1、第二单元配合物的形成和应用第二单元配合物的形成和应用专题专题4 分子空间结构与物质性质分子空间结构与物质性质课程标准课程标准1了解人类对配合物结构认识的历史。了解人类对配合物结构认识的历史。2知道简单配合物的基本组成和形成条件。知道简单配合物的基本组成和形成条件。3掌握配合物的结构与性质之间的关系。掌握配合物的结构与性质之间的关系。4认识配合物在生产生活和科学研究方面的广泛应用。认识配合物在生产生活和科学研究方面的广泛应用。专题专题4 分子空间结构与物质性质分子空间结构与物质性质一、配位键的形成一、配位键的形成1配位键配位键(1)用电子式表示用电子式表示NH4的形成过程：的形成过程：_.(2)
2、配位键：共用电子对由一个原子单方向提供而跟另一个配位键：共用电子对由一个原子单方向提供而跟另一个 原原子共用的共价键。配位键可用子共用的共价键。配位键可用AB形式表示，形式表示，A是是_的原子，叫做电的原子，叫做电 子对给子对给 予体，予体，B 是是_的原子，叫做电子对接受体。的原子，叫做电子对接受体。(3)形成配位键的条件形成配位键的条件有能够提供有能够提供_的原子的原子,如如 _等。等。另一原子具有能够接受另一原子具有能够接受_的空轨道，如的空轨道，如_等。等。提供孤电子对提供孤电子对接受孤电子对接受孤电子对孤电子对孤电子对N N、O、F孤电子对孤电子对Fe3、Cu2、Zn2、Ag1在水溶
3、液中，在水溶液中，Cu2与氨分子是如何结合成与氨分子是如何结合成Cu(NH3)42的呢？的呢？2.配位化合物配位化合物(1)写出向写出向CuSO4溶液中滴加氨水，得到深蓝色溶液整个过程溶液中滴加氨水，得到深蓝色溶液整个过程的反应离子方程式。的反应离子方程式。_；_。(2)Cu(NH3)4SO4的名称为的名称为_，它的外，它的外界为界为_，内界为，内界为_，中心原子为，中心原子为_，配位体为，配位体为_分子，配位数为分子，配位数为_。(3)配合物的同分异构体：含有两种或两种以上配位体的配合配合物的同分异构体：含有两种或两种以上配位体的配合物，若配位体在物，若配位体在_不同，就能形成不同，就能形成
4、不同几何构型的配合物，如不同几何构型的配合物，如Pt(NH3)2Cl2存在存在_和和_两种异构体。两种异构体。Cu(OH)24NH3H2O=Cu(NH3)422OH4H2O硫酸四氨合铜硫酸四氨合铜Cu(NH3)42Cu2NH34空间的排列方式空间的排列方式顺式顺式反式反式2顺式顺式Pt(NH3)2Cl2和反式和反式Pt(NH3)2Cl2的化学式相同，它们的化学式相同，它们的性质也相似吗？的性质也相似吗？提示：提示：不同，由于结构不同，所以其化学性质不相同。不同，由于结构不同，所以其化学性质不相同。配合物配合物颜色颜色极性极性水中溶解水中溶解性性抗癌活性抗癌活性顺式顺式Pt(NH3)2Cl2棕黄
5、色棕黄色极性极性0.257 7 g/100 g H2O有活性有活性反式反式Pt(NH3)2Cl2淡黄色淡黄色 非极性非极性0.036 6 g/100 g H2O无活性无活性二、配合物的应用二、配合物的应用1在实验研究中，人们常用形成配合物的方法来检验在实验研究中，人们常用形成配合物的方法来检验_、分离物质、定量测定物质的组成。、分离物质、定量测定物质的组成。(1)向向AgNO3溶液中逐滴加入氨水的现象为溶液中逐滴加入氨水的现象为_。产生的配合物是。产生的配合物是_。(2)向向FeCl3溶液中滴入溶液中滴入KSCN溶液的现象：溶液的现象：_。产生的配合物是。产生的配合物是_。金属离子金属离子先生
6、成沉淀，然后沉淀再溶解先生成沉淀，然后沉淀再溶解Ag(NH3)2OH有血红色溶液出现有血红色溶液出现Fe(SCN)32在生产中，配合物被广泛用于在生产中，配合物被广泛用于_、_、_、_领域。领域。3生命体中的许多金属元素都以配合物形式存在。生命体中的许多金属元素都以配合物形式存在。4配合物在医疗方面应用也很广泛。配合物在医疗方面应用也很广泛。5模拟生物固氮也与配合物有关。模拟生物固氮也与配合物有关。染色染色电镀电镀硬水软化硬水软化金属冶炼金属冶炼1配合物配合物Zn(NH3)4Cl2的中心原子的配位数是的中心原子的配位数是()A2 B3C4 D5解析：配合物解析：配合物Zn(NH3)4Cl2的中
