資源簡介

(共54張PPT)
第三章 晶體結構與性質
第四節 配合物與超分子
課時一 配合物
學習目標
01.知道配位鍵的特點，認識簡單的配位化合物的成鍵特征，能舉例說明某些配位化合物的典型性質、存在與應用
02.認識配位鍵與共價鍵、離子鍵的異同，能能運用配位鍵解釋某些沉淀溶解、顏色變化等實驗現象
配合物
01
配合物
葉綠素
綠色植物生長過程中，起光合作用的是葉綠素，是一種含鎂的配合物
生活中常見的配合物
01
配合物
血紅素
人和動物血液中起著輸送氧作用的血紅素，是一種含有亞鐵的配合物
生活中常見的配合物
01
配合物
維生素B12
維生素B12(含鈷的配合物)是一種需要腸道分泌物幫助才能被吸收的維生素
生活中常見的配合物
01
配合物
思考：配合物是如何形成的呢？
01
配合物
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
實驗探究一
01
配合物
01
配合物
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
實驗探究一
01
配合物
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
實驗說明什么離子呈天藍色，什么離子沒有顏色
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
實驗探究一
01
配合物
Cu2+與水結合顯藍色
綠偏藍
CuCl2·2H2O晶體
CuSO4·5H2O晶體
藍色
觀察下列兩種銅鹽的顏色，請解釋原因
實驗探究二
01
配合物
思考：無水硫酸銅為藍色？
Cu2+和H2O是如何結合在一起的？
01
配合物
O
H
H
4H2O
配體
孤電子對
中心離子
具有空軌道
配位鍵
Cu2+
Cu2+
OH2
H2O
H2O
H2O
Cu2+
四水合銅離子
Cu(H2O) 4
2+
01
配合物
Cu
OH2
H2O
H2O
H2O
2+
配體
配位鍵
配離子
中心離子
配位數＝4
含有配位鍵的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物
Cu(H2O) 4
2+
4
01
配合物
由一個原子單方面提供_________，而另一個原子提供________而形成的化學鍵，即“電子對給予—接受”鍵
配位鍵
孤電子對
空軌道
示例：
概念
表示方法
配位鍵常用A—B表示，其中A是_______孤電子對的原子，叫給予體，B是接受孤電子對的原子，叫接受體
提供
01
配合物
形成配位鍵的一方(如A)是能夠提供孤電子對的原子，另一方(如B)是具有能夠接受孤電子對的空軌道的原子
①孤電子對：分子或離子中，沒有跟其他原子共用的電子對就是孤電子對
NH3、H2O、HF分子中中心原子分別有1、2、3對孤電子對
示例：
含有孤電子對的微粒：分子如CO、NH3、H2O等，離子如Cl－、CN－、NO2-等
配位鍵
形成條件
01
配合物
②含有空軌道的微粒：過渡金屬的原子或離子。
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，
示例：
Ag＋形成2個配位鍵，Cu2＋形成4個配位鍵等
配位鍵
形成條件
形成配位鍵的一方(如A)是能夠提供孤電子對的原子，另一方(如B)是具有能夠接受孤電子對的空軌道的原子。
01
配合物
向盛有4 mL 0.1 mol/L CuSO4溶液的試管里滴加幾滴1 mol/L氨水，首先形成難溶物，繼續添加氨水并振蕩試管，觀察實驗現象；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，觀察實驗現象。
實驗步驟
硫酸四氨合銅的形成實驗
常見配合物的形成實驗
01
配合物
01
配合物
滴加氨水后，試管中首先出現__________，氨水過量后沉淀逐漸_____，得到深藍色的透明溶液，滴加乙醇后析出深藍色晶體
藍色沉淀
溶解
加入
氨水
藍色沉淀
繼續加
入氨水
藍色沉淀溶解
加入
乙醇
深藍色晶體
實驗現象
硫酸四氨合銅的形成實驗
常見配合物的形成實驗
01
配合物
Cu2＋＋2NH3·H2O === Cu(OH)2↓＋ 2NH4+
加入氨水
Cu(OH)2＋4NH3=== [Cu(NH3)4]2＋＋2OH－
繼續加入氨水
[Cu(NH3)4]2＋＋ 2SO42- ＋H2O =====[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓
乙醇
加入乙醇
離子方程式
硫酸四氨合銅的形成實驗
常見配合物的形成實驗
01
配合物
