高中 高二 化学选择性必修2 第三章 第四节 第2课时 配合物与超分子 教学课件

1、授课教师：柳杰学 校：深圳科学高中人教版 选择性必修2你能举例配合物都有哪些应用吗？配合物应用比较广泛，在生产生活、生命体、医药、离子检验等皆有体现。配合物的应用在生产、生活中的应用 电解氧化铝的助熔剂 Na3AlF6 热水瓶胆镀银（银镜反应） Ag(NH3)2OH 血红蛋白 维生素 B12 配合物的应用 生命体中中的应用 叶绿素配合物的应用在医药中的应用第二代铂类抗癌药（碳铂）回顾：FeCl3 溶液中滴加 KSCN 溶液发生了什么反应？KSCN 溶液 三价铁的检验FeCl3 + 3 KSCN Fe(SCN)3 + 3 KCl 【实验 3-4】配合物应用于离子的检验FeCl3 溶液该反应还可用

2、于电影特技和魔术表演。Fe3+ + n SCN Fe(SCN)n3n (n=16，随 c(SCN) 大小而异)请写出Fe3+ 与 SCN反应时配位数为4的离子方程式Fe3+ + 4 SCN Fe(SCN)4 【实【实验 3-4】配合物的应用于离子的检验 如Cu(OH)2 沉淀或者氯化银沉淀中加入氨水，也会形成配合物促进沉淀的溶解，这便利用配合物的形成来促进沉淀的溶解复分解体系中生成配合物而发生反应的案例还有很多：该反应的反应类型是？配合物内界难电离Fe3+ + n SCN Fe(SCN)n3n 实验步骤实验现象结论与解释产生蓝色难溶物CuSO4(aq)氨水CuSO4 + 2 NH3H2O =

3、Cu(OH)2 + (NH4)2SO4 氨水难溶物溶解得到深蓝色透明溶液 【实验 3-3】硫酸铜与氨水的反应Cu(OH)2配合物形成可促进某些沉淀的溶解为什么继续滴加氨水后氢氧化铜会溶解？ 思考： 配位键的强度有大有小，有的配合物较稳定，有的配合物较不稳定。通常情况，较稳定的配合物可以转化为稳定性更强的配合物 Cu(H2O)42+ Cu(NH3)42+Cu(OH)2硫酸铜与氨水的反应 【实验 3-3】硫酸铜与氨水的反应 Cu(OH)2(s) Cu2+(aq) + 2OH(aq) + 4NH3 Cu(NH3)42+=实验操作实验现象结论与解释析出深蓝色的晶体 95% 乙醇溶剂极性：乙醇 水Cu(

4、NH3)4SO4H2O在乙醇中的溶解度小 如果加入乙醇后，晶体未能立刻析出，可以用玻璃棒摩擦试管壁，使晶体迅速析出，你知道原理是什么吗？ 通过摩擦，可在试管内壁产生微小的玻璃微晶来充当晶核，容易诱导结晶，这与加入晶种来加速结晶的原理是一样的。硫酸铜与氨水的反应铜氨配合物思考： 【实验 3-3】硫酸铜与氨水的反应AgCl + 2NH3 = Ag(NH3)2Cl AgCl(s) Ag+(aq) + Cl(aq) + 2NH3 Ag(NH3)2+氨水澄清 【实验 3-5】 氯化银与氨水的反应NaCl 溶液少量AgNO3 溶液AgCl 沉淀=生命体中超分子体系：叶绿体中的光系统I蛋白配合物在生命体中大

5、量存在，对生命活动具有重要意义。另外，配合物尖端技术、医药科学等有着广泛的应用。对生命活动、尖端技术等有着广泛的应用前景的还有超分子等物质【科技前沿展望】什么是超分子呢？二、超分子 两种或两种以上的分子（包括离子）通过分子间相互作用形成的分子聚集体。2. 超分子内部分子之间通过非共价键结合 1. 概念主要是静电作用、范德华力和氢键以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键3. 大小 有的是有限的 有的是无限伸展的二、超分子 4. 超分子特征 （1）分子识别 （2）自组装分子识别两种实例 “杯酚”分离 C60 和 C70 冠醚识别碱金属离子认识“杯酚”“杯酚”分离 C60 和 C70 （1）分子识

