1、-1-第四节配合物和超分子-2-素养目标1.知道配位键的特点,认识简单的配位化合物的成键特征,了解配位化合物的存在与应用。认识配位键的特点与配位化合物某些性质的关系。2.了解人类探索物质结构的过程,认同“物质结构的探索是无止境的”观点,了解从原子、分子、超分子等不同尺度认识物质结构的意义。-3-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断1.无水CuSO4是白色的,CuSO45H2O晶体是蓝色,CuSO4溶液是蓝色的。2.FeCl3溶液是棕黄色的,向溶液中滴加KSCN溶液,溶液变为红色。-4-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断一、配合物1.配位键与配合物(1)实验探究。化合物CuSO4CuCl2
2、CuBr2NaClK2SO4KBr固体颜色白色绿色深褐色白色白色白色溶液颜色蓝色蓝色蓝色无色无色无色结论呈蓝色的物质是水合铜离子,可表示为Cu(H2O)42+,叫做四水合铜离子。-5-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断(2)配位键。由一个原子单方面提供孤电子对而另一个原子接受孤电子对形成的共价键,即“电子对给予接受”键被称为配位键。Cu(H2O)42+可表示为:(3)配合物。金属离子(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。-6-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断2.配合物的形成实验 实验操作实验现象滴加氨水后,试管中首先出现蓝
3、色沉淀,氨水过量后沉淀逐渐溶解,滴加乙醇后析出深蓝色晶体溶液颜色变成红色先产生白色沉淀,滴加氨水后白色沉淀溶解-7-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断有关离子方程式或化学方程式Cu2+2NH3H2O=Cu(OH)2+2 ,Cu(OH)2+4NH3= Cu(NH3)4(OH)2,Cu(NH3)42+ +H2O= Cu(NH3)4SO4H2OFe3+3SCN-=Fe(SCN)3Ag+Cl-=AgCl;AgCl+2NH3= Ag(NH3)2Cl-8-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断3.配合物的用途配合物广泛存在于自然界中,跟人类生活有密切关系。例如,在人和动物体内起输送氧气作用的血红素,是
4、Fe2+的配合物。配合物在生产和科学技术方面的应用也很广泛。-9-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断二、超分子1.超分子是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。超分子是广义的,包括离子。2.超分子实例(1)用超分子分离C60和C70。-10-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断(2)冠醚识别碱金属离子(如K+)。 -11-课前篇素养初探知识铺垫必备知识正误判断1.形成配位键的条件是一方有空轨道,另一方有孤电子对。 ()2.配位键是一种特殊的共价键。()3.配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子。()4.共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子。()5.超分子是相
5、对分子质量很大的有机化合物。()答案:1.2.3.4.5.-12-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测配位键及其对物质性质的影响配位键及其对物质性质的影响问题探究配位键实质上是一种特殊的共价键。配位键的共用电子对由成键原子单方面提供,普通共价键的共用电子对则由成键原子双方共同提供,但实质是相同的。-13-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测问题思考:(1) 中的配位键与其他三个NH键的键参数是否相同?提示:相同。 可看成NH3分子结合1个H+后形成的,在NH3分子中中心原子氮采取sp3杂化,孤电子对占据一个杂化轨道,3个未成对电子分别占据另3个杂化轨道,分别结合3个H原子形成3个键,由于孤电子对的
6、排斥,所以NH3分子的空间结构为三角锥形,键角压缩至107。当遇到H+时,N原子的孤电子对会进入H+的空轨道,以配位键形成 ,这样N原子就不再存在孤电子对,键角恢复至10928,故 为正四面体形,4个NH键完全相同,配位键与普通共价键形成过程不同,但各种键参数完全相同。-14-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测(2)配合物Cu(NH3)4SO4中含有的化学键类型有哪些?提示:Cu(NH3)4SO4中含有的化学键有离子键、共价键和配位键。(3)NH3和BF3可以通过配位键形成NH3BF3,试分析提供孤电子对、空轨道的分别是哪种原子?提示:N原子提供孤电子对,B原子提供空轨道。(4)配制银氨溶液时
7、,向AgNO3溶液中滴加氨水,先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,为什么?提示:氨水呈弱碱性,滴入AgNO3溶液中会生成AgOH白色沉淀;继续滴加氨水时,NH3分子与Ag+形成Ag(NH3)2+配合离子,使AgOH逐渐溶解,反应过程如下:-15-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测深化拓展1.配位键与非极性键、极性键的区别与联系比较共价键类型非极性键极性键配位键本质相邻原子间的共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静电作用成键条件(元素种类)成键原子得、失电子能力相同(同种元素)成键原子得、失电子能力差别较小(不同元素)成键原子一方有孤电子对(配体),另一方有空轨道(中心离子或原子)特征有方向性、饱和
