新人教版選擇性必修2第3章第4節(jié)配合物與超分子學(xué)案

第四節(jié)配合物與超分子[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.能從微觀角度理解配位鍵的形成條件和表示方法，能判斷常見(jiàn)的配合物。2.能利用配合物的性質(zhì)去推測(cè)配合物的組成，從而形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的認(rèn)知模型。3.了解超分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性質(zhì)。一、配合物1.配位鍵(I)概念：由一個(gè)原子單方面提供孤電子對(duì),而另一個(gè)原子提供空軌道而形成的化學(xué)鍵,即“電子對(duì)給予一接受”鍵。⑵表示方法：配位鍵常用A—B表示，其中A是提供孤電子對(duì)的原子，叫給予體，B是接受孤電子對(duì)的原子，叫接受體。H

I

cH—()—H]+[H—N—H]+II如：MCT的結(jié)構(gòu)式為H；NH；的結(jié)構(gòu)式為Ho⑶形成條件形成配位鍵的一方(如A)是能夠提供孤電子對(duì)的原子，另一方(如B)是具有能夠接受孤電子對(duì)的空軌道的原子。H??①孤電子對(duì)：分子或離子中，沒(méi)有跟其他原子共用的電子對(duì)就是孤電子對(duì)。如H：兄：H、H????H：9:、H：￡：分子中中心原子分別有1、2、3對(duì)孤電子對(duì)。含有孤電子對(duì)的微粒：分子如CO、NH3、H2O等，離子如C廣、CN，NO2'等。②含有空軌道的微粒：過(guò)渡金屬的原子或離子。一般來(lái)說(shuō)，多數(shù)過(guò)渡金屬的原子或離子形成配位鍵的數(shù)目基本上是固定的，如Ag+形成2個(gè)配位鍵，C片+形成4個(gè)配位鍵等。2.配合物⑴概念通常把金屬離子或原子(稱為中心面子或原子)與某些分子或離子(稱為配體或配位體)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。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均為配合物。⑵組成配合物[Cu(NH3)4]SO4的組成如下圖所示:①中心原子：提供空軌道接受孤電子對(duì)的原子。中心原子一般都是帶正電荷的陽(yáng)離子(此時(shí)又叫中心離子)，最常見(jiàn)的有過(guò)渡金屬離子：Fe3\Ag\Cu2\Zi?+等。②配體：提供孤電子對(duì)的陰離子或分子,如。一、NK、H20等。配體中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。配位原子必須是含有孤電子對(duì)的原子，如N%中的N原子，比。中的0原子等。③配位數(shù)：直接與中心原子形成的配位維的數(shù)目。如[Fc(CN)6]4—中Fe2+的配位數(shù)為3(3)常見(jiàn)配合物的形成實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有關(guān)離子方程式100氨水1■CuSOir'溶液=：[乙醉■■■-滴加繳水后，試管中首先出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,氨水過(guò)廉后沉淀逐漸溶解,得到深藍(lán)色的透明溶液，滴加乙醇后析出深藍(lán)色晶體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.溶液變?yōu)榧t色Fe3，+3SCN-Fe(SCN)31i1AgNO;,r溶液牙溶液也滴加AgNCh溶液后，試管中出現(xiàn)白色沉淀,再滴加氨水后沉淀溶解,溶液呈無(wú)色Ag+4-Cr=AgCl1、AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++CC(4)配合物的形成對(duì)性質(zhì)的影響①對(duì)溶解性的影響一些難溶于水的金屬氫氧化物、氯化物、溟化物、碘化物、虱化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含過(guò)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顏色的改變當(dāng)簡(jiǎn)單離子形成配離子時(shí)，其性質(zhì)往往有很大差異。