3.4.1 配合物的形成 公课件-2026-2027学年高二下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形成与应用，通过无水CuSO₄固体与溶液、晶体颜色差异导入，引导学生观察不同铜盐溶解实验现象，逐步揭示Cu²+与H₂O的作用，进而深入配位键形成条件、配合物组成及应用，构建从现象到本质的学习支架。 其亮点在于以实验探究为核心，结合硫酸铜氨配合物制备等实验培养科学探究与实践能力，通过配位键形成分析和配合物组成模型建构发展科学思维，联系叶绿素、血红素等实例强化化学观念。学生能提升实验操作与分析能力，教师可依托系统流程和丰富资源提高教学效率。

追“配”溯源，配位生彩 ——配合物的形成与应用 第三章　晶体结构与性质 人教版化学 选择性必修2 物质结构与性质 新课导入 无水CuSO4固体是白色的，但CuSO4水溶液和CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的，为什么呢？ CuSO4 固体 CuSO4溶液 CuSO4·5H2O晶体 有配合物的形成 思考：什么是配合物？ 这些配合物是如何形成的呢？ 新课导入 配合物 实验3-2（书本95页） 探究一：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。 任务一 认识配合物 任务一 认识配合物 配合物 实验3-2 探究一：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。 任务一 认识配合物 任务一 认识配合物 配合物 实验3-2 探究一：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 ②CuCl2·2H2O ③CuBr2 ④NaCl ⑤K2SO4 ⑥KBr 白色 绿色 深褐色 白色 白色 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 Na+、K+、SO42- 、Cl-、Br-没有颜色。 Cu2+在水溶液中常显(天)蓝色； 固态二价铜盐 不一定显蓝色； 任务二 探究配合物的结构—配位键的形成 配合物 溶液呈天蓝色与Cu2+和H2O有关， 二者在水溶液中结合形成四水合铜离子，表示为[Cu(H2O)4]2+（颜色为天蓝色）。 思考： Cu2+和H2O是如何结合在一起的？ 问题1：溶液呈天蓝色与哪几种粒子有关呢？ O H H 配位键 4H2O 配体 孤电子对 中心离子 具有空轨道 配位键 Cu2+ Cu2+ OH2 H2O H2O H2O Cu2+ 四水合铜离子 Cu(H2O) 4 2+ 球棍模型 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“ ”键。 孤电子对 空轨道 电子对给予—接受 任务二 探究配合物的结构—配位键的形成 Cu(H2O)4]2+的形成过程： 激发杂化 H2O H2O H2O H2O 配位键 29Cu [Ar]3d104s1 失去2e- 29Cu2+ [Ar]3d9 价层电子排布图 Cu2+的杂化类型 dsp2 四水合铜离子 4H2O Cu2+ Cu(H2O) 4 2+ 任务二 探究配合物的结构—配位键的形成 配位键 2.表示方法：配位键可以用A→B或者A—B来表示，其中A是提供孤电子对的分子或离子，B是接受孤电子对的原子或金属离子。 (电子对给予体)A→B(电子对接受体)或A—B。 Cu OH2 H2O H2O 2+ OH2 Cu OH2 H2O H2O 2+ OH2 四水合铜离子 四水合铜离子 A—B A→B 电子对接受体 电子对给予体 任务二 探究配合物的结构—配位键的形成 配位键 3.形成条件： 成键原子一方能提供孤电子对。如分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。 NH3、H2O、HF分子中中心原子分别有1、2、3对孤电子对 例如： 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 。 多个原子有孤电子对，电负性小的提供。如CO、CN－、SCN－。 任务二 探究配合物的结构—配位键的形成 配位键 3.形成条件： 成键原子另一方能提供空轨道。常见的如H＋、Al3＋、B及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， 如Ag+形成2个配位键，Cu2+形成4个配位键等，这说明配位键也具有饱和性与方向性。 配位键其实就是一种特殊的共价键（σ 键）。 任务二 探究配合物的结构—配位键的形成 1、下列粒子中含配位键的是(　　) ① H3O＋ ②N2H5+ ③CH4 ④NH4+　⑤Fe(CO)3 ⑥Fe(SCN)3 ⑦NH4Cl A．①②③④⑦　　　 B．③④⑤⑥⑦ C．①②④⑤⑥⑦ D．全部 C 1、成键原子一方能提供孤电子对。 2、成键原子另一方能提供空轨道。 典例精讲 拓展提问1：OH-是否含有配位键？ 拓展提问2：CO是否含有配位键？ 配合物 1、概念 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 结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。 