配合物与超分子课件高二下学期化学人教版选择性必修2

第四节

配合物与超分子

第三章晶体结构与性质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。（重点）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。（难点）3.了解超分子的结构特点与性质,知道超分子的简单应用。无水硫酸铜是白色的，但CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的，这是为什么呢？无水硫酸铜CuSO4·5H2O晶体导（3min）无水硫酸铜CuSO4·5H2O晶体学+助（14min+7min）1.（自主）阅读课本P95根据实验3—2，完成表格内容，概括配位键与配位化合物的概念？2.（合作）根据实验3—3，分析[Co(NH3)5Cl]Cl2中提供孤电子对，接受孤电子对的分别是什么？配位原子，配位数是什么？3.（合作）[Co(NH3)5Cl]Cl2中在溶液中电离出什么离子4.（合作）从结构角度解释为什么Cu2+与NH3形成的配位键比Cu2+与H2O形成的配位键强？5.（自主）阅读课本P98了解超分子的概念以及超分子的特点固体溶液颜色无色离子：CuSO4CuCl2•2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr什么离子呈天蓝色：白色白色白色白色绿色深褐色阅读课本「实验3-2」天蓝色天蓝色天蓝色无色无色无色[Cu(H2O)4]2+SO42

–

Na+Cl-K+Br-实验证明，上述实验中呈蓝色的物质是水合铜离子，可表示为[Cu(H2O)4]2+，叫做四水合铜离子。向盛有下表中固体样品的试管中，分别加入足量的水，观察实验现象并填写下表展+评（9min+9min）思考：Cu2+与H2O是如何结合成[Cu(H2O)4]2+的？在四水合铜离子中，Cu2+与H2O之间的化学键是由H2O提供孤电子对给予Cu2+，Cu2+(含空轨道)接受水分子的孤电子对形成的。孤电子对OHH配体中心离子Cu2+（具有空轨道）配位键Cu2++4H2O

[Cu(H2O)4]2+Cu2+OH2H2OH2OH2O展+评（9min+9min）配合物1、配位键(1)定义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。(2)配位键形成条件一方提供空轨道(接受体)提供空轨道，接受孤电子对的原子或离子。通常是过渡元素的原子或离子，Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。提供孤电子对的离子或分子。如：CO、NH3、H2O；F-、CN-、Cl-等。一方提供孤电子对(配体)展+评（9min+9min）(3)配位数直接同中心原子（离子）配位的分子或离子的数目。配位数＝4[Cu(H2O)4]2+(4)表示方法CuOH2H2OH2OH2O2+配体配位键配离子中心离子读法：四水合离子A—B或

A→B电子对给予体电子对接受体展+评（9min+9min）四个N－H键性质完全相同请根据提供的球棍模型分析NH4＋的配位键，形成的配位键和其他N-H共价键有区别吗？[

]+NHHHH或[

]+NHHHH展+评（9min+9min）(5)配位键特点①配位键是一种特殊的共价键，配位键与共价键形成过程不同，但性质完全相同。同样具有饱和性和方向性。③同普通共价键一样,配位键可以存在于分子中，如Ni(CO)4；也可以存在于离子中，如H3O+、NH4+中含有配位键.②一般来说，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。展+评（9min+9min）2、配位化合物（配合物）(1)定义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)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。配合物一定含有配位键，但含有配位键的物质不一定是配合物。注意：CO[Ag(NH3)2]OHK4[Fe(CN)6][Cu(NH3)4]SO4NH4+H3O+配合物不是配合物展+评（9min+9min）(2)表示方法Cu(H2O)4SO4内界外界中心离子/原子配体配位数配位原子②常见的配位体：含有孤电子对的原子、分子或阴离子。如：第ⅤA、第ⅥA、第ⅦA族元素的原子；H2O、NH3、CO、醇、胺、醚；X-、CN-

、SCN-、RCOO-等。①常见的中心离子/离子：过渡金属的原子或离子如：H+、Al3+、B、Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。对于配合物，外界在水溶液中易电离，但内界却难电离。展+评（9min+9min）(3)命名原则配位数→配体名称→合→中心原子（离子）名称①配离子②配合物类似于盐（酸、碱）的命名六氰合铁酸钾氢氧化二氨合银三氯一氨合铂酸钾硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]