Cu
NH3
NH3
H3N
NH3
2+
2-
SO4
硫酸四氨合銅
中心離子：Cu2+
配位數：4
NH3的N給出孤電子對
Cu2+接受電子對
[Cu(NH3)4]2+
配體
N
H
H
H
硫酸四氨合銅的形成實驗
常見配合物的形成實驗
實驗分析
01
配合物
配位鍵的強度有大有小，有的配合物較穩定，有的配合物較不穩定。通常情況，較穩定的配合物可以轉化為穩定性更強的配合物
上述實驗四水合銅離子向四氨合銅離子的轉化，Cu2+與NH3形成的配位鍵和Cu2+與H2O形成的配位鍵哪個穩定？從結構角度解釋。
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。
[Cu(H2O)4]2+
[Cu(NH3)4]2+
Cu(OH)2
01
配合物
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，觀察實驗現象。
FeCl3溶液
KSCN溶液
硫氰化鐵配離子的形成實驗
常見配合物的形成實驗
實驗步驟
01
配合物
溶液變為_____
紅色
FeCl3溶液
加入KSCN溶液
硫氰化鐵配離子的形成實驗
常見配合物的形成實驗
實驗現象
01
配合物
SCN-作為配體與Fe3+配位，顯紅色，用于檢驗Fe3+
…………
Fe3+ + SCN- Fe(SCN)2+
Fe(SCN)2+ + SCN- Fe(SCN)2 +
Fe(SCN)5 + SCN- Fe(SCN) 6 +
硫氰化鐵配離子的顏色
硫氰化鐵配離子的形成實驗
常見配合物的形成實驗
實驗分析及有關離子方程式
三價鐵離子跟硫氰酸根離子(SCN-)形成配離子的顏色，而Fe2+跟SCN-不顯紅色
01
配合物
01
配合物
向盛有少量 0.1 mol/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1 mol/L氨水，振蕩，觀察實驗現象。
NaCl
溶液
加入
氨水
二氨合銀離子的形成實驗
常見配合物的形成實驗
實驗步驟
01
配合物
01
配合物
滴加AgNO3溶液后，試管中出現_________，再滴加氨水后沉淀_____，溶液呈______。
白色沉淀
溶解
無色
二氨合銀離子的形成實驗
常見配合物的形成實驗
實驗現象
01
配合物
加入AgNO3溶液
Ag＋＋Cl－===AgCl↓
繼續加入氨水
AgCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－
二氨合銀離子的形成實驗
常見配合物的形成實驗
有關離子方程式
01
配合物
二氨合銀離子
Ag
NH3
H3N
+
配體：
中心離子：
配位數：
NH3
Ag+
2
二氨合銀離子的形成實驗
常見配合物的形成實驗
實驗分析
01
配合物
配合物
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_________結合形成的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物。
配位鍵
Cu
NH3
NH3
H3N
NH3
2+
2-
SO4
硫酸四氨合銅
氫氧化二氨合銀
Ag
NH3
H3N
+
OH-
概念
示例
01
配合物
配合物[Cu(NH3)4]SO4的組成如圖所示：
①中心原子：
___________________________的原子。中心原子一般都是帶正電荷的陽離子(此時又叫中心離子)，最常見的有過渡金屬離子：Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。
提供空軌道接受孤電子對
配合物
組成
[Cu(NH3)4]SO4
中心離子
配體
配位數
離子(外界)
配離子(內界)
有些配合物沒有外界，如：Ni(CO)4
01
配合物
配合物[Cu(NH3)4]SO4的組成如圖所示：
②配體：
_______________的陰離子或分子，如Cl－、NH3、H2O等。配體中____________________的原子叫做配位原子。配位原子必須是含有孤電子對的原子，如NH3中的N原子，H2O中的O原子等。
提供孤電子對
直接同中心原子配位
配合物
組成
[Cu(NH3)4]SO4
中心離子
配體
配位數
離子(外界)
配離子(內界)
01
配合物
配合物[Cu(NH3)4]SO4的組成如圖所示：
配合物
組成
[Cu(NH3)4]SO4
中心離子
配體
配位數
離子(外界)
配離子(內界)
③配位數：
直接與中心原子形成的 的數目。如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位數為 。
