人教版高中化学选择性必修2第3章第4节配合物和超分子课件(34张)

配合物和超分子第四节第三章晶体结构与性质学习目标LEARNINGGOALS1.知道配位键的特点，认识简单的配位化合物的成键特征。2.了解配位化合物的存在与应用，如配位化合物在医药科学、催化反应和材料化学等领域的应用。3.能举例说明物质在超分子等不同尺度上的结构特点对物质性质的影响。配合物01配合物新知构建

无水CuSO4固体是白色的，但CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的，为什么呢？CuSO4

CuSO4·5H2O配合物新知构建固体颜色溶液颜色无色离子CuSO4CuCl2•2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr什么离子呈天蓝色白色白色白色白色绿色深褐色水溶液中Cu2+主要以[Cu(H2O)4]2+存在，呈天蓝色SO42

–

天蓝色天蓝色天蓝色无色无色无色Na+Cl-K+Br-向盛有下表中固体样品的试管中，分别加入足量的水，观察实验现象并填写下表实验3-2配合物新知构建蓝色

无色

配合物新知构建溶液呈蓝色与Cu2+和H2O有关，形成的微粒叫做四水合铜离子，可表示为[Cu(H2O)4]2+CuSO4·5H2O晶体思考：Cu2+和H2O是如何结合在一起的？胆矾

(CuSO4·5H2O)

可写为：

[Cu(H2O)4]SO4·H2O配合物新知构建[Cu(H2O)4]2+的形成过程：Cu2++4H2O[

Cu(H2O)4]（蓝色）29Cu3d104s129Cu2+3d9失2e-价层电子排布图激发杂化H2O孤电子对[Cu(H2O)4]2+平面正方形2+配位键提供孤电子对接受孤电子对

3d

4s

4p

3d

4s

4p3d4pdsp2配合物新知构建配位键：由一个原子单独提供孤电子对，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。一、配位键形成条件一方能提供孤电子对另一方能提供空轨道如分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等过渡金属的原子或离子。表示方法：可用A→B来表示，其中A是提供孤电子对的原子，B是接受孤电子对的原子。配合物新知构建1.概念：通常把金属离子或原子(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。常见的配合物：［Cu(H2O)4]SO4∙H2O、[Ag(NH3)2]OH、[Cu(NH3)4]

SO4二、配位化合物【注意】配合物一定含有配位键，但含有配位键的化合物不一定是配合物。

如CO、NH4+、H3O+、SO42-、P2O5配合物新知构建2．配合物的形成实验3−3(1)四氨合铜离子的形成实验向盛有4mL0.1mol/LCuSO4溶液的试管里滴加几滴1mol/L氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水并振荡试管，观察实验现象；再向试管中加入极性较小的溶剂(如加入8mL95%乙醇)，并用玻璃棒摩擦试管壁，观察实验现象。二、配位化合物配合物新知构建实验步骤实验现象解释向盛有4mL0.1mol/LCuSO4溶液的试管中滴加几滴1mol/L氨水

继续添加氨水，并振荡试管再向试管中加入6mL95%乙醇，并用玻璃棒摩擦试管壁蓝色沉淀深蓝色溶液深蓝色晶体生成Cu(OH)2生成[Cu(NH3)4]2+生成[Cu(NH3)4]SO4·H2OCu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O=[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓在试管内壁产生微小的玻璃微晶充当晶核，加速结晶。乙醇：减小溶剂极性，降低溶质的溶解度配合物新知构建(2)硫氰化铁配离子的形成实验向盛有少量0.1mol/LFeCl3溶液(或任何含Fe3+的溶液)的试管中滴加1滴0.1mol/L硫氰化钾(KSCN)溶液，观察实验现象。实验3−4配合物新知构建实验步骤实验现象解释向盛有0.1mol/LFeCl3溶液的试管中滴加2滴硫氰化钾溶液向盛有0.1mol/LK3[Fe(CN)6]溶液的试管中滴加2滴硫氰化钾溶液FeCl3KSCN溶液Fe3++nSCN-⇌[Fe(SCN)n]3-n(n=1～6，随c(SCN－)大小而异)CN-的配位能力强于SCN-，[Fe(CN)6]3-很稳定，转化为硫氰化铁的平衡正向移动趋势很小溶液呈红色无明显变化配合物新知构建向盛有少量0.1mol/LNaCl溶液的试管里滴几滴0.1mol/LAgNO3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。实验3−5(3)银氨配离子的形成实验配合物新知构建实验步骤实验现象解释向盛有少量0.1mol/LNaCl溶液的试管里滴几滴0.1mol/LAgNO3溶液再滴入1mol/L氨水白色沉淀溶解Ag＋＋Cl－=AgCl↓AgCl＋2NH3=[Ag(NH3)2]＋＋Cl－产生白色沉淀配合物新知构建3.配合物的组成内界和外界之间是离子键，内界之间为共价键。外界在水溶液中易电离，但内界却难电离。[Cu(H2O)4]SO4中心离子配体配位数

