3.4.1配位键和超分子+课件高二下学期化学人教版选择性必修2

第四节配合物与超分子第三章晶体结构与性质第1课时2配位键，配合物，超分子的概念，配合物的形成1本节重点本节难点配合物，超分子的结构特点无水硫酸铜粉末CuSO4

硫酸铜溶液CuSO4（aq）

五水合硫酸铜晶体

CuSO₄·5H₂O铜离子为什么有水状态和无水的颜色不同？实验3-2固体溶液颜色无色离子：CuSO4CuCl2•2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr什么离子呈天蓝色：白色白色白色白色绿色深褐色

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1.1配位键CuSO4溶液CuCl2溶液CuBr2溶液K2SO4溶液NaCl溶液KBr溶液CuSO4CuCl2CuBr2K2SO4NaClKBr水溶液中Cu2+主要以四水合铜离子[Cu(H2O)4]2+存在，呈天蓝色思考：Cu2+与H2O是如何结合成[Cu(H2O)4]2+的呢？

1.1配位键孤电子对↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+（蓝色）提供孤电子对接受孤电子对化学键1.1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，这类“电子对给予-接受”键被称为配位键。2.特点：①配位键是一种特殊的共价键（本质也是σ键），具有方向性和饱和性。②配位键与普通共价键只是形成过程上有所不同，配位键的共用电子对由成键原子单方提供；普通共价键的共用电子对由成键双方共同提供，但它们的实质是相同的，都是由成键原子双方共用。如：形成NH4+后，这四个共价键的键长、键角、键能完全相同，表现的化学性质也完全相同，所以NH4+的空间构型为正四面体。NH4+的电子式也可表示为：1.1配位键3.形成条件：①一方提供孤电子对(配体)②另一方中心原子(离子)提供空轨道(接受体)如分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。如H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。1.1配位键4.表示方法：电子对(给予体)A→B(电子对接受体)，或A—B①NH4+:②H3O+：③[Cu(H2O)4]2+：H×··O··×H··H++

··O

··×HH×··H[

]+HNHHH[]+↑↑读法:水合氢离子读法:四水合铜离子一般来说，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，（一般为电荷数的两倍），如Ag＋:2个配位键；Cu2＋:4个配位键,Fe3＋:6个配位键等。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。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均为配合物。1.定义：配位化合物一定含有配位键但含有配位键的化合物不一定是配位化合物例如：CO、NH4Cl、H3O+2.1配合物Cu(H2O)4SO4内界(配离子)外界(离子)中心离子原子配位体配位数配位原子以配合物[Cu(H2O)4]SO4为例·常见的中心离子——提供空轨道①一般是过渡金属的原子或离子，如：Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Co3+、Ag+、Ni等。②部分主族元素，如H+、Al3+、Mg2+、B等。·常见的配体——提供孤电子对①原子：常为ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的原子；②分子：H2O、NH3、CO、醇、胺

、醚等；③阴离子：X-（卤素离子）、OH-、CN-

、SCN-、RCOO-、PO43-等。2.1配合物Cu(H2O)4SO4内界(配离子)外界(离子)中心离子原子配位体配位数配位原子以配合物[Cu(H2O)4]SO4为例2.1配合物配位数:一般2、4、6、8；配离子的电荷：等于中心离子和配体总电荷的代数和，如[Fe(SCN)6]3-。对于配合物，外界在水溶液中易电离，但内界却难电离。如配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2内界中的Cl—不能被Ag+沉淀，只有外界的Cl—才能与AgNO3溶液反应产生沉淀。配合物内界外界中心原子(离子)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Na3[AlF6]六氟铝酸三钠化铝Ni(CO)4四羰基镍[Co(NH3)5Cl]Cl2氯化一氯五氨合钴[Ag(NH3)2]+OH-Ag+NH32[Fe(CN)6]3-K+Fe3+CN-6[AlF6]3-Na+Al3+F-6Ni(CO)4无NiCO4[Co(NH3)5Cl]2+Cl-CO3+Cl-、NH361.有些配合物没有外界；如

