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思考：無水CuSO4是白色的,為什么CuSO4·5H2O晶體卻是藍色的？
CuSO4·5H2O CuSO4
第三章 晶體的結構與性質
第四節 配合物與超分子
1.知道配位鍵的特點，認識簡單的配位化合物的成鍵特征；
2.能說明某些配位化合物的典型性質、存在與應用；
3.了解超分子的結構特點與應用。
一、配合物
實驗3-2
視頻
下表中少量固體溶于足量的水，觀察實驗現象并填寫表格。
固體 CuSO4 白色 CuCl2 綠色 CuBr2 深褐色 NaCl 白色 K2SO4白色 KBr
白色
溶液顏色
無色離子： 天藍色離子：
藍色
無色
藍色
無色
藍色
無色
Na+
Cl-
K +
Br -
K +
Cu2+ 和 H2O
[Cu(H2O)4]2+
（四水合銅離子）
Cu2+與H2O是如何結合成[Cu(H2O)4]2+的呢？
Cu2+ + 4H2O Cu(H2O)4
2+
孤電子對
O
H
H
配體
中心離子
Cu2+
（具有空軌道）
Cu2+
OH2
H2O
H2O
H2O
配位鍵
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而形成的，這類“電子對給予-接受”鍵被稱為配位鍵。
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。
形成條件
一方提供孤電子對
一方提供空軌道
（2）表示式：A→B或A—B（A為提供孤電子對的原子，B為接受孤電子對的原子）
[思考]銨根離子是否含有配位鍵？空間構型？
含有配位鍵，正四面體形。
[注意]
配位鍵是一種特殊的共價鍵，同樣具有飽和性和方向性。
（3）配位鍵與非極性鍵、極性鍵的區別與聯系
比較 共價鍵類型
非極性鍵 極性鍵 配位鍵
本質 相鄰原子間的共用電子對(電子云重疊)與原子核間的靜電作用
成鍵條件 (元素種類) 成鍵原子得、失電子能力相同(同種元素) 成鍵原子得、失電子能力差別較小 (不同元素) 成鍵原子一方有孤電子對(配體),另一方有空軌道(中心離子或原子)
特征 有方向性、飽和性
2.配位化合物
（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)以配位鍵結合形成的化合物稱為配位化合物,簡稱配合物。
（2）組成：
[Cu（N H 3）4 ] S O 4
內界（配離子）
配合物
外界
配位體
配位數
配位原子
中心原子
對于配合物，外界在水溶液中易電離，但內界卻難電離。
[練一練]：
配合物 內界 外界 中心原子(離子) 配位體 配位數
[Ag(NH3)2]OH
K4[Fe(CN)6]
Na3[AlF6]
Ni(CO)4
[Co(NH3)5Cl]Cl2
[Ag(NH3)2]＋
[Fe(CN)6]4－
[AlF6]3－
Ni(CO)4
[Co(NH3)5Cl]2＋
OH－
K＋
Na＋
無
Cl－
Ag＋
Fe2＋
Al3＋
Ni
Co3＋
NH3
2
CN－
6
6
F－
CO
4
Cl－ NH3
6
不是，含有配位鍵的化合物不一定是配位化合物。
[思考]NH4Cl是配合物嗎？
【小結】
1.中心原子(或離子)
過渡元素陽離子或原子，如Fe3＋、Ni；少數主族元素陽離子，如Al3＋
2.配位體
離子（大多陰離子），如X－、OH－、SCN－、CN－；
中性分子，如H2O、CO、H2NCH2CH2NH2
3.配位數:直接與中心原子相連的配位原子個數(一般為2、4、6、8)。
（3）配合物的命名：
①配離子念法：配位數→配體名稱→合→中心原子（離子）名稱
②配合物→類似于鹽（酸、堿）的念法
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] SO4
K3[Fe(CN)6]
[Ag(NH3)2]OH
K[Pt(NH3)Cl3]
[練一練]：
3.常見的配合物及其制取
實驗3-3
視頻
實驗操作 實驗現象 實驗原理
向盛有4mL 0.1mol/L CuSO4溶液的試管里滴加幾滴1 mol/L 氨水
繼續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8 mL 95%乙醇)，并用玻璃棒摩擦試管壁
形成難溶物
Cu2+ + 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓+2NH4+
難溶物溶解，得到深藍色的透明溶液
Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2
析出深藍色晶體
深藍色晶體為[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
實驗證明，無論在得到的深藍色透明溶液中，還是在析出的深藍色的晶體中，深藍色都是由于存在 [Cu(NH3)4]2+，它是Cu2+的另一種常見配離子，中心離子仍然是Cu2+，而配體是NH3，配位數為4。
穩定性：
Cu
NH3
H3N
H3N
H3N
2+
Cu
OH2
H2O
H2O
H2O
2+
＜
H2O、NH3同為中性分子，但電負性N＜O，N比O更容易給出孤對電子，與Cu2＋形成的配位鍵更強。
