高中化学 第三章 第四节 配合物与超分子 （二）

第四节配合物与超分子

[核心素养发展目标]L能从微观角度理解配位键的形成条件和表示方法，能判断常见的配合物。2.能利用配

合物的性质去推测配合物的组成，从而形成结构决定性质”的认知模型。3.了解超分子的结构特点与性质。

一、配位键与配合物

1.配位键

⑴概念

由一个原子单方面提供,而另一个原子提供而形成的化学键，即“电子对给

予一接受”键。

(2)实例

在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由提供孤电子对给予,_

接受的孤电子对形成的。

(3)表示方法

配位键可以用A-B来表示，其中A是___________孤电子对的分子或离子，B是孤电子

对的原子或金属离子。例如：

①N口中的配位键表示为o

②[CU(NH3)4]2+中的配位键表示为0

③[CU(H2O)4]2+中的配位键表示为o

(4)配位键的形成条件

①成键原子一方能提供孤电子对。如分子有NH?、出0、HF、CO等；离子有C1、OH\CN\

SCN-等。

②成键原子另一方能提供空轨道。如H+、A13+、B及过渡金属的原子或离子。

③配位键同样具有饱和性和方向性。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是

基本不变的，如Ag+形成2个配位键，C/+形成4个配位键等。

2.配合物

⑴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)以结

合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。如[CU(NH3)4]SO4>[Ag(NH3)2]OH等均为配

合物。

⑵组成

配合物[CU(NH3)4]S5的组成如图所示:

[Cu(NHJ]SO,

/\

中心离子配体配位数离子(外界)

、--V------■

t

配离子(内界)

①中心原子：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)，最常见的有过渡金属离子：Fe3\Ag\Cu2\Z$+等。

②配玲：提供孤电子对的阴离子或分子，如C「、NH3、H9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,HzO中的0等。

③配位数：直接与中心原子形成的的数目。如[Fe(CN)6]4-中Fe?+的配位数为。

3.配合物的形成实验

实验操作实验现象有关离子方程式

________________________、

1Kml滴加氨水后，试管中首先出现________，氨水

1mol-L-'Y95%

1“乙胖________________________、

»

>过量后沉淀逐渐______,得到深蓝色的透明溶

4ml.'《

§••ImM-l.1--

CuSO.W

溶液液，滴加乙醇后析出深蓝色晶体

I().1nu)l•L"

FKSCN溶液

[溶液变为Fe3++3SCN--Fe(SCN)3

rjo.lmol•L-'

学FcCh溶液

0.1moi•L-'

AgNO、溶满

n1mol•L>i9

i氮水滴加AgNCh溶液后，试管中出现_______，继__________________________、

H-0

续滴加氨水沉淀，溶液呈

1

0.1mol•L"1

NaCI溶液

4.配合物的形成对性质的影响

⑴颜色改变，如Fe(SCN)3的形成。

(2)溶解度改变，如AgCl沉淀可溶于氨水得到[Ag(NH3”]+。

5.配合物的应用

(1)跟人类生活有密切的关系。例如，在人和动物体内起输送氧气作用的血红素是Fe?+的配合物。

(2)在生产和科学技术方面的应用也很广泛，例如，在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领

域都有着广泛的应用。

F深度思考」

1.回答下列关于配合物[TiCKHO"]CI2H2O的问题。

(1)[TiCl(H2O)5]CI2H2O中提供孤电子对的是o

⑵[TiCKHzO%]CI2H2O在溶液中电离出o

(3)1mol[TiCl(H2O)5]CLH2O与足量AgNCh溶液反应，产生沉淀的物质的量是mol。

2.(1)人体内血红蛋白是Fc?+口卜咻配合物，Fe?+与02结合形成配合物，而CO与血红蛋白中Fc"也

能形成配合物。根据生活常识，比较说明其配合物的稳定性。

(2)[Cu(NH3)4]2+与[Cu(H2O)4]2+哪个配位离子更稳定？原因是什么？

(3)NH3可与CM+形成配合物，但NF3很难与Cu2+形成配合物，原因是什么？

「应用体验」

1.正误判断

(1)提供孤电子对的微粒既可以是分子，也可以是离子()

(2)有配位键的化合物就是配位化合物()

(3)配位化合物都很稳定()

(4)在配合物[CO(NH3)5C1]。2中的cr均可与AgNCh反应生成AgCl沉淀()

(5)Ni(CO)4是配合物，它是由中心原子与配体构成的()

2.配位化合物[Cll(NH3)4]SO4中，不含有的化学键是()

