配合物与超分子课件人教版高二下学期化学选择性必修2

第三章晶体结构与性质第四节

配合物与超分子——从分子内到分子间探究生命和生活的奥秘1.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。核心素养

发展目标一方面给患者饮入或摄入大量鸡蛋清、豆浆或牛奶；另一方面要反复洗胃和催吐，把毒物充分清除出来；并应用有关解毒剂进行治疗。【急救小常识】重金属中毒如何进行急救？《为了六十一个阶级弟兄》里，抢救61位中毒农民工的救命特效药是二巯基丙醇。作用：能与多种金属离子结合成稳定的可溶性配合物。过程：当地缺药，北京紧急调运1000支，空军连夜空投到平陆，最终成功救人。配合物理论简介

一“一个键、两类物质、三种作用、四个实例”一个键：配位键。两类物质：配合物和超分子。三种作用：配位键（配合物核心）、分子间作用力（超分子基础）、氢键/静电作用/范德华力（超分子多样性）。四个实例：配合物：[Cu(NH3)4]²⁺（颜色变化）、[Ag(NH3)2]⁺（沉淀溶解）、[Fe(SCN)]²⁺（特征检验）、顺铂（抗癌）。超分子：DNA（氢键）、冠醚（弱配位键）、杯酚（范德华力）、

酶-底物复合物（多重作用）。气态氯化铝（Al2Cl6）是具有配位键的化合物，分子中原子间成键关系如图所示，请将下列结构中你认为是配位键的斜线上加上箭头。AlClClClClAlClCl1.概念成键原子或离子一方提供_______，另一方提供_________而形成的这类“电子对给予—接受”键被称为配位键。配位键是一种特殊的共价键。2.形成条件(1)电子对给予体——提供孤电子对分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。空轨道孤电子对一、配位键(1)电子对接受体——提供空轨道①H+、过渡金属的原子或离子。②B、Al等ⅢA元素原子缺电子，易与X、X−、OH−形成配位键BF4−、B(OH)4−、Al2Cl6、Al(OH)4−、AlF62−举例电子对给予体电子对接受体结构表示方法NNH3中的___原子H+_____________________________[Cu(H2O)4]2+H2O中的O原子Cu2+或3.表示方法A(电子对给予体)→B(电子对接受体)或A—B。或N天蓝色天蓝色天蓝色无色无色无色实验3-2

固体颜色溶液颜色CuSO4CuCl2.2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色绿色深褐色白色白色白色思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关？依据是什么？结论：上述实验中呈天蓝色的物质叫做四水合铜离子，可表示为[Cu(H2O)4]2+CuOH2H2OH2OH2O2+胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2OCu2+H+提供空轨道接受孤电子对H2O提供孤电子对H2OHOHHCu

H2OH2OH2OOH22+配位键[Cu(H2O)4]2+1.概念：金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物，简称配合物。

2.形成配合物的条件①能提供空轨道接受孤对电子的原子或离子(金属原子或离子)------中心粒子②能提供孤对电子的分子或离子(如H2O、NH3等)------配位体（配体）配位原子主要为非金属元素C、N、O、S、X等二、配位化合物[Cu(H2O)4]SO4硫酸四水合铜3.配位化合物的组成常见的中心离子：过渡金属原子或离子(如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+)、Al3+(如[AlCl4]−、[Al(OH)4]−)、B3+(如[BF4]−)等常见的配位体：CO、NH3、H2O、OH、X−、CN−、SCN−等配位数：配位数是配位键个数即配位原子数。一般配合物的配位数可以按中心离子电荷数的二倍来计算(Co2+离子与Cr3+离子的配位数均为6)。配位数通常为2、4、6、8这样的偶数。1.配合物有些存在外界、有些无外界；如Ni(CO)4无外界2.中心粒子可以是阳离子，也可以是中性原子；3.配体可以是离子或分子，可以有一种或同时存在多种；4.同共价键一样，配位键可以存在于分子之中[如Ni(CO)4、Fe(CO)5]，也可以存在于离子之中(如NH4＋)。5.配位化合物一定含配位键，含配位键的不一定是配位化合物。如：CO、NH4+、H3O+、SO42−、P2O5配合物内界外界中心粒子配位体配位数[Ag(NH3)2]OH氢氧化二氨合银K3[Fe(CN)6]六氰合铁酸钾[Co(NH3)5Cl]Cl2

