【高中化学】配合物【 课件】2022-2023学年高二化学同步课件（人教版2019选择性必修二）

第三章

晶体结构与性质第四节配合物与超分子第1课时

配合物

【课程目标】1、通过熟悉的无水硫酸铜与其溶液颜色不同这一现象，认识配位键的特征，并能与共价键进行简单比较。2、在配位键的基础上，认识配合物的存在、结构特点及常见配合物的制取等。CuSO4·5H2O晶体无水硫酸铜一、配合物：Why？情景引入无水CuSO4是白色的，为什么CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的？一、配合物：P95②CuCl2•2H2O：绿色CuCl2：棕(黄)色说明：一、配合物：天蓝色无色CuSO4溶液、CuCl2溶液、CuBr2溶液Cu2+呈天蓝色；SO42-、Cl—、Br—、Na+、K+没有颜色一、配合物：P95②CuCl2•2H2O：绿色CuCl2：棕(黄)色说明：CuSO4溶液CuCl2溶液CuBr2溶液蓝色蓝色蓝色观察下列固体物质的颜色，你能得出什么结论？CuSO4晶体CuCl2晶体CuBr2晶体白色棕(黄)色深褐色【观察思考1】固态Cu2+盐不一定显蓝色结论修正：Cu2+在水溶液中常显蓝色结论：CuSO4·5H2O晶体CuCl2·2H2O晶体蓝色绿色【观察思考2】观察下列晶体的颜色，你能得出什么结论？CuSO4·5H2O晶体也显蓝色理论解释：Cu2+与水结合显蓝色实验证明，硫酸铜晶体和Cu2+的水溶液呈蓝色，实际上是Cu2+和H2O形成的[Cu(H2O)4]2+呈蓝色。[Cu(H2O)4]2+叫做四水合铜离子。思考：Cu2+与H2O是如何结合的呢？一、配合物：Cu2+的价层电子构型[Cu(H2O)4]2+的形成激发杂化H2OH2OH2OH2O[Cu(H2O)4]2+平面正方形配位键3d9,4s和4p轨道是空的。孤电子对1、配位键：⑴概念:⑵条件：中心原子(离子)提供空轨道，配体提供孤电子对一、配合物：成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。形成条件一方能提供孤电子对另一方能提供空轨道如分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。如H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。⑶特点：⑷表示方法：1、配位键：一、配合物：一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的，如Ag＋形成2个配位键；Cu2＋形成4个配位键等。或(A提供孤电子对)A→B(B提供空轨道)或A—B配位键是一种特殊的共价键，具有方向性和饱和性。思考与交流：NH4+和H3O+的配位键的表示法？(1)相同原子间形成的配位键与它们之间形成的共价单键相同，如故其结构式也可表示为NH4+的空间结构是正四面体形(2)配位键一般是共价单键，属于σ键。说明中的4个N-H(键能、键长和键角)完全相同，同步练习1.下列不能形成配位键的组合是A.Ag＋、NH3

B.H2O、H＋

C.Co3＋、COD.Ag＋、H＋D2.下列分子或离子中，能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是①H2O

②NH3

③F－

④CN－

⑤COA.①②

B.①②③

C.①②④

D.①②③④⑤D(1)中心原子(离子)：提供空轨道的金属离子或原子。一般是过渡金属，必须有空轨道。(2)配位体：含有孤电子对的分子或离子，如NH3H2O

COCl-

SCN-

CN-(3)配位原子：配位体中具有孤电子对的原子NOPS，一般是ⅤAⅥAⅦA的非金属原子(4)配位数：直接同中心原子配位的分子或原子数目，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，如[Fe(SCN)6]3-一、配合物：2、配位化合物：1).概念：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

配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。一、配合物：P96

如氢氧化二氨合银{[Ag(NH3)2]OH}、硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4}等=[Cu(H2O)4]2+2、配位化合物：2).组成：配合物由内界和外界构成，配合单元是内界，内界由中心离子(原子)和配体构成。外界是带异号电荷的离子。内界与外界以离子键结合，在水中完全电离，内界较稳定。一、配合物：P96内界外界中心离子配体配位数+SO42-配位原子配位原子：配体中给出孤电子对与中心形成配位键的原子。如H2O中O，CO中的C，NH3中的N

