配合物的形成与应用

1、五、手性分子五、手性分子左手和右手不能重叠左手和右手不能重叠 左右手互为镜像左右手互为镜像手性异构体和手性分子手性异构体和手性分子 （1 1） 如果一对分子，它们的如果一对分子，它们的组成和原组成和原子的排列方式完全相同，子的排列方式完全相同，但如同左手和右手但如同左手和右手一样互为镜像，在一样互为镜像，在三维空间里不能重叠三维空间里不能重叠，这，这对分子互称手性异构体。对分子互称手性异构体。 （2 2）有手性异构体的分子称为手性分子）有手性异构体的分子称为手性分子 （3 3）当）当四个不同的原子或基团四个不同的原子或基团连接在连接在碳原碳原子子上时，形成的化合物存在手性异构体。其上时，形成的

2、化合物存在手性异构体。其中，连接四个不同的原子或基团的碳原子称中，连接四个不同的原子或基团的碳原子称为为手性碳原子手性碳原子。1下列化合物中含有手性碳原子的是下列化合物中含有手性碳原子的是( )A. CCl2F2 B. CH3CHCOOHC. CH2=CHCl D. CHOH CH2OHCH2OHOHB课堂练习课堂练习OHHCH3CCOOHA.OHCCHCH2OH B. OHCCHCClC.HOOCCHCCCl D.CH3CHCCH3 HClOHBrOHClHBrBrCH3CH32下列化合物中含有下列化合物中含有2个个“手性手性”碳原子的是碳原子的是( )B血红素血红素（含铁配合物）（含铁配合

3、物）你知道吗？你知道吗？有一类化合物，我们称之为配合物。有一类化合物，我们称之为配合物。叶绿素叶绿素（含镁配合物）（含镁配合物）维生素维生素B B12 12 （含钴配合物）（含钴配合物）抗癌药物抗癌药物-顺铂顺铂（含铂配合物）含铂配合物） 顺铂化学式为顺铂化学式为Pt(NHPt(NH3 3) )2 2ClCl2 2 据统计临床癌症化疗方案中据统计临床癌症化疗方案中, ,有有85%85%的方案的方案是以顺铂配合物或卡铂为主药。是以顺铂配合物或卡铂为主药。 19691969年以来，合成了年以来，合成了20002000多种铂类抗癌活多种铂类抗癌活性配合物。性配合物。 维尔纳与维尔纳与配合物配合物 1

4、919世纪末期，德国化学家发现一系列令人难世纪末期，德国化学家发现一系列令人难以回答的问题，氯化钴跟氨结合，会生成颜色各异、以回答的问题，氯化钴跟氨结合，会生成颜色各异、化学性质不同的物质。为了解释上述情况，化学家曾化学性质不同的物质。为了解释上述情况，化学家曾提出各种假说，但都未能成功。直到提出各种假说，但都未能成功。直到18931893年，瑞士化年，瑞士化学家维尔纳（学家维尔纳（A AWernerWerner）在总结前人研究的基础上，）在总结前人研究的基础上，首次提出了配合物等概念，并成功解释了很多配合物首次提出了配合物等概念，并成功解释了很多配合物的性质的性质 ，维尔纳也被称为维尔纳也被

5、称为“配位化学之父配位化学之父”，并因此，并因此获得了获得了19131913年的年的诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖。 【实验【实验1 1】 向试管中加入向试管中加入2ml5%2ml5%的的CuSOCuSO4 4溶液，再逐滴加入溶液，再逐滴加入浓氨水至过量，边滴加边振荡，观察实验现象。浓氨水至过量，边滴加边振荡，观察实验现象。【实验【实验2 2】取取5%5%的的CuCul l溶液、溶液、 5%5%的的Cu(NOCu(NO3 3) )溶液各溶液各2ml2ml逐滴加入浓氨水至过量，边滴加边振荡，观察实验现象。逐滴加入浓氨水至过量，边滴加边振荡，观察实验现象。实验探究实验探究实验现象实验现象结论结论实验1实

6、验2先产生先产生蓝色蓝色沉淀，沉淀逐渐增多，沉淀，沉淀逐渐增多，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色深蓝色溶液。溶液。 某同学甲完成实验后得出如下结论某同学甲完成实验后得出如下结论：（1 1）有新微粒生成；有新微粒生成；（2 2）SOSO4 42-2-参与深蓝色物质的形成；参与深蓝色物质的形成；（3 3）CuCu2+2+参与深蓝色物质的形成；参与深蓝色物质的形成； 你认为这些结论合理吗，为什么？你认为这些结论合理吗，为什么？无水乙醇无水乙醇过滤、洗涤、过滤、洗涤、干燥干燥X X射线晶体衍射证明射线晶体衍射证明为为Cu(NHCu(NH3 3) )4 4SOSO4 4 拓

