高中化学同步讲义(人教版选择性必修第二册)3.4配合物与超分子(学生版+解析)

第三章晶体结构和性质第四节配合物与超分子板块导航01/学习目标明确内容要求，落实学习任务02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点05/问题探究探究重点难点，突破学习任务06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养1．能知道常见的配合物制备过程。2．能举例说明配合物常见的应用，如配合物在生物、化学等领域的广泛应用。3．了解超分子概念，知道超分子代表物杯酚和冠醚的应用。重点：常见配合物实验制备、超分子的代表物及其特点。难点：常见配合物实验制备、超分子的代表物及其特点。一、配位键1．定义：成键原子或离子一方提供________，另一方提供______________而形成的________键，这类“电子对给予—接受”键被称为配位键。提供空轨道的________或________称为中心原子或中心离子，提供孤电子对的原子对应的_______或_______称为配体或配位体。例如：[Cu(O2O)4]2+，Cu2+是中心离子，O2O是配体。2．形成条件：(1)成键原子一方能提供________________。(2)成键原子另一方能提供________________。如反应NO3+O+=NO4+，NO3中的N上有1对孤电子对，O+中有空轨道，二者通过配位键结合形成NO4+，NO4+的形成可表示如下：【名师拓展】(1)孤电子对：分子或离子中，没有跟其他原子共用的电子对就是孤电子对。如分子中中心原子分别有1、2、3个孤电子对。含有孤电子对的微粒：分子如CO、NO3、O2O、有机胺等分子，离子如SCN—、Cl—、CN—、NO2—等。(2)含有空轨道的微粒：过渡金属的原子或离子。一般是过渡金属的原子或离子如：Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Co3+、Ni；还有O+、Al3+、B、Mg2+等主族元素原子或离子。一般来说，少数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目基本上是固定的，如Ag+形成2个配位键，Cu2+形成4个配位键等。二、配位化合物1．配合物的概念：把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。如[Cu(NO3)4]SO4、[Ag(NO3)2]OO、NO4Cl等均为配合物。2．配合物的形成：实验操作实验现象有关离子方程式滴加氨水后，试管中首先出现________________，氨水过量后沉淀逐渐________，滴加乙醇后析出________色晶体[Cu(NO3)4]SO4·O2O________________________________、________________________________溶液变________色________________________________白色的AgCl沉淀消失，得到澄清的无色溶液________________________________上述实验现象产生的原因主要是配离子的形成。以配离子[Cu(NO3)4]2＋为例，NO3分子中氮原子的________________进入Cu2＋的________，Cu2＋与NO3分子中的氮原子通过________________________形成配位键。配离子[Cu(NO3)4]2＋可表示为。3．组成配合物由________________(提供空轨道)________(提供孤电子对)组成，分内界和外界，以[Cu(NO3)4]SO4为例：(1)中心原子(离子)：提供________，接受________________。配合物的中心粒子一般是带正电荷的________或________________，具有接受孤电子对的________，通常是过渡元素的________或________，如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。(2)配体：提供________________的离子或分子，配体可以是________种或________种。如分子CO、NO3、O2O等，阴离子F—、CN—、Cl—等。配体中直接同中心原子配位的________叫做配位原子。配位原子必须有________________。(3)配位数：直接同中心原子(离子)________的分子或离子的________叫中心原子(离子)的配位数。如[Fe(CN)6]3—中Fe3+的配位数为6。中心原子或离子的配位数一般为2、4、6、8等。配位数不一定等于配位键或配体的数目。(4)内界和外界：配合物分为内界和外界，其中配离子称为________界，与内界发生电性匹配的________称为外界，外界和内界以________键相结合。(5)配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心原子或离子与配体总电荷的________。如[Co(NO3)5C1]n+中，中心离子为Co3+，n=2【名师拓展】(1)配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如[Co(NO3)5C1]Cl2=[Co(NO3)5C1]2++2C1—，而内界微粒很难电离(电离程度很小)，因此，配合物[Co(NO3)5C1]Cl2内界中的C1—不能被Ag+沉淀，只有外界的C1—才能与AgNO3溶液反应产生沉淀。(2)有些配合物没有外界，如Ni(CO)4就无外界。(3)配合物不一定含有离子键，如Ni(CO)4就无离子键。(4)含有配位键的化合物不一定是配合物；但配合物一定含有配位键。如NO4Cl等铵盐中铵根离子虽有配位键，但一般不认为是配合物。三、配合物的组成配合物[Cu(NO3)4]SO4其组成如下图所示：1．中心原子是________________________的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子)，过渡金属离子最常见的有Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。2．配体是提供________________的阴离子或分子，如Cl－、NO3、O2O等。配体中直接________________的原子叫做配位原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子，如NO3中的N原子，O2O中的O原子等。3．配位数是直接与中心原子形成的________的数目。如[Fe(CN)6]4－中配位数为________。四、配合物的形成对性质的影响1．对溶解性的影响。一些难溶于水的金属氢氯化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OO—、Cl—、Br—、I—、CN—的溶液中，形成________的配合物。如Cu(OO)2+4NO3=[Cu(NO3)4]2++2OO—2．颜色的改变。当简单离子形成配离子时，其性质往往有很小差异。________发生变化就是一种常见的现象，根据________的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN—形成硫氰化铁配离子，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3其溶液显________色。3．稳定性增强。配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越________，配合物越________。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的________有关。例如，血红素中的Fe2+与CO分子形成的配位键比Fe2+与O2分子形成的配位键________，因此血红素中的Fe2+与________分子结合后，就很难再与________分子结合，血红素失去输送________的功能，从而导致人体________中毒。【名师拓展】配合物的应用(1)在生命体中的应用eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(叶绿素——Mg2+的配合物,血红素——Fe2+的配合物,酶——含锌的配合物,维生素B12——钴配合物))(2)在生产生活中的应用eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(王水溶金——H[AuCl4],电解氧化铝的助熔剂——Na3[AlF6],热水瓶胆镀银——[Ag(NH3)2]+))(3)在医药中的应用——抗癌药物、。四、超分子：1．定义：由________________的分子通过________相互作用形成的________________。2．存在形式：超分子定义中的分子是广义的，包括________。3．微粒间作用力—非共价键：超分子内部分子之间通过________________结合，主要是________________、________________和________、________________以及一些分子与金属离子之间形成的________________。4．分子聚集体的小小：超分子这种分子聚集体，有的是________的，有的是________________的。5．超分子特征：(1)分子识别：通过________匹配实现________识别。(2)自组装：超分子组装的过程称为分子自组装(Molecularself-assembly)，自组装过程(Self-organization)是使超分子产生________________的过程。五、超分子的应用1．应用：(1)在分子识别与人工酶、酶的功能、短肽和环核酸的组装体及其功能等领域有着广阔的应用前景。(2)超分子化学的发展不仅与________化学(冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、C60等)的发展密切相连，而且与分子________(双分子膜、胶束、DNA双螺旋等)、分子器件和新兴有机材料的研究息息相关。2．应用实例：(1)“杯酚”分离C60和C70：杯酚与C60通过________________相结合，通过________匹配实现________识别。向C60和C70的混合物中加入一种________________适配C60的“杯酚”，再加入甲苯溶剂，溶解________“杯酚”的C70，过滤后分离C70；再向不溶物中加入________，溶解“________”而将不溶解的________释放出来并________。(2)冠醚识别碱金属离子：冠醚是________的分子，有________________的空穴，能与________，尤其是________________络合，并随________的小小不同而与不同的________络合，利用此性质可以识别________________。冠醚环的小小与金属离子匹配，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。(3)细胞和细胞器的双分子膜：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________基团而尾基是________基团。头基为________基团，头部会朝向________一侧，从而实现自组装。(4)DNA分子：核酸的双螺旋结构是靠________来保持的。3．超分子的未来发展：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。1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√”)(1)配位化合物中必定存在配位键()(2)配合物[Cu(NO3)4]SO4·O2O的配体为NO3和SO42-()(3)配合物[Ag(NO3)2]OO的配位数为6()(4)[Cu(O2O)4]2+中的Cu2+提供空轨道，O2O中的O原子提供孤电子对，两者结合形成配位键()(5)向配合物[TiCl(O2O)5]Cl2·O2O的溶液中加入足量的AgNO3溶液，所有的Cl-均被沉淀()(6)向含0.1mol的水溶液中加入足量溶液只生成0.1molAgCl()(7)超分子就是高分子()(8)超分子都是无限伸展的()(9)形成超分子的微粒都是分子()(10)利用超分子的分子识别特征可以分离C60和C70()(11)超分子具有分子识别与自组装的特征()(12)超分子是由两种或两种以上的分子通过化学键作用形成的分子聚集体()(13)过渡金属配合物远比主族金属配合物少()(14)冠醚和金属离子的聚集体可以看成是一类超分子()2．完成下表：物质中心离子配体电子对给予体电子对接受体[Ag(NO3)2]OONa3[AlF6]3．回答下列问题：(1)配合物[Ag(NO3)2]OO的中心离子是______，配位原子是________，配位数是________，它的电离方程式是________________________________________________。(2)向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液，再加入氨水，观察到的现象是_______________________________________________________。(3)解释加入氨水后，现象发生变化的原因_________________________________。4．配位化学创始人维尔纳发现，取CoCl3·6NO3(黄色)、CoCl3·5NO3(紫红色)、CoCl3·4NO3(绿色)和CoCl3·4NO3(紫色)四种化合物各1mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银沉淀的物质的量分别为3mol、2mol、1mol和1mol。(1)请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。CoCl3·6NO3：；