Ni(CO)4四羰基合镍[Ag(NH3)2]＋OH−Ag+NH32[Fe(CN)6]3−K＋Fe3＋CN−6[Co(NH3)5Cl]2＋Cl−Co3＋NH3、Cl−6Ni(CO)4无NiCO4配体不是同一分子或离子时，配位数要两者相加。配合物[MA2L2]的分子结构以及分子在晶胞中的位置如图所示，下列说法错误的是()A.中心原子的配位数是4B.晶胞中配合物分子的数目为2C.晶体中相邻分子间存在范德华力D.该晶体属于混合型晶体◯[MA2L2]D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_____，得到深蓝色的透明溶液，滴加乙醇后析出深蓝色晶体___________________________________、_____________________________________、_________________________________________________蓝色沉淀溶解Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓

Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH−

[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓4.配合物的形成实验

实验[3—3]乙醇降低Cu(NH3)4SO4·H2O的溶解性

2+CuNH3H3NNH3NH3[Cu(NH3)4]2+平面正方形，dsp2杂化;[Zn(NH3)4]2+四面体，sp3杂化常见的配位数为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正方形或四面体，配位数为6的配离子的空间结构为八面体形。实验操作实验现象有关离子方程式

溶液变为_____Fe3++3SCN−

Fe(SCN)3实验[3—4]配位数可为1—6红色SCN-作为配体与Fe3+配位，显红色，用于检验Fe3+Fe3++SCN−Fe(SCN)2+Fe(SCN)2++SCN−

Fe(SCN)2+……Fe(SCN)5+SCN−Fe(SCN)6

某种钾盐具有鲜艳的颜色，其阴离子结构如图所示，X、Y、Z、W为原子序数依次增加的前四周期元素，X、Y在第二周期且未成对电子数之比为2：3，Z的最高化合价与最低化合价的代数和为4，W为日常生活中应用最广泛的过渡金属。下列说法错误的是（

）A、在该阴离子中W的化合价为+3B、第一电离能：X＞Y＞Z＞WC、该阴离子中含有配位键D、X、Y、Z均满足最外层8电子结构BK3Fe(SCN)6实验操作实验现象有关离子方程式

滴加AgNO3溶液后，试管中出现_________，继续滴加氨水沉淀_____，溶液呈______________________、______________________________白色沉淀溶解无色Ag++Cl-===AgCl↓AgCl+2NH3===[Ag(NH3)2]++Cl−实验[3—5]下列现象与形成配合物无关的是(

)A．向FeCl3中滴入KSCN，出现血红色B．向Cu与Cl2反应后的集气瓶中加少量H2O，呈绿色，再加水，呈蓝色C．Cu与浓HNO3反应后，溶液呈绿色；Cu与稀HNO3反应后，溶液呈蓝色D．向AgNO3中逐滴滴加氨水至过量，先出现白色沉淀，继而消失C

钠离子电池凭借资源丰富、成本低、安全性高等优势，正成为储能领域的重要技术方向。随着储能需求增长与材料体系迭代，钠电产业链上下游合作日趋活跃。钠离子电池在储能、低速电动车等领域的应用有望进一步拓展

四川星空钠电自2024年入驻达州东部经开区以来，计划总投资115亿元打造钠电全产业链。2026年3月16日，巴斯夫（中国）与四川星空钠电在四川达州签署战略合作协议，双方将围绕核心材料研发、产业链协同及国际化产品开发展开合作，联合攻克竹炭负极、普鲁士蓝正极等关键技术，共建联合实验室，覆盖储能系统零部件、电池包模组、电芯等全链条材料，在达州东部经开区构建完整钠电产业链。KFe[Fe(CN)6]5.配位化合物的性质(1)水溶液中的电离