配位键 例如： Cu OH2 OH2 H2O OH2 2+ 2- SO4 硫酸四水合铜 氢氧化二氨合银 Ag NH3 H3N + OH- 任务二 探究配合物的结构—配位键的形成 配合物 2、组成 配合物[Cu(H2O)4]SO4的组成如图所示： ①中心离子： _______________________的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(又叫中心离子)，最常见的有过渡金属离子：Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。 提供空轨道接受孤电子对 ②配体： _______________的阴离子或分子，如Cl－、CN-、SCN-、NH3、H2O、CO、HF等。 配体中 ____________________ 的原子叫做配位原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子，如NH3中的N原子，H2O中的O原子等。 提供孤电子对 直接同中心原子配位 ③配位数：直接与中心原子配位的 的数目。如[Cu(H2O)4]2+中Cu2＋的配位数为 。 原子 4 任务二 探究配合物的结构—配位键的形成 配合物 2、组成 配合物[Cu(H2O)4]SO4的组成如图所示： [Cu(H2O)4]SO4 中心离子 配体 配位数 离子(外界) 配离子(内界) 有些配合物没有外界，如：Fe(SCN)3 内界：中心原子与配体通过配位键构成配合物的内配位层，简称内界，通常放在方括号内。内界若带有电荷，则称为配离子。 [Cu(H2O)4]SO4＝[Cu(H2O)4]2＋＋SO42- 对于具有内、外界的配合物，内外界之间以 (共价键,离子键)结合，在水溶液中内、外界之间 (完全,不完全)电离，但内界离子较稳定，一般 (容易，难)电离出来。 完全 难 离子键 任务二 探究配合物的结构—配位键的形成 配合物 内界 外界 中心原子(离子) 配位体 配位数 [Ag(NH3)2]OH K3[Fe(CN)6] Na3[AlF6] Ni(CO)4 [Co(NH3)5Cl]Cl2 [Ag(NH3)2]＋ OH－ Ag＋ NH3 2 [Fe(CN)6]3－ K＋ Fe3＋ CN－ 6 6 [AlF6]3－ Na＋ Al3＋ F－ Ni(CO)4 无 Ni CO 4 [Co(NH3)5Cl]2＋ Cl－ Co3＋ Cl－ NH3 6 小结： 1、配合物必须有内界，可以无外界。含中性配合单元的配合物没有外界如Ni(CO)4 ; 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, 整个配合物电中性； 4、配位数通常为2、4、6、8这样的偶数（配位数=中心离子化合价的两倍） 氢氧化二氨合银 六氰合铁酸钾 四羰基镍 六氟合铝酸钠 二氯化一氯五氨合钴 作者编号：35002 作者编号：35002 配合物 含配位键，一定是配位化合物吗？ 【注意】配合物一定含有配位键，但含有配位键的化合物不一定是配合物。 如NH4Cl、CO等。 任务二 探究配合物的结构—配位键的形成 典例精讲 【例1】硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝 色溶液。 ①[Ni(NH3)6]SO4的中心离子是_______， 配体是_________，配位数是_______。 Ni2+ 6 NH3 ②在[Ni(NH3)6]SO4中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为　　　　　　　，提供孤电子对的成键原子是　　　　　。 配位键 N 【例2】[Co(NH3)5Cl]2+的中心离子是_______， 配体是_________，配位数是_______。 Co3+ 6 NH3和Cl- 任务三 典型配合物的制备 硫酸四氨合铜的形成实验 实验3-3 配合物的形成 实验步骤：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。 硫酸四氨合铜的形成实验 实验3-3 配合物的形成 实验现象： 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______________。 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 深蓝色晶体 任务三 典型配合物的制备 实验3-3 配合物的形成 有关离子方程式： 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 硫酸四氨合铜的形成实验 任务三 典型配合物的制备 有蓝色沉淀生成 沉淀逐渐溶解，得到深蓝色的透明溶液 滴加乙醇后析出深蓝色晶体 一水合硫酸四氨合铜 硫酸四氨合铜的形成实验 实验3-3 配合物的形成 加入95%乙醇的作用： 溶剂极性：乙醇 < 水 [Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中的溶解度小，利于晶体析出。 加快结晶速度。通过摩擦，可在烧杯内壁产生微小的玻璃微晶来充当晶核，容易诱导结晶。 2. 用玻璃棒摩擦试管壁的作用： 任务三 典型配合物的制备 硫酸四氨合铜的形成实验 实验分析： Cu NH3 NH3 H3N NH3 2+ 2- SO4 硫酸四氨合铜 中心离子： 配位数： NH3的 给出孤电子对 接受电子对 [Cu(NH3)4]2+ N H H H 配体 实验3-3 配合物的形成 Cu2+ 4 N Cu2+ 任务三 典型配合物的制备 硫酸四氨合铜的形成实验 实验3-3 配合物的形成 配位键的强度有大有小，有的配合物较稳定，有的配合物较不稳定。