【高中化學(xué)】配合物與超分子 高二化學(xué)系列教學(xué)課件（人教版選擇性必修2）

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第四節(jié)

配合物與超分子高二化學(xué)新人教化學(xué)選擇性必修2《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》思考：無水CuSO4是白色的,為什么CuSO4·5H2O晶體卻是藍(lán)色的？【溫故知新】如何檢驗(yàn)酒精中混有水?取少量樣品，加入無水硫酸銅固體，若固體變藍(lán)，則說明酒精中混有水。固體溶液顏色CuSO4CuCl2?2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色白色白色白色綠色深褐色水溶液中Cu2+主要以水合離子[Cu(H2O)4]2+存在，呈天藍(lán)色天藍(lán)色天藍(lán)色天藍(lán)色無色無色無色SO42

–

Na+Cl-K+Br-K

+

實(shí)驗(yàn)3-2向盛有下表中固體樣品的試管中，分別加入足量的水，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并填寫下表【任務(wù)一】認(rèn)識(shí)配合物思考：哪些離子呈天藍(lán)色？無色離子：【思考與討論】[Cu(H2O)4]2+叫做四水合銅離子，經(jīng)測(cè)定，[Cu(H2O)4]2+的結(jié)構(gòu)如下，請(qǐng)分析Cu2+和H2O之間的化學(xué)鍵是屬于何種類型？

在四水合銅離子中,銅離子與水分子之間的化學(xué)鍵是由水分子提供孤電子對(duì)給予銅離子,銅離子接受水分子的孤電子對(duì)形成的?；瘜W(xué)鍵類型？提供孤電子對(duì)接受孤電子對(duì)

思考：銅離子為什么能接受孤電子對(duì)？1.配位鍵（1）概念：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，這類“電子對(duì)給予-接受”鍵被稱為配位鍵。形成條件一方能提供孤電子對(duì)另一方能提供空軌道如分子有NH3、H2O、HF、CO等；離子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等過渡金屬的原子或離子。配位鍵是一種特殊的共價(jià)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?！救蝿?wù)一】認(rèn)識(shí)配合物（2）形成條件1.配位鍵【任務(wù)一】認(rèn)識(shí)配合物（3）表示方法【任務(wù)一】認(rèn)識(shí)配合物2.配合物（1）概念：通常把金屬離子或原子（稱為中心離子或原子）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。①中心原子(離子)：提供空軌道的金屬離子或原子。一般是過渡金屬，必須有空軌道。②配位體：含有孤電子對(duì)的分子或離子

NH3H2O

CO

Cl-

SCN-

CN-③配位原子：配位體中具有孤電子對(duì)的原子NOPS，一般是ⅤAⅥAⅦA的非金屬原子④配位數(shù)：直接同中心原子配位的原子數(shù)目，一般是2、4、6、8⑤配離子的電荷：等于中心離子和配體總電荷的代數(shù)和，如：[Fe(SCN)6]3-（2）組成：[Cu(H2O)4]

SO4【任務(wù)一】認(rèn)識(shí)配合物實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)原理向盛有4mL0.1mol/LCuSO4溶液的試管里滴加幾滴1mol/L氨水繼續(xù)添加氨水并振蕩試管再向試管中加入極性較小的溶劑(如加入8mL95%乙醇)，并用玻璃棒摩擦試管壁實(shí)驗(yàn)3-3形成難溶物Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+難溶物溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2析出深藍(lán)色晶體深藍(lán)色晶體為[Cu(NH3)4]SO4·H2O，說明該配合物在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度（3）配合物的形成舉例【任務(wù)一】認(rèn)識(shí)配合物實(shí)驗(yàn)3-3[Cu(NH3)4]2+是Cu2+的另一種常見配離子，中心離子仍然是Cu2+，而配體是NH3，配位數(shù)為4。實(shí)驗(yàn)證明Cu(OH)2難溶于水，但形成配合物[Cu(NH3)4](OH)2

后，易溶解。天藍(lán)色溶液藍(lán)色沉淀深藍(lán)色溶液＋氨水＋氨水穩(wěn)定性：CuNH3

H3NH3NH3N2+CuOH2

H2OH2O

H2O2+＜H2O、NH3同為中性分子，但電負(fù)性N＜O，N比O更容易給出孤對(duì)電子，與Cu2＋形成的配位鍵更強(qiáng)。應(yīng)用探究【思考】向硫酸銅溶液中滴加氨水，為什么[Cu(H2O)4]2＋轉(zhuǎn)化為[Cu(NH3)4]2＋呢？實(shí)驗(yàn)3-4實(shí)驗(yàn)操作向盛有少量0.1mol/LFeCl3溶液（或任何含F(xiàn)e3+的溶液）的試管中滴加1滴0.1mol/L硫氰化鉀(KSCN)溶液。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)原理溶液變?yōu)榧t色利用硫氰化鐵配離子等顏色，可用于鑒別溶液中存在Fe3+；又由于硫氰化鐵配離子的顏色極似血液，常被用于電影特技和魔術(shù)(但注意安全，因其有毒性)Fe3++nSCN-=[Fe(SCN)n]3-nn