。内界微粒很难电离(电离程度很小)，因此，配合物[Co(NH3)5C1]Cl2内界中的C1—不能被Ag+沉淀，只有外界的C1—才能与AgNO3溶液反应产生沉淀。配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如[Co(NH3)5Cl]Cl2=[Co(NH3)5C1]2++2C1—,注意：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][Co(NH3)5Cl]Cl2Ni(CO)4请根据给出的配合物完成下表[Ag(NH3)2]＋OH-Ag+NH32【思考与讨论】[Fe(CN)6]3－K＋Fe3＋CN－6[Co(NH3)5Cl]2＋Cl－Co3＋NH3、Cl－64无NiCONi(CO)4六氰合铁酸钾四羰基镍配合物结构小结：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。1.有些配合物没有外界；如

Ni(CO)4、Fe(CO)53.下列各种说法中错误的是A.形成配位键的条件是一方有空轨道，一方有孤电子对B.配位键是一种特殊的共价键C.配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子D.共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子D同步练习4.下列配合物或配离子的配位数是6的是A.K2[Co(SCN)4] B.[Fe(CN)5(CO)]3－C.[Zn(CN)4]2－

D.Na[Al(OH)4]B同步练习5．关于配合物[Zn(NH3)4]Cl2的说法正确的是(

)A．配位数为6B．配体为NH3和Cl－C．[Zn(NH3)4]2＋为内界D．Zn2＋和NH3以离子键结合同步练习C3、常见的配合物及其制取（1）[Cu(H2O)4]2+一、配合物：已知配合物的品种超过数百万种，是一个庞大的化合物家族。（2）[Cu(NH3)4](OH)2P963、常见的配合物及其制取一、配合物：加氨水继续加氨水加乙醇静置蓝色溶液蓝色沉淀沉淀溶解，得深蓝色溶液得深蓝色晶体实验3-3

制取[Cu(NH3)4](OH)2反应①：①②③反应②：[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O

＝

[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓乙醇深蓝色晶体该晶体在乙醇中的溶解度较小硫酸四氨合铜晶体Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2深蓝色溶液反应③：实验证明，无论在得到的深蓝色透明溶液中，还是在析出的深蓝色晶体中，深蓝色都是由于存在[Cu(NH3)4]2+，中心离子是Cu2+，而配体是NH3，配位数为4。深蓝色平面正方形实验3-3

制取[Cu(NH3)4](OH)2四氨合铜离子思考：与的稳定性？比较NaOHCu(OH)2氨水NaOH不反应更稳定，配位键更强回想一下，如何检验Fe3+？必修一思考：Fe3+与SCN-如何反应？Fe3++3SCN-

Fe(SCN)3(3)K3Fe(SCN)6P973、常见的配合物及其制取一、配合物：六氰合铁酸钾硫氰化钾(KSCN)溶液溶液变为血红色FeCl3溶液棕黄色Fe3++nSCN-

[Fe(SCN)n]3-nn

=1∽6，随SCN-的浓度而异实验原理Fe3++SCN-

Fe(SCN)2+Fe(SCN)2++SCN-

Fe(SCN)2+Fe(SCN)52-

+SCN-

Fe(SCN)63-…………应用：检验或鉴定Fe3+，用于电影特技和魔术表演（4）[Ag(NH3)2]ClP973、常见的配合物及其制取一、配合物：加NaCl溶液逐滴加氨水AgNO3溶液AgCl沉淀沉淀消失，得澄清的无色溶液Ag++Cl-=AgCl↓AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl二氨合银离子实验3-5

