN 溶液 三价铁离子跟硫氰酸根离子(SCN－)形成配离子的颜色，而Fe2+跟SCN－不显红色 Fe3+ + n SCN－ [Fe(SCN)n]3－n n = 1~6，随SCN－的浓度而异 2026/3/25 28 2024级化学组江福胜 二、常见的配合物 3. 二铵合银离子 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，产生难溶于水的白色的AgCl沉淀，再滴入1 mol/L氨水，振荡，观察实验现象。 2026/3/25 29 2024级化学组江福胜 二、常见的配合物 3. 二铵合银离子 滴加AgNO3溶液后，试管中出现_________，再滴加氨水后沉淀_____，溶液呈______。 实验现象 白色沉淀 溶解 无色 2026/3/25 30 2024级化学组江福胜 二、常见的配合物 3. 二铵合银离子 [Ag(NH3)2]+ AgCl(s) ⇌ Ag+(aq) + Cl－(aq) + 2NH3 = 二氨合银离子 AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl 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。 2026/3/25 31 2024级化学组江福胜 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 二、常见的配合物 4. 其他配合物 2026/3/25 32 2024级化学组江福胜 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 二、常见的配合物 4. 其他配合物 2026/3/25 33 2024级化学组江福胜 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 二、常见的配合物 4. 其他配合物 例1 将灼热的铜丝伸入盛氯气的集气瓶中，剧烈燃烧并产生棕黄色 烟，向集气瓶中加入少量水，观察到溶液呈黄绿色，主要原因是 溶液中存在黄绿色的 。现向蓝色的硫酸铜溶液中，加 入少量稀氨水，得到蓝色絮状沉淀，继续加入氨水后，蓝色沉淀溶 解，得到深蓝色溶液，再向其中加入少量浓盐酸，得到绿色溶液， 则该绿色溶液中主要存在的离子是( ) 课堂练习 2026/3/25 34 2024级化学组江福胜 34 A.、、 B.、、、 C.、、 D.、、 [解析] 由题中信息可推知，含 的溶液为黄绿色，含 的溶液为蓝色，含 的溶液为深蓝色，故 绿色溶液中含和，在整个反应过程中 未 参与反应，与结合生成了 。 √ 课堂练习 2026/3/25 35 2024级化学组江福胜 35 例2 关于配合物 ，下列说法错误的是( ) A.此配合物的中心离子的配位数为4 B.此配合物中， 为配体，配位原子是氧原子 C.此配合物中， 提供孤对电子 D.向此配合物溶液中加入 溶液，出现白色沉淀 √ 课堂练习 2026/3/25 36 2024级化学组江福胜 36 例3 向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续 添加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液。下列关于此现象 的说法正确的是( ) A.反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后 的浓度不变 B.沉淀溶解后，生成深蓝色的配离子 C.向反应后的溶液中加入乙醇，溶液不发生变化 D.在中，提供孤电子对， 提供空轨道 √ 课堂练习 2026/3/25 37 2024级化学组江福胜 37 例4 取(黄色)、(紫红色)、 (绿色)和(紫色)四种化合物各 ，分别溶于水，加入 足量硝酸银溶液，立即产生氯化银沉淀,其物质的量分别为 、 、和 。 (1)请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。 ______________， ________________， (绿色和紫色)：________________。 课堂练习 2026/3/25 38 2024级化学组江福胜 38 (2)后两种物质组成相同而颜色不同的原因是____________________。 它们互为同分异构体 [解析] (绿色)和 (紫色)的化学式相同，但因 其空间结构不同导致颜色不同，它们属于同分异构体。 (3)上述配合物中，中心离子的配位数都是___。 6 课堂练习 2026/3/25 39 2024级化学组江福胜 39 $