顏色發(fā)生變化就是一種常見(jiàn)的現(xiàn)象，根據(jù)顏色的變化就可以判斷是否有配離子生成。如Fe3+與SCN—形成硫氟化鐵配離子，其溶液顯紅色。③穩(wěn)定性增強(qiáng)配合物具有一定的穩(wěn)定性，配合物中的配位鍵越強(qiáng)，配合物越穩(wěn)定。當(dāng)作為中心離子的金屬離子相同時(shí).，配合物的穩(wěn)定性與配體的性質(zhì)有關(guān)。例如，血紅素中的Fe2+與CO分子形成的配位鍵比Fe?+與02分子形成的配位鍵強(qiáng)，因此血紅素中的F/+與CO分子結(jié)合后，就很難再與02分子結(jié)合，血紅素失去輸送氧氣的功能，從而導(dǎo)致人體co中毒。(1)配位鍵實(shí)質(zhì)上是一種特殊的共價(jià)鍵0(2)提供孤電子對(duì)的微粒既可以是分子，也可以是離子o(3)有配位鍵的化合物就是配位化合物0(4)配位化合物都很穩(wěn)定。(5)在配合物[Co(NH3)5C1]CL中的C「均可與AgNO3反應(yīng)生成AgCl沉淀0(6)Ni(CO)4是配合物，它是由中心原子與配體構(gòu)成的0答案⑴J(2)43)X(4)X(5)X(6)J.化合物NH3與BF3可以通過(guò)配位鍵形成NH3BF30(1)配位鍵的形成條件是。(2)在NH3BF3中，原子提供孤電子對(duì)，原子接受電子。答案(1)形成配位鍵的?方能夠提供孤電子對(duì)，另?方具有能夠接受電子對(duì)的空軌道(2)氮硼解析(1)微粒間形成配位鍵的條件是：一方是能夠提供孤電子對(duì)的原子或離子，另一方是具有能夠接受孤電子對(duì)的空航道的原子或離子。(2)在NH3BF3中，B原子是提供空就道的原子、N原子提供孤對(duì)電子，B、N原子之間形成配位鍵。.下列不能形成配位鍵的組合是()A.Ag+、N%B.H2O、H+Ct?*、COD.Ag+、H+答案D解析配位鍵的形成條件必須是一方能提供孤電子對(duì)，另一方能提供空抗道，A、B、C三項(xiàng)中，Ag+、H+、Co3+能提供空軌道，NHs、H2O、CO能提供孤電子對(duì)，所以能形成配位鍵，而D項(xiàng)Ag+與H+都只能提供空軌道，而無(wú)法提供孤電子對(duì)，所以不能形成配位鍵。3.若X、Y兩種粒子之間可形成配位鍵，則下列說(shuō)法正確的是0X、丫只能是分子X(jué)、丫只能是離子C.若X提供空軌道，則丫至少要提供一對(duì)孤電子對(duì)一定是X提供空軌道，丫提供孤電子對(duì)答案C解析附成配位鍵的兩種微?？梢跃欠肿踊蛘呔请x子，還可以一種是分子、一種是離子，但必須是一種微粒提供空軌道、另一種微粒提供孤電子對(duì)，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。4.下列化合物屬于配合物的是()A.Cu2(OH)2SO4B.NH4CI答案c解析硫酸四氮合鋅([Zn(NH3)4]SO4)中二價(jià)鋅離子是中心離子，四個(gè)氮分子在鋅離子的四周，是配體，中心離子和配體以配位鍵結(jié)合形成內(nèi)界，也叫配離子，硫酸根離子處于外界，也叫外界離子，內(nèi)界和外界構(gòu)成配合物。5.0.01mol氯化銘(CrCb6H2O)在水溶液中用過(guò)量的AgNCh處理，產(chǎn)生O.OlmolAg。沉淀，此氯化銘最可能是()[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)在水溶液中用過(guò)量的AgNCh處理，產(chǎn)生O.OlmolAgCl沉淀,說(shuō)明Imol氯化格(CrCh6H2。)中有Imol氯離子在外界，其余在內(nèi)界，而正三價(jià)銘■為六配位，則此氯化銘最可能是[CKHzObCl21cl?2H2。，C正確。確定配合物化學(xué)式的基本步驟二、超分子.定義：超分子是由兩種或兩種以上的分子通過(guò)分子間相互作用形成的分子聚集體。特別提醒(1)超分子定義中的分子是廣義的，包括離子。(2)超分子有的是有限的，有的是無(wú)限伸展的。.超分子的兩個(gè)重要特征是分子識(shí)別和自組裝。.冠處與堿金屬離子之間的配位鍵屬于離子鍵、共價(jià)鍵、氫鍵還是分子間作用力？提示共價(jià)鍵。.冠醍與堿金屬離子形成配合物得到的晶體里還有什么粒子，這類(lèi)晶體是離子晶體、共價(jià)晶體還是分子晶體？提示陰離子，離子晶體。1.下列關(guān)于配位化合物的敘述中，不正確的是0A.配位化合物中一定存在配位鍵B.配位化合物中只有配位鍵C.