A.离子键B.极性键

C.非极性键D.配位键

3.某物质A的实验式为COC1,V4NH3,向1molA中加入足量的AgNCh溶液能生成1mol白色沉淀,

以强硬处理并没有NH3放出，则下列关于此化合物的说法正确的是()

A.C。"只与NH3形成配位键

B.配合物配位数为3

C.该配合物可能是平面正方形结构

D.此配合物可写成[Co(NH3)4Cb]Cl

4.向盛有硫酸铜溶液的试管中滴加浓氨水，先生成难溶物，继续滴加浓氨水，难溶物溶解，得到

深蓝色透明溶液。下列对此现象的说法正确的是()

A.反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu?+的浓度不变

B.沉淀溶解后，生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+

C.反应后的溶液中CM+的浓度增加了

D.在配离子[CU(NH3)4]2+中，CM+提供孤电子对，NIL提供空轨道

5.化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3BF30

(1)配位键的形成条件是0

⑵在NH.-BF3中，原子提供孤电子对，原子接受孤电子对。

■归纳总结-------------------------------------------------------------------------------------

(1)配合物的稳定性

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。当作为中心原子(或离子)的金属原子

(或离子)相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。

(2)配位键的稳定性

①电子对给予体形成配位键的能力：NH3>H2OO

②接受体形成配位键的能力：H+>过渡金属〉主族金属。

③配位键越强，配合物越稳定。如稳定性：

2+2++

Cu—OH<Cu—NH3<H—NH3o

二、超分子

1.超分子是由的分子通过形成的分子聚集体。超分子的两个重

要特征是和u

特别提醒(1)超分子定义中的分子是广义的，包括离子。(2)超分子这种分子聚集体，有的是有限的，有的

是无限伸展的。

2.实例

⑴分子识别

①分离C60和C70：将C60和C70的混合物加入一种空腔大小适配C6。的“杯酚”中，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冠健识别碱金属离子：冠悔是皇冠状的分子，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碱金属离子。

（2）自组装

细胞和细胞器的双分子膜。

r应用体验」

i.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.冠隧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

2.（2024.淄博高二期中）冠醴能与阳肉子作用，12-冠-4与Li+作用而不与K+作用：18-冠-6与K+作

用，但不与Li+或Na+作用。下列说法错误的是（）

A.冠腱与阳离子作用跟环的大小有关

B.超分子中O原子与K+间存在离子键

C.12••冠-4中C和O的杂化方式相同

D.18-冠-6可将KCN带入澳乙烷中

3.利用超分子可分离C60和C70。将C6O、C70混合物加入一种空腔大小适配C60的杯酚中进行分离

的流程如图所示。

下列说法错误的是（）

A.该流程体现了超分子具有“分子识别”的特征

B.杯酚分子中存在大兀键

C.杯酚与C60形成氢键

D.C6。与金刚石晶体类型不同

答案精析

1.(1)孤电子对空轨道(2)水分子铜离子铜离子水分子(3)提供接受

IH

©

NH3

2+

[H,NfCU-NH3]

②NH3

H2O

[H?()-Cu-OH?产

③H2O

2.(1)配位键(2)③配位键6

2+2+

3.蓝色沉淀溶解Cu+2NH3H2O===Cu(OH)21+2NHtCu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]4-2OH-

乙醉

2+4

[CU(NH3)4]+S0^+H2O—[CU(NH3)4]SO4H2OI红色白色沉淀溶解无色Ag+Cr===AgCl1

+

AgCI+2NH3===[Ag(NH3)2]+Cr

深度思考

1.(1)ci\H20(2)[TiCI(H2O)5]24、Cl(3)2

2.(1)血红蛋白中Fe2+与CO形成的配合物更稳定。

(2)[CiKNHM]2+更稳定。因为N和O都有孤电子对，但O电负性大，吸引孤电子对的能力强，故NH3

提供孤电子对的能力比H?O大。

(3)电负性：F>H,使得NF3提供孤电子对的能力小于NH3。

应用体验

1.⑴、(2)x(3)x(4)x(5W

2+

2.C[配位化合物[Cu(NH3)4]SO4中含有fCu(NH3)4J和SOt之间的离子键，NH3和SO仁中都有极

性键，C/+和NH3之间以配位键结合，不含非极性键。]

3.D[由题意可知，cr与NH3均与C03,形成配位键，A错误；配合物中中心原子的电荷数为3、配位数

为6,B错误；该配合物应呈八面体结构，C。与6个配体成键，C错误。]

2+2+

4.B［发生的反应为Cu+2NH3H2O===Cu(OH)2j4-2NHt,CUIOH)2+4NH3===［Cu(NH3)4］+2OH,

24

ca转化为配离子，CM+浓度减小，A、C错误；