資源簡介

(共31張PPT)
專題4 分子空間結構與物質性質
第二單元 配合物的形和應用
4.2.1 配合物的形成
核心素養目標
宏觀辨識與微觀探析：
通過實驗現象，如銅氨配合物形成過程中沉淀的溶解與溶液顏色變化，從宏觀層面認識配合物的形成；
能從微觀角度理解配合物的組成、成鍵情況，建立宏觀現象與微觀結構的聯系，培養學生從微觀角度解釋宏觀化學現象的能力。
證據推理與模型認知：
依據配合物的相關實驗事實建立證據意識，能基于證據對配合物的結構、性質及變化提出可能的假設，并通過推理加以證實或證偽；構建配合物的組成、結構和性質的思維模型，運用模型解釋化學現象，預測配合物的相關性質。
教學重難點
重點
配合物的概念、組成和結構，包括中心原子、配位體、配位原子、配位數等；配合物的形成條件，即中心原子有空軌道、配位體有孤電子對；
配合物在不同領域的應用，如化學分析、工業生產、生命體中的作用等。
難點
理解配合物的成鍵本質和空間結構，如配位鍵的形成過程、配合物離子的空間構型判斷；
掌握配合物形成對物質性質的影響，如溶解性、顏色、穩定性的改變；
學會分析復雜配合物的組成和結構，以及根據實驗現象推斷配合物的相關性質 。
同學們，在生活中我們可能都有過這樣的經歷，當衣服上不小心沾上鐵銹時，用普通的洗滌劑很難洗凈，但有一種特殊的 “除銹劑” 卻能輕松搞定。大家知道這背后的化學原理嗎？其實，這和我們今天要學習的配合物密切相關。配合物在我們的生活、生產以及科學研究中無處不在，它有著獨特的結構和性質，能發揮許多神奇的作用。就像我們熟悉的血紅蛋白，它能攜帶氧氣為我們的身體提供能量，而血紅蛋白就是一種含有鐵離子的配合物?，F在，就讓我們一起走進配合物的奇妙世界，探索它的形成奧秘以及廣泛應用 。
課前導入
配合物的形成
PART 01
【實驗1】向試管中加入2 mL 5%的硫酸銅溶液，再逐滴加入濃氨水，邊滴邊振蕩，觀察并記錄實驗現象。
【實驗2】取5%的氯化銅溶液、5%的硝酸銅溶液各2 mL，分別逐滴加入濃氨水，觀察并記錄實驗現象。
配合物的制備
配合物的制備
實驗現象：
三支試管中先生成藍色沉淀，隨濃氨水的滴入，沉淀逐漸溶解，最后變為深藍色溶液。
結論：
生成藍色沉淀Cu（OH）2且溶于濃氨水
反應方程式：
Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋；
Cu(OH)2＋4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O
配合物的制備
配合物的概念
由提供孤電子對的分子或離子（稱為配位體）與接受孤電子對的原子或離子（稱為中心原子）以配位鍵結合形成的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物。
如[Zn(NH3)4]SO4、[Co(NH3)6]Cl3等均為配合物
配合物的形成
以[Cu(NH3)4]2＋為例：
NH3分子中N原子的孤電子對進入Cu2+的空軌道，Cu2+與NH3分子中的N原子通過共用N原子提供的孤電子對形成配位鍵。配離子[Cu(NH3)4]2＋與組成配合物[Cu(NH3)4]SO4
形成條件：
中心原子必須存在空軌道，配位體存在孤電子對，且孤電子對能夠填充到中心原子的空軌道里，二者之間形成配位鍵
配合物的組成
以[Cu(NH3)4]SO4為例，配合物的組成如圖所示：
[ Cu ( N H3 ) 4 ] SO4
中心原子
配位體
配位數
外界離子
內界
外界
配 合 物
配位原子
內界：用[ ]括起來的部分(由中心原子與配位體通過配位鍵形成的復雜而穩定的原子團)。
外界：除內界以外的部分。
配合物的組成
中心原子
提供空軌道，接受孤電子對。通常是過渡金屬元素的原子或離子，如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+
配合物的中心原子不一定是陽離子，也可能是原子
許多過渡金屬元素的離子對多種配位體具有很強的結合力，因而，過渡金屬配合物遠比駐足金屬配合物多
配合物的組成
配位體
提供孤電子對的分子或離子，如分子CO、NH3、H2O，陰離子F-、CN-、Cl-等
配位原子
配位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對電子的與原子，如NH3中的N原子，H2O分子中的O原子等。
配合物的組成
配位數
配合物離子的電荷數
配合物中心原子周圍的配位原子的個數，但配位數不一定等于配位體的數目
配離子的點合數等于中心原子與配位體總電荷數的代數和。
簡稱配離子
配合物的結構
PART 02
配合物的異構現象
定義：
配合物化學組成相同，但原子間連接方式或空間排列方式不同而引起配合物結構性質不同的現象。
產生異構現象原因：
①含有兩種或兩種以上配位體；
②配位體空間排列方式不同。
配合物的異構現象
順式異構體：同種配位體處于相鄰位置。
反式異構體：同種配位體處于對角位置。