7、心原子是的中心原子是Zn2，配位体是，配位体是NH3，配位数是，配位数是4。C2下列不能形成配位键的组合是下列不能形成配位键的组合是()AAg、NH3 BH2O、HCCo3、CO DAg、H解析：配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对，另一解析：配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对，另一方能提供空轨道，方能提供空轨道，A、B、C三项中，三项中，Ag、H、Co3 能能 提提供空轨道，供空轨道，NH3、H2O、CO能提供孤电子对，所以能形成配能提供孤电子对，所以能形成配位键，而位键，而D项项Ag与与H都只能提供空轨道，而无法提供孤都只能提供空轨道，而无法提供孤 电电子对，所以不能形成配位键。
8、子对，所以不能形成配位键。DD4向下列配合物的水溶液中加入向下列配合物的水溶液中加入AgNO 3溶溶 液，液，不不 能能 生生 成成AgCl沉淀的是沉淀的是()ACo(NH3)4Cl2ClBCo(NH3)3Cl3CCo(NH3)6Cl3DCo(NH3)5ClCl2解析：在配合物中，内界以配位键结合很牢固，难以在溶解析：在配合物中，内界以配位键结合很牢固，难以在溶 液液中电离；内界和外界之间以离子键相结合，在溶液中能够中电离；内界和外界之间以离子键相结合，在溶液中能够 完完全电离。不难看出全电离。不难看出A、C、D三项中配合物在水中均电离产三项中配合物在水中均电离产 生生Cl，而，而B项无外界离
9、子，不能电离。项无外界离子，不能电离。B探究导引探究导引1指出配合物指出配合物Pt(NH3)4Cl2Cl2的配的配 离子、离子、中中 心心 离离子、配位体、配位数及配位原子。子、配位体、配位数及配位原子。提示：提示：配离子指配合物的内界，中心原子指提供空轨道配离子指配合物的内界，中心原子指提供空轨道 的的 原原子或离子子或离子,配位体指提供孤电子对的分子或离子，配位数是配位体指提供孤电子对的分子或离子，配位数是 配配位体的总个数，配位原子指配位体中提供孤电子对的原子位体的总个数，配位原子指配位体中提供孤电子对的原子.配配合物合物Pt(NH3)4Cl2Cl2的配离子为的配离子为Pt(NH3)4C
10、l22，中心，中心 原原 子子是是Pt4，配位体是，配位体是NH3、Cl，配位数为，配位数为6，配位原子为，配位原子为 N 和和Cl。配合物的组成和结构配合物的组成和结构探究导引探究导引2配离子配离子Ag(NH3)2是如何形成的？是如何形成的？提示：提示：配离子配离子Ag(NH3)2是由是由Ag和和NH3分子反应生成的分子反应生成的,由由于于Ag空的空的5s轨道和轨道和5p轨道形成轨道形成sp杂化轨道，接受杂化轨道，接受2个个NH3 分分子提供的孤电子对，形成直线形的子提供的孤电子对，形成直线形的Ag(NH3)2，该过程图示，该过程图示如下。如下。1配合物的组成配合物的组成内界：中心体内界：中
11、心体(原子或离子原子或离子)与配位体，以配位键成键。与配位体，以配位键成键。外界：与内界电荷平衡的相反离子。外界：与内界电荷平衡的相反离子。有些配合物不存在外界，如有些配合物不存在外界，如PtCl2(NH3)2、CoCl3(NH3)3等。另外，有些配合物是由中心原子与配位体构成，如等。另外，有些配合物是由中心原子与配位体构成，如Ni(CO)4、Fe(CO)5等。等。2配合物的结构配合物的结构配位数配位数杂化轨道杂化轨道类型类型空间构型空间构型结构示意图结构示意图实例实例24sp直线形直线形Ag(NH3)2Cu(NH3)2sp3正四面体正四面体形形Zn(NH3)42ZnCl42配位数配位数杂化轨