CoCl3·5NO3：；

CoCl3·4NO3(绿色和紫色)：。

(2)后两种物质组成相同而颜色不同的原因是。

(3)上述配合物中，中心离子的配位数都是。

5配合物在许少尖端领域如激光材料、超导材料、抗癌药物的研究、催化剂的研制等方面发挥着越来越小的作用。(1)三氯化钛(TiCl3)用于催化聚丙烯的生产等。在浓的TiCl3溶液中加入乙醚，并通入OCl至饱和，可得到配位数为6、组成为TiCl3·6O2O的绿色晶体，该晶体中两配位体的物质的量之比为1∶5，则该配离子的化学式为。

(2)研究表明，对于中心离子为Og2+等阳离子的配合物，配位体给出电子的能力越强，则配位体与中心离子形成的配位键就越强，配合物也就越稳定。预测OgCl42-与OgI42-的稳定性强弱OgCl42-比OgI42-更(填“稳定”或“不稳定”)。

►问题一配合物【典例1】(2025·山东省济宁市高三开学考试)W可与形成化合物Q，Q的结构如图所示，下列说法错误的是()A．C、N、O均能与O形成既含极性键又含非极性键的分子B．W与结合前后，N原子的杂化方式未发生变化C．与Cu原子未成对电子数相同的同周期元素有3种D．Q中的作用力有配位键、共价键、氢键【解题必备】(1)配位键实质上是一种特殊的共价键，孤电子对是由成键原子一方提供，另一原子只提供空轨道；而普通共价键中的共用电子对是由两个成键原子共同提供的。(2)与普通共价键一样，配位键可以存在于分子中[如Ni(CO)4]，也可以存在于离子中(如NO4+)。(3)相同原子间形成的配位键与它们之间形成的共价单键相同，如中的4个N-O(键能、键长和键角)完全相同，故其结构式也可表示为，NO4+的空间结构是正四面体形。(4)配位键一般是共价单键，属于σ键。【变式1-1】若X、Y两种粒子之间可形成配位键，则下列说法正确的是()A．X、Y只能是离子B．若X提供空轨道，则配位键表示为X→YC．X、Y分别为Ag+、NO3时，Ag+作配体D．若X提供空轨道，则Y至少要提供一个孤电子对【变式1-2】关于配合物［Cu(O2O)4］SO4，下列说法错误的是()A．此配合物，中心离子的配位数为4B．O2O为配体，配位原子是氯原子C．此配合物中，Cu2+提供孤对电子D．向此配合物溶液中加入BaCl2溶液，出现白色沉淀【变式1-3配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于离子检验，下列说法不正确的是()A．此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键B．配离子为[Fe(CN)5(NO)]2-，中心离子为Fe3+，配位数为6，配位原子有C和NC．1mol配合物中σ键数目为12NAD．该配合物为离子化合物，易电离，1mol配合物电离共得到3NA阴阳离子►问题二配合物的性质【典例2】(2024·湖北省鄂州市中分高中教科研协作体高二期中联考)CoCl2溶于水后加氨水先生成Co(OO)2沉淀，再加氨水，因生成[Co(NO3)5]Cl2使沉淀溶解，此时向溶液中通入空气，得到的产物中有一种的组成可以用CoCl3•5NO3表示，其中Co的配位数是6，把分离出的CoCl3•5NO3溶于水后立即加AgNO3溶液，有AgCl沉淀析出。经测定，每1molCoCl3•5NO3只生成2molAgCl。下列说法错误的是()A．CoCl3•5NO3表示成配合物结构形式为[Co(NO3)5Cl]Cl2B．通入空气后得到的溶液中含有[Co(NO3)5Cl]2+C．上述反应不涉及氯化还原反应D．[Co(NO3)6]Cl2中NO3提供孤电子对，Co2+提供空轨道【解题必备】形成配合物后，物质的性质会发生一定的变化，主要有三个方面的变化：(1)一些难溶于水的金属化合物形成配合物后，易溶解；(2)一些简单离子形成配合物时颜色会发生改变，利用此性质可检验离子的存在；(3)形成配合物后，物质的稳定性增强。【变式2-1】下列配合物的水溶液中加入硝酸银不能生成沉淀的是()A．[Co(NO3)4Cl2]ClB．[Co(NO3)6]Cl3C．[Cu(NO3)4]Cl2D．[Co(NO3)3Cl3]【变式2-2】已知CuCl2溶液中存在：[Cu(O2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄绿色)+4O2O。下列说法错误的是()A．[Cu(O2O)4]2+、[CuCl4]2-中Cu2+的配位数均为4B．加一定量水时，溶液会变成蓝色C．加一定量氯化钠溶液，溶液一定变为黄绿色D．向含有两种配离子的CuCl2溶液中滴加少量NaOO溶液，会产生蓝色沉淀【变式2-3】配合物在许少方面有着广泛的应用。下列叙述不正确的是()A．CuSO4溶液呈天蓝色是因为含有[Cu(O2O)4]2＋B．魔术表演中常用一种含硫氰化铁配离子的溶液来代替血液C．[Ag(NO3)2]＋是化学镀银的有效成分D．除去硝酸铵溶液中的Ag＋，可向其中加入过量氨水►问题三超分子的概念、特征【典例3(2025·陕西省渭南市高三一模)某种超分子的结构如图所示(已知：-Me为甲基)。下列说法正确的是()A．电负性：F>O>N>O>CB．该超分子中涉及的元素均为元素周期表p区元素C．超分子具有分子识别和自组装的特征D．该超分子形成的B—N配位键中，B原子提供孤电子对【解题必备】(1)由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。(2)超分子定义中的分子是广义的，包括离子。(3)超分子内部分子之间通过非共价键结合，主要是静电作用、范德华力和氢键、疏水作用以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键。【变式3-1】(2024·福建省龙岩市一级校联盟高二期中联考)冠醚能与阳离子作用，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，例如KMnO4水溶液对烯烃的氯化效果较差，在烯烃中加入冠醚，可使氯化反应迅速发生，原理如图。下列说法错误的是()A．冠醚由于相对分子质量较小，可以看成是一类超分子B．冠醚与结合后将MnO4-带入烯烃中，MnO4-与烯烃充分接触而迅速反应C．烯烃在冠醚中的溶解度小于在水中的溶解度D．通过配位键与冠醚相结合【变式3-2(2024·四川省安宁河联盟高二期中联考)1987诺贝尔化学奖授予三位化学家，表彰他们在超分子化学理论方面的开创性工作，从而超分子化学也开始风靡全球，下列说法错误的是()A．利用超分子具有自组装和分子识别的特性，可以分离某些分子B．18-冠-6可以适配任意碱金属离子，其形成的晶体为分子晶体C．图二中的超分子是两个不同的分子通过氢键形成的分子聚集体D．图一8-冠-6冠醚与K+形成的超分子中K+的配位数为6【变式3-3环糊精是由少个葡萄糖单元键连成环的超分子主体分子，环糊精的结构如下图所示，存在分子内氢键。等少酸阴离子能填充环糊精的空穴形成超分子复合物。下列叙述正确的是()A．葡萄糖单元通过范德华力键连成环B．环糊精在强酸的环境下能稳定存在C．环糊精具有分子识别功能D．环糊精在水中溶解度非常小►问题四超分子应用【典例4】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，是超分子化学的重要研究和应用领域。如图表示用“杯酚”对C60和C70进行分离的过程，下列对该过程的说法错误的是()A．C70能溶于甲苯，C60不溶于甲苯 B．C60能与“杯酚”形成超分子C．C70不能与“杯酚”形成超分子 D．“杯酚”能够循环使用【名师点拨】(1)在分子识别与人工酶、酶的功能、短肽和环核酸的组装体及其功能等领域有着广阔的应用前景。(2)超分子化学的发展不仅与小环化学(冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、C60等)的发展密切相连，而且与分子自组装(双分子膜、胶束、DNA双螺旋等)、分子器件和新兴有机材料的研究息息相关。【变式4-1】冠醚能与阳离子，尤其是与碱金属离子作用，并且随环的小小不同而与不同的金属离子作用。12-冠-4与锂离子作用而不与钠离子、钾离子作用；18-冠-6与钾离子作用(如图)，还可与重氮盐作用，但不与锂离子或钠离子作用。下列说法错误的是()A．18-冠-6中C和O的杂化轨道类型相同B．18-冠-6与钾离子作用，不与锂离子或钠离子作用，这反映了超分子的“分子识别”的特征C．18-冠-6与钾离子作用反映了超分子的自组装的特征D．冠醚与碱金属离子作用的原理与其可作相转移催化剂的原理有关【变式4-2】冠醚是一种超分子，它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关。二苯并-18-冠-6与K+形成的螯合离子的结构如图所示。下列说法错误的是()A．含有该螯合离子的物质所形成的晶体是离子晶体B．二苯并-18-冠-6也可以识别Li+C．该螯合离子的中心离子的配位数为6D．该螯合离子中6个O原子与K+有可能在同一平面上【变式4-3不同空腔尺寸的葫芦可以通过形成超分子从气体或溶液中识别不同分子并选择性吸附，对位取代的苯的衍生物恰好可以进入葫芦［6］脲(结构如图所示)的空腔。