例如Pt(NH3)2Cl2有順式和反式兩種異構體。
順、反異構體在顏色、極性、溶解性、活性等方面都有差異。
配合物的異構現象
順式Pt(NH3)2Cl2和反式Pt(NH3)2Cl2的顏色、在水中的溶解性等性質有一定的差異。
配合物 顏色 極性 在水中的溶解性(100 g水中) 抗癌活性
A 棕黃色 極性 0.257 7 g 有活性
B 淡黃色 非極性 0.036 6 g 無活性
配合物A和配合物B中，哪一種是順式Pt(NH3)2Cl2，哪一種是反式Pt(NH3)2Cl2
配合物A為順式Pt(NH3)2Cl2，配合物B為反式Pt(NH3)2Cl2。因為順式Pt(NH3)2Cl2的空間結構不對稱，正電荷重心和負電荷重心不能重合，為極性分子；而反式Pt(NH3)2Cl2分子空間結構對稱，為非極性分子。根據“相似相溶規則”可知，順式分子更易溶于水。
配合物離子的空間結構
配合物的中心原子、配位體的種類和數目不同，可以形成不同空間結構的配合物。例如，[Ag(NH3)2]+、[Zn(NH3)4]2+、[Ni(CN)4]2-和[AlF6]3-的空間結構都不一樣
配合物結構特點
（1）配合物整體(包括內界和外界)顯電中性，外界離子所帶電荷總數等于配離子的電荷數。如K3[Fe(CN)6]，外界總電荷數為+3，內界為-3，又知CN-為-1價，中心原子Fe為+3價。
（2）一個中心原子(離子)可同時結合多種配位體。如[Cr（H2O）5Cl]Cl2·H2O，配位體是H2O和Cl-，配位數為6。
（3）配合物的內界不僅可為陽離子、陰離子，還可以是中性分子。如K3[Fe(CN)6]，內界為[Fe(CN)6]3-，Fe(CO)5為電中性，沒有外界。
配合物結構特點
（4）對于具有內外界的配合物，中心原子和配位體通過配位鍵結合，一般很難發生解離；內、外界之間以離子鍵結合，在水溶液中較易電離。
可以通過實驗方法確定有些配合物的內界和外界，如[Co(NH3)5Cl]Cl2，由于外界的Cl-易電離，可以通過實驗測定外界含有的Cl-個數，從而確定配合物的化學式。
（5）配位鍵是一種特殊的共價鍵，具有飽和性和方向性。
配合物的空間結構
配位數：2
框架結構：直線形
結構示意圖：
實例：[Ag(NH3)2]＋、[Ag(CN)2]－
配位數：4
框架結構：正四面體
結構示意圖：
實例：[ZnCl4]2－、[Cd(CN)4]2－、[CoCl4]2－、[Cd(NH3)4]2＋
配合物的空間結構
配位數：4
框架結構：平面正方形
結構示意圖：
實例：[PtCl4]2－、[Ni(CN)4]2－、[Cu(NH3)4]2＋
配位數：6
框架結構：八面體
結構示意圖：
實例：[AlF6]3－、[SiF6]2－、[Fe(CN)6]3－
課堂小結
PART 03
配合物的形成
配合物的形成
形成過程
配位化合物
形成條件
空間結構
順反異構
空間異構
概念
組成
內界和外界
配位體和配位原子
配位數
課堂練習
PART 04
1．普魯士藍的化學式為Fe4[Fe(CN)6]3，下列說法正確的是(　　)
A．該物質中Fe2＋與Fe3＋數目之比為4∶3
B．1 mol該物質中含σ鍵數目為18NA
C．該物質中只存在共價鍵和配位鍵，不存在離子鍵
D．Fe3＋的核外電子排布為[Ar]3d5
D
2．順鉑[Pt(NH3)2Cl2]是1969年發現的第一種具有抗癌活性的金屬配合物；碳鉑(如圖所示)是1,1-環丁二羧酸二氨合鉑(Ⅱ)的簡稱，屬于第二代鉑族抗癌藥物，其毒副作用低于順鉑。下列說法正確的是(　　)
A．碳鉑中所有碳原子在同一平面上
B．碳鉑的中心原子鉑(Ⅱ)的配位數為4
C．順鉑分子中N原子的雜化方式是sp2
D．1 mol 1,1-環丁二羧酸二氨合鉑(Ⅱ)含有σ鍵的數目為12NA
B
3．實驗室中可用KSCN或K4[Fe(CN)6]來檢驗Fe3＋，下列說法正確的是(　　)
A．鐵元素位于周期表第4周期ⅧB族，屬于ds區
B．FeCl3與KSCN溶液混合，得到的配合物K2[Fe(SCN)5]中，提供空軌道的是Fe3＋，配體是SCN－，配位數是5
C．K4[Fe(CN)6]中含有離子鍵、極性共價鍵和非極性共價鍵
D．K4[Fe(CN)6]與Fe3＋反應可得到一種藍色沉淀(普魯士藍)，其化學式為Fe4[Fe(CN)6]3，普魯士藍的內界是[Fe(CN)6]4－，其中Fe元素為＋3價，外界是Fe2＋
B
4．配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于離子檢驗，下列說法不正確的是(　　)
A．此配合物中存在離子鍵、配位鍵、極性鍵
B．配離子為[Fe(CN)5(NO)]2－，中心原子為Fe3＋，配位數為6，配位原子只有C
C．1 mol配合物中含σ鍵數目為12NA
D．該配合物為離子化合物，易電離，1 mol配合物電離共得到3NA陰、陽離子
B
Thanks
好好學習天天向上

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