Ni(CO)4、Fe(CO)52.中心粒子可以是阳离子，也可以是中性原子；3.配位体可以是离子或分子，可以有一种或同时存在多种；4.配位数通常为2、4、6、8这样的偶数。2.1配合物（1）四氨合铜离子[Cu(NH3)4]2+的形成实验操作实验现象有关方程式滴加氨水后，试管中首先有

，氨水过量后沉淀逐渐

，得到

色的透明溶液；滴加乙醇后析出

。蓝色沉淀溶解深蓝深蓝色晶体①②③Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2

[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O=

[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓乙醇硫酸四氨合铜晶体溶剂极性：乙醇<水，降低水的极性[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中的溶解度小

2.1配合物实验证明，无论在得到的深蓝色透明溶液中，还是在析出的深蓝色晶体中，深蓝色都是由于存在[Cu(NH3)4]2+，中心离子是Cu2+，而配体是NH3，配位数为4。深蓝色平面正方形实验3-3

制取[Cu(NH3)4](OH)2四氨合铜离子dsp2杂化2.1配合物CuSO4(aq)

Cu(OH)2氨水氨水深蓝色溶液蓝色溶液[Cu(NH3)4]2＋蓝色沉淀[Cu(H2O)4]2＋+4NH3=[Cu(NH3)4]2＋+4H2OCu2++4H2O

⇌

[Cu(H2O)4]2＋

+4NH3

[Cu(NH3)4]2＋

=提示：H2O、NH3同为中性分子，但电负性N＜O，N比O更容易给出孤对电子对，NH3的配位能力强于H2O，所以NH3与Cu2＋形成的配位键更强。←平衡向左移动

[Cu(H2O)4]2+

[Cu(NH3)4]2+Cu(OH)2通常情况，较稳定的配合物可以转化为稳定性更强的配合物蓝色溶液深蓝色溶液2.1配合物

Cu2++4NH3

=

[Cu(NH3)4]2＋+4NH4+4H+⇌←平衡向左移动CuSO4（aq）

蓝色沉淀氨水氨水深蓝色溶液稀H2SO4稀H2SO4[Cu(NH3)4]2＋

+4H+

⇌Cu2++4NH4+

写出上述过程的总离子反应方程式？⇌【问

题】[Cu(NH3)4]2＋存在电离平衡？是否牢不可破？

加入酸、形成更难溶的物质（加入Na2S生成CuS）、加热等可使平衡移动。

溶液变为_____Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3

滴加AgNO3溶液后，试管中出现

，再滴加氨水后沉淀

，溶液呈______实验操作实验现象有关离子方程式白色沉淀溶解无色红色Ag＋＋Cl－===AgCl↓、AgCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－2.1配合物(1)对溶解性的影响一些难溶于水的金属氢氧化物、卤化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH—、Cl—、Br—、I—、CN—的溶液中，形成可溶性的配合物。如:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH—

AgCl+2NH3=Ag[(NH3)2]Cl2.1配合物(2)对颜色的改变当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。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。④Fe3＋与SCN－形成硫氰化铁配离子[Fe(SCN)n]3-n，其溶液显红色。检验Fe3+①Fe3＋在水溶液中由于水解与OH-配位而显黄色，而在酸化抑制水解的情况下，生成的水合铁离子[Fe(H2O)6]3+溶液为无色。②FeCl3溶液含有[FeCl4]-，使溶液呈黄色。③CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)42+(蓝色)+4Cl-⇌[CuCl4]2-(黄色)+4H2O，△H＞0，Cl-和H2O相互竞争引起平衡移动，从而使溶液颜色发生改变。

加水稀释：溶液由黄绿色变为蓝绿色变为蓝色；

再加热：溶液由蓝色变为黄绿色。⑤与OH-

相比，NH3与Cu2+配位生成的[Cu(NH3)4]2+呈现更深的蓝色。2.1配合物(3)稳定性增强①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。②许多过渡金属元素的离子对多种配体具有很强的结合力，因而，过渡金属配合物远比主族金属配合物多。③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，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。