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第三章 晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第四節(jié) 配合物與超分子
無水CuSO4固體是白色的，但CuSO4水溶液和CuSO4·5H2O晶體卻是藍(lán)色的，為什么呢？
CuSO4 固體 CuSO4溶液 CuSO4·5H2O晶體
思考討論
演示【實(shí)驗(yàn) 3-2】
觀察下列固體和溶液的顏色，填寫下表，分析什么離子呈天藍(lán)色？
固體顏色 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 什么離子呈天藍(lán)色 SO42－
Na+
Cl－
K+
Br－
無色 無色 無色
天藍(lán)色 天藍(lán)色 天藍(lán)色
[Cu(H2O)4]2+
Cu2+ ？
四水合銅離子
Cu2+與H2O間是通過什么化學(xué)鍵形成[Cu(H2O)4]2+呢？
觀察思考
[Cu(H2O)4]2+的形成過程
激發(fā)雜化
H2O
H2O
H2O
H2O
[Cu(H2O)4]2+平面正方形
配位鍵
孤電子對
29Cu
[Ar]3d104s1
失去2e-
29Cu2+
[Ar]3d9
價(jià)層電子排布圖
一、配位鍵：
（1）概念:
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。
Cu2++4H2O= [ Cu (H2O) 4]2+ (藍(lán)色)
電子對接受體（空軌道）
孤電子對（電子對給予體）
配位鍵
（2）表示方法：配位鍵可以用A →B或A—B來表示。
A表示提供孤電子對的配體
B表示提供空軌道的中心（原子）離子
或
四水合銅離子
（3）配位鍵特點(diǎn)：
配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵（本質(zhì)也是σ鍵），具有方向性和飽和性。
例如：
依據(jù)反應(yīng) NH3 +H+ =NH4+ ，討論NH3是如何與H＋形成NH4＋的？
思考討論
與銨根類似，將氨氣換成水分子：
寫出H3O+的配位鍵的表示法？
與銨根類似，將氫離子換成銅離子：
二、配位化合物：
（1）概念：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(jié)合形成的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物。
(2)組成：
配合物由內(nèi)界和外界構(gòu)成，配合單元是內(nèi)界，
內(nèi)界由中心離子(原子)和配體構(gòu)成。外界是帶異號電荷的離子。
內(nèi)界
外界
中心離子
配體
配位數(shù)
配
位
原
子
常見的中心原子（離子）——提供空軌道。
①通常是過渡元素的原子或離子，如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。
②部分主族元素，如H+、Al3+、B等）
常見的配位體——提供孤電子對
①原子： N O P S，一般是ⅤA Ⅵ A ⅦA的非金屬原子
②分子CO、NH3、H2O等
③陰離子：X-(鹵素離子)、CN-、OH- 、SCN-等。
配位化合物一定含有配位鍵，
但含有配位鍵的化合物不一定是配位化合物。
例如：CO、NH4Cl等
NH4Cl是配合物嗎？
思考討論
配合物 內(nèi)界 外界 中心粒子 配位體 配位數(shù)
[Ag(NH3)2]OH
K3[Fe(CN)6]
[Co(NH3)5Cl]Cl2
Ni(CO)4
請根據(jù)給出的配合物完成下表
思考討論
配合物 內(nèi)界 外界 中心粒子 配位體 配位數(shù)
[Ag(NH3)2]OH 氫氧化二氨合銀
K3[Fe(CN)6]
[Co(NH3)5Cl]Cl2
Ni(CO)4
[Ag(NH3)2]＋
OH-
Ag+
NH3
2
請根據(jù)給出的配合物完成下表
思考討論
配合物 內(nèi)界 外界 中心粒子 配位體 配位數(shù)
[Ag(NH3)2]OH 氫氧化二氨合銀 [Ag(NH3)2]＋ OH- Ag+ NH3 2