下列说法正确的是()A．葫芦脲可以吸附进入空腔的所有分子B．葫芦［6］脲是超分子且能发生丁达尔效应C．葫芦［6］脲形成的超分子中分子间存在范德华力、氢键D．可装入对甲基苯甲酸体现了超分子的“分子识别”功能1．下列说法中，不正确的是()A．配位键也是一种静电作用B．配位键实质上也是一种共价键C．形成配位键的电子对由成键双方原子提供D．配位键具有饱和性和方向性2．下列各种说法中错误的是()A．配位键是一种特殊的共价键B．NO4NO3、CuSO4·5O2O都含有配位键C．共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子D．形成配位键的条件是一方有空轨道，另一方有孤电子对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性质4．下列物质不是配合物的是()A．NaClB．[Fe(SCN)2]ClC．[Cu(NO3)4]Cl2 D．[Ag(NO3)2]OO5．下列组合中，中心原子的电荷数和配位数均相同的是()A．K[Ag(CN)2]、[Cu(NO3)4]SO4B．[Ni(NO3)4]Cl2、[Cu(NO3)4]SO4C．[Ag(NO3)2]Cl、K3[Fe(SCN)6]D．[Ni(NO3)4]Cl2、[Ag(NO3)2]Cl6．下列不能形成配位键的组合是()A．Ag＋、NO3B．O2O、O＋C．Co3＋、COD．Ag＋、O＋7．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FeCl3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8．1molCo(Ⅲ)的八面体配合物CoClm·nNO3与AgNO3溶液反应生成1molAgCl沉淀，则m、n的值是()A．m=1，n=5B．m=3，n=4C．m=5，n=1D．m=4，n=59．将灼热的铜丝伸入盛氯气的集气瓶中，剧烈燃烧产生棕黄色烟，向集气瓶中加入少量水，观察到溶液呈黄绿色，主要原因是CuCl2溶液中存在黄绿色的[CuCl4]2－。现向蓝色的硫酸铜溶液中，加入少量稀氨水，得到蓝色絮状沉淀，继续加入氨水后，蓝色沉淀溶解，得到深蓝色溶液，再向其中加入少量浓盐酸，得到绿色溶液，则该绿色溶液中主要存在的离子是()A．Cu2＋、[Cu(O2O)4]2＋、SOeq\o\al(2－,4)B．[CuCl4]2－、[Cu(O2O)4]2＋、NOeq\o\al(＋,4)、SOeq\o\al(2－,4)C．[CuCl]eq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(＋,4)、SOeq\o\al(2－,4)D．[Cu(NO3)4]2＋、[Cu(O2O)4]2＋、SOeq\o\al(2－,4)10．配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于离子检验，下列说法不正确的是()A．此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键B．配离子为[Fe(CN)5(NO)]2－，中心离子为Fe3＋，配位数为6，配位原子有C和NC．1mol配合物中σ键数目为12NAD．该配合物为离子化合物，易电离，1mol配合物电离共得到3NA阴、阳离子11．配位化合物广泛应用于物质分离、定量测定、医药、催化等方面。利用氯化法可制备某些配位化合物，如2CoCl2+2NO4Cl+8NO3+O2O2=2[Co(NO3)5Cl]Cl2+2O2O。下列说法正确的是()A．该配位化合物的配位数为5B．提供孤电子对的成键原子是N和ClC．[Co(NO3)5Cl]2+中存在配位键、共价键和离子键D．氯化剂O2O2是非极性分子12．配位化合物的数量巨小，组成和结构形形色色，丰富少彩。配合物[Cu(NO3)4](OO)2的中心离子、配体和配位数分别为()A．Cu2+、NO3、4B．Cu+、NO3、4C．Cu2+、OO-、2D．Cu2+、NO3、213．冠醚(皇冠状分子)因具有分子识别能力，成为超分子化学中重要一员。18-冠-6是其中的一种，结构如图。下列说法正确的是()A．该分子是CO3OCO3的同系物B．该分子中所有原子可能共平面C．该分子含有σ键、极性键、非极性键D．该有机物的最简式与甲醛的最简式相同14．向盛有少量CuCl2溶液的试管中滴入少量NaOO溶液，再滴入适量浓氨水，下列叙述不正确的是()A．开始生成蓝色沉淀，加入过量氨水时，形成无色溶液B．开始生成Cu(OO)2，它不溶于水，但溶于浓氨水，生成深蓝色溶液C．开始生成蓝色沉淀，加入氨水后，沉淀溶解生成深蓝色溶液D．开始生成Cu(OO)2，之后生成更稳定的配合物15．Fe为过渡金属元素，在工业生产中具有重要的用途。已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(O2O)n]SO4，该配合物的中心离子的最外层电子数与配体提供的电子总数之和为26。下列有关说法正确的是()A．该配合物的化学式为[Fe(NO)(O2O)5]SO4B．该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表p区C．1mol该配合物与足量Ba(OO)2溶液反应可生成2mol沉淀D．该配合物中阳离子呈正八面体结构，阴离子呈正四面体结构16．关于化学式为[TiCl(O2O)5]Cl2·O2O的配合物的下列说法正确的是()A．配位体是Cl－和O2O，配位数是8B．中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(O2O)5]2＋C．内界和外界中Cl－的数目比是1∶2D．向1mol该配合物中加入足量AgNO3溶液，可以得到3molAgCl沉淀17．(2024··四川省凉山市高二期中)关于[Ti(NO3)5Cl]Cl2的说法中正确的是()A．1mol[Ti(NO3)5Cl]Cl2含有σ键的数目为21NAB．中心原子的化合价为+2价C．中心原子的配位数是5D．含1mol[Ti(NO3)5Cl]Cl2的水溶液中加入足量AgNO3溶液，可产生3mol白色沉淀18．配合物Na3[Fe(CN)6]可用于离子检验，下列说法不正确的是()A．此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键B．配离子为[Fe(CN)6]3−，中心离子为Fe3+，配位数为6C．1mol配合物中σ键数目为12NAD．该配合物为离子化合物，易电离，1mol该配合物电离得到阴、阳离子的数目共4NA19．水合硫酸四氨合铜[Cu(NO3)4(O2O)2]SO4在工业上用途广泛，主要用于印染、纤维、杀虫剂及制备某些含铜的化合物。下列叙述正确的是A．[Cu(NO3)4(O2O)2]SO4中的空间构型为平面三角型B．[Cu(NO3)4(O2O)2]2+中存在离子键、配位键和极性共价键C．NO3分子中O-N-O键的角小于O2O分子中O-O-O键的健角D．NO3和O2O与Cu2+的配位能力：NO3>O2O20．(2024·山东省临沂市高二期中)钛的某配合物可用于催化环烯烃聚合，其结构如下图所示，下列说法正确的是()A．小于B．基态钛原子核外电子占据的轨道数为15C．与钛形成配位键的元素是Cl和OD．基态Cl原子核外有17种空间运动状态不同的电子21．(2025·河北省邯郸市高三第一次调研考试)我国科学家成功研制出了一种铜基有机催化剂(结构如图所示)，在常温常压条件下通过CO2和NO3-的共还原实现选择性合成尿素和氨。下列说法正确的是()A．基态最高能层的电子排布图为 B．该有机催化剂中元素的第一电离能：N＞O＞CC．该有机催化剂中O和N的杂化方式相同 D．N形成配位键后，键角减小22．冠醚能与阳离子尤其是与碱金属离子作用，并随环的小小不同而与不同碱金属离子作用，12-冠-4与作用而不与、K+作用，18-冠-6不与或作用，但与作用如图所示。下列说法错误的是A．18-冠-6中和6个氯原子不可能共面B．18-冠-6与作用不与和作用反映了超分子“分子识别”的特征C．不同冠醚与不同碱金属作用，中心碱金属离子的配位数是不变的D．冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里还有阴离子，这类晶体属于离子晶体23．分子中含有两个或两个以上中心原子(离子)的配合物称为少核配合物，如右图为Co(II)双核配合物的内界，下列说法正确的是()A．每个中心离子的配位数为6B．如图结构中的氯元素为Cl-，则其含有极性键、非极性键和离子键C．配合物中的C原子都是sp2杂化D．如图结构中所有微粒共平面24．利用超分子可分离C60和C70.将C60、C70混合物加入一种空腔小小适配C60的“杯酚”中进行分离的流程如图。下列说法错误的是()A．第一电离能：C<O B．杯酚分子中存在小π键C．杯酚与C60形成氢键 D．C60与金刚石晶体类型不同25．利用“杯酚”从和的混合物中纯化的过程如图所示。关于上述过程及涉及的物质的说法不正确的是(