制取[Ag(NH3)2]Cl

1.怎样配制银氨溶液？发生哪些反应？思考与讨论：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。氨水呈弱碱性,滴入AgNO3溶液中,会形成AgOH白色沉淀，AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O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。Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+2.配合物[Cu(NH3)4]SO4中含有的化学键类型有哪些?3.分析NH3和BF3可以形成配位键吗？有离子键、共价键、配位键。可以形成NH3·BF3思考与讨论：1.回答下列关于配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的问题。(1)[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中提供孤电子对的是什么？提示Cl－、H2O。(2)[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O在溶液中电离出什么离子？提示[TiCl(H2O)5]2＋、Cl－。(3)1mol[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O与足量AgNO3溶液反应，产生沉淀的物质的量是多少？提示2mol。课堂检测2.(1)人体内血红蛋白是Fe2＋卟啉配合物，Fe2＋与O2结合形成配合物，而CO与血红蛋白中Fe2＋也能形成配合物。根据生活常识，比较说明其配合物的稳定性。提示血红蛋白中Fe2＋与CO形成的配合物更稳定。(2)[Cu(NH3)4]2＋与[Cu(H2O)4]2＋哪个配位离子更稳定？原因是什么？提示[Cu(NH3)4]2＋更稳定。因为N和O都有孤电子对，但O电负性大，吸引孤电子对的能力强，故NH3提供孤电子对的能力比H2O大。(3)NH3与Cu2＋形成配合物，但NF3很难与Cu2＋形成配合物，原因是什么？提示电负性：F＞H，使得NF3提供孤电子对的能力小于NH3。课堂检测4.解决问题0.1mol/LCuCl2溶液2mol/LCuCl2溶液蓝色蓝绿色溶液浓度变化为什么会导致色调变化？一、配合物：Cu2+Cl-颜色①0.1mol/LCuCl2溶液稀稀蓝②2mol/LCuCl2溶液浓浓蓝绿③④哪个因素导致浓CuCl2溶液变蓝绿色？4.解决问题一、配合物：能设计实验来证明吗？Cu2+Cl-颜色①0.1mol/LCuCl2溶液稀稀蓝②2mol/LCuCl2溶液浓浓蓝绿③0.1mol/LCuCl2溶液＋饱和CuSO4溶液④0.1mol/LCuCl2溶液＋6mol/LNaCl溶液4.解决问题一、配合物：哪个因素导致浓CuCl2溶液变蓝绿色？浓稀蓝对比对比①和③，说明

.增大Cu2+的浓度不会导致溶液颜色变为蓝绿色。Cu2+Cl-颜色①0.1mol/LCuCl2溶液稀稀蓝②2mol/LCuCl2溶液浓浓蓝绿③0.1mol/LCuCl2溶液＋饱和CuSO4溶液④0.1mol/LCuCl2溶液＋6mol/LNaCl溶液4.解决问题一、配合物：哪个因素导致浓CuCl2溶液变蓝绿色？浓浓稀稀蓝蓝绿对比对比①和④，说明

。在含有Cu2+的溶液中，增大Cl-的浓度会使溶液变为蓝绿色。综合对上述实验的分析，Cl-的浓度较高是CuCl2的浓溶液不呈纯蓝色而呈蓝绿色的原因。①Cu2+与Cl-可以形成一系列配合物，在水溶液中，作为配体的Cl-可以多至4个。在Cl-的浓度极高时,形成的CuCl42-呈黄色。4.解决问题一、配合物：②颜色叠加：蓝＋

黄＝绿。查阅资料：CuClClClCl2-四氯合铜酸根配体：Cl-中心离子：Cu2+配位数：4CuCl也是配离子含配阴离子的化合物42-4.解决问题一、配合物：c(CuCl2)0.1mol/L0.1mol/L0.1mol/L0.1mol/Lc(NaCl)0mol/L2mol/L6

mol/L饱和颜色含0.1mol/LCu2+的溶液中，Cl-的浓度越高，配位的Cl-越多，颜色越偏绿色，直至黄绿色4.解决问题一、配合物：5、配合物的形成对性质的影响

(1)对溶解性的影响一些难溶于水的金属氢氧化物、卤化物、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。一、配合物：如:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH—

Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]四羟基合铝酸钠AgCl+2NH3·H2O=Ag(NH3)2Cl+2H2OCuCl难溶于水，可溶于浓盐酸和氨水5、配合物的形成对性质的影响

(2)颜色的改变当简单离子形成配离子时，颜色会发生变化，据此可以判断是否有配离子生成。一、配合物：如Fe3＋与SCN－形成硫氰化铁配离子，其溶液显红色。5、配合物的形成对性质的影响

一、配合物：(3)稳定性增强当中心原子(离子)相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。配合物具有一定的稳定性，配位键越强，配合物越稳定。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。在人和动物体内起输送氧气作用的血红素，是Fe的配合物。

