配合物與超分子課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

第四節(jié)

配合物與超分子

第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.能從微觀角度理解配位鍵的形成條件和表示方法,能判斷常見的配合物。（重點(diǎn)）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。（難點(diǎn)）3.了解超分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性質(zhì),知道超分子的簡(jiǎn)單應(yīng)用。無(wú)水硫酸銅是白色的，但CuSO4·5H2O晶體卻是藍(lán)色的，這是為什么呢？無(wú)水硫酸銅CuSO4·5H2O晶體導(dǎo)（3min）無(wú)水硫酸銅CuSO4·5H2O晶體學(xué)+助（14min+7min）1.（自主）閱讀課本P95根據(jù)實(shí)驗(yàn)3—2，完成表格內(nèi)容，概括配位鍵與配位化合物的概念？2.（合作）根據(jù)實(shí)驗(yàn)3—3，分析[Co(NH3)5Cl]Cl2中提供孤電子對(duì)，接受孤電子對(duì)的分別是什么？配位原子，配位數(shù)是什么？3.（合作）[Co(NH3)5Cl]Cl2中在溶液中電離出什么離子4.（合作）從結(jié)構(gòu)角度解釋為什么Cu2+與NH3形成的配位鍵比Cu2+與H2O形成的配位鍵強(qiáng)？5.（自主）閱讀課本P98了解超分子的概念以及超分子的特點(diǎn)固體溶液顏色無(wú)色離子：CuSO4CuCl2?2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr什么離子呈天藍(lán)色：白色白色白色白色綠色深褐色閱讀課本「實(shí)驗(yàn)3-2」天藍(lán)色天藍(lán)色天藍(lán)色無(wú)色無(wú)色無(wú)色[Cu(H2O)4]2+SO42

–

Na+Cl-K+Br-實(shí)驗(yàn)證明，上述實(shí)驗(yàn)中呈藍(lán)色的物質(zhì)是水合銅離子，可表示為[Cu(H2O)4]2+，叫做四水合銅離子。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)象并填寫下表展+評(píng)（9min+9min）思考：Cu2+與H2O是如何結(jié)合成[Cu(H2O)4]2+的？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。孤電子對(duì)OHH配體中心離子Cu2+（具有空軌道）配位鍵Cu2++4H2O

[Cu(H2O)4]2+Cu2+OH2H2OH2OH2O展+評(píng)（9min+9min）配合物1、配位鍵(1)定義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。(2)配位鍵形成條件一方提供空軌道(接受體)提供空軌道，接受孤電子對(duì)的原子或離子。通常是過(guò)渡元素的原子或離子，F(xiàn)e、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。提供孤電子對(duì)的離子或分子。如：CO、NH3、H2O；F-、CN-、Cl-等。一方提供孤電子對(duì)(配體)展+評(píng)（9min+9min）(3)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。配位數(shù)＝4[Cu(H2O)4]2+(4)表示方法CuOH2H2OH2OH2O2+配體配位鍵配離子中心離子讀法：四水合離子A—B或

A→B電子對(duì)給予體電子對(duì)接受體展+評(píng)（9min+9min）四個(gè)N－H鍵性質(zhì)完全相同請(qǐng)根據(jù)提供的球棍模型分析NH4＋的配位鍵，形成的配位鍵和其他N-H共價(jià)鍵有區(qū)別嗎？[

]+NHHHH或[

]+NHHHH展+評(píng)（9min+9min）(5)配位鍵特點(diǎn)①配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵，配位鍵與共價(jià)鍵形成過(guò)程不同，但性質(zhì)完全相同。同樣具有飽和性和方向性。③同普通共價(jià)鍵一樣,配位鍵可以存在于分子中，如Ni(CO)4；也可以存在于離子中，如H3O+、NH4+中含有配位鍵.②一般來(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。展+評(píng)（9min+9min）2、配位化合物（配合物）(1)定義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。配合物一定含有配位鍵，但含有配位鍵的物質(zhì)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+評(píng)（9min+9min）(2)表示方法Cu(H2O)4SO4內(nèi)界外界中心離子/原子配體配位數(shù)配位原子②常見的配位體：含有孤電子對(duì)的原子、分子或陰離子。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常見的中心離子/離子：過(guò)渡金屬的原子或離子如：H+、Al3+、B、Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。對(duì)于配合物，外界在水溶液中易電離，但內(nèi)界卻難電離。展+評(píng)（9min+9min）(3)命名原則配位數(shù)→配體名稱→合→中心原子（離子）名稱①配離子②配合物類似于鹽（酸、堿）的命名六氰合鐵酸鉀氫氧化二氨合銀三氯一氨合鉑酸鉀硫酸四氨合銅[Cu(NH3)4]