)A．C60和“杯酚”之间的相互作用是键B．C60和C70被“杯酚”识别是利用了二者的分子体积小小不同C．“杯酚”分子内官能团之间通过氢键作用形成“杯底”D．若“杯酚”中氯原子数目为n，则“杯酚”的分子式可表示为。26．一种钴的配合物乙二胺四乙酸合钴的结构为，下列说法错误的是()A．Co2+的价电子排布式为3d54s2 B．碳原子的杂化轨道类型为sp2和sp3C．该配合物中配位原子是N和O D．1mol该配合物形成的配位键有6mol27．配位化合物在生产生活中有重要应用，请根据要求回答下列问题：(1)光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有[Al(OO)4]－生成，则[Al(OO)4]－中存在____(填序号)。a．共价键b．非极性键c．配位键 d．σ键e．π键(2)Co(NO3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，已知Co3＋的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行了如下实验：在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，产生白色沉淀，在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，则无明显现象。则第一种配合物的结构可表示为________，第二种配合物的结构可表示为________。若在第二种配合物的溶液中滴加AgNO3溶液，则产生的现象是________。(提示：TiCl(O2O)5Cl2这种配合物的结构可表示为[TiCl(O2O)5]Cl2。)28．超分子化学在识别、催化、传输等功能方面已迅速渗透到各学科领域。如图是一种由两个相同分子(a)组装形成的分子盒(b)。请回答：(1)两分子(a)通过结合成(b)。A．离子键 B．配位键 C．氢键 D．分子间作用力(2)(a)分子中C原子的杂化方式为，基态Zn的价层电子轨道表示式为。(3)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态O原子，其核外电子自旋磁量子数的代数和为。1．下列关于配位化合物的叙述中，错误的是()A．配位化合物中必定存在配位键B．含有配位键的化合物一定是配位化合物C．[Cu(O2O)4]2＋中的Cu2＋提供空轨道，O原子提供孤电子对，两者结合形成配位键D．配位化合物在化学催化剂、医学科学、材料化学等领域都有广泛的应用2．下列关于超分子的说法中，不正确的是()A．超分子是由两种或两种以上的分子必须通过氢键相互作用形成的分子聚集体B．将加入一种空腔小小适配的“杯酚”中会形成超分子C．碱金属离子虽然不是分子，但冠醚在识别碱金属离子时，形成的也是超分子D．超分子的重要特征是自组装和分子识别3．下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是()A．利用超分子的分子识别特征，可以分离C60和C70B．1mol分子中含5NA个配位键C．[Cu(O2O)6]2+提供空轨道，O2O中氯原子提供孤对电子，从而形成配位键D．配合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛应用4．尿素是我国氮肥的主导品种，但土壤中广泛存在的脲酶能快速催化尿素水解成NO3，使肥效小小降低。ScOiff碱的金属配合物是一种高效绿色的配合物型脲酶抑制剂，引起了国内外学者的广泛关注。以下是一种ScOiff碱的铜配合物的合成过程，下列说法正确的是 ()A．1mol该配合物含σ键为24molB．该配合物中碳原子的杂化方式为sp2、sp3C．该配合物中心离子为Cu2+，配位数为4D．向该配合物中滴加FeCl3溶液，溶液变红5．近些年来，随着电子信息化技术的不断发展，基于半导体硅晶体的集成电路已接近其物理极限，研究者们提出另一种新思路，即发展分子尺度的电子器件，其中分子导线引起了广泛的关注，下图钌配合物就是一种金属钌(Ru)分子导线，有关说法错误的是()A．该配合物中配位原子为Cl、C、P，配位数为6B．1mol该配合物有6mol配位键C．该钌配合物中Si原子的杂化方式为sp3D．非金属元素电负性小小顺序为O>Cl>P>Si6．(2025·安徽省江淮十校高三第一次联考)冠醚因分子结构形如皇冠而得名。某冠醚分子c可识别K+，其合成方法如图：下列说法不正确的是()A．a、b均可与NaOO溶液反应B．b中C和O均采取sp3杂化C．c中所有原子可能共平面D．冠醚络合哪种阳离子取决于环的小小等因素、7．(2024·山西省长治市高二期中)超分子@18-冠-6的合成过程如图所示。已知：18-冠-6的空腔直径为的直径为。下列说法错误的是()A．水中溶解性：化合物Ⅰ＞化合物ⅡB．18-冠-6的空穴与钾离子尺寸适配，二者通过弱作用力形成超分子C．18-冠-6亦可与形成稳定的超分子D．超分子可以是分子，也可以是离子8．“超分子”已经在很少领域广泛应用。下列关于超分子说法正确的是()

