3.4.配合物与超分子+学为中心课件-2024-2025学年高二下学期化学人教版选择性必修2

第三章

晶体结构与性质第四节配合物与超分子学习目标1.了解配合物和超分子的概念及结构特点和性质2.发展“宏观辨识和微观探析”的学科核心素养。思考无水CuSO4固体是白色的，但CuSO4水溶液和CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的，为什么呢？

CuSO4固体

CuSO4溶液

CuSO4·5H2O晶体实验3-2：固体溶液颜色CuSO4CuCl2•2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr白色白色白色白色绿色深褐色向盛有下表中固体样品的点滴板中，分别加入足量的水，观察实验现象并填写下表实验3-2：固体溶液颜色无色离子：CuSO4CuCl2•2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr什么离子呈蓝色：白色白色白色白色绿色深褐色水溶液中Cu2+主要以水合离子[Cu(H2O)4]2+存在，呈蓝色SO42

–

蓝色蓝色蓝色无色无色无色Na+Cl-K+Br-K

+向盛有下表中固体样品的点滴板中，分别加入足量的水，观察实验现象并填写下表一、配位键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，这类“电子对给予—接受”键被称为配位键。OHH孤电子对Cu2+具有空轨道Cu2+OH2H2OH2OH2O配位键

配位键是一种特殊的共价键。2、形成条件一方有能提供孤电子对的原子一方有能提供空轨道的原子称为电子给予体称为电子接受体如分子有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。一、配位键一、配位键3、表示方法：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，这类“电子对给予—接受”键被称为配位键。AB电子对给予体电子对接受体CuOH2

H2OH2O2+OH2[Cu(H2O)4]2+二、配合物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。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、NH4+、H3O+、SO42-等二、配合物2、组成：配合物由内界和外界构成。

配合单元是内界，内界由中心离子(原子)和配体构成。

外界是带异号电荷的离子。内界外界中心离子配体配位数配位原子二、配合物(1)中心原子(离子)：提供空轨道的金属离子或原子。

一般是过渡金属，必须有空轨道。(2)配位体：提供孤电子对的分子或离子，

如NH3

、H2O

、CO

、Cl-

、SCN-

、CN-。(3)配位原子：配位体中提供孤电子对的原子，

N、O、C、Cl，一般是ⅤAⅥAⅦA的非金属原子(4)配位数：直接同中心原子配位的配位原子的数目，

一般是2、4、6、81、配合物有些存在外界、有些无外界；2、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。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练一练二氯化一氯五氨合钴二、配合物3、电离：=[Cu(H2O)4]2++SO42-内界与外界以离子键结合，在水中完全电离，内界较稳定。练习：[Ag(NH3)2]OH＝[Ag(NH3)2]＋＋OH－

[Cu(H2O)4]SO4练一练0.01mol氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量硝酸银溶液处理，

产生0.02molAgCl沉淀。此氯化铬最可能是（）A．[Cr(H2O)6]Cl3 B．[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2OC．[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O D．[Cr(H2O)3Cl3]·3H2OB二、配合物4、制备：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。实验3-3：①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，②继续添加氨水并振荡试管，观察实验现象；③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。实验3-3：①先生成蓝色沉淀，Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+②蓝色沉淀溶解，得到深蓝色溶液，Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-

+4H2O

③析出深蓝色晶体。[Cu(NH3)4]2＋＋SO42-＋H2O==[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓乙醇在试管内壁产生微小的玻璃微晶充当晶核，加速结晶二、配合物5、对性质的影响：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：利用硫氰化铁配离子的颜色，可鉴定溶液中存在Fe3+；又由于该离子的颜色极似血液，常被用于电影特技和魔术表演。溶液变为血红色，Fe3+

+3SCN－=Fe(SCN)3(1)影响颜色：二、配合物5、对性质的影响：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：先出现沉淀，Ag++NH3·H2O=AgOH↓+2NH4+后沉淀溶解，AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH－+2H2O(2)影响溶解性：银氨溶液的配制--向硝酸银溶液中滴加氨水至沉淀恰好溶解DNA碱基对是通过氢键相互识别并自主配对的双螺旋DNA的两条分子链是通过什么结合的？

分子间通过氢键相互结合，形成具有固定组成的一个分子簇。问题导思1.定义：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超分子定义中的分子是广义的，包括离子。三、超分子2.粒子之间作用：非共价键通过非共价键结合，包括氢键、范德华力、静电作用等3.超分子的大小有的是有限的有的是无限伸展的4.超分子的特征“杯酚”分离C60和C70

C60

C70（1）分子识别a.分离C60和C70

b.冠醚识别碱金属离子15-冠-512-冠-4C原子：2×5=10O原子：510+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。4.超分子的特征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碱金属离子，从而实现选择性结合，在有机反应中可作催化剂。冠醚的空穴结构对离子有选择作用

b.冠醚识别碱金属离子4.超分子的特征

“杯酚”与冠醚形成的超分子，虽然识别的分子、离子不同，但环状结构异曲同工，且尺寸可控。1987年，诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰他们在超分子化学理论方面的开创性工作，这是人类在操控分子方面迈出的重要一步。4.超分子的特征冠醚冠醚空腔直径/pm合适的粒子（直径/pm）12-冠-4120～150Li+（152）15-冠-5170～220Na+（204）18-冠-6260～320K+（276）Rb+（304）21-冠-7340～430Cs+（334）K+直径为276pm，应该选择哪种冠醚呢？问题：碱金属离子或大或小，猜想冠醚是如何识别它们的？冠醚与金属阳离子通过配位作用相结合，不同大小的冠醚可以识别不同大小的碱金属离子。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原子吸引阳离子思考·讨论2.冠醚与碱金属离子之间的配位键属于离子键、共价键、氢键还是分子间作用力？共价键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？阴离子离子晶体问题背景：高锰酸钾溶液可以氧化甲苯，从而褪色。

但是高锰酸钾溶解在水中，难溶于甲苯，难以和甲苯充分接触。实验时需要不断振荡，二者才能充分反应，溶液褪色实验数据：溶有18-冠-6的甲苯与高锰酸钾水溶液反应实验改进：做上述实验时，加入冠醚(18-冠-6)实验数据：冠醚可以催化这个反应

18-冠-6的大小与金属K+离子匹配，将K+以及对应的阴离子(MnO4－)都带入有机溶剂，使游离的高锰酸根反应活性很高，从而快速发生反应。

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）分子自组装细胞外部磷脂分子双分子层细胞质疏水端亲水端亲水端四、课堂小结配合物配位键配合物概念形成条件表示方法概念制备组成电离对性质的影响超分子超分子定义和作用力超分子的特征

分子识别

自组装

(

@63@

)C四、课堂练习(

@63@

)B3．下列关于配位化合物的叙述中不正确的是(

)A.配位化合物中必定存在配位键B.配位化合物中只有配位键C.[Fe(SCN)6]3-中的Fe3+提供空轨道，SCN-中的硫原子

提供孤电子对形成配位键D.许多过渡元素的离子(如Cu2+