[思考]向硫酸銅溶液中滴加氨水，為什么[Cu(H2O)4]2＋轉化為[Cu(NH3)4]2＋呢？
實驗3-4
視頻
實驗操作 向盛有少量0.1 mol/L FeCl3溶液（或任何含Fe3+的溶液）的試管中滴加1滴0.1 mol/L硫氰化鉀(KSCN)溶液。
實驗現象
實驗原理
溶液變為紅色
利用硫氰化鐵配離子等顏色，可用于鑒別溶液中存在Fe3+；
Fe3++nSCN- = [Fe(SCN)n]3-n
n = 1-6，隨SCN-的濃度而異
實驗3-5
視頻
實驗 操作 向盛有少量0.1moI/ L NaCl溶液的試管里滴幾滴0.1 mol/L AgNO3溶液,產生難溶于水的白色的AgCl沉淀,再滴入1molL氨水,振蕩,觀察實驗現象。
實驗 現象
實驗 原理
AgCl+2NH3=== [Ag(NH3)2]Cl
Ag++Cl-===AgCl↓
先產生白色沉淀,滴加氨水后白色沉淀溶解
4.配合物的性質
配合物具有一定的穩定性，配位鍵越強，配合物越穩定。許多過渡金屬元素的離子對多種配體具有很強對結合力，因而，過渡金屬配合物遠比主族金屬配合物多。
5.配合物的應用
配合物廣泛存在于自然界中，跟人類生活有密切關系。
血紅素
抗癌藥物——順鉑
葉綠素
熱水瓶膽鍍銀 [Ag(NH3)2]+
二、超分子
1.定義
由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體
2.形成方式
說法很紛繁，有人將其概括為非共價鍵，有人則將其限于分子間作用力。
廣義的，包括離子。
3.分子聚集體的大小
超分子這種分子聚集體，有的是有限的，有的是無限伸展的。
4.重要特征及其應用
（1）“杯酚”分離C60和C70：
C60
C70
向C60和C70的混合物中加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”,再加入甲苯溶劑，溶解未裝入“杯酚”的C70，過濾后分離C70；再向不溶物中加入氯仿，溶解“杯酚”而將不溶解的C60釋放出來并沉淀。
（2）“冠醚識別堿金屬離子：
冠醚是皇冠狀的分子，有不同大小的空穴，能與正離子，尤其是堿金屬離子絡合，并隨環的大小不同而與不同的金屬離子絡合，利用此性質可以識別堿金屬離子。
15-冠-5
12-冠-4
冠醚 冠醚空腔直徑/pm 適合的粒子（直徑/pm）
12-冠-4 15-冠-5 18-冠-6 21-冠-7 120～150 170～220 260～320 340～430 Li+（152）
Na+（204）
K+（276）
Rb+（304）
Cs+（334）
超分子組裝的過程稱為分子自組裝，自組裝過程是使超分子產生高度有序的過程。
如：細胞和細胞器的雙分子膜具有自組裝性質
（3）自組裝：
超分子的重要特征——分子識別、自組裝
1．判斷正誤
(1)形成配位鍵的條件是一方有空軌道,另一方有孤電子對。 (　　)
(2)配位鍵是一種特殊的共價鍵。(　　)
(3)配位化合物中的配體可以是分子也可以是陰離子。(　　)
(4)共價鍵的形成條件是成鍵原子必須有未成對電子。(　　)
(5)超分子是相對分子質量很大的有機化合物。(　　)
(6)超分子是相對分子質量很大的有機化合物。(　　)
(7)超分子內部分子可以通過非共價鍵結合。(　　)
[練一練]
2．向盛有硫酸銅水溶液的試管里滴加氨水,首先形成難溶物,繼續滴加氨水,難溶物溶解得到深藍色的透明溶液,下列對此現象的說法正確的是(　　)
A.反應后溶液中不存在任何沉淀,所以反應前后Cu2+的物質的量不變
B.沉淀溶解后,生成深藍色的配離子[Cu(NH3)4]2+
C.向反應后的溶液中加入乙醇,溶液將不會發生變化,因為[Cu(NH3)4]2+不會與乙醇發生反應
D.在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+給出孤電子對,NH3提供空軌道
B
3.下列不能形成配位鍵的組合是(　　)
A．Ag＋、NH3 B．H2O、H＋
C．Co3＋、CO D．Ag＋、H＋
D
4.下列關于[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的說法正確的是(　　)
A.配體為水分子,配位原子為O,外界為Br-
B.中心離子的配位數為6
C.中心離子Cr3+采取sp3雜化
D.中心離子的化合價為+2價
B
5.下列關于配位化合物的敘述中,不正確的是(　　)
A.配位化合物中必定存在配位鍵
B.配位化合物中只有配位鍵
C.[Fe(SCN)6]3-中的Fe3+提供空軌道,SCN-中的硫原子提供孤電子對形成配位鍵
D.許多過渡元素的離子(如Cu2+、Ag+等)和某些主族元素的離子或分子(如Cl-、NH3等)能形成配合物
B
6.下列關于超分子的說法不正確的是( )
A．超分子是兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體
B．超分子都是無限伸展的
C．冠醚是一種超分子，可以識別堿金屬離子
D．細胞和細胞器的雙分子膜具有自組裝性質
B
配合物與超分子
配合物
超分子
配位鍵
配位化合物
常見的配合物及其制取
配合物的性質
配合物的應用
分子識別
自組裝

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