3.4+配合物与超分子+课件-2025-2026学年高二化学人教版选择性必修2

第四节配合物与超分子3.4配合物与超分子人教版高中化学选必二新课导入?无水CuSO4固体是白色的，但CuSO4·5H2O晶体为什么是蓝色的

CuSO4

CuSO4·5H2O铜离子与水分子之间是靠哪种作用力结合的？蓝色不是由阴离子导致的Cu2+与水结合显蓝色Cu2+H2O[Cu(H2O)4]2+四水合铜离子目录超分子0304配位键01配合物02PART01·配位键·SAFEUSEEDUCATION配位键1.概念H2O提供孤电子对给予Cu2+，

Cu2+接受水分子的孤电子对(提供空轨道)形成的，这类“电子对给予-接受”键称为配位键。OHH孤电子对Cu2+提供空轨道Cu2+H2OH2OH2OOH2Cu2+H2O配位键2.配位键的表示方法[Cu(NH3)4]2+A→B提供孤电子对的分子或离子接受孤电子对的原子或金属离子[Cu(H2O)4]2+

配位键是特殊的共价键，同样具有饱和性和方向性配位键3.配位键的形成条件一方能提供孤电子对一方能提供空轨道分子：NH3、H2O、HF、CO等；离子：Cl－、OH－、CN－、SCN－等。如H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子配体配位原子中心原子（中心离子）[Cu(H2O)4]2＋配位体中心离子配位原子O配位键——思考与讨论依据反应NH3

+H+=NH4+，讨论NH3是如何与H＋形成NH4＋的？HNHHH[]+四个N－H键性质完全相同铵根离子的形成过程配位键——思考与讨论NH4＋中的配位键与其他三个N—H键的键参数是否相同?HNHHH[]+相同。NH4＋可看成NH3分子结合1个H+后形成的;NH3分子的空间结构为三角锥形，键角为107°;当遇到H+时，N原子的孤电子对会进入H+的空轨道,以配位键形成NH4＋;N原子不再存在孤电子对，键角恢复至109°28’，NH4＋为正四面体形，4个N—H键完全相同;配位键与普通共价键形成过程不同，但各种键参数完全相同。PART02·配合物·SAFEUSEEDUCATION配合物1.概念

金属离子或原子与某些分子或离子以配位键结合形成的配位化合物2.组成

[Cu(NH3)4]SO4

(中心离子或原子)(配体或配位体)中心离子配体配位数离子配离子(内界)

(外界)配位数：与中心原子形成的配位键的数目内外界之间以离子键结合配合物天蓝色[Cu(H2O)4]2+胆矾CuSO4·5H2O可写[Cu(H2O)4]SO4·H2O化学键有离子键、共价键和配位键配合物——练一练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]Cl2Ni(CO)4四羰基镍[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配合物配合物结构小结：配合物有些存在外界、有些无外界；中心粒子可以是阳离子，也可以是中性原子；配位体可以是离子或分子，可以有一种或同时存在多种；配位数通常为2、4、6、8这样的偶数。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，Cu2＋形成4个配位键等。配合物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8mL95%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↓3.配合物的形成实验乙醇配合物——思考与讨论

[Cu(H2O)4]2+

[Cu(NH3)4]2+Cu(OH)21.[Cu(NH3)4]2+与[Cu(H2O)4]2+哪个配位离子更稳定？原因是什么？[Cu(NH3)4]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H2O大。配合物——思考与讨论乙醇析出深蓝色的晶体深蓝色溶液用玻璃棒摩擦试管壁2.玻璃棒摩擦试管壁的作用是什么？加入乙醇晶体析出的原因是什么？乙醇的极性小于水，[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中的溶解度小。[Cu(NH3)4]SO4·H2O玻璃棒摩擦可以在试管内壁产生微小的玻璃微晶充当晶核，加速结晶。配合物实验步骤实验现象解释向盛有少量0.1mol/LFeCl3溶液的试管中滴加1滴0.1mol/L硫氰化钾(KSCN)溶液溶液呈红色KSCN溶液Fe3++nSCN－

⇌[Fe(SCN)n]3－n

(n=1～6，随

c(SCN－)

大小而异)Fe3＋＋3SCN－

Fe(SCN)3鉴定溶液中是否存在Fe3＋电影特技和魔术表演3.配合物的形成实验配合物——思考与讨论3.向盛有0.1mol/LK3[Fe(CN)6]溶液的试管中滴加2滴硫氰化钾溶液却无明显变化，原因是什么？CN-与Fe3＋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的趋势很小。4.K3[Fe(CN)6]在水中可以电离出配离子[Fe(CN)6]3-，该配离子的中心离子、配体是什么？配位数是多少？[Fe(CN)6]3-和Fe3+的性质一样吗？中心离子：Fe3+，配体：CN-，配位数：6。[Fe(CN)6]3-和Fe3+的性质不一样。配合物实验步骤实验现象解释向盛有少量0.1mol/LNaCl溶液的试管中滴加几滴0.1mol/LAgNO3溶液再滴入1mol/L氨水，振荡白色沉淀沉淀消失，澄清Ag++Cl-

