内容正文:
第二单元 配合物的形成和应用
学习目标
重点难点
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。
2.根据微粒的种类及微粒之间的相互作用,认识物质的性质与微观结构的关系。
重点
1.运用化学符号描述配合物的组成。
2.能联系配合物的组成和结构解释相关的实验现象。
难点
配合物的组成与结构。
第1课时 配合物的形成与空间结构
新知探究(一)——配合物的形成
1.实验探究铜氨配合物的形成过程
操作步骤
实验现象
三支试管中先生成 色沉淀,随浓氨水的滴入,沉淀逐渐溶解,最后变为 色溶液
反应方程式
Cu2++2NH3·H2O== ;
Cu(OH)2+4NH3·H2O==____________
2.配合物
(1)概念:由 的分子或离子(称为配位体)与 的原子或离子(称为中心原子)以配位键结合形成的化合物。
(2)组成
①内界和外界
中心原子与配位体以 结合,形成配合物的内界。配合物的内界可以是离子,也可以是分子。与配合物内界结合的离子,称为配合物的外界。
[微点拨] ①配合物的内界与外界通常以离子键结合,在水溶液中较易电离,但中心原子和配位体通过配位键结合,一般很难发生解离。
②有些配合物没有外界,如Fe(CO)5。
②中心原子(离子)和配位体
中心原子是指提供 的原子或离子,配位体是指提供孤电子对的分子或离子。
③配位原子和配位数
配位原子是指配位体中提供 的原子,配位数是指形成配位键的个数。
(3)形成条件
①配位体有孤电子对,如中性分子H2O、NH3、CO等,离子F-、Cl-、CN-等。
②中心原子有空轨道,如F、C、Ag+、Z等。
[题点多维训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)提供孤电子对的微粒既可以是分子,也可以是离子。 ( )
(2)有配位键的化合物就是配位化合物。 ( )
(3)在配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中的Cl-均可与AgNO3反应生成AgCl沉淀。 ( )
(4)Ni(CO)4是配合物,它是由中心原子与配位体构成的。 ( )
2.下列关于配位化合物的叙述中,不正确的是 ( )
A.配位化合物中必定存在配位键
B.配位化合物中有配位键,也可能含有离子键
C.[Cu(H2O)4]2+中的Cu2+提供空轨道,H2O中的O原子提供孤电子对,两者结合形成配位键
D.向[CoSO4(NH3)5]Br溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成
3.配位化合物的数量巨大,组成和结构形形色色。配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心原子、配位体、中心原子的化合价和配位数分别为 ( )
A.Cu2+、NH3、+2、4 B.Cu+、NH3、+1、4
C.Cu2+、OH-、+2、2 D.Cu2+、NH3、+2、2
4.[Zn(NH3)4]SO4中,Zn2+与NH3分子以 相结合,形成配合物的内界为 , 为配合物的外界。Zn2+接受4个NH3分子中氮原子提供的孤电子对,形成 个配位键;Zn2+提供4个空轨道接受孤电子对,是 ;NH3分子中的氮原子提供孤电子对,是配位原子,NH3分子是 ;[Zn(NH3)4]2+中Zn2+的配位数是 。
新知探究(二)——配合物的空间结构
1.配合物的异构现象
含有两种或两种以上配位体的配合物,若配位体在空间的排列方式不同,就能形成不同几何构型的配合物。
(1)顺反异构
①配合物Pt(NH3)2Cl2的中心原子是 ,配位体是 。
②Pt(NH3)2Cl2的顺、反式结构:
Pt(NH3)2Cl2为平面四边形,2个相同的配位体在Pt原子的同一侧的称为顺式(常称为“顺铂”),不在同一侧的称为反式(常称为“反铂”)。其结构简式分别为
、 。
(2)顺式、反式Pt(NH3)2Cl2的性质比较
配合物
颜色
极性
在水中的溶解性
(100 g水中)
抗癌活性
A
棕黄色
极性
0.257 7 g
有活性
B
淡黄色
非极性
0.036 6 g
无活性
则配合物A是 (填“反式”或“顺式”,下同)Pt(NH3)2Cl2,配合物B是 Pt(NH3)2Cl2。
