新人教版选择性必修2第3章第4节配合物与超分子学案

第四节配合物与超分子[核心素养发展目标]1.能从微观角度理解配位键的形成条件和表示方法，能判断常见的配合物。2.能利用配合物的性质去推测配合物的组成，从而形成“结构决定性质”的认知模型。3.了解超分子的结构特点与性质。一、配合物1.配位键(I)概念：由一个原子单方面提供孤电子对,而另一个原子提供空轨道而形成的化学键,即“电子对给予一接受”键。⑵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。H

I

cH—()—H]+[H—N—H]+II如：MCT的结构式为H；NH；的结构式为Ho⑶形成条件形成配位键的一方(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。H••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。如H：兄：H、H••••H：9:、H：£：分子中中心原子分别有1、2、3对孤电子对。含有孤电子对的微粒：分子如CO、NH3、H2O等，离子如C广、CN，NO2'等。②含有空轨道的微粒：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，C片+形成4个配位键等。2.配合物⑴概念通常把金属离子或原子(称为中心面子或原子)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。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均为配合物。⑵组成配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成如下图所示:①中心原子：提供空轨道接受孤电子对的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子)，最常见的有过渡金属离子：Fe3\Ag\Cu2\Zi?+等。②配体：提供孤电子对的阴离子或分子,如。一、NK、H20等。配体中直接同中心原子配位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N%中的N原子，比。中的0原子等。③配位数：直接与中心原子形成的配位维的数目。如[Fc(CN)6]4—中Fe2+的配位数为3(3)常见配合物的形成实验实验操作实验现象有关离子方程式100氨水1■CuSOir'溶液=：[乙醉■■■-滴加缴水后，试管中首先出现蓝色沉淀,氨水过廉后沉淀逐渐溶解,得到深蓝色的透明溶液，滴加乙醇后析出深蓝色晶体Cu2++2NHyH2O=Cu(OH)21+2NH；、Cu(OH)2+4NH3=|Cu(NH3)4]2+4-2OH\[Cu(NH3)4]2++soi-+h2o=^=[Cu(NH3)4]SO4H2O1L.溶液变为红色Fe3，+3SCN-Fe(SCN)31i1AgNO;,r溶液牙溶液也滴加AgNCh溶液后，试管中出现白色沉淀,再滴加氨水后沉淀溶解,溶液呈无色Ag+4-Cr=AgCl1、AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++CC(4)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、氯化物、溟化物、碘化物、虱化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH，C「、Br\I-.CN一的溶液中，形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4j2+4-2OH\②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。如Fe3+与SCN—形成硫氟化铁配离子，其溶液显红色。③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Fe?+与02分子形成的配位键强，因此血红素中的F/+与CO分子结合后，就很难再与02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。(1)配位键实质上是一种特殊的共价键0(2)提供孤电子对的微粒既可以是分子，也可以是离子o(3)有配位键的化合物就是配位化合物0(4)配位化合物都很稳定。(5)在配合物[Co(NH3)5C1]CL中的C「均可与AgNO3反应生成AgCl沉淀0(6)Ni(CO)4是配合物，它是由中心原子与配体构成的0答案⑴J(2)43)X(4)X(5)X(6)J.化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3BF30(1)配位键的形成条件是。(2)在NH3BF3中，原子提供孤电子对，原子接受电子。答案(1)形成配位键的•方能够提供孤电子对，另•方具有能够接受电子对的空轨道(2)氮硼解析(1)微粒间形成配位键的条件是：一方是能够提供孤电子对的原子或离子，另一方是具有能够接受孤电子对的空航道的原子或离子。(2)在NH3BF3中，B原子是提供空就道的原子、N原子提供孤对电子，B、N原子之间形成配位键。.下列不能形成配位键的组合是()A.Ag+、N%B.H2O、H+Ct?*、COD.Ag+、H+答案D解析配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对，另一方能提供空抗道，A、B、C三项中，Ag+、H+、Co3+能提供空轨道，NHs、H2O、CO能提供孤电子对，所以能形成配位键，而D项Ag+与H+都只能提供空轨道，而无法提供孤电子对，所以不能形成配位键。