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 上述实验[Cu(H2O)4]2+向[Cu(NH3)4]2+的转化，Cu2+与NH3形成的配位键和Cu2+与H2O形成的配位键哪个稳定？ 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。 [Cu(H2O)4]2+ [Cu(NH3)4]2+ Cu(OH)2 任务三 典型配合物的制备 硫氰化铁配离子的形成实验 实验步骤：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。 FeCl3溶液 KSCN溶液 实验3-4 配合物的形成 任务三 典型配合物的制备 硫氰化铁配离子的形成实验 实验现象： 溶液变为_____ 红色 FeCl3溶液 加入KSCN溶液 实验3-4 配合物的形成 任务三 典型配合物的制备 思考：Fe3+与SCN-如何反应？ 任务三 典型配合物的制备 硫氰化铁配离子的形成实验 SCN-作为配体与Fe3+配位，显红色，用于检验Fe3+ 实验分析及有关离子方程式： Fe3+跟硫氰酸根离子(SCN-)形成配离子显红色， 而Fe2+跟SCN-不显红色 硫氰化铁配离子的颜色 实验3-4 配合物的形成 任务三 典型配合物的制备 二氨合银离子的形成实验 实验步骤：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。 NaCl 溶液 加入 氨水 实验3-5 配合物的形成 任务三 典型配合物的制备 二氨合银离子的形成实验 实验现象： 滴加AgNO3溶液后，试管中出现_________，再滴加氨水后沉淀_____，溶液呈______。 白色沉淀 溶解 无色 实验3-5 配合物的形成 任务三 典型配合物的制备 二氨合银离子的形成实验 有关离子方程式： 加入AgNO3溶液 Ag＋＋Cl－===AgCl↓ 继续加入氨水 AgCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－ 实验3-5 配合物的形成 任务三 典型配合物的制备 Ag[(NH3)2]Cl 氯化二氨合银 实验分析： 二氨合银离子的形成实验 二氨合银离子 Ag NH3 H3N + 配体： 中心离子： 配位数： NH3 Ag+ 2 实验3-5 配合物的形成 任务三 典型配合物的制备 配合物 配合物的形成对性质的影响—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。 例如：Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－ 蓝色沉淀溶解 加入氨水 任务四 配合物的应用 配合物 配合物的形成对性质的影响—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。 例如：Fe3＋与SCN－形成硫氰化铁配离子，其溶液显红色 FeCl3溶液 加入KSCN溶液 任务四 配合物的应用 配合物 配合物的形成对性质的影响—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。 任务四 配合物的应用 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 生活中常见的配合物 叶绿素 任务四 配合物的应用 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 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 1893年，瑞士化学家维尔纳总结了前人(法国化学家塔萨厄尔)的理论，首次提出了现代的配位键、配位数和配位化合物结构等一系列基本概念，成功解释了很多配合物的电导性质、异构现象及磁性。自此，配位化学才有了本质上的发展。维尔纳也被称为“配位化学之父”，并因此获得了 1913 年的诺贝尔化学奖。 配位化学之父 维尔纳·冯·西门子 (Ernst Werner von Siemens) 任务四 配合物的应用 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________。（4NA，12NA,16NA） 配合物中中心离子与配位原子之间形成的配位键是σ键。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。 16NA 1个Zn2+与4个N原子形成4个σ键、1个NH3分子中每个N原子与3个H原子形成3个σ键。 拓展延伸 1、下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是( ) A.配位化合物中一定存在配位键 B.配位化合物中只有配位键 C.[Cu(H2O)6]2＋中的Cu2＋提供空轨道，H2O中的氧原子提供孤电子对形成 配位键 D.配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等 领域都有广泛的应用 B 2、下列物质：①H3O＋　②[B(OH)4]－　③CH3COO－　④NH3　⑤CH4中存在配位键的是( ) A.①② B.①③ C.④⑤ D.②④ A 典例精讲 3、1mol的Fe(CO)5中存在 mol的配位键。 10 五羰基合铁 $