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第四節(jié)　配合物與超分子
第三章　晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
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(重點(diǎn))。
3.了解超分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性質(zhì)。
引入新課
為什么無(wú)水CuSO4 是白色，而CuSO4 ·5H2O晶體是藍(lán)色？
結(jié)合課本 實(shí)驗(yàn)3-2
[Cu(H2O)4]2+
Cu2+
H2O
呈藍(lán)色的物質(zhì)是水合銅離子
銅離子與水分子之間是靠哪種作用力結(jié)合的？
一、配位鍵和配合物
1.配位鍵
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。
O
H
H
孤電子對(duì)
Cu2+
具有空軌道
Cu2+
H2O
H2O
H2O
OH2
Cu2+
H2O
:
:
:
:
H O H
(1)概念：由一個(gè)原子單方面提供孤電子對(duì)，而另一個(gè)原子提供空軌道而形成
的化學(xué)鍵，即“電子對(duì)給予—接受”鍵。
(2)表示方法
1.配位鍵
[Cu(NH3)4]2+
A→B
提供孤電子對(duì)的分子或離子
接受孤電子對(duì)的原子或金屬離子
[Cu(H2O)4]2+
一、配位鍵和配合物
(3) 形成條件
1.配位鍵
A→B
一方能提供孤電子對(duì)
一方能提供空軌道
分子：NH3、H2O、HF、CO等；
離子：Cl－、OH－、CN－、SCN－等。
如H＋、Al3＋、B及過渡金屬的原子或離子
注意：配位鍵同樣具有飽和性和方向性
一般來(lái)說，多數(shù)過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。
一、配位鍵和配合物
2.配合物
(1)概念
金屬離子或原子與某些分子或離子以配位鍵結(jié)合形成的配位化合物
(2)組成
[Cu(NH3)4]SO4 [Ag(NH3)2]OH
(中心離子或原子)
(配體或配位體)
中心離子
配體
配位數(shù)
離子
配離子 (內(nèi)界)
(外界)
中心離子
配體
配位數(shù)
離子
配離子 (內(nèi)界)
(外界)
①中心原子：提供空軌道接受孤電子對(duì)的原子；
一般都是帶正電荷的陽(yáng)離子(此時(shí)又叫中心離子)；
最常見的有過渡金屬離子：Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。
②配體：提供孤電子對(duì)的陰離子或分子，如Cl－、NH3、H2O等；
配體中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子；
配位原子必須是含有孤電子對(duì)的原子，如NH3中的N，H2O中的O等
③配位數(shù)：直接與中心原子形成的配位鍵的數(shù)目；
如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位數(shù)為6。
一、配位鍵和配合物
2.配合物
配合物 內(nèi)界 外界 中心離(原)子 配體 配位數(shù)
[Ag(NH3)2]OH 氫氧化二氨合銀
K3[Fe(CN)6] 六氰合鐵酸鉀
[Co(NH3)5Cl]Cl2
Ni(CO)4 四羰基鎳
請(qǐng)根據(jù)給出的配合物完成下表
[Ag(NH3)2]＋
OH-
Ag+
NH3
2
[Fe(CN)6]3－
K＋
Fe3＋
CN－
6
[Co(NH3)5Cl]2＋
Cl－
Co3＋
NH3、Cl－
6
Ni(CO)4
無(wú)
Ni
CO
4
一、配位鍵和配合物
3.配合物的形成實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 有關(guān)離子方程式

氨水
氨水
產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2
氨水過量后
沉淀逐漸溶解，得到深藍(lán)色的透明溶液
Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－
乙醇
[Cu(NH3)4]2+++H2O ===
[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓
乙醇
產(chǎn)生藍(lán)色晶體
一、配位鍵和配合物
實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 有關(guān)離子方程式