3.若X、Y两种粒子之间可形成配位键，则下列说法正确的是0X、丫只能是分子X、丫只能是离子C.若X提供空轨道，则丫至少要提供一对孤电子对一定是X提供空轨道，丫提供孤电子对答案C解析附成配位键的两种微粒可以均是分子或者均是离子，还可以一种是分子、一种是离子，但必须是一种微粒提供空轨道、另一种微粒提供孤电子对，A、B项错误，C项正确。4.下列化合物属于配合物的是()A.Cu2(OH)2SO4B.NH4CI答案c解析硫酸四氮合锌([Zn(NH3)4]SO4)中二价锌离子是中心离子，四个氮分子在锌离子的四周，是配体，中心离子和配体以配位键结合形成内界，也叫配离子，硫酸根离子处于外界，也叫外界离子，内界和外界构成配合物。5.0.01mol氯化铭(CrCb6H2O)在水溶液中用过量的AgNCh处理，产生O.OlmolAg。沉淀，此氯化铭最可能是()[Cr(H2O)61Ch[Cr(H2O)5Cl]C12H2OC.[Cr(H2O)4C12]Cl-2H2OD.[Cr(H2O)3C13j-3H2O答案C解析O.Olmol氯化格(CrC13・6H2O)在水溶液中用过量的AgNCh处理，产生O.OlmolAgCl沉淀,说明Imol氯化格(CrCh6H2。)中有Imol氯离子在外界，其余在内界，而正三价铭■为六配位，则此氯化铭最可能是[CKHzObCl21cl・2H2。，C正确。确定配合物化学式的基本步骤二、超分子.定义：超分子是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。特别提醒(1)超分子定义中的分子是广义的，包括离子。(2)超分子有的是有限的，有的是无限伸展的。.超分子的两个重要特征是分子识别和自组装。.冠处与碱金属离子之间的配位键属于离子键、共价键、氢键还是分子间作用力？提示共价键。.冠醍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？提示阴离子，离子晶体。1.下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是0A.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)/+中的C/+提供空轨道，田0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答案B解析配位化合物中一定含有配位键，但也可能含有其他化学键，A正确，B错误；C/+有空凯道，出0中氧原子有孤电子对，可以形成配位键，C正确；配位化合物应用领域特别广泛，D选项中提到的几个领域都在其中。.下列物质：①H.Q'②[B(0H)4「③CH3coeT④NH3⑤CH」中存在配位键的是()A.①②B.①③C.④⑤D.②④答案A解析此0分子中各原子已达到稳定结构，HQ*是H+和H?0中的0形成配位键；[B(OH)4「是3个0H一与B原子形成3个共价键，还有1个0H一的0与B形成配位健，而其他物质中均不存在配位键，故选A。.向盛有硫酸铜溶液的试管中滴加浓氨水，先生成难溶物，继续滴加浓氨水，难溶物溶解,得到深蓝色透明溶液。下列对此现象的说法正确的是0A.反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Ct?+的浓度不变B.沉淀溶解后，生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)/十C.反应后的溶液中Ci?+的浓度增加了D.在配高子[Cu(NH3)『-中，C/一提供孤电子对，NH3提供空轨道答案B解析发生的反应为Cu2+4-2NHvH2O=Cu(OH)2I+2NH：,Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++20H，C/+转化为配离子，浓度减小，A错误；[Cu(NH3)4『+是深蓝色的，B正确；Cu2+具有空轨道，而NH3具有孤电子对，所以CiF+提供空轨道，N山提供孤电子对，D错误。.用过量的AgNCh溶液处理含0.01mol氯化铭(CrC%6H2O)的水溶液，生成0.02mol的AgCl沉淀，此氯化铝最可能是()A.[Cr(H2O)6]C13B.[CrCl(H2O)5]C12H2OC.[CrCI2(H2O)4]Cb2H2OD.[CrC13(H2O)3]-3H2O答案B解析与Ag+反应生成AgCl沉淀的C「是由配合物在水溶液中电离出来的，因此在该配合物中1个C「在内界，2个CT在外界。.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o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答案c解析选项A,该物质中碳原子之间、碳氢原子间、碳氮原子间等，均存在。键；选项B,该物质中H、。原子间存在羲键，C与其他原子间存在共价键，Ni、N之间存在配位键，所以该物质的分子内存在氢键、共价键、配位键三种作用力；选项C,Ni原子具有空轨道，接受孤电子对，是配合物的中心原子：选项D,C原子最外层的4个电子全部参与成键，没有孤电子对。.C/+能与N%、比0、OH、C1等形成配位数为4的配合物。(1)向CuSCh溶液中加入过量NaOH溶液可生成Na2[Cu(OH)4],>①画出配离子[Cu(0H)4一中的配位键。②Na2[Cu(OHM中除了配位键外，还存在的化学键类型有(填字母)。A.离子键B.金属键C.极性共价键D.非极性共价键⑵金属铜与氨水或过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液发生反应：Cu+H2O2+4NH3=[Cu(NH3)4产++2O