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

该高中化学课件聚焦配合物的制备、性质影响及超分子的概念与特征，通过生活中叶绿素、血红素等配合物实例导入，结合实验3-3至3-5的操作与原理分析，构建从生活现象到实验探究再到理论理解的学习支架。 其亮点是以实验探究为核心，通过[Cu(NH₃)₄]SO₄制备中配位键稳定性的微观分析培养科学思维，利用杯酚分离C60/C70等实例落实科学探究与实践。小结结构化梳理知识，学生能深化化学观念，教师可提升教学效率。

第三章 晶体结构与性质 第四节 配合物与超分子 知识目标: 理解常见配合物的制备及其应用,超分子的概念与特征 能力目标：知道常见配合物的制备原理与操作，了解配合物的存在与应用 了解超分子概念，知道超分子代表物杯酚和冠醚的应用 学科素养：培养学生“宏观辨识与微观探究”的学科素养 第二课时 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 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 维生素B12是一种需要肠道分泌物帮助才能被吸收的维生素，是一种含钴的配合物 生活中常见的配合物 新课引入 任务一 简单配合物的制备 教材p96 CuSO4(aq) 加入氨水 继续加 入氨水 加入 乙醇 【实验3-3】 [Cu(NH3)4]SO4的制备实验 蓝色沉淀 蓝色沉淀溶解 得深蓝色溶液 深蓝色晶体 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， ， 继续添加氨水并振荡试管， 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， 。 出现蓝色沉淀 蓝色沉淀溶解变为深蓝色溶液 析出深蓝色晶体 Cu2+ + 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓+2NH4+ Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2++2OH- 说明该配合物在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度 [Cu(NH3)4]2+ + SO42-+H2O=[Cu(NH3)4]SO4·H2O 任务一 简单配合物的制备 实验3-3：制取[Cu(NH3)4](OH)2 ＋氨水 ＋氨水 ＋乙醇 种下晶核，有利于晶体析出 任务一 简单配合物的制备 稳定性： Cu NH3 H3N H3N H3N 2+ 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。 配位键稳定性 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 配位键越强，配合物越稳定 配合物稳定性： 【思考与讨论】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？从结构角度解释。 任务一 简单配合物的制备 实验操作 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。 实验现象 实验原理 溶液变为红色 利用硫氰化铁配离子等颜色，可用于鉴定溶液中存在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(但注意安全，因其有毒性) Fe3+ + nSCN− [Fe(SCN)n]3−n n = 1−6，随SCN−的浓度而异 配位数可为1 ~ 6 教材p97 【实验3-4】 硫氰化铁的制备 配合物Fe(SCN)3中，中心离子是____，配体是_____，配位数是__ 教材p97 NaCl中滴加AgNO3溶液 加入氨水 至沉淀恰好溶解 现象 滴加AgNO3(aq)后,出现 ，再加氨水后沉淀 ，溶液呈______。 白色沉淀 溶解 无色 原理 Ag＋＋Cl− ==AgCl↓ AgCl＋2NH3 == [Ag(NH3)2]＋＋Cl− 【实验3-5】 氯化二氨合银 [Ag(NH3)2]Cl 的制备 任务一 简单配合物的制备 任务二 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− 1、改变溶解性 2、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。 Fe3＋与SCN− 形成硫氰化铁配离子，其溶液显红色 3、改变稳定性 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。 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O2的功能，从而导致人体CO中毒。 任务三、超分子 1、定义 由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体称为超分子。超分子定义中的分子是广义的，包括离子。 2、微粒间作用力(P98) 神奇的超分子，借分子间作用力形成复杂的组织结构 3、超分子的大小 有的是有限的 有的是无限伸展的 三、超分子 4、超分子的重要特征及其应用 （1）分子识别——分离C60和C70 C60 C70 C60 C70 C70 C60 C60 超分子 循环使用 溶于氯仿 甲苯，过滤 不溶于氯仿 超分子不溶于甲苯 溶于甲苯 氯仿 “杯酚” 杯酚与C60通过范德华力相结合，通过尺寸匹配实现分子识别 超分子 冠醚是皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子 （2)分子识别——冠醚识别碱金属离子 冠醚 冠醚空腔直径/pm 合适的粒子(直径/pm) 12-冠-4 120～150 Li+(152) 15-冠-5 170～220 Na+(204) 18-冠-6 260～320 K+(276)Rb+(304) 21-冠-7 340～430 Cs+(334) 冠醚环的大小与金属离子匹配，才能识别 超分子 (2)分子识别——冠醚识别碱金属离子 冠醚，是分子中含有多个-氧-亚甲基-结构单元的大环多醚。冠醚的空穴结构对离子有选择作用，不同冠醚的空腔尺寸不同，与不同的阳离子相匹配(离子-偶极相互作用和弱配位作用)，从而实现选择性结合(识别不同大小的碱金属离子)，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，因而成为有机反应中很好的催化剂。 课堂探究 阴离子，离子晶体。 冠醚靠氧原子吸引阳离子，碳原子是骨架，稳定了整个冠醚。环的大小与金属离子匹配，才能识别。 冠醚靠什么原子吸引阳离子？ 冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里还有什么粒子，这类晶体是离子晶体、共价晶体还是分子晶体？ 超分子 超分子组装的过程称为分子自组装，自组装过程是使超分子产生高度有序的过程。 (4)分子自组装 课堂练习 1. 课堂练习 2．超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支，还扩展到生命科学和物理学等领域。由Mo将2个C60分子、2个p-甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示，该超分子中存在的化学键类型有( ) A．σ键、π键、离子键 B．σ键、π键、氢键 C．σ键、π键 D．σ键、π键、离子键、氢键 C 3．利用超分子可分离C60和C70，将C60、C70混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中进行分离的流程如图。下列说法正确的是( ) A．杯酚与C60形成氢键 B．C60与C70晶体类型不同 C．该分离过程利用的是超分子的分子识别特征 D．一个C60晶胞中含有8个C60分子 C 配合物的制备 配合物与超分子 超分子 概念 特征 课堂小结 $