8、性-16-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测2.配合物的组成金属离子或原子与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合而形成的化合物称为配位化合物。配位化合物的组成如图:一般中心原子(或中心离子)的配位数是2、4、6。3.形成配合物的条件(1)配体有孤电子对。(2)中心原子(或离子)有空轨道。-17-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测4.配合物的形成对性质的影响(1)溶解性的影响。如:AgClAg(NH3)2Cl,由不溶于水的沉淀,转变为易溶于水的物质。(2)颜色的改变。当简单离子形成配离子时其性质往往有很大变化。颜色变化就是一种常见的现象,我们根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+
9、与SCN-在溶液中可生成配位数为16的配离子,这些配离子的颜色是红色的。-18-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测(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。当中心离子相同时,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,导致血红素失去输送氧气的功能,这是CO使人体中毒的原理。-19-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测素能应用典例向盛有硫酸铜水溶液的试管里滴加氨水,首先形成难溶物,继续滴加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液,下列
10、对此现象的说法正确的是()A.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+的物质的量不变B.沉淀溶解后,生成深蓝色的配离子Cu(NH3)42+C.向反应后的溶液中加入乙醇,溶液将不会发生变化,因为Cu(NH3)42+不会与乙醇发生反应D.在Cu(NH3)42+中,Cu2+给出孤电子对,NH3提供空轨道答案:B-20-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测-21-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测变式训练1下列关于Cr(H2O)4Br2Br2H2O的说法正确的是()A.配体为水分子,配位原子为O,外界为Br-B.中心离子的配位数为6C.中心离子Cr3+采取sp3杂化D.中心离子的化合价为+2价答
11、案:B解析:Cr(H2O)4Br2Br2H2O中内界为Cr(H2O)4Br2+,Cr3+为中心离子,配体为H2O、Br-,配位数为6,外界为Br-、H2O,Cr3+提供的空轨道数为6,中心离子不是采取sp3杂化。-22-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测变式训练2(1)下列不属于配合物的是。 A.Cu(H2O)4SO4H2OB.Ag(NH3)2OHC.KAl(SO4)212H2OD.NaAl(OH)4(2)在配合物Fe(SCN)2+中,提供空轨道接受孤电子对的微粒是;画出配合物离子Cu(NH3)42+中的配位键。 答案:(1)C(2)Fe3+-23-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测-24-课
12、堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测1.下列关于配位化合物的叙述中,不正确的是()A.配位化合物中必定存在配位键B.配位化合物中只有配位键C.Fe(SCN)63-中的Fe3+提供空轨道,SCN-中的硫原子提供孤电子对形成配位键D.许多过渡元素的离子(如Cu2+、Ag+等)和某些主族元素的离子或分子(如Cl-、NH3等)能形成配合物答案:B解析:配位化合物中一定含有配位键,但也可能含有离子键等其他化学键,A正确,B错误;Fe3+、Cu2+、Ag+等过渡元素的离子有空轨道,可与有孤电子对的分子或离子形成配合物;NH3中的氮原子、SCN-中的硫原子等有孤电子对,可以形成配合物,C、D均正确。-25-课堂
13、篇素养提升探究素养脉络随堂检测2.下列微粒中含配位键的是()A.B.C.D.答案:C解析:形成配位键的条件是一个原子(或离子)有孤电子对,另一个原子(或离子)有空轨道。-26-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测3.(双选)下列组合中,两种配合物中心离子的电荷数和配位数均相同的是()A.KAg(CN)2、Cu(NH3)4SO4B.Ni(NH3)4Cl2、Cu(NH3)4SO4C.Ag(NH3)2Cl、KAg(CN)2D.Ni(NH3)4Cl2、Ag(NH3)2Cl答案:BC解析:A项,两种配合物中心离子的电荷数分别是1+和2+,配位数分别是2和4,不符合题目要求;B项,两种配合物中心离子的电荷数
14、均是2+,配位数均是4,符合题目要求;C项,两种配合物中心离子的电荷数均是1+,配位数均是2,符合题目要求;D项,两种配合物中心离子的电荷数分别是2+和1+,配位数分别是4和2,不符合题目要求。-27-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测4.Cu2+能与NH3、H2O、Cl-等形成配位数为4的配合物。(1)Cu(NH3)42+中存在的化学键类型有(填字母)。 A.配位键B.极性共价键C.非极性共价键D.离子键(2)Cu(NH3)42+具有对称的空间结构,Cu(NH3)42+中的两个NH3分子被两个Cl-取代,能得到两种不同结构的产物,则Cu(NH3)42+的空间结构为。 (3)某种含Cu2+的化
15、合物可催化丙烯醇制备丙醛的反应:HOCH2CH=CH2CH3CH2CHO。在丙烯醇分子中发生某种方式杂化的碳原子数,是丙醛分子中发生同样方式杂化的碳原子数的2倍,则这类碳原子的杂化方式为。 -28-课堂篇素养提升探究素养脉络随堂检测答案:(1)AB(2)平面正方形(3)sp2解析:Cu(NH3)42+由铜离子与氨分子通过配位键形成,氨分子内部的化学键是极性共价键。根据Cu(NH3)2Cl2有两种不同的结构,可知Cu(NH3)42+的空间结构是平面正方形。HOCH2CH=CH2中的C原子,有一个采取sp3杂化,两个采取sp2杂化;CH3CH2CHO中的C原子有两个采取sp3杂化,一个采取sp2杂化。