K3[Fe(CN)6] 六氰合鐵酸鉀 [Fe(CN)6]3－ K＋ Fe3＋ CN－ 6
[Co(NH3)5Cl]Cl2 [Co(NH3)5Cl]2＋ Cl－ Co3＋ NH3、Cl－ 6
Ni(CO)4 四羰基鎳 Ni(CO)4 無 Ni CO 4
請根據(jù)給出的配合物完成下表
思考討論
配合物結(jié)構(gòu)小結(jié)：
1、配合物有些存在外界、有些無外界；
2、中心粒子可以是陽離子，也可以是中性原子；
3、配位體可以是離子或分子，可以有一種或同時(shí)存在多種；
4、配位數(shù)通常為2、4、6、8這樣的偶數(shù)。
（3）配合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
對于具有內(nèi)外界的配合物，內(nèi)外界之間以離子鍵結(jié)合，在水溶液中內(nèi)外界之間完全電離，但內(nèi)界離子較穩(wěn)定一般不能電離出來。
[Cu(NH3)4]SO4＝[Cu(NH3)4]2＋ ＋SO42－
（1）向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不能生成AgCl沉淀的是（ ）
A 、[Co(NH3) 4Cl2] Cl B、Co(NH3) 3Cl3
C、[Co(NH3) 6] Cl3 D、[Co(NH3) 5Cl] Cl2
B
（4）配合物的性質(zhì)特點(diǎn)
思考討論
三、常見配合物的形成實(shí)驗(yàn)
（1）四氨合銅離子[Cu(NH3)4]2＋的形成
實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 有關(guān)離子方程式
滴加氨水后，試管中首先有_________________，氨水過量后沉淀逐漸____________，得到___________的透明溶液，滴加乙醇后析出____________
Cu2+ + 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓+2NH4+
[Cu(NH3)4]2+ + SO42- + H2O ＝[Cu(NH3)4]SO4·H2O ↓
溶劑極性：乙醇 < 水
[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中的溶解度小
如果加入乙醇后，晶體未能立刻析出，可以用玻璃棒摩擦試管壁，使晶體迅速析出，你知道原理是什么嗎？
通過摩擦，可在試管內(nèi)壁產(chǎn)生微小的玻璃微晶來充當(dāng)晶核，容易誘導(dǎo)結(jié)晶，這 與加入晶種來加速結(jié)晶的原理是一樣的。
思考：
藍(lán)色沉淀
溶解
深藍(lán)色
深藍(lán)色晶體
Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2
Cu2+ +4H2O [Cu(H2O)4]2+
+
4NH3
[Cu(NH3)4]2+
平衡向左移動(dòng)
<
穩(wěn)定性:
H2O,NH3同為中性分子，但電負(fù)性N分析：
回顧：如何檢驗(yàn)Fe3+？
(2) K3Fe(SCN)6的形成
KSCN 溶液
Fe3++n SCN－ [Fe(SCN)n]3－n (n=1～6，隨 c(SCN－) 大小而異）
FeCl3 +3KSCN Fe(SCN)3+3 KCl
復(fù)分解反應(yīng)
溶液變?yōu)檠t色
FeCl3溶液棕黃色
Fe3+ + 4 SCN－ [Fe(SCN)4]－
請寫出Fe3+ 與 SCN－反應(yīng)時(shí)配位數(shù)為4的離子方程式
該反應(yīng)還可用
于電影特技和
魔術(shù)表演。
（3）銀氨離子[Ag(NH3)2]+的形成
實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 有關(guān)離子方程式
向NaCl溶液中滴加AgNO3溶液，產(chǎn)生________沉淀，再滴入氨水，沉淀消失，得到澄清的________溶液。
氨水
少量
AgNO3 溶液
NaCl 溶液
Ag++Cl-=AgCl↓
AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl－(aq)