6、别“杯酚”“杯酚”分离 C60 和 C70 C60 C70（1）分子识别思考：如何分离 C70 和 C240呢？15-冠-5 12-冠-4C 原子：25 = 10 O 原子：5 10 + 5 = 15C 原子：24 = 8 O 原子：48 + 4 = 12思考：冠醚靠什么原子吸引阳离子？O 原子吸引阳离子。 认识冠醚冠醚识别碱金属离子（1）分子识别15-冠-5思考：碱金属离子或大或小，猜想冠醚是如何识别它们的？冠醚环的大小与金属离子匹配，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，因而成为有机反应中很好的催化剂。冠醚识别碱金属离子的应用冠醚冠醚空腔直径/pm适合的粒子（直径/pm） 15-冠-5

7、18-冠-6 21-冠-7 170220 260320 340430 Na+（204） 思考： K+ 直径为276 pm，应该选择哪种冠醚呢？ KMnO4水溶液对烯烃氧化效果差，在烯烃中加入冠醚时，冠醚通过与K+结合而将高锰酸根也带入烯烃中；而冠醚不与高锰酸根结合，使游离的高锰酸根反应活性很高，从而快速发生反应。实例分析：高锰酸钾氧化烯烃 “杯酚”与冠醚形成的超分子，虽然识别的分子、离子不同，但环状结构异曲同工，且尺寸可控。1987 年，诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰他们在超分子化学理论方面的开创性工作，这是人类在操控分子方面迈出的重要一步。超分子方面的诺贝尔奖4. 重要特征及其应用 细胞

8、和细胞器的双分子膜 （2）自组装细胞膜的两侧都是水溶液，水是极性分子，而构成膜的两性分子的头基是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团，头部会朝向水溶液一侧，从而实现自组装。 2020年，我国博士后王振元：潜心创新，成功开发出超分子生物催化技术，打破了国外巨头在化妆品高端原料市场的垄断地位。【工匠精神】 通过对超分子研究，人们可以模拟生物系统，复制出一些新材料，如：新催化剂、新药物、分子器件、生物传感器等功能材料。超分子的未来发展课堂小结：配合物 和 超分子应 用生产生活生命体可促进某些沉淀的溶解概 念作用力特征医药离子检验Cu(NH3)42+制备Fe(SCN)3制备Ag(NH3)2+制备

9、分子识别自组装冠醚识别碱金属离子“杯酚”分离 C60 和 C701下列过程与配合物的形成无关的是()A. 除去Fe粉中的SiO2可用强碱溶液B向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失C向Fe3溶液中加入KSCN溶液D向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失课堂练习2.向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象的说法中，正确的是（ ）A. 反应后溶液中没有沉淀，所以反应前后 Cu2+ 浓度不变B. 沉淀溶解后，将生成深蓝色的配离子Cu(NH3)42+C. 在 Cu(NH3)42+ 中，Cu2+ 给出孤对电子，NH3 提供空

10、轨道 D. 向反应后的溶液加入乙醇，溶液没有发生任何变化，因为 Cu(NH3)42+ 不与乙醇发生反应。课堂练习 3下列关于超分子的说法不正确的是() A超分子是两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体 B超分子都是无限伸展的 C冠醚是一种超分子，可以识别碱金属离子 D细胞和细胞器的双分子膜具有自组装特征课堂练习4已知冠醚15-冠-5空腔直径为170-220pm，Li+、Na+、K+、Rb+离子直径分别为152 pm、204 pm、276 pm、304 pm，下列适合冠醚15-冠-5识别的是( ) ALi+ BNa+ CK+ DRb+5利用分子间作用力形成超分子进行“分子识别”，实现分子分离，是超分子化学