2.常见配合物离子的空间结构
配位数
空间结构
结构示意图
实例
2
直线形
[Ag(NH3)2]+、
[Cu(NH3)2]2+
4
正四面体形
[Zn(NH3)4]2+、
[CoCl4]2-
平面正方形
[Ni(CN)4]2-
6
正八面体形
[AlF6]3-、
[Co(NH3)6]3+
[微点拨] 如果给定配合物的空间结构,则可推测中心原子的杂化轨道类型,如直线形为sp杂化,正四面体形为sp3杂化,平面正方形为dsp2杂化,正八面体形为sp3d2(或d2sp3)杂化。
[题点多维训练]
1.铂的两种化合物a和b,其中a为,b为。实验测得a和b具有不同的特性:b具有抗癌作用,而a没有。则下列关于a、b的叙述正确的是 ( )
①a和b属于同一种物质 ②a和b互为同分异构体 ③a和b的空间结构是平面四边形 ④a和b的空间结构是四面体
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
2.已知Zn2+的4s和4p轨道可以形成sp3杂化轨道,那么[ZnCl4]2-的空间结构为 ( )
A.直线形 B.平面正方形
C.正四面体形 D.正八面体形
3.下列说法错误的是 ( )
A.当中心原子的配位数为6时,物质常呈八面体空间结构
B.[Ag(NH3)2]+中Ag+提供空轨道
C.配位数为4的配合物均为正四面体形结构
D.已知[Cu(NH3)2]2+的中心原子采取sp杂化,则其空间结构为直线形
4.下列说法中错误的是 ( )
A.[Ag(NH3)2]+中Ag+空的5s轨道和5p轨道以sp杂化成键,空间结构为直线形
B.配位数为4的配合离子一定呈正四面体结构,配位数为6的配合离子一定呈正八面体结构
C.[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性共价键和配位键
D.[Pt(NH3)6]2+和[PtCl4]2-中,其中心原子的化合价都是+2
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第二单元 配合物的形成和应用
第1课时 配合物的形成与空间结构
新知探究(一)
1.(1)蓝 深蓝 Cu(OH)2↓+2N [Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
2.(1)提供孤电子对 接受孤电子对 (2)①配位键 ②空轨道
③孤电子对
[题点多维训练]
1.(1)√ (2)× (3)× (4)√
2.选D 配位化合物中一定含有配位键,可能含有离子键;Cu2+提供空轨道,H2O中的O原子提供孤电子对,两者结合形成配位键。[CoSO4(NH3)5]Br中内界的硫酸根离子不能电离,无法与Ba2+反应。
3.选A 配合物[Cu(NH3)4](OH)2中,Cu2+为中心原子,化合价为+2,配位体为NH3,配位数为4。
4.配位键 [Zn(NH3)4]2+ S 4 中心原子 配位体 4
新知探究(二)
1.(1)①Pt2+ NH3和Cl- ②(顺式) (反式) (2)顺式 反式
[题点多维训练]
1.选C 因为a和b具有不同的特性,所以a和b不是同一种物质;a和b的分子式相同,结构不同,故二者互为同分异构体;a和b若为四面体,则没有这两种异构体,因此a和b只能是平面四边形。
2.选C Zn2+的4s和4p轨道形成的4个sp3杂化轨道,与4个Cl-形成4个配位键,所以[ZnCl4]2-的空间结构为正四面体形。
3.C
4.选B Ag+外围电子排布式为4d10,4d轨道电子全充满,则1个5s轨道和1个5p轨道参与杂化形成两个sp杂化轨道,这两个sp杂化轨道接受两个氮原子提供的孤电子对而形成两个配位键,sp杂化空间结构为直线形,A正确;配位数为4的配合物可以为四面体结构,也可以为平面四边形结构,B错误;[Cu(NH3)4]SO4属于离子化合物,含有离子键,N—H键为极性共价键,Cu—N键为配位键,C正确;[Pt(NH3)6]2+中,NH3可以看为一个整体,显0价,[PtCl4]2-中,Cl显-1价,故它们的中心原子的化合价都是+2,D正确。
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