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第三章
第三節 金屬晶體與離子晶體
0
第2課時
新課引入
配位鍵和配合物在生命體中大量存在，對于生命活動具有重要意義。
葉綠素 血紅蛋白 維生素B12
什么是配位鍵和配合物？配位鍵是怎樣形成的？
無水CuSO4固體是白色的，但CuSO4水溶液和CuSO4·5H2O晶體卻是藍色的，為什么呢？
CuSO4 固體 CuSO4溶液 CuSO4·5H2O晶體
思考
[實驗3-2]P95
固體 ①CuSO4 ②CuCl2·2H2O ③CuBr2 ④NaCl ⑤K2SO4 ⑥KBr
白色 綠色 深褐色 白色 白色 白色
哪些溶液呈天藍色 天藍色 天藍色 天藍色
實驗說明什么離子呈天藍色，什么離子沒有顏色
Na+、K+、SO42- 、Cl-、Br-沒有顏色；
固態二價銅鹽不一定顯藍色，Cu2+在水溶液中常顯藍色；
下表中的少量固體溶于足量的水，觀察實驗現象并填寫表格
理論解釋：
Cu2+與水結合形成的水合銅離子顯藍色
Cu2+與H2O間是通過什么化學鍵形成[Cu(H2O)4]2+呢？
激發雜化
H2O
H2O
H2O
H2O
配位鍵
孤電子對
29Cu
[Ar]3d104s1
失去2e-
29Cu2+
[Ar]3d9
價層電子排布圖
Cu2+與H2O間是通過什么化學鍵形成[Cu(H2O)4]2+呢？
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
Cu2+與H2O間是通過什么化學鍵形成[Cu(H2O)4]2+呢？
Cu
OH2
H2O
H2O
H2O
2+
配體
配位鍵
配離子
中心離子
配位數＝4
Cu(H2O) 4
2+
配位原子
一、配合物
由一個原子單獨提供孤電子對，另一個原子提供空軌道而形成的化學鍵，即“電子對給予—接受”鍵。
1.配位鍵
Cu
OH2
H2O
H2O
2+
OH2
特殊的共價鍵，有方向性和飽和性
形成配位鍵可以讓元素的原子突破常見的成鍵數目
(2)表示方法：
電子對接受體
A — B
（ 或 A B ）
電子對給予體
(1)概念:
NH4＋
H
N
H
H
H
[ ]
+
四個 N－H 鍵性質完全相同
依據反應 NH3 +H+ =NH4+ ，討論NH3是如何與H＋形成NH4＋的？
銨根離子的形成過程
思考：寫出H3O+的電子式和結構式,試從配位鍵來解釋H3O+的形成
提供
孤電子對
空軌道接受孤電子對
電子對
給予體
電子對
接受體
電子對
給予—接受
配位鍵
一、配合物
由一個原子單獨提供孤電子對，另一個原子提供空軌道而形成的化學鍵，即“電子對給予—接受”鍵。
1.配位鍵
特殊的共價鍵，有方向性和飽和性
(2)表示方法：
A — B
（ 或 A B ）
(1)概念:
(3)形成條件：
中心原子(或離子)必須存在空軌道，尤其以過渡金屬的原子或離子較常見。
一般來說，多數過渡金屬的原子或離子形成配位鍵的數目基本上是固定的，
Ag＋形成2個配位鍵，Cu2＋形成4個配位鍵等
配位體有孤對電子
如：NH3 H2O HF CO X － SCN － CN－
一、配合物
2.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 結合形成的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物。
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、NH4+、H3O+、SO42-、P2O5
中心離子形成配合物后性質不同于原來的金屬離子，具有新的化學特性。
一、配合物
3.配合物的組成
組成：
中心離子/原子、配體
內界：
外界
[ Cu ( H2O ) 4 ] SO4
配體
中心離子
配位數＝4
內界（配離子）
外界
內外界之間以離子鍵結合，外界在水溶液中易電離，但內界卻難電離
[Cu(H2O)4]SO4＝[Cu(H2O)4]2＋＋SO42-
配位原子
練一練
配合物 內界 外界 中心粒子 配位體 配位數
[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
[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
Ni
CO
4
1.思考并填空：
【總結】
1.有些存在外界、有些無外界；
2.中心粒子：可為陽離子，或 中性原子；
3.配體：離子或分子，一種或同時存在多種；
（3）配合物結構特點：
練一練
2．0.01mol氯化鉻(CrCl3· 6H2O)在水溶液中用過量硝酸銀溶液處理，產生0.02mol AgCl沉淀。此氯化鉻最可能是（ ）
A．[Cr(H2O)6]Cl3