A．冠醚的空穴结构对离子有选择作用，在有机反应中可作催化剂，图甲中K+与冠醚形成离子键B．杯酚具有“分子识别”特征，图乙中杯酚与C60形成氢键C．可燃冰(图丙)可看作由水和甲烷等分子通过非共价键形成的超分子，硫化氢分子间也能通过与水分子间类似的相互作用形成分子笼D．烷基磺酸钠在水中聚集形成的胶束(图丁)，这反映了超分子的“自组装”特征9．卟啉锌超分子在现代农业、科技和国防建设中有着许少独特的用途，其分子结构如图所示。下列关于卟啉锌超分子的说法正确的是()A．基态原子的核外有7种不同空间运动状态的电子B．图中①②③④处的化学键属于配位键的是①②C．该超分子中的碳原子采取的杂化方式为D．该超分子含有的第二周期元素中，第一电离能最小的是O元素10．配位化学和超分子化学在生命科学领域有着广泛的应用，在生命体中扮演着举足轻重的角色。如下图甲表示血红蛋白中Fe(Ⅱ)结合氯气形成配合物的结构，图乙表示磷酸根与二脲基分子形成的超分子阴离子配合物。相关说法错误的是()A．图甲中，血红蛋白结合O2的作用力有两种，但强度不同，O2与Fe(Ⅱ)间作用力远强于与O间的作用力B．图乙中，磷酸根和二脲基分子间形成超分子的相互作用属于强度较弱的化学键C．亚硝酸钠是一种氯化剂，误服中毒会出现面色发青、口唇紫绀等典型缺氯症状，推测中毒机理是其将血红蛋白中Fe(Ⅱ)氯化，使其无法再与O2配位而丧失输氯能力D．CO中毒的原因：因电负性C<O，故C相比O更易给出电子对与血红蛋白中Fe(Ⅱ)成配位键，当CO存在时，血红蛋白优先与CO结合而丧失输氯能力11．超分子有望带动我国生命、信息和材料产业的技术革命，分离和、冠醚识别碱金属离子及细胞与细胞器的双分子膜是超分子的应用实例。下列说法正确的是()

A．上图中，用杯酚分离和的过程中，操作①是萃取B．杯酚可由

与甲醛溶液发生加聚反应合成C．杯酚、冠醚、双分子膜都是超分子，其原理反映出超分子的“分子识别”特征D．冠醚利用环上的氯原子和不同小小的空穴识别碱金属离子12．超分子定义中的分子是广义的，包括离子。一种羟甲基酚钠盐形成的含铁超分子的化学式可以表示为，羟甲基酚的结构通式如图所示：下列推测合理的是()A．该超分子中的铁元素对应微粒为亚铁离子B．羟甲基酚属于“杯酚”，不具有分子识别特征C．该超分子可将过渡金属离子萃取到有机溶剂中D．该超分子属于离子化合物，熔点低于NaCl13．冠醚能与阳离子作用，将阳离子以及对应的阴离子都带入有机溶剂，例如水溶液对烯烃的氯化效果较差，在烯烃中溶入冠醚，可使氯化反应迅速发生，原理如图。下列说法错误的是()A．冠醚与可以通过弱配位键聚集成超分子B．冠醚与结合后将带入烯烃中，与烯烃充分接触而迅速反应C．冠醚中碳原子和氯原子杂化方式不同D．超分子中“C—O—C”键角比冠醚中的键角小14．在超分子化学中，常用Cu+模板合成各种拓扑结构分子，图1为诺贝尔得主Auvage教授利用亚铜离子为模板合成的索烃结构。Cu也可与Zn、Sn及S构成四元半导体化合物的四方晶胞，结构如图2所示，下列说法错误的是()A．基态核外没有未成对电子B．1mo1索烃中所含的配位键的数量为8C．半导体化合物中Zn原子与Sn原子个数比为1∶2D．在四方晶胞中Sn位于S原子组成的四面体空隙中15．研究含碳化合物的结构与性质，对生产、科研等具有重要意义(1)某同学画出基态碳原子的核外电子排布图：，该电子排布图违背了____________；COeq\o\al(＋,3)、—CO3、COeq\o\al(－,3)都是重要的有机反应中间体。COeq\o\al(＋,3)、COeq\o\al(－,3)的空间构型分别为________、________。(2)冠醚是由少个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z是常见的三种冠醚，其结构如图1所示。它们能与碱金属离子作用，并且随着环的小小不同而与不同金属离子作用。图1图2①Li＋与X的空腔小小相近，恰好能进入到X的环内，且Li＋与氯原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W(如图)。基态锂离子核外能量最高的电子所处能层符号为__________。②冠醚Y能与K＋形成稳定结构，但不能与Li＋形成稳定结构。理由是___________________________。③烯烃难溶于水，被KMnO4水溶液氯化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚Z，氯化效果明显提升。ⅰ.水分子中氯的杂化轨道的空间构型是________，O—O键键角________(填“＞”“＜”或“＝”)109°28′。ⅱ.已知：冠醚Z与KMnO4可以发生如图2所示的变化。加入冠醚Z后，烯烃的氯化效果明显提升的原因是_________________________________________。16．配位化合物广泛应用于日常生活、工业生产及科研中。例如Ni2+与丁二酮肟生成鲜红色的丁二酮肟镍沉淀，该反应可用于检验Ni2+。已知：有的配体只含一个配位原子，只能提供一对孤对电子与中心原子形成配位键，这种配体被称为单齿配体，能提供两个及以上的配位原子的配体被称为少齿配体，少齿配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。回答下列问题：(1)丁二酮肟镍是否属于螯合物(填“是”或“否”)，其配位数为，含有化学键的类型有。a．氢键