12、道类型杂化轨道类型空间构型空间构型结构示意结构示意图图实例实例46dsp2(sp2d)平面正方平面正方形形Ni(CN)42Cu(NH3)42sp3d2(d2sp3)正八面体正八面体AlF63Co(NH3)631化学家维多克化学家维多克格利雅因发明了格氏试剂格利雅因发明了格氏试剂(RMgX)而荣获诺而荣获诺贝尔化学奖。贝尔化学奖。RMgX是金属镁和卤代烃反应的产物，它是金属镁和卤代烃反应的产物，它 在在 醚醚的稀溶液中以单体形式存在，并与二分子醚络合，在浓溶的稀溶液中以单体形式存在，并与二分子醚络合，在浓溶 液液中以二聚体存在，结构如下图：中以二聚体存在，结构如下图：上述上述2种结构中均存在配位
13、键，把你认为是配位键的用种结构中均存在配位键，把你认为是配位键的用“”在在结构图中标出。结构图中标出。解析：配位键是由孤电子对与空轨道形成的，解析：配位键是由孤电子对与空轨道形成的，Mg最外层有两最外层有两个电子，可以与个电子，可以与R、X形成离子键形成离子键,而而O原子中存在孤电子原子中存在孤电子 对对,所以两个所以两个O(C2H5)2可以与可以与Mg形成配位键形成配位键.在二聚体中，同理在二聚体中，同理,一个一个Mg与与R、X相连，则另外一个相连，则另外一个 X和和O(C2H5)2，则则 与与Mg形成配位键。形成配位键。答案：答案：探究导引探究导引现有两种配合物晶体现有两种配合物晶体Co(
14、NH3)6Cl3和和Co(NH3)5ClCl2，一种为橙黄色，另一种为紫红色。请设计，一种为橙黄色，另一种为紫红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来。实验方案将这两种配合物区别开来。提示：提示：在在Co(NH3)6Cl3中中Co3与与6个个NH3 分子配合成分子配合成Co(NH3)63，3个个Cl都是外界离子。都是外界离子。而而Co(NH3)5ClCl2 中中Co3与与5个个NH3 分子和分子和1个个Cl配合成配合成Co(NH3)5Cl2，只，只 有有两个两个Cl是外界离子。由于配合物中内界以配位键结合是外界离子。由于配合物中内界以配位键结合 很很 牢牢固，难以在溶液中电离，而内界和外界之
15、间以离子键结合固，难以在溶液中电离，而内界和外界之间以离子键结合,在在溶液中能够完全电离。不难看出，相同质量的两种晶体溶液中能够完全电离。不难看出，相同质量的两种晶体 在在 溶溶液中能够电离出的液中能够电离出的Cl数是不同的，我们可以利用这一数是不同的，我们可以利用这一 点点 进进行鉴别。行鉴别。配合物的性质配合物的性质1配合物的颜色配合物的颜色当简单离子形成配合物时，其性质往往有很大的差异，颜色当简单离子形成配合物时，其性质往往有很大的差异，颜色发生改变就是一种常见的现象，多数配离子都有颜色，如发生改变就是一种常见的现象，多数配离子都有颜色，如 Fe(SCN)63为血红色、为血红色、Cu(N
16、H3)42为深蓝色、为深蓝色、Cu(H2O)42为蓝色、为蓝色、CuCl42为黄色、为黄色、Fe(C6H6O)63为为紫色等等紫色等等.我们根据颜色的变化就可以判断配离子是否生成我们根据颜色的变化就可以判断配离子是否生成,如如Fe3离子与离子与SCN离子在溶液中可生成配位数为离子在溶液中可生成配位数为16的硫的硫氰合铁氰合铁()配离子，这种配离子的颜色是血红色的，反应如配离子，这种配离子的颜色是血红色的，反应如下：下：Fe3nSCN=Fe(SCN)n3n，实验室通常用这一方，实验室通常用这一方法检验铁离子的存在。法检验铁离子的存在。2配合物的溶解性配合物的溶解性有的配合物易溶于水，如有的配合物
17、易溶于水，如Ag(NH3)2OH、Cu(NH3)4SO4、Fe(SCN)3等。利用配合物的这一性质，可将一些难溶于水等。利用配合物的这一性质，可将一些难溶于水 的的物质，如物质，如AgOH、AgCl、Cu(OH)2等溶解在氨水中形成等溶解在氨水中形成 配配 合合物。如在照相底片的定影过程中，未曝光的物。如在照相底片的定影过程中，未曝光的AgBr常用硫代常用硫代 硫硫酸钠酸钠(Na2S2O3)溶解，反应的化学方程式为溶解，反应的化学方程式为AgBr2Na2S2O3=Na3Ag(S2O3)2NaBr。金和铂之所以能溶于王。金和铂之所以能溶于王水中，也是与生成配合物的溶解性有关，反应式为水中，也是与