+
2NH3
[Ag(NH3)2]+
=
配位能力：NH3>Cl-
AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl
白色
無色
小結(jié)：
配合物的穩(wěn)定性與配位鍵的關(guān)系
（1）電子對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：過渡金屬>主族金屬
（3）配位鍵越強(qiáng)，配合物越穩(wěn)定，
如穩(wěn)定性：Cu2+—H2O< Cu2+—NH3
四、配合物的形成對性質(zhì)的影響
(3)溶解性的影響：一些難溶于水的金屬化物、溴化物、祺化物、氰化物，可以依次溶于含過量的Cl-、Br-、I-、CN-和氨的溶液,形成可溶性的配合物。
(1)穩(wěn)定性增強(qiáng)：血紅素中的Fe2+與CO分子形成的配位鍵比Fe2+與O2分子形成的配位鍵強(qiáng)，因此血紅素中的Fe2+與CO分子結(jié)合后，就很球再與O2分子結(jié)合，從而導(dǎo)致人休CO中毒。
(2)顏色的改變：一此金屬離子形成配合物后會呈現(xiàn)一定的特征色，如Fe3+與苯酚可形成紫色的配合物.與SCN-可形成血紅色的配合物，利用這些顏色的改變可以進(jìn)行一些離了的鑒別。
（1） 在生命體中的應(yīng)用
（2）在醫(yī)藥中的應(yīng)用
抗癌藥物
葉綠素 Mg2+的配合物
血紅素 Fe2+的配合物
酶 含鋅的配合物
維生素B12 鈷配合物
（3）在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用
王水溶金
電解氧化鋁的助熔劑 Na3[AlF6]
熱水瓶膽鍍銀 [Ag(NH3)2]+
H[AuCl4]
五、配合物的應(yīng)用
1.指出下列各配合物中的配離子、中心離子、配位體、配位原子和配位數(shù)。① K3[Fe(CN)6] ②(NH4)2[PtCl6] ③[Cd(NH3)4](OH)2
【課堂練習(xí)】
① K3[Fe(CN)6] === 3K+ + [Fe(CN)6]3-
配離子 中心離子 配位體 配位原子 配位數(shù)
[Fe(CN)6]3-
Fe3+
CN-
6
C
:C N:
-
:
:
:
:
1.指出下列各配合物中的配離子、中心離子、配位體、配位原子和配位數(shù)。① K3[Fe(CN)6] ②(NH4)2[PtCl6] ③[Cd(NH3)4](OH)2
【課堂練習(xí)】
配離子 中心離子 配位體 配位原子 配位數(shù)
[PtCl6]2-
6
Cl
② (NH4)2[PtCl6] === 2NH4 + [PtCl6]2-
+
Pt4+
Cl-
1.指出下列各配合物中的配離子、中心離子、配位體、配位原子和配位數(shù)。① K3[Fe(CN)6] ②(NH4)2[PtCl6] ③[Cd(NH3)4](OH)2
【課堂練習(xí)】
配離子 中心離子 配位體 配位原子 配位數(shù)
[Cd(NH3)4]2+
4
N
③[Cd(NH3)4](OH)2 === [Cd(NH3)4]2+ + 2OH-
Cd2+
NH3
2．下列化合物屬于配合物的是(　　)
A．Cu2(OH)2SO4 B．NH3
C．[Zn(NH3)4]SO4 D．KAl(SO4)2
3．配位化合物的數(shù)量巨大，組成和結(jié)構(gòu)形形色色。配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心離子、配體、中心離子的化合價(jià)和配位數(shù)分別為(　　)
A．Cu2＋、NH3、＋2、4
B．Cu＋、NH3、＋1、4
C．Cu2＋、OH－、＋2、2
D．Cu2＋、NH3、＋2、2
【課堂練習(xí)】
C
A
4．某物質(zhì)A的實(shí)驗(yàn)式為CoCl3·4NH3，1molA中加入足量的AgNO3溶液中能生成1mol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
【課堂練習(xí)】
D

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