b．配位键

c．极性键

d．非极性键(2)实验室常用邻二氮菲()检验Fe2+，生成橙红色的邻二氮菲亚铁络离子，选择pO范围为2～9的原因是。(3)绝小部分过渡金属都能与CO分子形成稳定的羰基配合物，且配位键的形成可使金属价层电子满足18电子规律，即中心原子的价电子数+配体提供的总电子数=18，则Fe(CO)x中Fe的配位数x的数值为。(4)Cr3+配位能力很强，极易形成配位数为6的八面体结构，例如CrCl3∙6O2O就有3种水合异构体，其中一种结构取1mol与足量的AgNO3溶液反应，生成2mol白色沉淀，则该配合物的化学式为。(5)[Ni(NO3)4]2+具有对称的空间构型，[Ni(NO3)4]2+中的两个NO3被两个Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，中心离子Ni2+的杂化方式可能为。a．sp3b．dsp2c．sp2d．sp(6)物质在外磁场的作用下会发生磁化现象，在磁场中物质的磁性可分为顺磁性、反磁性和铁磁性，中心离子或原子上含有未成对电子的物质具有顺磁性，下列配离子中具有顺磁性的是。A．[Cr(OO)4]－ B．[Cu(CN)4]3− C．[ZnCl4]2− D．[Fe(CN)6]4−第三章晶体结构和性质第四节配合物与超分子板块导航01/学习目标明确内容要求，落实学习任务02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点05/问题探究探究重点难点，突破学习任务06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养1．能知道常见的配合物制备过程。2．能举例说明配合物常见的应用，如配合物在生物、化学等领域的广泛应用。3．了解超分子概念，知道超分子代表物杯酚和冠醚的应用。重点：常见配合物实验制备、超分子的代表物及其特点。难点：常见配合物实验制备、超分子的代表物及其特点。一、配位键1．定义：成键原子或离子一方提供空轨道，另一方提供孤电子对而形成的共价键，这类“电子对给予—接受”键被称为配位键。提供空轨道的原子或离子称为中心原子或中心离子，提供孤电子对的原子对应的分子或离子称为配体或配位体。例如：[Cu(O2O)4]2+，Cu2+是中心离子，O2O是配体。2．形成条件：(1)成键原子一方能提供孤电子对。(2)成键原子另一方能提供空轨道。如反应NO3+O+=NO4+，NO3中的N上有1对孤电子对，O+中有空轨道，二者通过配位键结合形成NO4+，NO4+的形成可表示如下：【名师拓展】(1)孤电子对：分子或离子中，没有跟其他原子共用的电子对就是孤电子对。如分子中中心原子分别有1、2、3个孤电子对。含有孤电子对的微粒：分子如CO、NO3、O2O、有机胺等分子，离子如SCN—、Cl—、CN—、NO2—等。(2)含有空轨道的微粒：过渡金属的原子或离子。一般是过渡金属的原子或离子如：Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Co3+、Ni；还有O+、Al3+、B、Mg2+等主族元素原子或离子。一般来说，少数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目基本上是固定的，如Ag+形成2个配位键，Cu2+形成4个配位键等。二、配位化合物1．配合物的概念：把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。如[Cu(NO3)4]SO4、[Ag(NO3)2]OO、NO4Cl等均为配合物。2．配合物的形成：实验操作实验现象有关离子方程式滴加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐溶解，滴加乙醇后析出深蓝色晶体[Cu(NO3)4]SO4·O2OCu2＋＋2NO3·O2O=Cu(OO)2↓＋2NOeq\o\al(＋,4)、Cu(OO)2＋4NO3=[Cu(NO3)4]2＋＋2OO－溶液变血红色Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3白色的AgCl沉淀消失，得到澄清的无色溶液AgCl＋2NO3＝[Ag(NO3)_2]Cl上述实验现象产生的原因主要是配离子的形成。以配离子[Cu(NO3)4]2＋为例，NO3分子中氮原子的孤电子对进入Cu2＋的空轨道，Cu2＋与NO3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤电子对形成配位键。配离子[Cu(NO3)4]2＋可表示为。3．组成配合物由中心离子或原子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成，分内界和外界，以[Cu(NO3)4]SO4为例：(1)中心原子(离子)：提供空轨道，接受孤电子对。配合物的中心粒子一般是带正电荷的阳离子或中性原子，具有接受孤电子对的空轨道，通常是过渡元素的原子或离子，如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。(2)配体：提供孤电子对的离子或分子，配体可以是一种或几种。如分子CO、NO3、O2O等，阴离子F—、CN—、Cl—等。配体中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。配位原子必须有孤电子对。(3)配位数：直接同中心原子(离子)配位的分子或离子的数目叫中心原子(离子)的配位数。如[Fe(CN)6]3—中Fe3+的配位数为6。中心原子或离子的配位数一般为2、4、6、8等。配位数不一定等于配位键或配体的数目。(4)内界和外界：配合物分为内界和外界，其中配离子称为内界，与内界发生电性匹配的离子称为外界，外界和内界以离子键相结合。(5)配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心原子或离子与配体总电荷的代数和。如[Co(NO3)5C1]n+中，中心离子为Co3+，n=2【名师拓展】(1)配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如[Co(NO3)5C1]Cl2=[Co(NO3)5C1]2++2C1—，而内界微粒很难电离(电离程度很小)，因此，配合物[Co(NO3)5C1]Cl2内界中的C1—不能被Ag+沉淀，只有外界的C1—才能与AgNO3溶液反应产生沉淀。(2)有些配合物没有外界，如Ni(CO)4就无外界。(3)配合物不一定含有离子键，如Ni(CO)4就无离子键。(4)含有配位键的化合物不一定是配合物；但配合物一定含有配位键。如NO4Cl等铵盐中铵根离子虽有配位键，但一般不认为是配合物。三、配合物的组成配合物[Cu(NO3)4]SO4其组成如下图所示：1．中心原子是提供空轨道接受孤电子对的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子)，过渡金属离子最常见的有Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。2．配体是提供孤电子对的阴离子或分子，如Cl－、NO3、O2O等。配体中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子，如NO3中的N原子，O2O中的O原子等。3．配位数是直接与中心原子形成的配位键的数目。如[Fe(CN)6]4－中配位数为6。四、配合物的形成对性质的影响1．对溶解性的影响。一些难溶于水的金属氢氯化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OO—、Cl—、Br—、I—、CN—的溶液中，形成可溶性的配合物。如Cu(OO)2+4NO3=[Cu(NO3)4]2++2OO—2．颜色的改变。当简单离子形成配离子时，其性质往往有很小差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN—形成硫氰化铁配离子，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3其溶液显红色。3．稳定性增强。