SO4K3[Fe(CN)6][Ag(NH3)2]OHK[Pt(NH3)Cl3]展+评（9min+9min）配合物内界外界中心原子(离子)配位体配位数[Ag(NH3)2]OHK4[Fe(CN)6]Na3[AlF6]Ni(CO)4[Co(NH3)5Cl]Cl2[Ag(NH3)2]＋OH－Ag＋NH32[Fe(CN)6]4－K＋Fe2＋CN－66[AlF6]3－Na＋Al3＋F－Ni(CO)4无NiCO4[Co(NH3)5Cl]2＋Cl－Co3＋Cl－、NH36展+评（9min+9min）「实验3-3」「实验3-3」实验操作实验现象实验原理向盛有4mL0.1mol/LCuSO4溶液的试管里滴加几滴1mol/L氨水继续添加氨水并振荡试管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形成难溶物难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液析出深蓝色晶体晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O，说明该配合物在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2

总反应：[Cu(H2O)4]2＋+4NH3=[Cu(NH3)4]2＋

+4H2O，上述转化能发生的原因？Cu2++4H2O

=

[Cu(H2O)4]2＋

【思

考】从结构角度解释为什么Cu2+与NH3形成的配位键比Cu2+与H2O形成的配位键强？⇌

+4NH3

[Cu(NH3)4]2＋

=←平衡向左移动CuSO4(aq)

蓝色沉淀氨水深蓝色溶液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。氨水展+评（9min+9min）「实验3-4」实验操作向盛有少量0.1mol/LFeCl3溶液（或任何含Fe3+的溶液）的试管中滴加1滴0.1mol/L硫氰化钾(KSCN)溶液。实验现象实验原理溶液变为红色利用硫氰化铁配离子等颜色，可用于检验或鉴定Fe3+;用于电影特技和魔术表演Fe3++nSCN-=[Fe(SCN)n]3-nn

=1-6，随SCN-的浓度而异成果展示+点拨拓展（25min）「实验3-5」实验操作向盛有少量0.1moI/LNaCl溶液的试管里滴几滴0.1mol/LAgNO3溶液,产生难溶于水的白色的AgCl沉淀,再滴入1molL氨水,振荡,观察实验现象。实验现象实验原理AgCl+2NH3===[Ag(NH3)2]ClAg++Cl-===AgCl↓先产生白色沉淀,滴加氨水后白色沉淀溶解展+评（9min+9min）当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。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，使血红蛋白失去输送O2的功能，从而导致人体CO中毒。配合物中，中心原子在配位体的影响下，其价层轨道进行杂化，配位原子的孤对电子进入中心原子的空轨道产生强作用，因而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。一般情况下，中心原子的半径越大，中心原子所带电荷越多，配位原子半径越大，配位键越强。(4)配合物的形成对物质性质的影响①稳定性增强

展+评（9min+9min）当简单离子形成配离子时，颜色常发生变化，根据颜色的变化可以判断是否有配离子生成。如：Fe3＋与SCN－在溶液中可生成配位数为1～6的配离子，这种配离子的颜色是血红色的。反应的离子方程式：Fe3＋＋nSCN－===[Fe(SCN)n]3－n(n＝1～6)

(4)配合物的形成对物质性质的影响②溶解性的影响一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物,可以依次溶于含过量Cl-、Br-、I-、CN-和氨的溶液中,形成可溶性的配合物。③颜色的改变展+评（9min+9min）(1)在生命体中的应用(2)在医药中的应用(3)配合物与生物固氮(4)在生产生活中的应用王水溶金叶绿素血红蛋白抗癌药物——顺铂酶维生素B12钴配合物含锌酶有80多种固氮酶照相技术的定影冰晶石Na3[AlF6]热水瓶胆镀银[Ag(NH3)2]+H[AuCl4](5)配合物的应用展+评（9min+9min）双螺旋DNA的两条分子链是通过什么结合的？AT展+评（9min+9min）常见的DNA碱基配对结构ATGCDNA碱基对是通过氢键相互识别并结合的

氢键是最强的分子间相互作用，很多分子可以通过氢键相互结合，形成具有固定组成的一个分子簇，这就是所谓的超分子。展+评（9min+9min）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。2、超分子特点(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。展+评（9min+9min）3、超分子特征(1)分子识别①分离C60和C70杯酚与C60通过范德华力相结合，通过尺寸匹配实现分子识别展+评（9min+9min）②冠醚识别碱金属离子(如K+)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+（2