配位鍵
6
01
配合物
配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
01
配合物
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
配合物的形成對性質的影響
顏色的改變
01
配合物
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。
配合物的形成對性質的影響
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。
01
配合物
1893年，瑞士化學家維爾納總結了前人(法國化學家塔薩厄爾)的理論，首次提出了現代的配位鍵、配位數和配位化合物結構等一系列基本概念，成功解釋了很多配合物的電導性質、異構現象及磁性。自此，配位化學才有了本質上的發展。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。
配位化學之父
維爾納·馮·西門子
(Ernst Werner von Siemens)
課堂總結
02
課堂總結
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
課堂練習
03
課堂練習
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
【答案】C
【詳解】A項，Na2O2中含離子鍵和非極性共價鍵；B項，KOH中含離子鍵和極性共價鍵；C項，NH4NO3中含離子鍵、配位鍵和極性共價鍵；D項，H2O中含極性共價鍵。
03
課堂練習
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
03
課堂練習
【答案】C
【詳解】A．根據碳鉑的結構簡式，中心原子鉑周圍形成了4個配位鍵，其配位數為4，A正確；
B．分子中碳氧雙鍵所在的碳原子為sp2雜化，其余4個碳原子為sp3雜化，則sp3和sp2雜化的碳原子數之比為2:1，B正確；
C．根據碳鉑的結構簡式，結合雙鍵為一個σ鍵與一個π鍵，單鍵為σ鍵，故分子中，6個C-H、6個C-C、2個C-O、2個Pt-O、2個Pt-N、6個N-H，以及2個碳氧雙鍵中含有的2個σ鍵，總共26個σ鍵，只有碳氧雙鍵中含有2個π鍵，則分子中σ鍵與π鍵的數目之比為26:2=13:1，C錯誤；
D．分子中含有的C-H、C-O、N-H之間為極性鍵，C-C之間為非極性鍵，Pt-O、Pt-N之間為配位鍵，D正確；
故選C。
03
課堂練習
3．下列物質中屬于含有配位鍵的堿的是
A． B．
C． D．
03
課堂練習
03
課堂練習
4. 0.01 mol氯化鉻(CrCl3·6H2O)在水溶液中用過量的AgNO3處理，產生0.01 mol 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
C
03
課堂練習
5. 某物質的結構如圖所示：
下列有關該物質的分析中正確的是( )
A.該物質分子中不存在σ鍵
B.該物質的分子內只存在共價鍵和配位鍵兩種作用力
C.該物質是一種配合物，其中Ni原子為中心原子
D.該物質的分子中C、N、O原子均存在孤電子對
C
03
課堂練習
6．一種新型補血藥劑的結構如下圖所示：其中X、Y、Z、W、L是原子序數依次增大的短周期主族元素，Y、Z、W相鄰，X與L同主族，基態M3+中未成對電子數等于5。下列說法正確的是
A．X與Z形成的化合物不可能含非極性共價鍵
B．Y、Z、W、L的原子半徑排序：L>W>Z>Y
C．M3+的配位數為6
D．簡單氣態氫化物鍵角：WX2>ZX3
03
課堂練習
【答案】C
【分析】由基態M3+中未成對電子數等于5可知，M3+為Fe3+，由結構圖可知，L為Na，由X與L同主族知，X為H，Y能形成4個共價鍵，W能形成2個共價鍵，故Y為C，W為O，Y、Z、W相鄰，則Z為N，據此回答。
【詳解】A．X與Z形成的化合物中H2N-NH2中含有非極性共價鍵，A錯誤；
B．Y、Z、W、L的原子半徑排序：L>Y>Z>W，B錯誤；
C．由圖知，M3+的配位數為6，C正確；
D．W、Z與X形成的簡單氣態氫化物分別為H2O、NH3均為sp3雜化，但是H2O含有兩個孤電子對，而NH3只含1個孤電子對，孤電子對數越多，孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力越大，故鍵角：ZX3>WX2，D錯誤；
故選C。
感謝觀看
THANK YOU

展開更多......

收起↑