B．[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O
C．[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O
D．[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O
B
對于具有內外界的配合物，內外界之間以離子鍵結合，在水溶液中內外界之間完全電離，但內界離子較穩定一般不能電離出來。
實驗
CuSO4溶液
Cu 2＋與H2O結合穩定嗎？
Cu 2＋只與H2O結合形成配位鍵嗎？
氨水溶液
[實驗3-3]
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
（1）四氨合銅離子[Cu(NH3)4]2＋的形成
[實驗3-3]
[實驗3-3]
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]+2OH-
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
[Cu(NH3)4]2＋＋ SO42- ＋H2O ==[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓
乙醇
在試管內壁產生微小的玻璃微晶充當晶核，加速結晶
溶劑極性：乙醇 < 水
[Cu(NH3)4](OH)2在溶液中能完全電離而顯強堿性
分析
Cu2+ +4H2O [Cu(H2O)4]2+
+
4NH3
[Cu(NH3)4]2+
平衡向左移動
<
穩定性:
H2O、NH3同為中性分子，但電負性N中心離子：Cu2+
配位數：4
練一練
3.向盛有硫酸銅溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物，繼續添加氨水，難溶物溶解得到深藍色的透明溶液。下列對此現象的說法中，正確的是
A. 反應后溶液中沒有沉淀，所以反應前后 Cu2 ＋ 濃度不變
B. 沉淀溶解后，將生成深藍色的配離子[Cu(NH3)4]2＋
C. 在 [Cu(NH3)4]2＋ 中，Cu2+ 給出孤對電子，NH3 提供空軌道
D. 向反應后的溶液加入乙醇，溶液沒有發生任何變化，因為
[Cu(NH3)4]2＋ 不與乙醇發生反應。
B
[實驗3-4]
(2) K3Fe(SCN)6的形成
回顧：如何檢驗Fe3+？
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
Fe3++nSCN- = [Fe(SCN)n]3-n
n = 1-6，隨SCN-的濃度大小而異
配位數為1-6
利用硫氰化鐵配離子等顏色，可用于鑒別溶液中存在Fe3+；
又由于硫氰化鐵配離子的顏色極似血液，常被用于電影特技和魔術
練一練
向黃色的三氯化鐵溶液中加入無色的KSCN溶液，溶液變成血紅色。該反應在有的教材中用方程式：FeCl3＋3KSCN＝Fe(SCN)3＋3KCl表示。經研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3＋與SCN－不僅能以1∶3的個數比配合，還可以其他個數比配合。
若Fe3＋與SCN－以個數比1∶5配合，則FeCl3與KSCN在水溶液中發生反應的化學方程式可以表示為
_____________________________________。
FeCl3＋5KSCN＝K2[Fe(SCN)5]＋3KCl
探究
實驗步驟 實驗現象 解釋
（1）向盛有0.1mol/L FeCl3溶液的試管中滴加2滴硫氰化鉀溶液
（2）向盛有0.1mol/L K3[Fe(CN)6]溶液的試管中滴加2滴硫氰化鉀溶液
溶液呈紅色
FeCl3
KSCN溶液
Fe3+ + n SCN- [Fe(SCN)n]3－n
(n=1～6，隨 c(SCN-) 大小而異)
無明顯變化
CN-的配位能力強于SCN-，[Fe(CN)6]3-很穩定，轉化為硫氰化鐵的平衡正向移動的趨勢很小
配位鍵的強度有大有小，有的配合物很穩定，有的配合物很不穩定
[實驗3-5]
（3）銀氨離子[Ag(NH3)2]+的形成
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
[實驗3-5]
（3）銀氨離子[Ag(NH3)2]+的形成
[實驗3-5]
（3）銀氨離子[Ag(NH3)2]+的形成
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
NaCl
溶液
加入
氨水
[實驗3-5]
（3）銀氨離子[Ag(NH3)2]+的形成
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