[Cu(H2O)/+中的C/+提供空軌道，田0中的氧原子提供孤電子對(duì)形成配位鍵D.配位化合物在半導(dǎo)體等尖端技術(shù)、醫(yī)學(xué)科學(xué)、催化反應(yīng)和材料化學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用答案B解析配位化合物中一定含有配位鍵，但也可能含有其他化學(xué)鍵，A正確，B錯(cuò)誤；C/+有空凱道，出0中氧原子有孤電子對(duì)，可以形成配位鍵，C正確；配位化合物應(yīng)用領(lǐng)域特別廣泛，D選項(xiàng)中提到的幾個(gè)領(lǐng)域都在其中。.下列物質(zhì)：①H.Q'②[B(0H)4「③CH3coeT④NH3⑤CH」中存在配位鍵的是()A.①②B.①③C.④⑤D.②④答案A解析此0分子中各原子已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，HQ*是H+和H?0中的0形成配位鍵；[B(OH)4「是3個(gè)0H一與B原子形成3個(gè)共價(jià)鍵，還有1個(gè)0H一的0與B形成配位健，而其他物質(zhì)中均不存在配位鍵，故選A。.向盛有硫酸銅溶液的試管中滴加濃氨水，先生成難溶物，繼續(xù)滴加濃氨水，難溶物溶解,得到深藍(lán)色透明溶液。下列對(duì)此現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是0A.反應(yīng)后溶液中不存在任何沉淀，所以反應(yīng)前后Ct?+的濃度不變B.沉淀溶解后，生成深藍(lán)色的配離子[Cu(NH3)/十C.反應(yīng)后的溶液中Ci?+的濃度增加了D.在配高子[Cu(NH3)『-中，C/一提供孤電子對(duì)，NH3提供空軌道答案B解析發(fā)生的反應(yīng)為Cu2+4-2NHvH2O=Cu(OH)2I+2NH：,Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++20H，C/+轉(zhuǎn)化為配離子，濃度減小，A錯(cuò)誤；[Cu(NH3)4『+是深藍(lán)色的，B正確；Cu2+具有空軌道，而NH3具有孤電子對(duì)，所以CiF+提供空軌道，N山提供孤電子對(duì)，D錯(cuò)誤。.用過(guò)量的AgNCh溶液處理含0.01mol氯化銘(CrC%6H2O)的水溶液，生成0.02mol的AgCl沉淀，此氯化鋁最可能是()A.[Cr(H2O)6]C13B.[CrCl(H2O)5]C12H2OC.[CrCI2(H2O)4]Cb2H2OD.[CrC13(H2O)3]-3H2O答案B解析與Ag+反應(yīng)生成AgCl沉淀的C「是由配合物在水溶液中電離出來(lái)的，因此在該配合物中1個(gè)C「在內(nèi)界，2個(gè)CT在外界。.某物質(zhì)的結(jié)構(gòu)如圖所示：下列有關(guān)該物質(zhì)的分析中正確的是()A.該物質(zhì)分子中不存在o鍵B.該物質(zhì)的分子內(nèi)只存在共價(jià)鍵和配位鍵兩種作用力C.該物質(zhì)是一種配合物，其中Ni原子為中心原子D.該物質(zhì)的分子中C、N、O原子均存在孤電子對(duì)答案c解析選項(xiàng)A,該物質(zhì)中碳原子之間、碳?xì)湓娱g、碳氮原子間等，均存在。鍵；選項(xiàng)B,該物質(zhì)中H、。原子間存在羲鍵，C與其他原子間存在共價(jià)鍵，Ni、N之間存在配位鍵，所以該物質(zhì)的分子內(nèi)存在氫鍵、共價(jià)鍵、配位鍵三種作用力；選項(xiàng)C,Ni原子具有空軌道，接受孤電子對(duì)，是配合物的中心原子：選項(xiàng)D,C原子最外層的4個(gè)電子全部參與成鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)。.C/+能與N%、比0、OH、C1等形成配位數(shù)為4的配合物。(1)向CuSCh溶液中加入過(guò)量NaOH溶液可生成Na2[Cu(OH)4],>①畫(huà)出配離子[Cu(0H)4一中的配位鍵。②Na2[Cu(OHM中除了配位鍵外，還存在的化學(xué)鍵類(lèi)型有(填字母)。A.離子鍵B.金屬鍵C.極性共價(jià)鍵D.非極性共價(jià)鍵⑵金屬銅與氨水或過(guò)氧化氫都不能反應(yīng)，但可與氨水和過(guò)氧化氫的混合溶液發(fā)生反應(yīng)：Cu+H2O2+4NH3=[Cu(NH3)4產(chǎn)++2O