配合物與超分子 課件 【知識(shí)梳理+點(diǎn)播拓展】高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第四節(jié)配合物與超分子1.通過熟悉的無水硫酸銅與其溶液顏色不同這一現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)配位鍵的特征，并能與共價(jià)鍵進(jìn)行簡(jiǎn)單比較。2.在配位鍵的基礎(chǔ)上，認(rèn)識(shí)配合物的存在、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及常見配合物的制取等。3.了解超分子與分子的區(qū)別、超分子的簡(jiǎn)單應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)：素養(yǎng)目標(biāo)：1.通過配合物的探究學(xué)習(xí)，發(fā)展“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的學(xué)科核心素養(yǎng)。2.

通過超分子的學(xué)習(xí)，發(fā)展“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的學(xué)科核心素養(yǎng)。觀察與思考觀察下圖，無水硫酸銅為白色固體，五水硫酸銅卻是藍(lán)色晶體，為什么？無水CuSO4CuSO4·5H2O[實(shí)驗(yàn)3－2]下表中的少量固體溶于足量的水中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并填寫下列表格。固體CuSO4白色CuCl4綠色CuBr2深褐色NaCl白色K2SO4

白色KBr白色哪些溶液呈天藍(lán)色實(shí)驗(yàn)說明什么離子呈天藍(lán)色，什么離子沒有顏色藍(lán)色藍(lán)色藍(lán)色無色無色無色Cu2+呈天藍(lán)色，Na+、K+、SO42－、Cl－、Br－呈無色。CuSO4溶液CuCl2溶液CuBr2溶液K2SO4溶液NaCl溶液NaBr溶液CuSO4CuCl2CuBr2NaClK2SO4NaBr圖3-36幾種固體及其溶液的顏色實(shí)驗(yàn)證明，上述實(shí)驗(yàn)呈藍(lán)色的物質(zhì)是水合銅離子，可表示為[Cu(H2O)4]2+，叫四水合銅離子。在四水合銅離子中，Cu2+與H2O之間的化學(xué)鍵是由H2O提供孤電子對(duì)給予Cu2+，Cu2+(含空軌道)接受水分子的孤電子對(duì)形成的。OHH孤電子對(duì)配體Cu2+中心離子Cu2+OH2H2OH2OH2O具有空軌道學(xué)習(xí)任務(wù)1.配位鍵一、配合物成鍵原子或離子一方提供空軌道，另一方提供孤電子對(duì)而形成的“電子對(duì)給予－接受”的鍵。(1)什么是配位鍵①什么是中心原子（離子）提供空軌道，接受孤電子對(duì)的原子或離子。通常是過渡元素的原子或離子，如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。②什么是配位體

提供孤電子對(duì)的離子或分子，如分子CO、NH3、H2O等，陰離子F-、CN-、Cl-等。配位原子必須有孤電子對(duì)。③什么是配位數(shù)直接同中心原子（離子）配位的分子或離子的數(shù)目叫中心原子（離子）的配位數(shù)。CuOH2H2OH2OH2O2+配體配位鍵配離子中心離子四水合銅離子配位數(shù)＝4[Cu(H2O)4]2+讀法：四水合離子①有配體能提供孤電子對(duì)。如分子有NH3、H2O、HF、CO等；離子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。②有中心原子(或離子)能提供空軌道。如H＋、Al3＋、B及過渡金屬的原子或離子。(2)配位鍵的形成有什么條件(3)配位鍵有什么特點(diǎn)配位鍵同樣具有飽和性和方向性。一般來說，多數(shù)過渡金屬的原子或離子形成配位鍵的數(shù)目是基本不變的，如Ag＋形成2個(gè)配位鍵；Cu2＋形成4個(gè)配位鍵等。(電子對(duì)給予體)A→B(電子對(duì)接受體)或A—B。例如H3O+。(4)配位鍵的如何表示或讀法：水合氫離子學(xué)習(xí)任務(wù)2.配合物(1)什么是配位化合物

通常把金屬離子或原子與某些分子或離子以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物，簡(jiǎn)稱配合物(2)配合物由什么構(gòu)成由中心離子或原子（提供空軌道）和配體（提供孤電子對(duì)）構(gòu)成。NHHHH[]+[]+NHHHH或如：NH4+實(shí)驗(yàn)操作宏觀現(xiàn)象辨識(shí)微觀本質(zhì)探析向硫酸銅溶液中逐滴加入氨水繼續(xù)添加氨水再加入乙醇學(xué)習(xí)任務(wù)3.配合物例析[實(shí)驗(yàn)3～3]生成藍(lán)色沉淀Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NH4＋藍(lán)色沉淀溶解Cu(OH)2＋4NH3