=1-6，隨SCN-的濃度而異配位數(shù)可為1—6（3）配合物的形成舉例【任務(wù)一】認(rèn)識(shí)配合物實(shí)驗(yàn)操作

向盛有少量0.1moI/LNaCl溶液的試管里滴幾滴0.1mol/LAgNO3溶液,產(chǎn)生難溶于水的白色的AgCl沉淀,再滴入1molL氨水,振蕩,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)原理AgCl+2NH3===[Ag(NH3)2]ClAg++Cl-===AgCl↓先產(chǎn)生白色沉淀,滴加氨水后白色沉淀溶解實(shí)驗(yàn)3-5（3）配合物的形成舉例【任務(wù)一】認(rèn)識(shí)配合物（4）配合物的應(yīng)用①

在生命體中的應(yīng)用②在醫(yī)藥中的應(yīng)用葉綠素血紅素抗癌藥物——順鉑酶維生素B12鈷配合物含鋅的配合物含鋅酶有80多種Fe2+的配合物Mg2+的配合物③

配合物與生物固氮固氮酶④在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用王水溶金電解氧化鋁的助熔劑

Na3[AlF6]熱水瓶膽鍍銀

[Ag(NH3)2]+H[AuCl4]【任務(wù)一】認(rèn)識(shí)配合物

配合物：金屬離子或原子(稱為中心離子或原子)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。

[Cu(H2O)4]

SO4內(nèi)界（配離子）外界（離子）配位體配位數(shù)中心離子[Cu(H2O)4]SO4=[Cu(H2O)4]2＋

+SO42-配位原子？整理?歸納如：X－OH－CN－SCN－H2ONH3CO思考：NH4Cl是配合物嗎？不是，含有配位鍵的化合物不一定是配合物；配合物一定含有配位鍵。應(yīng)用體驗(yàn)1.下列不能形成配位鍵的組合是A.Ag＋、NH3 B.H2O、H＋

C.Co3＋、COD.Ag＋、H＋√2.下列分子或離子中，能提供孤電子對(duì)與某些金屬離子形成配位鍵的是①H2O

②NH3

③F－

④CN－

⑤COA.①②B.①②③C.①②④D.①②③④⑤√3.化合物NH3與BF3可以通過配位鍵形成NH3·BF3。

在NH3·BF3中，________原子提供孤電子對(duì)，________原子接受電子。氮(或N)硼(或B)4．0.01mol氯化鉻(CrCl3·6H2O)在水溶液中用過量硝酸銀溶液處理，產(chǎn)生0.02molAgCl沉淀。此氯化鉻最可能是（）A．[Cr(H2O)6]Cl3

B．[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2OC．[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O D．[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O

B配合物內(nèi)界外界中心粒子配位體配位數(shù)[Ag(NH3)2]OH氫氧化二氨合銀K3[Fe(CN)6][Co(NH3)5Cl]Cl2

Ni(CO)45、請(qǐng)根據(jù)給出的配合物完成下表[Ag(NH3)2]＋OH-Ag+NH32配合物結(jié)構(gòu)小結(jié)：1、配合物有些存在外界、有些無外界；2、中心粒子可以是陽離子，也可以是中性原子；3、配位體可以是離子或分子，可以有一種或同時(shí)存在多種；4、配位數(shù)通常為2、4、6、8這樣的偶數(shù)。神奇的超分子，借分子間作用力形成復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)

氫鍵最強(qiáng)的分子間相互作用，很多分子可以通過氫鍵相互結(jié)合，形成具有固定組成的一個(gè)分子簇，這就是所謂的超分子。核酸的雙螺旋結(jié)構(gòu)是靠氫鍵來保持的【任務(wù)二】認(rèn)識(shí)超分子1.定義【任務(wù)二】認(rèn)識(shí)超分子（1）分離C60和C702.超分子實(shí)例【任務(wù)二】認(rèn)識(shí)超分子(2)冠醚識(shí)別堿金屬離子(如K+)。

冠醚是皇冠狀的分子，可有不同大小的空穴適配不同大小的堿金屬離子冠醚識(shí)別堿金屬離子。不同大小的冠醚可以識(shí)別不同大小的堿金屬離子。冠醚冠醚空腔直徑/pm適合的粒子（直徑/pm）12-冠-415-冠-518-冠-621-冠-7120～150170～220260～320340～430Li+（152）Na+（204）K+（276）Rb+（304）Cs+（334）【任務(wù)二】認(rèn)識(shí)超分子(2)冠醚識(shí)別堿金屬離子(如K+)。

【任務(wù)二】認(rèn)識(shí)超分子分子識(shí)別自組裝3.超分子的重要特征細(xì)胞外部磷脂分子雙分子層細(xì)胞質(zhì)疏水端親水端親水端超分子組裝的過程稱為分子自組裝（Molecularself-assembly)，自組裝過程（Self-organization)是使超分子產(chǎn)生高度有序的過程。【任務(wù)二】認(rèn)識(shí)超分子【課堂總結(jié)】【例】超分子化學(xué)已逐漸擴(kuò)展到化學(xué)的各個(gè)分支，還擴(kuò)展到生命科學(xué)和物理學(xué)等領(lǐng)域。由Mo將2個(gè)C60分子、2個(gè)p-甲酸丁酯吡啶及2個(gè)CO分子利用配位鍵自組裝的超分子結(jié)構(gòu)如圖所示：(1)Mo處于第五周期第ⅥB族，價(jià)電子排布與Cr相似，它的基態(tài)價(jià)電子排布式是

；核外未成對(duì)電子數(shù)是

個(gè)。