3.配合物的形成實(shí)驗(yàn)
Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3
KSCN 溶液
溶液變?yōu)榧t色
滴加AgNO3溶液后，出現(xiàn)白色沉淀，繼續(xù)滴加氨水沉淀溶解，溶液呈無(wú)色
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
AgCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－
一、配位鍵和配合物
4.配合物的形成對(duì)性質(zhì)的影響
(1)顏色改變，如Fe(SCN)3的形成；
(2)溶解度改變，如AgCl沉淀可溶于氨水得到[Ag(NH3)2]＋。
5.配合物的應(yīng)用
(1)跟人類生活有密切的關(guān)系。
如輸送氧氣作用的血紅素是Fe2＋的配合物。
(2)在生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)方面的應(yīng)用也很廣泛。
如在醫(yī)藥科學(xué)、化學(xué)催化劑、新型分子材料等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。
一、配位鍵和配合物
1.正誤判斷
(1)提供孤電子對(duì)的微粒既可以是分子，也可以是離子
(2)有配位鍵的化合物就是配位化合物
(3)配位化合物都很穩(wěn)定
(4)在配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中的Cl－均可與AgNO3反應(yīng)生成AgCl沉淀
(5)Ni(CO)4是配合物，它是由中心原子與配體構(gòu)成的
√
×
×
√
×
2.下列物質(zhì)中，不能作為配合物的配位體的是
A.NH3 B. C.H2O D.SCN－
√
應(yīng)用體驗(yàn)
一、配位鍵和配合物
3.化合物NH3與BF3可以通過配位鍵形成NH3·BF3。
(1)配位鍵的形成條件是________________________________________
_______________________。
(2)在NH3·BF3中，________原子提供孤電子對(duì)，_______原子接受孤電子對(duì)。
形成配位鍵的一方能夠提供孤電子對(duì)，
氮(或N)
硼(或B)
另一方能夠提供空軌道
4.回答下列關(guān)于配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的問題。
(1)[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中提供孤電子對(duì)的是_________。
(2)[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O在溶液中電離出的離子為__________________。
(3)1 mol [TiCl(H2O)5]Cl2·H2O與足量AgNO3溶液反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量是___ mol。
Cl－、H2O
[TiCl(H2O)5]2＋、Cl－
2
應(yīng)用體驗(yàn)
一、配位鍵和配合物
(1)配合物的穩(wěn)定性
配合物中的配位鍵越強(qiáng)，配合物越穩(wěn)定。當(dāng)作為中心原子(或離子)的金屬原子(或離子)相同時(shí)，配合物的穩(wěn)定性與配體的性質(zhì)有關(guān)。
(2)配位鍵的穩(wěn)定性
①電子對(duì)給予體形成配位鍵的能力：NH3＞H2O。
②接受體形成配位鍵的能力：H＋＞過渡金屬＞主族金屬。
一、配位鍵和配合物
歸納總結(jié)
二、 超分子
1. 定義
是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。
特別提醒：(1)定義中的分子是廣義的，包括離子；
(2)超分子有的是有限的，有的是無(wú)限伸展的。
2. 重要特征
分子識(shí)別和自組裝
3.實(shí)例
(1)“杯酚”分離C60和C70：
C70
C60
二、 超分子
3.實(shí)例
(2)冠醚識(shí)別堿金屬離子：
冠醚環(huán)的大小與金屬離子匹配，才能識(shí)別
冠醚識(shí)別 K+
(3)細(xì)胞和細(xì)胞器的雙分子膜的自組裝
極性基團(tuán)(親水)
非極性基團(tuán)(疏水)
二、 超分子
1.下列關(guān)于超分子的說法不正確的是
A.超分子是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
B.超分子都是無(wú)限伸展的
C.冠醚可以識(shí)別堿金屬離子
D.細(xì)胞和細(xì)胞器的雙分子膜具有自組裝特征
√
應(yīng)用體驗(yàn)
二、 超分子
2.我國(guó)科學(xué)家制得了SiO2超分子納米管，結(jié)構(gòu)如圖所示。下列敘述正確的是
A.SiO2與干冰的晶體結(jié)構(gòu)相似
B.SiO2耐腐蝕，不與任何酸反應(yīng)
C.該SiO2超分子納米管具有分子識(shí)別和自組裝的特征
D.光纖的主要成分是SiO2，具有導(dǎo)電性
√
應(yīng)用體驗(yàn)
二、 超分子
自我測(cè)試
1.下列關(guān)于超分子和配合物的敘述不正確的是
A.利用超分子的分子識(shí)別特征，可以分離C60和C70
B.配合物中只含配位鍵
C.[Cu(H2O)4]2＋中Cu2＋提供空軌道，H2O中的氧原子提供孤電子對(duì)，從
而形成配位鍵
D.配合物在半導(dǎo)體等尖端技術(shù)、醫(yī)藥科學(xué)、催化反應(yīng)和材料化學(xué)等領(lǐng)域
都有廣泛應(yīng)用
√
自我測(cè)試
2.某物質(zhì)A的實(shí)驗(yàn)式為CoCl3·4NH3，1 mol A中加入足量的AgNO3溶液能生成1 mol白色沉淀，以強(qiáng)堿處理并沒有NH3放出，則關(guān)于此化合物的說法中正確的是
A.Co3＋只與NH3形成配位鍵
B.配合物配位數(shù)為3
C.該配合物可能是平面正方形結(jié)構(gòu)
D.此配合物可寫成[Co(NH3)4Cl2] Cl
√
自我測(cè)試
3.向盛有硫酸銅溶液的試管中滴加濃氨水，先生成難溶物，繼續(xù)滴加濃氨水，難溶物溶解，得到深藍(lán)色透明溶液。下列對(duì)此現(xiàn)象的說法正確的是
A.反應(yīng)后溶液中不存在任何沉淀，所以反應(yīng)前后Cu2＋的濃度不變
B.沉淀溶解后，生成深藍(lán)色的配離子[Cu(NH3)4]2＋
C.反應(yīng)后的溶液中Cu2＋的濃度增加了
D.在配離子[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋提供孤電子對(duì)，NH3提供空軌道
√
自我測(cè)試
4.氮的氧化物對(duì)空氣有污染，需要進(jìn)行治理。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4。下列說法不正確的是
A.該配合物中陰離子空間結(jié)構(gòu)為正四面體形
B.配離子為[Fe(NO)(H2O)5]2＋，配位數(shù)為6
C.Fe2＋被氧化為Fe3＋，失去的電子位于3d軌道
D.H2O分子是含有極性鍵的非極性分子
√
本節(jié)內(nèi)容結(jié)束

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