=AgCl↓AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-

3.配合物的形成实验二氨合银离子配合物4.配合物的形成对性质的影响(1)对溶解性的影响一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、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。(2)颜色的改变当简单离子形成配离子时，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。配合物4.配合物的形成对性质的影响(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。如稳定性：Cu2+—OH-<Cu2+—NH3<H+—NH3。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。配位键稳定性的影响因素电子对给予体形成配位键的能力：NH3>H2O（配位原子的电负性）。接受体形成配位键的能力：H+>过渡金属>主族金属。配合物5.配合物的应用(1)跟人类生活有密切的关系。

如输送氧气作用的血红素是Fe2＋的配合物。(2)在生产和科学技术方面的应用也很广泛。

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。(3)生命体中广泛存在。

叶绿素(Mg2+的配合物)和维生素B12(钴的配合物)都是配合物。王水溶金电解氧化铝的助熔剂Na3[AlF6]H[AuCl4]配合物——思考与讨论5.人体内血红蛋白是Fe2+卟啉配合物，Fe2+与O2结合形成配合物，而CO与血红蛋白中Fe2+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。6.NH3可与Cu2+形成配合物，但NF3很难与Cu2+形成配合物，原因是什么？血红蛋白中Fe2+与CO形成的配合物更稳定。电负性：F>H，使得NF3提供孤电子对的能力小于NH3。配合物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)5Cl]Cl2中的Cl-均可与AgNO3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√×××√配合物1.下列物质中，不能作为配合物的配体的是A.NH3B.NH4+C.H2OD.SCN-2.能区别[Co(NH3)4Cl2]Cl和[Co(NH3)4Cl2]NO3两种溶液的试剂是A.AgNO3溶液B.NaOH溶液C.CCl4D.浓氨水√√配合物3.回答下列关于配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的问题。(1)[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中提供孤电子对的是

。(2)[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O在溶液中电离出

。(3)1mol[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O与足量AgNO3溶液反应，产生沉淀的物质的量是

mol。

Cl-、H2O[TiCl(H2O)5]2+、Cl-2PART03·超分子·SAFEUSEEDUCATION超分子1.定义是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。特别提醒：(1)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。有限的无限伸展的静电作用、范德华力、氢键、分子与金属离子之间的弱配位键等超分子01分子识别“杯酚”分离C60和C70

C60

C702.重要特征(1)“杯酚”分离C60和C70：超分子01分子识别2.重要特征(2)冠醚识别碱金属离子：15-冠-512-冠-4冠醚环的大小与金属离子匹配，才能识别冠醚识别K+超分子

冠醚环的大小与金属离子匹配，将阳离子带入有机溶剂，因而成为有机反应中很好的催化剂。高锰酸钾氧化甲苯KMnO4水溶液对烯烃氧化效果差，加入冠醚(不与MnO4-结合)，与K+结合而将MnO4-带入烯烃中；使游离MnO4-反应活性很高，从而快速发生反应。01分子识别2.重要特征(2)冠醚识别碱金属离子：超分子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。02自组装2.重要特征超分子02自组装2.重要特征表面活性剂“两亲分子”：一端为亲水基团，另一端为疏水基团低浓度时，优先在溶液表面形成单分子层高浓度时，在溶液中形成胶束超分子——知识拓展2020年，我国博士后王振元：潜心创新，成功开发出超分子生物催化技术，打破了国外巨头在化妆品高端原料市场的垄断地位。【工匠精神】

通过对超分子研究，人们可以模拟生物系统，复制出一些新材料，如：新催化剂、新药物、分子器件、生物传感器等功能材料。超分子的未来发展超分子1.下列关于超分子的说法不正确的是A.超分子是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B.超分子都是无限伸展的C.冠醚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√课堂小结配位键配合物超分子电子对给予-接受内界、外界、中心粒子特殊的共价键：方向性和饱和性条件：孤电子对和空轨道配体、配位原子、配位数影响：改变溶解性、颜色、稳定性应用定义、作用力分子识别自组装课堂练习1.配位化合物[Cu(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√课堂练习2.某物质A的实验式为CoCl3·4NH3，向1molA中加入足量的AgNO3溶液能生成1mol白色沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则下列关于此化合物的说法正确的是A.Co3+只与NH3形成配位键B.配合物配位数为3C.该配合物可能是平面正方形结构D.此配合物可写成[Co(NH3)4Cl2]Cl√课堂练习3.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Cu2+的浓度不变B.沉淀溶解后