2.3 配位化合物和超分子（教学课件）-2025-2026学年高中化学选择性必修2（沪科版）

沪科版选择性必修2

第2章分子结构与性质2.3配位化合物和超分子知识导航①

配位键和配位化合物②

生产、生活中的配位化合物③

超分子和超分子化学1.知道配位键及其特点；2.认识简单配位化合物的组成；知道简单配位化合物的空间结构；3.了解配位化合物的应用。

(4.了解超分子化学的特点。明

·

学习目标引

·新课导入复杂化合物的由来

Complex

Compound组成为CoCl₃·6NH₃

的化合物第一次制备出时，人们认为它是由两个简单

化合物(CoCl₃

和NH₃)形成的一种新类型的化合物。令化学家迷惑不解：既然简单

化合物中的原子都已满足了各自的化合价，是什么驱动力促使它们之间形成新的

一类化合物?由于人们不了解成键作用的本质，故将其称之为“复杂化合物”。维尔纳配位学说的建立

Werner1893年维尔纳(Werner

A)教授对这类化合物本性提出了天才见解，被后人称为维尔纳配位学说。维尔纳获得1913年诺贝尔化学奖。写出NH₃

的电子式思考：依据反应

NH₃+H+=NH₄+,

从成键角度讨论NH₃是如何与H+

形成NH₄+

的

?H

HH+:N:H

—→

[H←NH]H

H配位键和配位化合物配位键HH:

N:H探

·

知识奥秘图2-3-5

铵离子形成示意图一方提供孤电子对，

一方提供空轨道形成的化学键，即“电子对给予

-

接受”键称为配位键。配位键是一种特殊的共价键。探

·

知识奥秘思

考

：NH₃

已经达到共价键的饱和性，它又如何与H+结合形成NH₄+?配位键和配位化合物配位键HH:N:

H十(1)概念：由一个原子单方面提供孤电子对，而另一个原子提供空轨道而形成的化学键，即“电子对给予—接受”键。(2)表示方法

A→B提供孤电子对的分子或离子

接受孤电子对的原子或金属离子[Cu(H₂O)4]²+

[Cu(NH₃)4]²+NH₄H配位键配位键和配位化合物探

·

知识奥秘配位化合物的形成实验探究1.取2支试管，分别加入1mL

0.1mol

·L-1

CuSO₄

溶液，然后向溶液中滴加2mL0.1mol·L-¹NaOH

溶液，生成Cu(OH)₂沉淀。向一支试管中再滴加2mL0.1mol·L-¹NaOH溶液，观察试管内沉淀是否发生变化。向另一支试管中滴加2mL6mol

·L-1

氨水，观察试管内沉

淀是否发生变化。记录实验现象。2

.取1支试管，加入1mL

0.1mol-L-¹AgNO₃溶液，然后向溶液中滴加1mL0.1mol·L-1NaCl

溶液，生成白色的AgCl

沉淀。再向试管中滴加2mL6mol·L-1

氨水，观察试管内沉淀

是否发生变化。记录实验现象。配位键和配位化合物探

·

知识奥秘实验过程现象记录现象分析Cu(OH)₂沉淀中滴加过量

NaOH稀溶液无明显变化。Cu(OH)₂不溶于NaOH稀溶液Cu(OH)₂沉淀中滴加氨水开始无明显变化，后得到澄清的深蓝色溶液Cu²+与氨水发生了化学反应，生成了一种深蓝色的离子AgCI沉淀中滴加氨水开始无明显变化，后得到

无色溶液Ag+和氨水之间发生了化学反应，生成了一种无色的离子探

·

知识奥秘

配位键和配位化合物配位化合物的形成配位化合物的形成配位键和配位化合物□NH₃

的N给出孤电子对□

Cu²+接受电子对硫酸四氨合铜口中心离子：Cu²+口配位数：4探

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知识奥秘[Cu(NH₃)4]²+实验分析配体配位化合物的形成[Cu(H₂O)₄I²