=[Cu(NH3)4](OH)2析出深藍(lán)色晶體生成[Cu(NH3)4]SO4·H2OCu(OH)2＋4NH3

=[Cu(NH3)4]2++2OH－深藍(lán)色四氨合銅離子(深藍(lán)色)配體：NH3：圖3－41硫氰化鐵配離子顏色[實(shí)驗(yàn)3～4]宏觀辨識(shí)——現(xiàn)象：宏觀探析——本質(zhì)：生成顏色跟血液相似的紅色溶液?！璅e3++SCN-

[Fe(SCN)]2+Fe(SCN)2++SCN-

[Fe(SCN)2]

+Fe(SCN)5

+SCN-

[Fe(SCN)6]3-應(yīng)用鑒定Fe3+電影特技和魔術(shù)表演血紅色配位數(shù)為1~6[實(shí)驗(yàn)3～5]實(shí)驗(yàn)操作宏觀現(xiàn)象辨識(shí)微觀本質(zhì)探析NaCl溶液中滴入幾滴AgNO3溶液再滴入氨水生成白色沉淀Ag++Cl-=AgCl↓白色沉淀溶解AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]ClAgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-配位鍵的強(qiáng)度有大有小，有的配合物很穩(wěn)定，有的很不穩(wěn)定。許多過渡金屬元素的離子對(duì)多種配體具有很強(qiáng)的結(jié)合力，因而，過渡金屬配合物遠(yuǎn)比主族金屬配合物多。

配合物廣泛存在于自然界中，跟人類生活有密切的關(guān)系。例如，在人和動(dòng)物體內(nèi)輸送氧氣作用Fe2+的血紅素是的配合物。配合物在生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)方面的應(yīng)用也很廣泛，例如，在醫(yī)藥科學(xué)、化學(xué)催化劑、新型分子材料等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。學(xué)習(xí)任務(wù)4.配合物有什么應(yīng)用

已知的配合物種類繁多，新的配合物由于紛繁復(fù)雜的有機(jī)化合物配體而層出不窮，使得無機(jī)化合物的品種迅速增長(zhǎng)。葉綠素、血紅素和維生素B12

都是配合物，它們的配體大同小異，是一種稱為卟咻的大環(huán)有機(jī)化合物，而中心離子分別是鎂離子、亞鐵離子和鈷離子。圖3-43是一種葉綠素的結(jié)構(gòu)示意圖（圖中R為長(zhǎng)鏈有機(jī)基團(tuán)）。資料卡片維生素B12

二、超分子學(xué)習(xí)任務(wù)1：超分子

是由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體。超分子定義的分子是廣義的，包括離子。(2)超分子中分子間相互作用是什么有人認(rèn)為是非共價(jià)鍵，有人認(rèn)為僅限于分子間作用力。(3)超分子聚集體是不是無限的超分子聚集體有的是有限的，有的是無限的。(4)超分子有什么特性(1)什么是超分子超分子的特性是“分子識(shí)別”和“自組裝”。學(xué)習(xí)任務(wù)2：超分子例析(1)杯酚-C60杯酚與C60通過范德華力相結(jié)合，通過尺寸匹配實(shí)現(xiàn)分子識(shí)別?！苑肿幼R(shí)別(2)冠醚-堿金屬離子OOOOOOOOO

冠醚是皇冠狀分子，有不同大小的空穴適配不同大小的堿金屬離子，從而實(shí)現(xiàn)選擇性結(jié)合。冠醚與金屬陽離子通過配位作用相結(jié)合。15-冠-5填充模型15-冠-5鍵線式14-冠-4球棍模型14-冠-4鍵線式

1987年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三位化學(xué)家，以表彰他們?cè)诔肿永碚摲矫娴拈_創(chuàng)性工作，超分子化學(xué)也因此風(fēng)靡全球。冠醚冠醚空腔直徑/pm合適的粒子（直徑/pm）12-冠-4120～150Li+（152）15-冠-5170～220Na+（204）18-冠-6260～320K+（276）、Rb+（304）21-冠-7340～430Cs+（334）表3-6冠醚識(shí)別鉀離子18-冠-6–K+超分子12-冠-4–Li+超分子15-冠-5–Na+超分子烷基磺酸根離子在水中自組裝為膠束(3)超分子的自組裝細(xì)胞和細(xì)胞器的雙分子膜的自組裝極性基團(tuán)(親水)非極性基團(tuán)(疏水)表面活性劑在水中自組裝為單分層極性基團(tuán)極性基團(tuán)(親水)極性基團(tuán)(親水)非極性基團(tuán)(疏水)非極性基團(tuán)(疏水)小結(jié)：超分子配合物與超分子配合物配位鍵配合物概念成鍵特點(diǎn)—電子對(duì)給予－接受表示方法概念結(jié)構(gòu)—中心粒子、配體、配位數(shù)性質(zhì)和應(yīng)用概念性質(zhì)—選擇性、自組裝1.下列物質(zhì)中，不能作為配合物的配體的是（

）。A.NH3

B.NH4+

C.H2OD.SCN-2.指出下列各配合物中的配離子、中心離子、配位體、配位數(shù)和配位原子。

①K3[Fe(CN)6]