7、展视野拓展视野实验证明：呈深蓝色溶液的物质是实验证明：呈深蓝色溶液的物质是 Cu(NHCu(NH3 3) )4 4 2 2写出硫酸铜溶液滴入氨水至过量的反应离子方程式写出硫酸铜溶液滴入氨水至过量的反应离子方程式 CuCu2+2+2NH+2NH3 3H H2 2O=Cu(OH)O=Cu(OH)2 2+2NH+2NH4 4+ + Cu(OH) Cu(OH)2 2+4NH+4NH3 3H H2 20=Cu(NH0=Cu(NH3 3) )4 4 2+2+2OH+2OH+4H+4H2 2O O总反应：总反应：CuSOCuSO4 4+4NH+4NH3 3H H2 2O=Cu(NH3)O=Cu(NH3)4

8、4SOSO4 4+4H+4H2 2O O配体有孤配体有孤电子对电子对中心离子中心离子有空轨道有空轨道交流与讨论交流与讨论CuCu2+2+与与NHNH3 3是如何结合成是如何结合成Cu(NHCu(NH3 3) )4 4 2 2 阅读课文阅读课文P76P767777，思考下列问题：，思考下列问题：1 1、什么是配位键？配位键的形成条件是什么？、什么是配位键？配位键的形成条件是什么？ CuCu2+2+与与NHNH4 4之间能形成配位键吗？之间能形成配位键吗？ 2 2、CuCu2 2+ +与与NHNH3 3之间的化学键是如何形成的？之间的化学键是如何形成的？配位键配位键的存在是配合物与的存在是配合物与

9、其它物质最本质的区别其它物质最本质的区别一、什么是配合物一、什么是配合物1 1、定义、定义由由提供提供孤电子对的配位体与孤电子对的配位体与接受接受孤电子对的中心孤电子对的中心原子原子( (或离子或离子) )以以配位键配位键形成的化合物称配合物。形成的化合物称配合物。2 2、形成条件、形成条件(1) (1) 中心原子中心原子( (或离子或离子) )必须存在必须存在空轨道空轨道。(2)(2)配位体具有配位体具有提供孤电子对提供孤电子对的分子或离子。的分子或离子。中心原子（离子）：中心原子（离子）： 能够能够接受接受孤电子对的离子或原子，孤电子对的离子或原子，多为多为过渡金属过渡金属元素的离子元素的

10、离子或原子或原子。 如：如：CuCu2+2+，AgAg+ +，FeFe3+3+，FeFe，NiNi配位体：配位体： 提供提供孤电子对的分子或离子；孤电子对的分子或离子； 如：如：X X，OHOH，H H2 2O O，NHNH3 3，COCO，CN配位原子配位原子 配位体中配位体中提供提供孤电子对的原子，孤电子对的原子，常见的常见的配位原子配位原子有卤素原子有卤素原子X X、O O、S S、N N、P P等。等。 1 1、在、在FeFe3+3+、CuCu2+2+、ZnZn2+2+、AgAg+ +、H H2 2O O、NHNH3 3、F F- -、CNCN- -、COCO中，哪些可以作为中心原子？

11、中，哪些可以作为中心原子？哪些可以作为配位体？哪些可以作为配位体？中心原子中心原子：FeFe3+3+、CuCu2+2+、ZnZn2+2+、AgAg+ +配位体配位体：H H2 2O O、NHNH3 3、F F、CNCN、COCO练一练练一练:二、配合物的组成与性质二、配合物的组成与性质Cu(NH3)4 SO4中心离子中心离子配位体配位体配位数配位数 外界离子外界离子内内 界界外外 界界1 1、配合物的组成、配合物的组成2 2、配合物的稳定性、配合物的稳定性配合物在溶液中是否容易电离出其组分（中心原子和配位体）？配合物在溶液中是否容易电离出其组分（中心原子和配位体）？在水溶液中：在水溶液中：Cu