内界(配离子)外界[Cu(NH3)4]SO4＝[Cu(NH3)4]2＋＋SO42-二、配位化合物配合物新知构建配合物内界外界中心粒子配体配位数[Ag(NH3)2]OH氢氧化二氨合银KFe[Fe(CN)6]六氰合铁化亚铁钾K3[Fe(CN)6]六氰合铁酸钾[Co(NH3)5Cl]Cl2二氯化一氯·五氨合钴(Ⅱ)Ni(CO)4四羰基镍[Ag(NH3)2]＋[Fe(CN)6]3－[Co(NH3)5Cl]2＋Ni(CO)4OH-K＋Cl－无Ag+Fe3＋Co3＋NiNH3CN－NH3、Cl－CO2664[Fe(CN)6]3－K＋、Fe2+Fe3＋CN－6二、配位化合物配合物新知构建①对溶解性的影响：一些难溶于水的金属化合物形成配合物后易溶解。②颜色改变：某些简单离子形成配离子时，颜色会发生变化，据此可以判断是否有配离子生成。Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]四羟基合铝酸钠AgCl+2NH3·H2O=Ag(NH3)2Cl+2H2OCuCl难溶于水，可溶于浓盐酸和氨水Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－三、配合物的形成对性质的影响如Fe3＋与SCN－形成硫氰化铁配离子，其溶液显红色。如：[Cu(H2O)4]2++4Cl-⇌[CuCl4]2-+4H2O蓝色黄色配合物新知构建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。许多过渡金属元素的离子对多种配体具有很强对结合力，因而，过渡金属配合物远比主族金属配合物多。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，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。三、配合物的形成对性质的影响配合物应用评价(1)形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤电子对。（

）(2)提供孤电子对的微粒只能是分子不能是离子。（

）提供孤电子对的微粒可以是分子也可以是离子(3)配合物[Cu(NH3)4]SO4中NH3是配体，配位数是4。（

）(4)配合物[CO(NH3)5Cl]Cl2中Cl－均可与AgNO3反应生成AgCl沉淀。（

）配合物[CO(NH3)5Cl]Cl2中作为配体的Cl－不可与AgNO3反应生成AgCl沉淀√√××超分子02超分子一、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4．分子聚集体的大小：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。新知构建作用、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。超分子新知构建“杯酚”分离

C60

和C70

C60

C70（1）分子识别a.分离C60和C70“杯酚”这个例子反映出来的超分子的特性被称为“分子识别”。二、超分子的应用超分子新知构建15-冠-512-冠-4C

原子：2×5=10O原子：5

10+5=15把环上所含C、O原子的总数标注在“冠”字之前，把其中所含氧原子数标注在“冠”之后。（1）分子识别二、超分子的应用

b.冠醚识别碱金属离子超分子新知构建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，才能识别冠醚冠醚空腔直径/pm适合的粒子（直径/pm）12-冠-415-冠-518-冠-621-冠-7120~150170~220260~320340~430Li＋（152）Na＋（204）K＋（276）Rb＋（304）Cs＋（334）（1）分子识别

b.冠醚识别碱金属离子二、超分子的应用超分子新知构建1.冠醚靠什么原子吸引阳离子？C原子是环的骨架，稳定了整个冠醚O原子吸引阳离子2.冠醚与碱金属离子之间是靠什么作用力相互吸引？配位键3.冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里还有什么粒子，这类晶体是离子晶体、共价晶体还是分子晶体？阴离子离子晶体二、超分子的应用（1）分子识别

b.冠醚识别碱金属离子超分子新知构建定义:超分子组装的过程称为分子自组装，自组装过程是使超分子产生高度有序的过程。细胞和细胞器的双分子膜细胞膜两侧为水溶液，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。（2）自组装二、超分子的应用超分子新知构建从分子结构上说，也可以叫“两亲分子”，分子的一端有极性，称为亲水基团，分子的另一端没有或者几乎没有极性，称为疏水基团。表面活性剂二、超分子的应用（3