配合物=外界+内界[Cu(NH3)4]SO4＝[Cu(NH3)4]2+＋SO

42−

写出Ag(NH3)2OH、K4[Fe(CN)6]、[Co(NH3)4Cl2]Cl、Na3[AlF6]的电离方程式

向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不能生成AgCl沉淀的是（）A、[Co(NH3)4Cl2]ClB、[Co(NH3)3Cl3]C、[Co(NH3)6]Cl3D、[Co(NH3)5Cl]Cl2CuSO4·5H2O晶体CuCl2·2H2O晶体蓝色绿色观察下列物质的颜色0.1mol/LCuCl2溶液2mol/LCuCl2溶液【实验探究1】CuCI2浓溶液呈绿色，稀溶液呈蓝色的原因?c(CuCl2)0.1mol/L0.1mol/L0.1mol/L0.1mol/Lc(NaCl)0mol/L2mol/L6mol/L饱和颜色①Cu2+与Cl−可以形成一系列配合物，在水溶液中，作为配体的Cl−可以多至4个。在Cl−的浓度极高时，形成的[CuCl4]2−呈黄色②颜色叠加：蓝＋

黄＝绿。[Cu(H2O)4]2++4Cl−[CuCl4]2−+4H2O[实验探究2]

向实验[3-3]深蓝色溶液中滴加硫酸，观察实验现象，

由此现象变化说明了什么?天蓝色溶液深蓝色溶液+硫酸天蓝色溶液配位键的稳定性Cu2+

OH2Cu2+

NH3H+

NH3<<配体竞争规律：强配体可置换弱配体。配体竞争受外界条件的影响——浓度、pH、温度等(2)配位化合物的稳定性

配合物中的配位键越强，配合物越稳定

①中心原子：过渡元素＞主族元素

②配位原子：电负性越小，吸引电子的能力越小，提供孤电子对的能力越强，配位键就越强C＞N＞O＞X为什么[Cu(NH3)4]²⁺溶液中加NaOH不沉淀，而加Na2S却沉淀？查溶度积常数。Cu(OH)2Ksp较大，[Cu(NH3)4]2+的K稳也大，两者竞争平衡偏向配合物；CuS的Ksp极小(10-36)，即使极微量Cu2+也能生成沉淀，使平衡彻底右移。向AgNO3溶液中加NaCl，产生AgCl白色沉淀。再滴加氨水，沉淀溶解，生成[Ag(NH3)2]+。再滴加KBr，产生淡黄色AgBr沉淀。配体竞争与多重平衡配体竞争往往不是孤立的，常与其他平衡同时存在.1.配位平衡与沉淀溶解平衡的竞争当体系中既有配体又有沉淀剂时，两种过程相互竞争。实例：向AgCl沉淀中加入氨水，沉淀溶解。NH₃与Ag⁺形成稳定配合物，降低了溶液中Ag⁺浓度，使沉淀溶解平衡向右移动，最终沉淀溶解。这是配体竞争“战胜”了沉淀剂。2.配位平衡与氧化还原反应的竞争

p1032[Au(CN)2]−+Zn=2Au+[Zn(CN)4]2−Mg叶绿素血红素Fe维生素B12Co生活中常见的配合物NNNNFeCH3CH3H3CCOHOCOOHH3C血红素(Fe2+)结构示意图叶绿素结构示意图

Mg超分子

二1.定义超分子是由_______________的分子通过______________形成的分子聚集体。特别提醒

(1)超分子定义中的分子是广义的，包括离子。(2)超分子有的是有限的，有的是无限伸展的。(2)超分子不算一种新的化学物质。超分子是分子通过非共价相互作用形成的聚集体，仍保持各分子的化学性质，但整体表现出新的功能。就像乐高城堡还是那些积木，但有了新的形状和功能。两种或两种以上分子间相互作用“杯酚”C60C70C60C70C70C60C60超分子循环使用溶于氯仿甲苯，过滤不溶于氯仿超分子不溶于甲苯溶于甲苯氯仿2.重要特征及应用(1)分子识别：主体对客体有选择性地结合，像“锁与钥匙”。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。杯酚空腔大小适配C60，能把C60装起来而不能装下C70。

②冠醚识别碱金属离子

冠醚是皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。冠醚的空腔尺寸固定，就像特定尺码的鞋，只能容纳大小匹配的“脚”(金属离子)。利用此性质可以识别碱金属离子，如表3-6所示。12-冠-415-冠-518-冠-6冠醚定义：分子中含有多个-氧-亚甲基(CH2)-结构单元的大环多醚。15-冠-512-冠-4C原子：2×4=8O原子：4环上总原子数：8+4=12C原子：2×5=10O原子：5环上总原子数：10+5=15(2)自组装