高二化学选择性必修第二册：第三章第四节教学课件

第三章第四节第1课时《配合物与超分子》人教版选择性必修2配位键和配合物在生命体中大量存在，对于生命活动具有重要意义。叶绿素

血红蛋白

维生素B12什么是配位键和配合物？配位键是怎样形成的？无水CuSO4固体是白色的，但CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的，为什么呢？

CuSO4

CuSO4·5H2O实验探究观察下列固体的颜色，填写在表格中

课本95页【实验3-2】实验探究观察固体溶于水后形成溶液的颜色，填写在表格中

课本95页【实验3-2】溶于水后观察思考观察下列固体和溶液的颜色，填写下表，分析什么离子呈天蓝色？

课本95页【实验3-2】固体颜色CuSO4白色CuCl2绿色CuBr2深褐色NaCl白色K2SO4白色KBr白色溶液颜色无色离子什么离子呈天蓝色SO42－

Na+Cl－K+Br－无色

无色

无色天蓝色

天蓝色

天蓝色[Cu(H2O)4]2+Cu2+？四水合铜离子Cu2+与H2O间是通过什么化学键形成[Cu(H2O)4]2+呢？思考讨论依据反应NH3

+H+=NH4+，讨论NH3是如何与H＋形成NH4＋的？思考讨论NH3H＋NH4＋H2OCu2＋[Cu(H2O)4]2＋＋＋配位键类比NH4＋的形成，推测Cu2+与H2O间是怎样形成[Cu(H2O)4]2＋的？提供孤电子对提供空轨道概念1、配位键：由一个原子单独提供孤电子对，另一个原子提供空轨道而形成的化学键，即“电子对给予—接受”键。配位键[Cu(H2O)4]2＋有空轨道接受孤电子对

提供孤电子对电子对给予体电子对接受体Cu2+H2O2、形成条件：①成键原子一方要有孤电子对（如H2O、NH3、CO、OH-、Cl-等）；②成键原子另一方有空轨道（如H+、Al3+、B及过渡金属的原子或离子）

。

配位键CuOH2

H2OH2O2+OH23、表示方法：A—B电子对给予体电子对接受体HNHHH[]+配位键其实就是一种特殊的共价键，也具有方向性和饱和性。四个N－H键性质完全相同（或AB）[Cu(H2O)4]2＋NH4＋思考请根据提供的球棍模型尝试画出以下两个微粒中的配位键配合物概念1、配位化合物：通常由金属离子或原子

与某些分子或离子

以配位键结合形成的化合物，简称配合物。[Ag(NH3)2]OH、[Cu(NH3)4]

SO42、组成结构：一般是由内界和外界构成，内界由中心离子（或原子）、配位体构成。[Cu(NH3)4]

SO4外界内界（配离子）中心离子配位体配位数配位原子：配位体中提供孤电子对的原子。常见的配位原子有X、O、S、N、P等（称为中心离子或原子）

（称为配位体或配体）思考讨论配合物内界外界中心粒子配位体配位数[Ag(NH3)2]OHK3[Fe(CN)6][Co(NH3)5Cl]Cl2

Ni(CO)4请根据给出的配合物完成下表思考讨论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]Cl2

Ni(CO)4请根据给出的配合物完成下表[Ag(NH3)2]＋OH-Ag+NH32思考讨论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[Ag(NH3)2]＋OH-Ag+NH32K3[Fe(CN)6]六氰合铁酸钾[Fe(CN)6]3－K＋Fe3＋CN－6[Co(NH3)5Cl]Cl2

[Co(NH3)5Cl]2＋Cl－Co3＋NH3、Cl－6Ni(CO)4四羰基镍Ni(CO)4无NiCO4请根据给出的配合物完成下表配合物结构小结：1、配合物有些存在外界、有些无外界；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。配合物的结构特点思考对于具有内外界的配合物，内外界之间以离子键结合，在水溶液中内外界之间完全电离，但内界离子较稳定一般不能电离出来。[Cu(NH3)4]SO4＝[Cu(NH3)4]2＋＋SO42－向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不能生成AgCl沉淀的是（）A、[Co(NH3)4Cl2]ClB、Co(NH3)3Cl3

C、[Co(NH3)6]Cl3D、[Co(NH3)5Cl]Cl2B配合物的性质特点无水CuSO4固体是白色的，但CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的，为什么呢？胆矾CuSO4·5H2O可写[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如上：学以致用天蓝色[Cu(H2O)4]2+课堂小结：配位键

→配合物概

念形成条件表示方法概

念组成结构性质特点1．下列不能形成配位键的组合是(

)A．Ag＋、NH3 B．H2O、H＋C．Co3＋、CO D．Ag＋、H＋课堂练习2．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(

)①H2O②NH3③F－④CN－⑤COA．①② B．①②③C．①②④ D．①②③④⑤3．下列化合物属于配合物的是(

)A．Cu2(OH)2SO4 B．NH3C．[Zn(NH3)4]SO4 D．KAl(SO4)2课堂练习4．配位化合物的数量巨大，组成和结构形形色色。配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心离子、配体、中心离子的化合价和配位数分别为(

)A．Cu2＋、NH3、＋2、4B．Cu＋、NH3、＋1、4C．Cu2＋、OH－、＋2、2D．Cu2＋、NH3、＋2、25．某物质A的实验式为CoCl3·4NH3，1molA中加入足量的AgNO3溶液中能生成1mol白色沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是(

)A．Co3＋只与NH3形成配位键B．配合物配位数为3C．该配合物可能是平面正方形结构D．此配合物可写成[Co(NH3)4Cl2]Cl课堂练习课堂练习正确答案：DDCAD课堂练习谢谢！同学们，还想了解配合物如何制备及其应用么，请继续学习下一节课！人教版选择性必修2你能举例配合物都有哪些应用吗？配合物应用比较广泛，在生产生活、生命体、医药、离子检验等皆有体现。配合物的应用在生产、生活中的应用

电解氧化铝的助熔剂

Na3[AlF6]

热水瓶胆镀银（银镜反应）

[Ag(NH3)2]OH

血红蛋白

维生素B12配合物的应用

生命体中中的应用叶绿素配合物的应用在医药中的应用第二代铂类抗癌药（碳铂）回顾：FeCl3溶液中滴加KSCN溶液发生了什么反应？KSCN溶液

三价铁的检验FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl

【实验3-4】配合物应用于离子的检验FeCl3溶液该反应还可用于电影特技和魔术表演。Fe3++nSCN－

[Fe(SCN)n]3－n

(n=1～6，随c(SCN－)大小而异)请写出Fe3+与

SCN－反应时配位数为4的离子方程式Fe3++4

SCN－

[Fe(SCN)4]－

【实【实验3-4】配合物的应用于离子的检验

如Cu(OH)2

沉淀或者氯化银沉淀中加入氨水，也会形成配合物促进沉淀的溶解，这便利用配合物的形成来促进沉淀的溶解复分解体系中生成配合物而发生反应的案例还有很多：该反应的反应类型是？配合物内界难电离Fe3++nSCN－

[Fe(SCN)n]3－n

实验步骤实验现象结论与解释产生蓝色难溶物CuSO4(aq)氨水CuSO4+2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4氨水难溶物溶解得到深蓝色透明溶液

【实验3-3】硫酸铜与氨水的反应Cu(OH)2配合物形成可促进某些沉淀的溶解为什么继续滴加氨水后氢氧化铜会溶解？

思考：

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

[Cu(H2O)4]2+

[Cu(NH3)4]2+Cu(OH)2硫酸铜与氨水的反应

【实验3-3】硫酸铜与氨水的反应

Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)

+2OH－(aq)

+4NH3

[Cu(NH3)4]2+=实验操作实验现象结论与解释析出深蓝色的晶体95%乙醇溶剂极性：乙醇<水[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中的溶解度小

如果加入乙醇后，晶体未能立刻析出，可以用玻璃棒摩擦试管壁，使晶体迅速析出，你知道原理是什么吗？

通过摩擦，可在试管内壁产生微小的玻璃微晶来充当晶核，容易诱导结晶，这与加入晶种来加速结晶的原理是一样的。硫酸铜与氨水的反应铜氨配合物思考：

【实验3-3】硫酸铜与氨水的反应AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl

AgCl(s)Ag+(aq)

+Cl－(aq)

+2NH3

[Ag(NH3)2]+氨水澄清

【实验3-5】

氯化银与氨水的反应NaCl溶液少量AgNO3溶液AgCl沉淀=生命体中超分子体系：叶绿体中的光系统I蛋白配合物在生命体中大量存在，对生命活动具有重要意义。另外，配合物尖端技术、医药科学等有着广泛的应用。对生命活动、尖端技术等有着广泛的应用前景的还有超分子等物质【科技前沿展望】什么是超分子呢？二、超分子

两种或两种以上的分子（包括离子）通过分子间相互作用形成的分子聚集体。2.超分子内部分子之间通过非共价键结合

1.概念主要是静电作用、范德华力和氢键以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键3.大小

有的是有限的

有的是无限伸展的二、超分子

4.超分子特征（1）分子识别（2）自组装分子识别两种实例①“杯酚”分离C60

和C70

②

冠醚识别碱金属离子认识“杯酚”①“杯酚”分离C60

和C70

（1）分子识别“杯酚”“杯酚”分离

C60

和

C70

C60

C70（1）分子识别思考：如何分离

C70

和

C240呢？15-冠-512-冠-4C原子：2×5=10O原子：510+5=15C原子：2×4=8O原子：48+4=12思考：冠醚靠什么原子吸引阳离子？O原子吸引阳离子。

认识冠醚②冠醚识别碱金属离子（1）分子识别15-冠-5思考：碱金属离子或大或小，猜想冠醚是如何识别它们的？冠醚环的大小与金属离子匹配，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。②冠醚识别碱金属离子的应用冠醚冠醚空腔直径/pm适合的粒子（直径/pm）15-冠-518-冠-621-冠-7170~220260~320340~430Na+（204）

思考：K+

直径为276pm，应该选择哪种冠醚呢？

KMnO4水溶液对烯烃氧化效果差，在烯烃中加入冠醚时，冠醚通过与K+结合而将高锰酸根也带入烯烃中；而冠醚不与高锰酸根结合，使游离的高锰酸根反应活性很高，从而快速发生反应。实例分析：高锰酸钾氧化烯烃

“杯酚”与冠醚形成的超分子，虽然识别的分子、离子不同，但环状结构异曲同工，且尺寸可控。1987年，诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰他们在超分子化学理论方面的开创性工作，这是人类在操控分子方面迈出的重要一步。超分子方面的诺贝尔奖4.重要特征及其应用

细胞和细胞器的双分子膜

（2）自组装细胞膜的两侧都是水溶液，水是极性分子，而构成膜的两性分子的头基是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团，头部会朝向水溶液一侧，从而实现自组装。2020年，我国博士后王振元：潜心创新，成功开发出超分子生物催化技术，打破了国外巨头在化妆品高端原料市场的垄断地位。【工匠精神】

通过对超分子研究，人们可以模拟生物系统，复制出一些新材料，如：新催化剂、新药物、分子器件、生物传感器等功能材料。超分子的未来发展课堂小结：配合物

和

超分子应

用生产生活生命体可促进某些沉淀的溶解概

念作用力特征医药离子检验[Cu(NH3)4]2+制备Fe(SCN)3制备[Ag(NH3)2]+制备分子识别自组装冠醚识别碱金属离子“杯酚”分离

C60

和

C701．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课堂练习2.向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象的说法中，正确的是（）A.反应后溶液中没有沉淀，所以反应前后Cu2+

浓度不变B.沉淀溶解