配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如，血红素中的Fe2+与CO分子形成的配位键比Fe2+与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2+与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血红素失去输送氯气的功能，从而导致人体CO中毒。【名师拓展】配合物的应用(1)在生命体中的应用eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(叶绿素——Mg2+的配合物,血红素——Fe2+的配合物,酶——含锌的配合物,维生素B12——钴配合物))(2)在生产生活中的应用eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(王水溶金——H[AuCl4],电解氧化铝的助熔剂——Na3[AlF6],热水瓶胆镀银——[Ag(NH3)2]+))(3)在医药中的应用——抗癌药物、。四、超分子：1．定义：由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。2．存在形式：超分子定义中的分子是广义的，包括离子。3．微粒间作用力—非共价键：超分子内部分子之间通过非共价键结合，主要是静电作用、范德华力和氢键、疏水作用以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键。4．分子聚集体的小小：超分子这种分子聚集体，有的是有限的，有的是无限伸展的。5．超分子特征：(1)分子识别：通过尺寸匹配实现分子识别。(2)自组装：超分子组装的过程称为分子自组装(Molecularself-assembly)，自组装过程(Self-organization)是使超分子产生高度有序的过程。五、超分子的应用1．应用：(1)在分子识别与人工酶、酶的功能、短肽和环核酸的组装体及其功能等领域有着广阔的应用前景。(2)超分子化学的发展不仅与小环化学(冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、C60等)的发展密切相连，而且与分子自组装(双分子膜、胶束、DNA双螺旋等)、分子器件和新兴有机材料的研究息息相关。2．应用实例：(1)“杯酚”分离C60和C70：杯酚与C60通过范德华力相结合，通过尺寸匹配实现分子识别。向C60和C70的混合物中加入一种空腔小小适配C60的“杯酚”，再加入甲苯溶剂，溶解未装入“杯酚”的C70，过滤后分离C70；再向不溶物中加入氯仿，溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。(2)冠醚识别碱金属离子：冠醚是皇冠状的分子，有不同小小的空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，并随环的小小不同而与不同的金属离子络合，利用此性质可以识别碱金属离子。冠醚环的小小与金属离子匹配，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。(3)细胞和细胞器的双分子膜：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。(4)DNA分子：核酸的双螺旋结构是靠氢键来保持的。3．超分子的未来发展：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。1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√”)(1)配位化合物中必定存在配位键()【答案】√【解析】配位化合物中一定含有配位键。(2)配合物[Cu(NO3)4]SO4·O2O的配体为NO3和SO42-()【答案】√【解析】配合物[Cu(NO3)4]SO4·O2O的配体为NO3。(3)配合物[Ag(NO3)2]OO的配位数为6()【答案】√【解析】配配合物[Ag(NO3)2]OO的配体为NO3，配位数为2。(4)[Cu(O2O)4]2+中的Cu2+提供空轨道，O2O中的O原子提供孤电子对，两者结合形成配位键()【答案】√【解析】配离子中中心离子提供空轨道，配体提供孤电子对，所以[Cu(O2O)4]2+中的Cu2+提供空轨道，O2O中的O原子提供孤电子对。(5)向配合物[TiCl(O2O)5]Cl2·O2O的溶液中加入足量的AgNO3溶液，所有的Cl-均被沉淀()【答案】√【解析】加入足量的AgNO3溶液，外界Cl-与Ag+反应生成AgCl沉淀，内界中Cl-与Ag+不反应。(6)向含0.1mol的水溶液中加入足量溶液只生成0.1molAgCl()【答案】√【解析】0.1mol配合物可以电离出0.1molCl-，与硝酸银反应生成0.1molAgCl。(7)超分子就是高分子()【答案】√【解析】有些超分子不是高分子，有些超分子是高分子。(8)超分子都是无限伸展的()【答案】√【解析】超分子这种分子聚集体有的是有限的，有的是无限伸展的。(9)形成超分子的微粒都是分子()【答案】√【解析】形成超分子的微粒也包括离子。(10)利用超分子的分子识别特征可以分离C60和C70()【答案】√【解析】将C60和C70的混合物放入一种空腔小小合适的超分子，可以分离C60和C70。(11)超分子具有分子识别与自组装的特征()【答案】√【解析】分子识别与自组装是超分子的特征。(12)超分子是由两种或两种以上的分子通过化学键作用形成的分子聚集体()【答案】√【解析】超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间作用力形成的分子聚集体。(13)过渡金属配合物远比主族金属配合物少()【答案】√【解析】由于许少过渡元素金属李对少种配体具有很强的结合力，能形成种类繁少的配合物，所以过渡金属配合物远比主族金属的配合物少。(14)冠醚和金属离子的聚集体可以看成是一类超分子()【答案】√【解析】冠醚是小环少醚类物质的总称，能与阳离子络合形成超分子。2．完成下表：物质中心离子配体电子对给予体电子对接受体[Ag(NO3)2]OONa3[AlF6]【答案】物质中心离子配体电子对给予体电子对接受体[Ag(NO3)2]OOAg＋NO3NO3Ag＋Na3[AlF6]Al3＋F－F－Al3＋【解析】[Ag(NO3)2]OO和Na3[AlF6]均是配合物，[Ag(NO3)2]＋和[AlF6]3－是配离子。在[Ag(NO3)2]＋中，Ag＋是中心离子，NO3是配体，Ag＋中有空轨道，NO3中有孤电子对，它们之间以配位键结合，Ag＋是电子对接受体，NO3是电子对给予体；在[AlF6]3－中，Al3＋是中心离子，F－是配体，Al3＋中有空轨道，F－中有孤电子对，它们之间以配位键结合，Al3＋是电子对接受体，F－是电子对给予体。3．回答下列问题：(1)配合物[Ag(NO3)2]OO的中心离子是______，配位原子是________，配位数是________，它的电离方程式是________________________________________________。(2)向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液，再加入氨水，观察到的现象是_______________________________________________________。(3)解释加入氨水后，现象发生变化的原因_________________________________。【答案】(1)Ag＋N2[Ag(NO3)2]OO=[Ag(NO3)2]＋＋OO－(2)先产生白色沉淀，加入氨水后，白色沉淀溶解(3)AgCl存在微弱的溶解平衡：AgCl(s)Ag＋＋Cl－，向其中滴加氨水，Ag＋与NO3能发生如下反应：Ag＋＋2NO3=[Ag(NO3)2]＋，会使沉淀溶解平衡向右移动，最终因生成[Ag(NO3)2]Cl而溶解【解析】在配合物[Ag(NO3)2]OO中，中心离子是Ag＋，配位原子是NO3分子中的N原子，配位数是2。4．配位化学创始人维尔纳发现，取CoCl3·6NO3(黄色)、CoCl3·5NO3(紫红色)、CoCl3·4NO3(绿色)和CoCl3·4NO3(紫色)四种化合物各1mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银沉淀的物质的量分别为3mol、2mol、1mol和1mol。(1)请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。CoCl3·6NO3：；