18、生成配合物的溶解性有关，反应式为AuHNO34HCl=HAuCl4NO2H2O,3Pt4HNO318HCl=3H2PtCl64NO8H2O。配合物的颜色和溶解性还与配合物的空间结构有关，如顺式配合物的颜色和溶解性还与配合物的空间结构有关，如顺式Pt(NH3)2Cl2和反式和反式Pt(NH3)2Cl2的溶解性和颜色等性质有一的溶解性和颜色等性质有一定的差异，其中顺式定的差异，其中顺式Pt(NH3)2Cl2为极性分子，根据相似相为极性分子，根据相似相溶原理，它在水中的溶解度较大，具体情况见前面的表格。溶原理，它在水中的溶解度较大，具体情况见前面的表格。3配合物的稳定性配合物的稳定性配合物具有一定的
19、稳定性，配合物中的配位键越强，配配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配 合合 物物 越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳 定定性与配位体的性质有关。例如：血红素中的性与配位体的性质有关。例如：血红素中的Fe2与与CO分子形分子形成的配位键比成的配位键比Fe2与与O2分子形成的配位键强，因此血红素分子形成的配位键强，因此血红素 中中的的Fe2与与CO分子结合后，就很难再与分子结合后，就很难再与O2分子结合，血分子结合，血 红红 素素就失去了输送氧气的功能，从而导致人体就失去了输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。中毒。2配
20、合物配合物CrCl36H2O的中心原子的中心原子Cr3的配位数为的配位数为6,H2O和和Cl均可作配位体，均可作配位体，H2O、Cl和和Cr3有三种不同的连接有三种不同的连接 方式方式,形成三种物质：一种呈紫罗兰色、一种呈暗绿色、一种呈形成三种物质：一种呈紫罗兰色、一种呈暗绿色、一种呈 亮亮绿色。将它们配成相同物质的量浓度溶液，各取相同体积绿色。将它们配成相同物质的量浓度溶液，各取相同体积 的的溶液，向其中分别加入过量的溶液，向其中分别加入过量的AgNO3溶液，完全反应后，溶液，完全反应后，所所得沉淀的物质的量之比为得沉淀的物质的量之比为321。(1)请推断出三种配合物的内界，并简单说明理由；
21、请推断出三种配合物的内界，并简单说明理由；(2)写出三种配合物的电离方程式。写出三种配合物的电离方程式。解析：解析：CrCl36H2O的中心原子的中心原子Cr3的配位数为的配位数为6，H2O和和Cl均可作配位体，则其化学式可表示为均可作配位体，则其化学式可表示为Cr(H2O)6nClnCl3nnH2O，当其与，当其与AgNO3反应时，只有反应时，只有 外外界的氯离子可形成界的氯离子可形成AgCl沉淀，再根据它们与沉淀，再根据它们与AgNO3反应时反应时 生生成成AgCl沉淀的物质的量之比为沉淀的物质的量之比为321，可知分别有，可知分别有3个氯个氯 离离子、子、2个氯离子、个氯离子、1个氯离子
22、在外界，进而可分别写出各自个氯离子在外界，进而可分别写出各自 的的化学式，紫罗兰色：化学式，紫罗兰色：Cr(H2O)6Cl3，暗绿色：，暗绿色：Cr(H2O)5ClCl2H2O，亮绿色：，亮绿色：Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O，再分别写出其内界。，再分别写出其内界。答案：答案：(1)紫罗兰色：紫罗兰色：Cr(H2O)63,暗绿色：暗绿色：Cr(H2O)5Cl2,亮绿色：亮绿色：Cr(H2O)4Cl2。根据它们与。根据它们与AgNO3反应时生成沉反应时生成沉淀的物质的量之比为淀的物质的量之比为321，可知分别有，可知分别有3个氯离子、个氯离子、2个氯个氯离子、离子、1个氯离子在外界。个氯离子