一

→Cu(OH)₂一

→

[Cu(NH₃4]²+上述实验四水合铜离子向四氨合铜离子的转化，Cu²+与NH₃

形成的配位键和Cu²+与H₂O

形成的配位键哪个稳定?从结构角度解释。平面正方形H₂O

、

NH₃

同为中性分子，但电负性N<0,N比O更容易给出孤对电子，与Cu²+

形成的配位键更强。配位键和配位化合物探

·

知识奥秘稳

定

性

：配位化合物的形成二氨合银离子的形成实验向盛有少量0.1mol/L

NaCI溶液的试管里滴几滴0.1

mol/L

AgNO₃溶液，产生难溶于水的白色的AgCl沉淀，再滴入1mol/L氨水，振荡，观察实验现象。配位键和配位化合物探

·

知识奥秘配位化合物的形成离子方程式加入氨水Cu²++2NH₃H₂O===Cu(OHD₂↓+2NH₄+继续加入氨水Cu(OH)₂+4NH₃===[Cu(NH₃)4]²++2OH

-离子方程式加入AgNO₃

溶液

Ag++Cl-===AgCl↓继续加入氨水

AgCl+2NH₃===[Ag(NH₃)₂]++Cl-配位键和配位化合物探

·

知识奥秘②配体：提供孤电子对的阴离子或分子，如C1-

、NH₃

、H₂O

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NH₃

中

的N,H₂O

中的O

等①中心原子(或离子):提供空轨道接受孤电子对的原子；一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子);最常见的有过渡金属离子：Fe³+、Ag+、Cu²+、Zn²+

等

。NH₃中心配位体离子内界外界图

2

.

3

0

[Cu(NH₃)₄ISO₄

配

合物的组成示意图配位键和配位化合物配合物的组成探

·

知识奥秘H₃N

Cu

NH₃SO-NH₃探

·

知识奥秘配合物的组成配体中心离子一般是由内界和外界构成，内界由中心离子(或原子)、配位体构成。内界

外界ICu(H₂O4-SO-

----配离子③配位数：直接与中心原子形成的配位键的数目；如[Fe(CN)₆1⁴-中

Fe²+的配位数为6。配位键和配位化合物配位键2+HOH₂O—Cu—OH₂H₂OCu(H₂O)氧原子：配位原子组

成

：配合物的空间结构配离子的空间结构由其中心原子的杂化方式决定，常见的配位数为2的配离子的空间结构为直线形，配位数为4的配离子空间结构为平面四边形或四面体，配位数为6的配离子的空间

结构为八面体形。配位数2446杂化方式spsp³dsp²sp³d²空间结构直线形四面体形正方形八面体形实例[Ag(NH₃)₂

]+[Zn(NH₃)₄

]²+[Cu(NH₃)₄

]2+[AlF₆

]³-配位键和配位化合物探

·

知识奥秘探

·

知识奥秘如果MA₂

B2

型的配合物是四面体形的，那么该配合物有顺反异构体吗?想一想配位键和配位化合物1.下列化合物属于配合物的是(

C)A.Cu₂(OH)₂SO4B.CuCl₂C.[Zn(NH₃)4JSO4D.KAl(SO4)₂析

·

典型范例析

·

典型范例

2.关于[Cr(H₂O₄Cl₂]C

l的说法正确的是

BA.中心原子的化合价为+1价B.

配位数是6C.

配体为水分子，外界为Cl-D.

在其水溶液中加入AgNO₃

溶液，不产生白色沉淀3.氮的氧化物对空气有污染，需要进行治理。已知NO

能被FeSO₄

溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H₂O5]SO4

。

下列说法不正确的是

DA.该配合物中阴离子空间结构为正四面体形B.配离子为[Fe(NO)(H₂O)5]²+,

配位数为6C.Fe²+被氧化为Fe³+,

失去的电子位于3d轨道D.H₂O

分子是含有极性键的非极性分子析

·

典型范例工业生产中的配合物氰化法提取黄金CN一

与Au+

生成稳定的配离子一[Au(CN)₂]一，使得不活泼的金属

Au

从金矿石进入溶

液中而与其他杂质进行分离，然后再用金属Zn

把溶液中的[Au(CN)2]

一置换成金属Au。利用很多金属羰基配合物的热分解来提纯金属如蒙德法提纯金属Ni。该方法利用金属

Ni

能与CO

在相对温和的条件下(50～60℃)快速地形成易挥发的[Ni(CO)₄

]

(四羰基合镍)液体，与其他不能形成相应羰基化合物的杂

质元素进行分离。生成的[Ni(CO)4]不稳定，在220～250℃下又会迅速分解成金属Ni

和

CO,从而得到高纯度的金属Ni。生产、生活中的配位化合物探

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知识奥秘血红蛋白

叶绿素

维生素B12CH₂CONH₂CHCH₂-CH₂-CONH₂HCH₃CH₂-CH₂-CONH₂5,6-dimethylbenzimidazole生产、生活中的配位化合物生命科学中的配合物CH₂-CH₂-CONH₂NH₂CO-CH₂NH₃CO-cH₃探