配合物在生产和科学技术方面的应用也很广泛.例如，在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域都有着广泛的应用。6.配合物的应用一、配合物：6.配合物的应用①在生命体中的应用②在医药中的应用叶绿素血红素抗癌药物酶维生素B12钴配合物含锌的配合物含锌酶有80多种Fe2+的配合物Mg2+的配合物③配合物与生物固氮固氮酶④在生产生活中的应用王水溶金电解氧化铝的助熔剂Na3[AlF6]热水瓶胆镀银[Ag(NH3)2]+H[AuCl4]一、配合物：拓展视野在配位化学及其应用领域做出重要贡献的我国著名化学家→唐敖庆教授是我国现代理论化学的开拓者和奠基人。他从20世纪60年代起系统地开展配位场理论的研究;70年代，进行了配合化学模拟生物固氮作用的研究，开展了分子氮配位作用的化学键理论研究，其"配位场理论方法"获1982年国家自然科学奖一等奖。→徐光宪教授长期从事物理化学和无机化学的教学及研究，涉及量子化学、化学键理论、配位化学、萃取化学、核燃料化学和稀土科学等领域。基于对稀土化学键、配位化学和物质结构等基本规律的深刻认识，他发现了稀土溶剂萃取体系具有"恒定混合萃取比"基本规律。20世纪70年代，│他建立了具有普适性的串级萃取理论，极大提升了利用配合│物萃取分离稀土元素的效率，为我国稀土工业的发展做出了突出贡献，获得2008年度"国家最高科学技术奖"。

正误判断(1)配位键实质上是一种特殊的共价键()(2)提供孤电子对的微粒既可以是分子，也可以是离子()(3)有配位键的化合物就是配位化合物()(4)配位化合物都很稳定()(5)在配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中的Cl－均可与AgNO3反应生成AgCl沉淀

()(6)Ni(CO)4是配合物，它是由中心原子与配体构成的()√√×××√课堂检测1.下列化合物属于配合物的是A.Cu2(OH)2SO4 B.NH4ClC.[Zn(NH3)4]SO4 D.KAl(SO4)2C2.既有离子键又有共价键和配位键的化合物是A.NH4NO3

B.NaOHC.H2SO4

D.H2OA3.下列过程与配合物的形成无关的是A.除去Fe粉中的SiO2可用于强碱溶液B.向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失C.向Fe3＋溶液中加入KSCN溶液D.向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失A4.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B5.下列关于配合物的说法中不正确的是A.许多过渡金属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B.配合物中中心离子与配体间、配离子与酸根离子间都是以配位键结合C.配离子中，中心离子提供空轨道，配体提供孤电子对D.中心离子所结合配体的个数称为配位数，不同离子的配位数可能不同B6.0.01mol氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量的AgNO3处理，产生0.01molAgCl沉淀，此氯化铬最可能是A.[Cr(H2O)6]Cl3 B.[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2OC.[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O D.[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O解析:0.01mol氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量的AgNO3处理，产生0.01molAgCl沉淀，说明1mol氯化铬(CrCl3·6H2O)中有1mol氯离子在外界，其余在内界，而正三价铬为六配位，则此氯化铬最可能是[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O，C正确。C7.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.②④A解析H2O分子中各原子已达到稳定结构，H3O＋是H＋和H2O中的O形成配位键；[B(OH)4]－是3个OH－与B原子形成3个共价键，还有1个OH－的O与B形成配位键，而其他物质中均不存在配位键，故选A。8.某物质的结构如图所示：下列有关该物质的分析中正确的是A.该物质分子中不存在σ键B.该物质的分子内只存在共价键和配位键两种作用力C.该物质是一种配合物，其中Ni原子为中心原子D.该物质的分子中C、N、O原子均存在孤电子对C9.关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的下列说法中正确的是A.配位体是Cl－和H2O，配位数是9B.中心离子是Ti4＋，配离子是Ti2＋C.内界和外界中的Cl－的数目之比是1∶2D.加入足量AgNO3溶液，所有Cl－均被完全沉淀C10.已知Zn2＋的4s轨道和4p轨道可以形成sp3型杂化轨道，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C解析:此配离子的中心原子采取sp3杂化，配位数为4，故空间结构为正四面体形。11.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V形B.配位数为