1、第四节 配合物与超分子一、配合物（一）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“电子对给予一接受”键被称为配位键。提供空轨道的原子或离子称为中心原子或离子，提供孤电子对的原子对应的分子或离子称为配体或配位体。例如：Cu(H2O)42+，Cu2+是中心离子，H2O是配体。2、形成条件中心原子或离子要有空轨道，配体中的原子要有孤电子对。如反应NH3+H+=NH4+,NH3中的N上有1对孤电子对，H+中有空轨道，二者通过配位键结合形成NH4+, NH4+的形成可表示如下：说明：（1）孤电子对：分子或离子中，没有跟其他原子共用的电子对就是孤电子对。如分子中中心原子
2、分别有1、2、3个孤电子对。含有孤电子对的微粒：分子如CO、NH3、H2O等，离子如SCN、Cl、CN、NO2等。（2）含有空轨道的微粒：过渡金属的原子或离子。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目基本上是固定的，如Ag+形成2个配位键，Cu2+形成4个配位键等。3、表示方法 (电子对给体)AB(电子对接受体)或AB。如H3O+的电子式为 结构式为；Cu(H2O)42+的结构式为 4、说明(1)配位键实质上是一种特殊的共价键，孤电子对是由成键原子一方提供，另一原子只提供空轨道；而普通共价键中的共用电子对是由两个成键原子共同提供的。(2)与普通共价键相似，配位键具有饱和性和方向性。(
3、3)与普通共价键一样，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NH4+)。(4)相同原子间形成的配位键与它们之间形成的共价单键相同，如中的4个N-H(键能、键长和键角)完全相同，故其结构式也可表示为,NH4+的空间结构是正四面体形。(5)配位键一般是共价单键，属于键。（二）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。如氢氧化二氨合银Ag(NH3)2OH、硫酸四氨合铜Cu(NH3)4SO4等2、组成配合物由中心离子或原子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成，分内界和外界
4、，以Cu(NH3)4SO4为例：（1）中心原子(离子):提供空轨道，接受孤电子对。合物的中心粒子一般是带正电荷的阳离子，具有接受孤电子对的空轨道，通常是过渡元素的原子或离子，如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。（2）配体：提供孤电子对的离子或分子。如分子CO、NH3、H2O等，阴离子F、CN、Cl等。配体中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。配位原子必须有孤电子对。（3）配位数：直接同中心原子(离子)配位的分子或离子的数目叫中心原子(离子)的配位数。如Fe(CN)63中Fe3+的配位数为6。中心原子或离子的配位数一般为2、4、6、8等。（4）内界和外界：
5、配合物分为内界和外界，其中配离子称为内界，与内界发生电性匹配的离子称为外界，外界和内界以离子键相结合。（5）配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心原子或离子与配体总电荷的代数和。如Co(NH3)5C1n+中，中心离子为Co3+，n=2 说明：配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如 Co(NH3)5C1Cl2=Co(NH3)5C12+2C1,而内界微粒很难电离(电离程度很小),因此，配合物Co(NH3)5C1Cl2内界中的C1不能被Ag+沉淀，只有外界的C1才能与AgNO3溶液反应产生沉淀。有些配合物没有外界，如Ni(CO)4就无外界。3、常见的配合物及其制取（1）Cu(H2O)42+（2）
6、Cu(NH3)4(OH)2：Cu2+ + 2NH3H2O=Cu(OH)2+ 2NH4+ Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)4(OH)2（3）K3Fe(SCN)6：Fe3+nSCNFe(SCN)n 3-n(n=16),常写为Fe3+3SCNFe(SCN)3（4）Ag(NH3)2Cl：AgCl + 2NH3 =Ag(NH3)2 Cl3、配合物的形成对性质的影响 (1)对溶解性的影响一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH、Cl、Br、I、CN的溶液中，形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)42+2OH (2
7、)颜色的改变当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN形成硫氰化铁配离子，其溶液显红色。(3)稳定性增强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。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如，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，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒4、配合物的应用超过百万种的配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域有广泛的
8、应用。二、超分子（一）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。（二）存在形式超分子定义中的分子是广义的，包括离子。（三）形成方式说法很纷繁，有人将其概括为非共价键，有人则将其限于分子间作用力。（四）分子聚集体的大小超分子这种分子聚集体，有的是有限的，有的是无限伸展的。（五）特征1、分子识别2、自组装。（六）实例1、“杯酚”分离C60和C70：向C60和C70的混合物中加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”,再加入甲苯溶剂，溶解未装入“杯酚”的C70，过滤后分离C70；再向不溶物中加入氯仿，溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。 2、冠醚识别碱金属离子：冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，并随环的大小不同而与不同的金属离子络合，利用此性质可以识别碱金属离子。 3、细胞和细胞器的双分子膜4、DNA分子