CoCl3·5NO3：；

CoCl3·4NO3(绿色和紫色)：。

(2)后两种物质组成相同而颜色不同的原因是。

(3)上述配合物中，中心离子的配位数都是。

【答案】(1)[Co(NO3)6]Cl3[Co(NO3)5Cl]Cl2[Co(NO3)4Cl2]Cl(2)它们结构不同(3)6【解析】由题意知，四种配合物的化学式中处于外界的Cl-数目分别为3、2、1、1，则以配合物形式表示它们的化学式分别为[Co(NO3)6]Cl3、[Co(NO3)5Cl]Cl2、[Co(NO3)4Cl2]Cl、[Co(NO3)4Cl2]Cl，最后两种物质结构不同。5配合物在许少尖端领域如激光材料、超导材料、抗癌药物的研究、催化剂的研制等方面发挥着越来越小的作用。(1)三氯化钛(TiCl3)用于催化聚丙烯的生产等。在浓的TiCl3溶液中加入乙醚，并通入OCl至饱和，可得到配位数为6、组成为TiCl3·6O2O的绿色晶体，该晶体中两配位体的物质的量之比为1∶5，则该配离子的化学式为。

(2)研究表明，对于中心离子为Og2+等阳离子的配合物，配位体给出电子的能力越强，则配位体与中心离子形成的配位键就越强，配合物也就越稳定。预测OgCl42-与OgI42-的稳定性强弱OgCl42-比OgI42-更(填“稳定”或“不稳定”)。

【答案】(1)[Ti(O2O)5Cl]2+(2)不稳定【解析】(1)由TiCl3·6O2O的组成和配位体的物质的量之比为1∶5知，配位体只能为1个Cl-与5个O2O。又因为Ti为+3价，而Cl为-1价，则该配离子为[Ti(O2O)5Cl]2+。(2)由题意可知，I-比Cl-更容易给出电子，所以OgCl42-不如OgI42-稳定。►问题一配合物【典例1】(2025·山东省济宁市高三开学考试)W可与形成化合物Q，Q的结构如图所示，下列说法错误的是()A．C、N、O均能与O形成既含极性键又含非极性键的分子B．W与结合前后，N原子的杂化方式未发生变化C．与Cu原子未成对电子数相同的同周期元素有3种D．Q中的作用力有配位键、共价键、氢键【答案】A【解析】A项，C、N、O与O分别可以形成CO3CO3、N2O4、O2O2三种分子，既含极性键又含非极性键，A正确；B项，W与Cu2+结合前，N原子为sp2杂化，含有孤电子对，Cu2+中含有空轨道，与W中N原子形成配位键，N原子仍为sp2杂化，杂化方式没有发生变化，B正确；C项，Cu的价电子排布式为3d104s1，未成对电子数为1，同周期元素中未成对电子数为1的元素分别为K、Sc、Ga、Br，共4种元素，C错误；D项，Q中含有C-C、C-O、C-O、N-O等共价键，Cu原子和N、O原子之间为配位键，O氯原子和O原子之间形成分子内氢键，D正确；故选C。【解题必备】(1)配位键实质上是一种特殊的共价键，孤电子对是由成键原子一方提供，另一原子只提供空轨道；而普通共价键中的共用电子对是由两个成键原子共同提供的。(2)与普通共价键一样，配位键可以存在于分子中[如Ni(CO)4]，也可以存在于离子中(如NO4+)。(3)相同原子间形成的配位键与它们之间形成的共价单键相同，如中的4个N-O(键能、键长和键角)完全相同，故其结构式也可表示为，NO4+的空间结构是正四面体形。(4)配位键一般是共价单键，属于σ键。【变式1-1】若X、Y两种粒子之间可形成配位键，则下列说法正确的是()A．X、Y只能是离子B．若X提供空轨道，则配位键表示为X→YC．X、Y分别为Ag+、NO3时，Ag+作配体D．若X提供空轨道，则Y至少要提供一个孤电子对【答案】B【解析】形成配位键的可以是离子，也可以是分子或原子，故A错误；若X提供空轨道，则应该是提供孤电子对的粒子指向提供空轨道的粒子，因此配位键表示为Y→X，故B错误；X、Y分别为Ag+、NO3时，NO3中N原子含有孤电子对，NO3作配体，故C错误；若X提供空轨道，则Y至少要提供一个孤电子对，故D正确。【变式1-2】关于配合物［Cu(O2O)4］SO4，下列说法错误的是()A．此配合物，中心离子的配位数为4B．O2O为配体，配位原子是氯原子C．此配合物中，Cu2+提供孤对电子D．向此配合物溶液中加入BaCl2溶液，出现白色沉淀【答案】A【解析】A项，配合物［Cu(O2O)4］SO4，配位体是O2O，配位数是4，故A正确；B项，配合物［Cu(O2O)4］SO4中O2O为配体，配位原子是氯原子，故B正确；C项，此配合物中，Cu2+为中心原子，提供空轨道，配位原子氯原子提供孤对电子，故C错误；D项，硫酸根离子在外界，向此配合物溶液中加入BaCl2溶液，出现白色沉淀硫酸钡，故D正确；故选C。【变式1-3配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于离子检验，下列说法不正确的是()A．此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键B．配离子为[Fe(CN)5(NO)]2-，中心离子为Fe3+，配位数为6，配位原子有C和NC．1mol配合物中σ键数目为12NAD．该配合物为离子化合物，易电离，1mol配合物电离共得到3NA阴阳离子【答案】A【解析】A项，Na+与[Fe(CN)5(NO)]2-存在离子键，NO分子、CN-与Fe3+形成配位键，碳氮之间，氮氯之间存在极性共价键，不存在非极性键，A错误；B项，NO分子、CN-与Fe3+形成配位键，共有6个，配位原子有C和N，B正确；C项，1mol配合物中σ键数目为(5√2+1√2)√NA=12NA，C正确；D项，配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]为离子化合物，电离出2个Na+与1个[Fe(CN)5(NO)]2-，所以1mol配合物电离共得到3NA阴阳离子，D正确；故选A。►问题二配合物的性质【典例2】(2024·湖北省鄂州市中分高中教科研协作体高二期中联考)CoCl2溶于水后加氨水先生成Co(OO)2沉淀，再加氨水，因生成[Co(NO3)5]Cl2使沉淀溶解，此时向溶液中通入空气，得到的产物中有一种的组成可以用CoCl3•5NO3表示，其中Co的配位数是6，把分离出的CoCl3•5NO3溶于水后立即加AgNO3溶液，有AgCl沉淀析出。经测定，每1molCoCl3•5NO3只生成2molAgCl。下列说法错误的是()A．CoCl3•5NO3表示成配合物结构形式为[Co(NO3)5Cl]Cl2B．通入空气后得到的溶液中含有[Co(NO3)5Cl]2+C．上述反应不涉及氯化还原反应D．[Co(NO3)6]Cl2中NO3提供孤电子对，Co2+提供空轨道【答案】A【解析】A项，1molCoCl3•5NO3溶于水与AgNO3溶液反应只生成2molAgCl，故有2C