12、(NHCu(NH3 3) )4 4SOSO4 4 =Cu(NH=Cu(NH3 3) )4 4 2+2+SO+SO4 42-2-3 3、配合物的命名、配合物的命名Cu(HCu(H2 2O)O)4 4 2+ 2+ 四水合铜离子四水合铜离子Ag(NHAg(NH3 3) )2 2OHOH 氢氧化二氨合银氢氧化二氨合银Cu(NHCu(NH3 3) )4 4SOSO4 4K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 硫酸四氨合铜硫酸四氨合铜六氰合铁酸钾六氰合铁酸钾1、指出下列配合物的内界、外界，并填下表、指出下列配合物的内界、外界，并填下表配配 合合 物物中心原子中心原子配位体配位体配位数配位数Ag(NHA

13、g(NH3 3) )2 2OHOHCo(NHCo(NH3 3) )6 6ClCl3 3 K K4 4Fe(CN)Fe(CN)6 6 KPt(NH KPt(NH3 3)Cl)Cl3 3 Co(NHCo(NH3 3) )5 5Cl( NOCl( NO3 3) )2 2Ag(NHAg(NH3 3) )2 2 OHOHCo(NHCo(NH3 3) )6 6 ClCl3 3 K K4 4Fe(CN)Fe(CN)6 6 K KPt(NHPt(NH3 3)Cl)Cl3 3 Co(NHCo(NH3 3) )5 5ClCl( NO( NO3 3) )2 2AgAg+ + NH NH3 3 2 2CoCo3+3+

14、 NH NH3 3 6 6FeFe2+2+ CN CN 6 6PtPt2+2+ NH NH3 3、ClCl 4 4CoCo3+3+ NH NH3 3、ClCl 6 6 课堂练习课堂练习2 2、下列各种说法中错误的是（、下列各种说法中错误的是（ ）A A、形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤电子对。、形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤电子对。B B、配位键是一种特殊的共价键。、配位键是一种特殊的共价键。C C、配合物中的配体可以是分子也可以是阴离子。、配合物中的配体可以是分子也可以是阴离子。D D、共价键的形成条件是成键粒子必须有未成对电子。、共价键的形成条件是成键粒子必须有未成对电子。3

15、. 3. 能区别能区别Co(NHCo(NH3 3) )4 4ClCl2 2ClCl和和Co(NHCo(NH3 3) )4 4ClCl2 2NONO3 3两种溶液两种溶液的试剂是（的试剂是（ ） A AAgNOAgNO3 3溶液溶液 B BNaOHNaOH溶液溶液 C CCClCCl4 4 D D浓氨水浓氨水D D课堂练习课堂练习A A4 4、写名称或化学式、写名称或化学式Cu(NHCu(NH3 3) )4 4 Cl Cl2 2氯化四氨合铜氯化四氨合铜NaNa3 3AlFAlF6 6 六氟合铝酸钠六氟合铝酸钠硝酸六氨合钴硝酸六氨合钴Co(NHCo(NH3 3) )6 6(NO(NO3 3) )3

16、 3Zn(NHZn(NH3 3) )4 4(OH)(OH)2 2氢氧化四氨合锌氢氧化四氨合锌课堂练习课堂练习问题解决问题解决 现有两种配合物晶体现有两种配合物晶体Co(NHCo(NH3 3) )6 6ClCl3 3和和Co(NHCo(NH3 3) )5 5ClClClCl2 2，一种为橙黄色，另一种为紫红，一种为橙黄色，另一种为紫红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来。色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来。 提示：先写出两者的电离方程式进行比较。提示：先写出两者的电离方程式进行比较。两者在水中发生电离：两者在水中发生电离： Co(NHCo(NH3 3) )6 6ClCl3 3=Co(N

17、H=Co(NH3 3) )6 6 3+3+3Cl+3Cl- - Co(NH Co(NH3 3) )5 5ClClClCl2 2=Co(NH=Co(NH3 3) )5 5ClCl2+2+2Cl+2Cl- -比较可知：两者电离出的比较可知：两者电离出的ClCl- -的量不同，设计实的量不同，设计实验时可从这一条件入手，由验时可从这一条件入手，由AgAg+ +沉淀沉淀ClCl- -，然后，然后测量所得沉淀量就可加以区别。测量所得沉淀量就可加以区别。问题解决问题解决 具体步骤：具体步骤：1 1、称取相同质量的两种晶体，分别配成溶液。、称取相同质量的两种晶体，分别配成溶液。2 2、向两种溶液中加入足量的