23、在外界。(2)Cr(H2O)6Cl3=Cr(H2O)633Cl;Cr(H2O)5ClCl2H2O=Cr(H2O)5Cl22ClH2O；Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O=Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O。下图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分下图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分血红血红素的结构简式。素的结构简式。配位键配位键血红素的结构简式血红素的结构简式血红素中血红素中N原子的杂化方式为原子的杂化方式为_，在右图的方框，在右图的方框内用内用“”标出标出Fe2的配位键。的配位键。思路点拨思路点拨理解配位键的形成条件，一种原子提供孤电子理解配位键的形成条件，一种原子提供孤电子对，一种原子存在
24、空轨道。对，一种原子存在空轨道。解析解析从血红素的结构简式看，从血红素的结构简式看，N原子有两种成键方原子有两种成键方 式式,一一种是形成四根键，其中一根是配位键，该种是形成四根键，其中一根是配位键，该N原子为原子为sp3杂化杂化.一一种是形成三根键，种是形成三根键，N为为sp2杂化。杂化。sp2、sp3规律方法规律方法根据原子的最外层电子数知，该原根据原子的最外层电子数知，该原 子可以子可以 形形 成成共价键的数目，如共价键的数目，如N最外层为最外层为5个电子，所以它应该最多能形个电子，所以它应该最多能形成三根共价键。若其与其他原子还存在化学键，则只能是成三根共价键。若其与其他原子还存在化学
25、键，则只能是 配配位键。位键。配合物的性质配合物的性质思路点拨思路点拨配合物的内外界的原子或离子性质不同。配合物的内外界的原子或离子性质不同。解析解析由由“AgCl沉淀生成的质量为第一次沉淀量的二分之一沉淀生成的质量为第一次沉淀量的二分之一”可知，有一个可知，有一个Cl在内界，有两个在内界，有两个Cl在外界，很快得出答案为在外界，很快得出答案为D项。项。答案答案D规律方法规律方法外界的离子可以电离，参与化学反应。而外界的离子可以电离，参与化学反应。而 内内 界界的离子，不参与复分解反应。由此可以判断出内外界的离的离子，不参与复分解反应。由此可以判断出内外界的离 子子数目比。数目比。本部分内容讲
26、解结束本部分内容讲解结束按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放dsfdbsy384y982ythb3oibt4oy39y409705923y09y53b2lkboi2y58wy0ehtoibwoify98wy049ywh4b3oiut89u983yf9ivh98y98sv98hv98ys9f698y9v698yv98x98tb98fyd98gyd98h98ds98nt98d8genklgb4klebtlkb5k tkeirh893y89ey698vhkrne lkhgi8eyokbnkdhf98hodf hxvy78fd678t9fdu90gys98y9shihixyv78dfhvifndov
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28、9onvkobkw kjfegiudsfdbsy384y982ythb3oibt4oy39y409705923y09y53b2lkboi2y58wy0ehtoibwoify98wy049ywh4b3oiut89u983yf9ivh98y98sv98hv98ys9f698y9v698yv98x98tb98fyd98gyd98h98ds98nt98d8gen56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdghmghm56384866666gjfdgh
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