3.4 配合物与超分子 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

第二章 晶体结构与性质 第二节 配合物与超分子 课时1 配合物 选择性必修2 2. 认识简单配合物的成键特征; 学习目标 本节重点 本节难点 1. 知道配位键的特点; 3. 认识配位键与共价键、离子键的异同。 2 新课导入 浓硫酸能使结晶水合物失去结晶水 化学变化 无水CuSO4是白色的，但CuSO4·5H2O却是蓝色的，这是为什么呢？ CuSO4·5H2O晶体 无水硫酸铜 CuSO4·5H2O＋H2SO4(浓) = CuSO4 ＋H2SO4 ·5H2O 教师点拨 向盛有下表中固体样品的试管或点滴板中，分别加入足量的水，观察实验现象并填写下表 固体 CuSO4 CuCl2·2H2O CuBr2 NaCl K2SO4 KBr 白色 绿色 深褐色 白色 白色 白色 溶液颜色 结论 天蓝色 天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色 SO42- 、K+、Na+、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； 结晶水少→多，晶体颜色绿→蓝； 教师点拨 [Cu(H2O)4]2+的形成 激发 杂化 dsp2 中心离子 Cu2+ O H H 配体 配位键 Cu2+ OH2 H2O H2O H2O H2O H2O H2O H2O 特征：饱和性与方向性 教师点拨 一、配位键 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。 通过形成配位键可以让元素的原子突破常见的成键数目。 表示方法 配位键常用A—B表示，其中A是提供孤电子对的原子，叫给予体，B是接受孤电子对的原子，叫接受体 A—B 电子对接受体 （或A B） 电子对给予体 教师点拨 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 NH3、H2O、HF分子中中心原子分别有1、2、3对孤电子对 分子CO、NH3、H2O、HF、有机胺；离子如X−、CN－、OH−、SCN−、NO2- 形成条件 教师点拨 Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Co3+、N+; 还有H+、Al3+、B、Mg2+等主族元素 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 ② 含有空轨道的微粒：过渡金属的原子或离子。 一般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多数金属原子的配位数等于它的电荷的2倍 Ag＋形成2个配位键，Cu2＋形成4个配位键 教师点拨 二、配合物 概念 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 组成 [Cu(NH3)4]SO4 中心离子 配体 配位数 带异号电荷的离子(外界) 配离子(内界) 配离子念法：配位数→配体名称→合→中心原子(离子)名称 对于配合物，外界在水溶液中易电离。 有些配合物没有外界，如Ni(CO)4 教师点拨 ① 中心原子(离子)：提供空轨道的金属离子或中性原子；一般是过渡金属 ② 配位体：含有孤电子对的分子或阴离子；整个配合物电中性。 ③ 配位原子：配位体中具有孤电子对的原子：ⅤA Ⅵ A ⅦA的非金属原子 ④ 配位数：直接同中心原子配位的原子数目，一般是2、4、6、8 ⑤ 配离子的电荷：等于中心离子和配体总电荷的代数和， [Fe(SCN)6]3- C、O、N、P、S、X 如[Fe(CN)6]4−中Fe2+ 的配位数为 。 如[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+中Cu2+ 的配位数为 。 +3 ⑥ 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、NH4+、H3O+、SO42-、P2O5 6 4 教师点拨 配合物 内界 外界 中心离子 配位体 配位数 [Ag(NH3)2]OH K4[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＋ NH3 Cl− 6 固态时属于哪种晶体？ 离子晶体 1 mol 该化合物中σ键数目 9NA 12NA 6NA 8NA 21NA 分析配合物中的σ键数目时，一要考虑中心离子与配位原子之间的配位键数目，二要考虑配体离子或分子内含有的σ键数目，三要考虑外界离子或分子中含有的σ键数目。 教师点拨 三、简单配合物的制备 [Cu(NH3)4]SO4的制备实验 CuSO4(aq) 加入氨水 继续加 入氨水 加入乙醇 蓝色沉淀 蓝色沉淀溶解 得深蓝色透明溶液 深蓝色晶体 Cu2＋＋2NH3·H2O == Cu(OH)2↓＋NH4+ Cu(OH)2＋4NH3== [Cu(NH3)4]2+＋2OH− [Cu(NH3)4]2＋＋ 2SO42- ＋H2O ===[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓ 乙醇 教师点拨 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？ ⇌ 结论：通过改变外界条件，如加入酸、形成更难溶的物质（加入Na2S生成CuS）、加热等可以使配离子的电离平衡移动，实现配合物的转化。 向得到的深蓝色溶液中滴加稀H2SO4后，有什么现象？ 教师点拨 硫氰化铁的制备 SCN-作为配体与Fe3+配位，显红色，用于检验Fe3+ ………… Fe3+ + SCN- Fe(SCN)2+ Fe(SCN)2+ + SCN- Fe(SCN)2 + Fe(SCN)5 + SCN- Fe(SCN) 6 + 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 FeCl3溶液 棕黄色 血红色 K3[Fe(CN)6]=3K++ [Fe(CN)6]3- 教师点拨 氯化二氨合银 [Ag(NH3)2]Cl 的制备 至沉淀恰好溶解 NaCl中滴加AgNO3溶液 白色沉淀 加氨水 溶解 Ag＋＋Cl− ==AgCl↓ AgCl＋2NH3 == [Ag(NH3)2]＋＋Cl− 二氨合银离子 Ag NH3 H3N + 配体： 中心离子： 配位数： NH3 Ag+ 2 教师点拨 AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl [Ag(NH3)2]Cl = [Ag(NH3)2]+ + Cl- AgCl(s) Ag+(aq) + Cl－(aq) + 2NH3 [Ag(NH3)2]+ = 配制银氨溶液发生哪些反应？ 向AgNO3溶液中逐滴加稀氨水，直到最初生成的沉淀恰好溶解为止；继续滴加氨水时，NH3分子与Ag+形成[Ag(NH3)2]+配合离子，配合离子很稳定，会使AgOH逐渐溶解。 AgOH+2NH3·H2O = [Ag(NH3)2]+ + OH- + 2H2O Ag+ + NH3·H2O = AgOH↓ + NH4+ 教师点拨 配合物的形成对性质的影响 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。 Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2+＋2OH− 改变溶解性 Al(OH)3＋OH− == [Al(OH)4]− AgCl + 2NH3·H2O = Ag(NH3)2Cl + 2H2O 改变颜色 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。 教师点拨 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。 稳定性增强 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。 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。 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 H+ > 过渡金属 > 主族金属 教师点拨 Cu NH3 NH3 H3N NH3 2+ 稳定性： ＜ Cu OH2 H2O H2O H2O 2+ 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。 配位原子的配位能力：NH3 > H2O；中心原子(离子)的接受配体能力：H+ > 过渡金属 > 主族金属 配合物稳定性：配位键越强，配合物越稳定 [Cu(H2O)4]2＋+ 4NH3 = [Cu(NH3)4]2＋ + 4H2O Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $