3.4.1配合物超分子 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

徐光宪院士建立了具有普适性的串级萃取理论提升了利用配合物萃取分离稀土元素的效率配合物第一课时

配合物第三章第四节配合物与超分子人教版普通高中教科书化学选择性必修2学习目标1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能推测配合物的组成、性质。3认识超分子及其特征任务一：配位键的形成【情景素材】氨气通入稀盐酸，没有明显变化。【问题探究】1、（自主）反应的离子方程式：2、（自主、合作）H+与NH3为什么能结合在一起NH4+？（1）【思考角度】用VSEPR模型表示NH4+的形成。（2）【思考结果】（3）【科学事实】类似NH4+的形成还有很多。第一部分一.配位键第一部分【归纳总结】A空【电子对接受体】+B孤【电子对给予体】

轨道

重叠

配位键：B→A[HNH]+HH【质疑】1、NH4+中N→H与N—H相同吗？(1)【思考角度】：价层电子对互斥理论等(2)【思考结果】：

2、H3O+中的O→H与NH4+中的N→H哪个更容易形成、更强？(1)【思考角度】(2)【思考结果】

任务一：配位键的形成第二部分A空【电子对接受体】+B孤【电子对给予体】

轨道

重叠配位键（强）：B→A∈共价键（电负性大）（电负性小）第一部分【归纳总结】【情景问题】以下微粒：①N2H5+、②CH4、③OH-

④NH4+、⑤Fe(CO)5、⑥Fe(SCN)3、⑦H3O+、⑧[Ag(NH3)2]OH1、含配位键的有⑤⑥⑧，还有

。2、配位键中提供孤电子对的粒子通常是

。3、配位键中提供空轨道的粒子通常是

。4、思考：Cu2+与NH3、H2O能否形成配位键？若能，请完成（1）（2）（填“＞”或“＜”）：（1）成键难易NH3

H2O（2）成键强弱NH3

H2O

①④⑦NOS等ⅤAⅥAⅦA非金属元素H+B过渡区域金属原子或离子＞＞任务一：配位键的形成第三部分（3）某同学进行如下实验：①取少量白色CuSO4粉末于试管内，然后加水振荡，得天蓝色溶液。

②取少量白色K2SO4粉末于试管内，然后加水振荡，得无色溶液。其中实验②的目的是什么？CuSO4溶液呈天蓝色的原因是什么(已知溶液中一个Cu2+与四个H2O结合可形成新离子)？对照实验，排除SO42-对溶液颜色产生的干扰。Cu2+与H2O形成了新的离子。[Cu(H2O)4]2+平行四边形结构结构式二.配合物步骤现象①向盛有4mL0.1mol/LCuSO4溶液的试管里滴加几滴1mol/L氨水，首先形成难溶物；②继续添加氨水并振荡试管，观察实验现象；③再向试管中加入极性较小的溶剂（如加入8ml95%乙醇），并用玻璃棒摩擦试管壁，观察实验现象。形成蓝色沉淀难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液析出深蓝色晶体【资料】1、乙醇的作用是降低沉淀刚好溶解后生成的物质的溶解度。玻璃杯摩擦试管内壁目的是产生晶种，加速沉淀生成。2、取上述实验最后沉淀（已洗涤干净）1mol，溶于水，①加入足量BaCl2溶液，得到1mol沉淀。②加热，没有NH3放出③测其电导率，存在2mol导电离子（不考虑水的电离）3、溶液中一个Cu2+可与四个NH3通过配位键结合形成新离子：[Cu(NH3)4]2+。任务二：配合物组成、性质第一部分：【实验】【问题】写出沉淀刚好溶解时所得溶质的化学式、最后所得晶体的化学式（已知：1mol晶体中含1mol结晶水）、最后所得晶体在水中的电离方程式及整个过程发生反应的方程式。（1）【思维角度】微观分析（2）【思维结果】沉淀刚好溶解时所得溶质的化学式：最后所得晶体的化学式：最后所得的晶体在水中的电离方程式：整个过程发生反应的方程式：[Cu(NH3)4](OH)2[Cu(NH3)4]SO4·H2OCu(NH3)4]SO4=〔Cu（NH3）4〕2++SO42-Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2第一部分：【实验】[Cu（NH3）4]2+

SO42-内界（配离子）配合物外界离子配位体配位数配位原子中心原子配合物的表示方法：有时配位体数并不一定等于配位数【质疑】配合物一定是由内界和外界组成吗？

不一定，有的配合物没有外界。如【任务一】第三部分中的Fe(CO)5、Fe(SCN)3。有的配合物有多种配体。如[Cu(NH3)2(H2O)2]SO4、[Co(SO4)(NH3)5]Br、[Co(NH3)5Br]SO4。第一部分：【实验】归纳总结具有空轨道的原子或离子，常是过渡金属的原子或离子。提供孤电子对的原子，常是ⅤAⅥAⅦA族原子含有配原子的化合物中心原子与配原子形成配位键的数目。某实验小组，完成了实验1—3，探究配合物的性质、用途。请完善下列实验报告：实验1操作向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液【已知硫氰化铁化学式：Fe（SCN）3】现象

离子方程式Fe3++3SCN-Fe(SCN）3

溶液变红色实验2操作将CuCl2固体溶于水，然后再加入几滴浓盐酸现象溶液由蓝色变成黄绿色（已知：[Cu(H2O)4]2+:蓝色，[CuCl4]2-:黄绿色）离子方程式

解释反应发生的原因：[Cu(H2O)4]2+

＋4Cl-[CuCl4]2-

+4H2O[CuCl4]2-比[Cu(H2O)4]2+稳定性强任务二：配合物组成、性质第二部分：【情景问题】实验3操作向AgNO3溶液中滴加稀氨水现象

产生白色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解。离子方程式

解释用平衡移动原理解释[Ag(NH3)2]+的生成：Ag+＋NH3·H2O=AgOH↓＋NH4+AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2OAgOH存在溶解平衡:AgOH(s)Ag+(aq)+OH-(aq),向其中滴加氨水,Ag+与NH3能发生如下反应:Ag++2NH3==[Ag(NH3)2]+,生成更稳定的[Ag(NH3)2]+,促使沉淀溶解平衡右移，使沉淀溶解.【结论】上述实验1—实验3，体现了配合物具有

等性质，及

用途。大多配合物有颜色、配合物可以改变物质稳定性、溶解性离子检验，配制溶液（银氨溶液）等A空【电子对接受体】+B孤【电子对给予体】

轨道

重叠

配位键B→A∈共价键

（强）（电负性大）（电负性小）配合物（组成中含有配位键的化合物）

颜色、溶解性、稳定性我的收获在科学研究和生产实践中，经常利用金属离子和与之配位的物质的性质不同，进行溶解、沉淀或萃取操作来达到分离提纯、分析检测的目的。现有如下配合物，指出其中配离子、中心离子、配位原子、配体和配位数。配合物配离子中心原子（离子）配位原子配位体配位数[Co(NH3)6]Cl3

[Cu(H2O)4]SO4

[Fe(H2O)6]2(SO4)3

[Ag(NH3)2]OH

[Cu(NH3)4]SO4

6Co3+N

[Cu(H2O)4]2+Cu2+O

H2O4[Fe(H2O)6]3+Fe3+O

H2O6[Ag(NH3)2]+Ag+NNH32[Cu(NH3)4]2+Cu2+NNH34学以致用[Co(NH3)6]3+NH3三.超分子2.1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。微点拨①分子间相互作用：通过非共价键结合，包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。②分子聚集体大小：分子聚集体有的是有限的，有的是无限伸展的。2.1超分子2.超分子的特性：超分子的两个重要特性是分子识别和自组装。(1)分离C60和C702.1超分子(2)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，是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，并随环的大小不同而与不同的金属离子络合，利用此性质可以识别碱金属离子。18-冠-615-冠-512-冠-4冠醚特点：是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，并随环的大小不同而与不同的金属离子络合，利用此性质可以识别碱金属离子,从而实现选择性结合。思考：冠醚靠什么原子吸引阳离子？C原子是环的骨架，稳定了整个冠醚，O原子吸引阳离子。冠醚与金属阳离子通过配位作用相结合形成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冠醚识别碱金属离子。不同大小的冠醚可以识别不同大小的碱金属离子。冠醚冠醚空腔直径/pm适合的粒子（直径/pm）12-冠-415-冠-518-冠-621-冠-7120～150170～220260～320340～430Li+（152）Na+（204）Rb+（304）Cs+（334）思考：K+

直径为276pm，应该选择哪种冠醚呢？应用举例：相转移催化剂问题背景：高锰酸钾溶液可以氧化甲苯，从而褪色，高锰酸钾易溶于水，难溶于甲苯，难以和甲苯充分接触。甲苯K+MnO4④冠醚识别碱金属离子的应用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。2.自组装(1)超分子组装的过程称为分子自组装，是使超分子产生高度有序的过程。细胞外部磷脂分子双分子层细胞质疏水端亲水端亲水端a.烷基磺酸根离子在水中自组装为胶