SO4K3[Fe(CN)6][Ag(NH3)2]OHK[Pt(NH3)Cl3]展+評(píng)（9min+9min）配合物內(nèi)界外界中心原子(離子)配位體配位數(shù)[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無(wú)NiCO4[Co(NH3)5Cl]2＋Cl－Co3＋Cl－、NH36展+評(píng)（9min+9min）「實(shí)驗(yàn)3-3」「實(shí)驗(yàn)3-3」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形成難溶物難溶物溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液析出深藍(lán)色晶體晶體為[Cu(NH3)4]SO4·H2O，說(shuō)明該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

總反應(yīng)：[Cu(H2O)4]2＋+4NH3=[Cu(NH3)4]2＋

+4H2O，上述轉(zhuǎn)化能發(fā)生的原因？Cu2++4H2O

=

[Cu(H2O)4]2＋

【思

考】從結(jié)構(gòu)角度解釋為什么Cu2+與NH3形成的配位鍵比Cu2+與H2O形成的配位鍵強(qiáng)？?

+4NH3

[Cu(NH3)4]2＋

=←平衡向左移動(dòng)CuSO4(aq)

藍(lán)色沉淀氨水深藍(lán)色溶液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)。氨水展+評(píng)（9min+9min）「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，可用于檢驗(yàn)或鑒定Fe3+;用于電影特技和魔術(shù)表演Fe3++nSCN-=[Fe(SCN)n]3-nn

=1-6，隨SCN-的濃度而異成果展示+點(diǎn)撥拓展（25min）「實(shí)驗(yàn)3-5」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展+評(píng)（9min+9min）當(dāng)作為中心原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)。如血紅素中的Fe2＋與CO分子形成的配位鍵比Fe2＋與O2分子形成的配位鍵強(qiáng)，因此血紅素中的Fe2＋與CO分子結(jié)合后，就很難再與O2分子結(jié)合，使血紅蛋白失去輸送O2的功能，從而導(dǎo)致人體CO中毒。配合物中，中心原子在配位體的影響下，其價(jià)層軌道進(jìn)行雜化，配位原子的孤對(duì)電子進(jìn)入中心原子的空軌道產(chǎn)生強(qiáng)作用，因而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。一般情況下，中心原子的半徑越大，中心原子所帶電荷越多，配位原子半徑越大，配位鍵越強(qiáng)。(4)配合物的形成對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響①穩(wěn)定性增強(qiáng)

展+評(píng)（9min+9min）當(dāng)簡(jiǎn)單離子形成配離子時(shí)，顏色常發(fā)生變化，根據(jù)顏色的變化可以判斷是否有配離子生成。如：Fe3＋與SCN－在溶液中可生成配位數(shù)為1～6的配離子，這種配離子的顏色是血紅色的。反應(yīng)的離子方程式：Fe3＋＋nSCN－===[Fe(SCN)n]3－n(n＝1～6)

(4)配合物的形成對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響②溶解性的影響一些難溶于水的金屬氯化物、溴化物、碘化物、氰化物,可以依次溶于含過(guò)量Cl-、Br-、I-、CN-和氨的溶液中,形成可溶性的配合物。③顏色的改變展+評(píng)（9min+9min）(1)在生命體中的應(yīng)用(2)在醫(yī)藥中的應(yīng)用(3)配合物與生物固氮(4)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用王水溶金葉綠素血紅蛋白抗癌藥物——順鉑酶維生素B12鈷配合物含鋅酶有80多種固氮酶照相技術(shù)的定影冰晶石Na3[AlF6]熱水瓶膽鍍銀[Ag(NH3)2]+H[AuCl4](5)配合物的應(yīng)用展+評(píng)（9min+9min）雙螺旋DNA的兩條分子鏈?zhǔn)峭ㄟ^(guò)什么結(jié)合的？AT展+評(píng)（9min+9min）常見的DNA堿基配對(duì)結(jié)構(gòu)ATGCDNA堿基對(duì)是通過(guò)氫鍵相互識(shí)別并結(jié)合的

氫鍵是最強(qiáng)的分子間相互作用，很多分子可以通過(guò)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。展+評(píng)（9min+9min）超分子1、定義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稱為超分子。超分子定義中的分子是廣義的，包括離子。2、超分子特點(diǎn)(1)分子間相互作用:通過(guò)非共價(jià)鍵結(jié)合，包括氫鍵、靜電作用、疏水作用以及一些分子與金屬離子形成的弱配位鍵等。(2)分子聚集體大小:分子聚集體有的是有限的，有的是無(wú)限伸展的。展+評(píng)（9min+9min）3、超分子特征(1)分子識(shí)別①分離C60和C70杯酚與C60通過(guò)范德華力相結(jié)合，通過(guò)尺寸匹配實(shí)現(xiàn)分子識(shí)別展+評(píng)（9min+9min）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+（2