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知识奥秘图2-3-8

血红蛋白中的配位键探

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知识奥秘药物科学中的配合物生产、生活中的配位化合物第二代铂类抗癌药(碳铂)析

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典型范例1.某学生设计如图装置制备[Cu(NH₃)₄]SO₄H₂

O

晶体(呈深蓝色)。下列说法错误的是

D乙醇缓缓通入NH₃→a-bCuSO₄

水甲

乙A

.[Cu(NH₃)₄²中，提供孤电子对的是NH3中的N原子B.装置甲中的仪器a和装置乙中的仪器b作用相同C.

当得到深蓝色透明溶液时，滴加乙醇，会有深蓝色晶体析出D.

可用红外光谱仪鉴定[

Cu(NH₃)]So₄H₂O

是晶体还是非晶体溶液2.兴趣小组设计了从AgCl

中提取Ag

的实验方案，下列说法正确的是CAgCi水

[AgCH,CuCH

旅盐cuci,FeO溶液①CuA.还原性：Ag>Cu>FeB.按上述方案消耗1molFe可回收1molAgC.反应①的离子方程式

D.溶液①中的金属离子是Fe²+析

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典型范例由两种或两种以上的化学物质，通过分子间非共价键相互作用所形成

的复杂有序且具有特定功能的分子集合体系注

意

：超分子定义中的分子是广义的，包括离子。超分子的概念超分子和超分子化学探

·

知识奥秘十超分子氢键分子聚集体大小：分子聚集体有的是有限的，有的是无限伸展的。AB₂monomer

hyperbranched

polymers超分子的特性范德华力、疏水作用、氢键等非共价键的弱相互作用是构筑超分子体系的基本作用力超分子和超分子化学有的是有限的

有的是无限伸展的探

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知识奥秘分子间相互作用超分子(非共价键)分子以上层次(1)分子识别(2)分子自组装(3)超分子催化(4)超分子器件超分子的特征合成(共价键)分子层次超分子和超分子化学图2.37

从分子层次到超分子层次分子①分子②探

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知识奥秘原子重要特征及其应用—

分

子

识

别□杯酚与C₆

通

过范德华力相结合，通过尺寸匹配实现分子识别十超分子甲苯，过滤循环使用

溶于甲苯溶于氯仿

不溶于氯仿

超分子不溶于甲苯超分子的特征超分子和超分子化学探

·

知识奥秘□冠醚识别碱金属离子(如K+)冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，能与正离子，尤其是碱金属离子络合，并随环的大小不同而与不同的金属离子络合，利用此性质可以识别超分子的特征超分子和超分子化学探

·

知识奥秘碱金属离子超分子组装的过程称为分子自组装

(Molecular

self-assembly),自组

装过程(Self-organization)

是使超分

子产生高度有序的过程。超分子的特征超分子和超分子化学亲水端疏水端亲水端探

·

知识奥秘细胞外

磷脂分

部双分子层细胞质1.

下列有关超分子的说法错误的是

DA.

超分子是由两种或多种分子形成的聚集体B.

分子形成超分子的作用可能是分子间作用力C.

超分子具有分子识别的特性D.

分子以共价键聚合形成超分子析

·

典型范例2

.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

CA.C70

能溶于甲苯，C₆0

也溶于甲苯B.C60

能与“杯酚”形成超分子

超分子C.C70

不能与“杯酚”形成超分子

甲苯，过滤循环使用D.

“杯酚”能够循环使用

氯仿

溶于甲苯溶于氯仿

超分子不溶于甲苯不溶于氯仿析

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典型范例练

·技能实战

1.Mn的一种配合物化学式为[M

n(CO)5(CH₃CN)]Br,下列说法正确的是BDA.CH₃CN与Mn+配位时，提供孤电子对的是C原子B.Mn+

的配位数为6C.CH₃CN中C原子的杂化类型为sp²

、sp³D.CH₃CN

中σ键与π键数目之比为5:22.

化学在物质的分离和提纯等方面有重要应用。下列说法错误的是

BA.

超分子“杯酚”具有分子识别的特性，利用此特性可分离C60和C70B.