18、、向两种溶液中加入足量的AgNOAgNO3 3溶液。溶液。3 3、静置，过滤。、静置，过滤。4 4、洗涤沉淀洗涤沉淀，干燥，干燥5 5、称量。、称量。结论：结论：所得沉淀质量多的即为所得沉淀质量多的即为Co(NHCo(NH3 3) )6 6ClCl3 3， 所得沉淀质量少的即为所得沉淀质量少的即为Co(NHCo(NH3 3) )5 5ClClClCl2 2 。问题解决问题解决(1)(1)中心离子或原子中心离子或原子(A)(A)：有空轨道有空轨道 配位体配位体(B)(B)：有孤电子对有孤电子对 二者形成配位键二者形成配位键A AB B(2) (2) 中心离子或原子采用中心离子或原子采用杂化轨道杂

19、化轨道成键成键. . (3)(3)空间构型与杂化方式有关空间构型与杂化方式有关 spsp-直线型直线型 spsp2 2 -平面三角形平面三角形 spsp3 3 -正四面体型正四面体型 dspdsp2 2 -平面正方形平面正方形 d d2 2spsp3 3 / / spsp3 3d d2 2 -正八面体型正八面体型三、配合物的结构三、配合物的结构Ag(NH3)2 + Zn(NH3)4 2+ Cu(NH3)4 2+ AlF6 3-sp spsp sp3 3 dspdsp2 2 spsp3 3d d2 2Ag(NH3)2+配位键的形成和空间构型配位键的形成和空间构型 Ag+空的空的5s轨道和轨道和5

20、p轨道形成轨道形成2个个sp杂化杂化轨道，接受轨道，接受2个个NH3分子提供的分子提供的孤电子对，孤电子对，形成形成直线形直线形的的Ag(NH3)2+ 。H3NAgNH3+Ag+4d 5S 5PAg(NH3)2+4d SP 5PZn(NH3)42+配位键的形成和空间结构配位键的形成和空间结构 Zn2+形成形成4个个sp3杂化轨道，接受杂化轨道，接受4个个NH3分分子提供的子提供的孤电子对形成孤电子对形成4个配位键，得到正四个配位键，得到正四面体型的面体型的Zn(NH3)42+ 。ZnNH3NH3NH3NH3Cu(NH3)42+的成键情况和空间结构的成键情况和空间结构 Cu2+形成形成dsp2杂

21、化轨道，接受杂化轨道，接受4个个NH3分子提供的分子提供的孤电子对，形成平面正方形孤电子对，形成平面正方形的的Cu(NH3)42+ 。CuNH3NH3NH3NH3Ag(NH3)2 + Zn(NH3)4 2+ Cu(NH3)4 2+ AlF6 3-思考：思考： PtPt2+2+接受接受2 2个个NHNH3 3 和和2 2个个ClCl- -离子提供的孤电离子提供的孤电子对，形成平面四边形的子对，形成平面四边形的Pt(NHPt(NH3 3) )2 2ClCl2 2 。 Pt(NHPt(NH3 3) )2 2ClCl2 2 有有2 2种同分异构体，猜测其空间种同分异构体，猜测其空间结构结构 ClClP

22、tPtClClNHNH3 3NHNH3 3ClClPtPtNHNH3 3ClClNHNH3 3反式反式 顺式顺式 顺式顺式反式练一练练一练: : 1 1、科学家发现铂的两种化合物化学式、科学家发现铂的两种化合物化学式都为都为PtClPtCl2 2(NH(NH3 3) )2 2，且均为平面四边形结构，且均为平面四边形结构，PtPt位于四边位于四边形中心，形中心，NHNH3 3和和ClCl分别位于四边形的分别位于四边形的4 4个角上。它可以个角上。它可以形成两种固体，形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小，不具有抗癌作用；不具有抗癌作用；另一种为棕黄色，在

23、水中溶解度较大另一种为棕黄色，在水中溶解度较大，具有抗癌作用，具有抗癌作用，试回答下列问题：试回答下列问题：(1)(1)画出这两种固体分子的几何构型图画出这两种固体分子的几何构型图(2)(2)淡黄色固体在水中的溶解度小而棕黄色固体溶解度淡黄色固体在水中的溶解度小而棕黄色固体溶解度大的原因是大的原因是_ _ 淡黄色淡黄色棕黄色棕黄色ClClPtPtClClNHNH3 3NHNH3 3ClClPtPtNHNH3 3ClClNHNH3 3 中结构对称，分子无极性；中结构对称，分子无极性；的分子有极性，的分子有极性，据相似相溶规则可知，前者溶解度小而后者大据相似相溶规则可知，前者溶解度小而后者大。（1）物理性质）物理性质 颜色颜色 分子极性分子极性 溶解性溶解性（2）化学性质）化学性质 抗癌活性抗癌活性ClClPtPtClClNHNH3 3N