先產生白色沉淀,滴加氨水后白色沉淀溶解
Ag++Cl-===AgCl↓
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl－(aq)
+
2NH3·H2O
[Ag(NH3)2]+
=
AgCl+2NH3=== [Ag(NH3)2]Cl
探究
NaCl溶液
AgNO3溶液
氨水
寫出AgCl沉淀溶解的離子方程式：
AgCl＋2NH3
[Ag(NH3)2]＋
＝
Cl－
＋
鹽酸
寫出生成AgCl沉淀的離子方程式：
[Ag(NH3)2]＋
＋
Cl－
＝
AgCl↓
＋
NH4＋
＋
H＋
思考
用銀氨溶液檢驗淀粉的水解產物中有無葡萄糖時，為何要先加堿中和酸？
科學史話
19世紀末期，德國化學家發現一系列令人難以回答的問題，氯化鈷跟氨結合，會生成顏色各異、化學性質不同的物質。
為了解釋上述情況，化學家曾提出各種假說，但都未能成功。
直到1893年，瑞士化學家維爾納（A．Werner）在總結前人研究的基礎上，首次提出了配合物等概念，并成功解釋了很多配合物的性質 ，維爾納也被稱為“配位化學之父”，并因此獲得了1913年的諾貝爾化學獎。
CoCl3·6NH3
CoCl3·5NH3
配合物趣史
思考﹒ 運用
配位化學創始人維爾納發現，取CoCl3·6NH3(黃色)、CoCl3·5NH3(紫紅色)、CoCl3·4NH3(綠色)和CoCl3·4NH3(紫色)四種化合物各1 mol，分別溶于水，加入足量硝酸銀溶液，立即產生氯化銀，沉淀的量分別為3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。以強堿處理均無NH3放出。
① 請根據實驗事實用配合物的形式寫出化學式。
CoCl3·6NH3：______________。
CoCl3·5NH3：________________。
CoCl3·4NH3(綠色和紫色)：________________。
② 后兩種物質組成相同而顏色，其關系是互為____________。
③ 上述配合物中，中心離子的配位數都是____。
同分異構體
6
一、配合物
4.配位化合物的形成對性質的影響：
一些難溶于水的金屬氫氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含過量的OH－、Cl－、Br－、I－、CN－的溶液中，形成可溶性的配合物。
藍色沉淀溶解
示例：Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－
加入氨水
對溶解性的影響
一、配合物
4.配位化合物的形成對性質的影響：
當簡單離子形成配離子時，其性質往往有很大差異。顏色發生變化就是一種常見的現象，根據顏色的變化就可以判斷是否有配離子生成。
示例：Fe3＋與SCN－形成硫氰化鐵配離子，其溶液顯紅色
FeCl3溶液
加入KSCN溶液
顏色的改變
一、配合物
4.配位化合物的形成對性質的影響：
配合物具有一定的穩定性，配合物中的配位鍵越強，配合物越穩定。當作為中心離子的金屬離子相同時，配合物的穩定性與配體的性質有關。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。
穩定性增強
示例：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，因此血紅素中的Fe2＋與CO分子結合后，就很難再與O2分子結合，血紅素失去輸送氧氣的功能，從而導致人體CO中毒。
一、配合物
（1） 在生命體中的應用
（2）在醫藥中的應用
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）在生產生活中的應用
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]
5.配合物的應用
課堂小結
配合物
成鍵特征
配位鍵
概念
配合物的制備
概念
表示方法
形成條件
組成
配合物的形成對性質的影響
配合物與超分子
第1課時
隨堂練習
1．下列化合物中同時含有離子鍵、共價鍵、配位鍵的是
A．Na2O2 B．KOH C．NH4NO3 D．H2O
C
2．碳鉑(結構簡式如圖)是一種廣譜抗癌藥物。下列關于碳鉑的說法錯誤的是
A．中心原子的配位數為4
B．sp3和sp2雜化的碳原子數之比為2:1
C．分子中σ鍵與π鍵的數目之比為10:1
D．分子中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵
C
隨堂練習
3．下列物質中屬于含有配位鍵的堿的是
A． B．
C． D．
A
D

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