高二化学（人教版）学案选择性必修二第三章第四节配合物与超分子

第四节配合物与超分子学习目标重点难点1.知道配位键的特点,认识简单的配位化合物的成键特点,能举例说明某些配位化合物的典型性质、存在与应用。2.认识配位键与共价键、离子键的异同,能运用配位键解释某些沉淀溶解、颜色变化等实验现象。3.了解从原子、分子、超分子等不同尺度认识物质结构的意义,能举例说明超分子的特征。重点配位键、配合物、超分子的概念,配合物的合成。难点配合物、超分子的结构特点。新知探究(一)——配合物1.配位键(1)概念:由一个原子单方面提供,而另一个原子提供空轨道接受形成的共价键,这类“”键被称为配位键。

[微点拨]配位键属于共价键,也属于σ键。(2)形成条件①成键原子一方能提供孤电子对,如分子有NH3、H2O、HF、CO等,离子有Cl、OH、CN、SCN等。②另一方能提供空轨道,如H+、Al3+、B及过渡金属元素的原子或离子。[微点拨]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,Cu2+形成4个配位键等。2.配位化合物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CuSO4·5H2O即[Cu(H2O)4]SO4·H2O、[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均为配合物

组成配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成如图所示:[微点拨]①配合物中,中心离子或原子(金属离子或原子)提供空轨道,配体中提供孤电子对的原子称为配位原子,直接同中心离子(或原子)配位的原子的数目叫中心离子(或原子)的配位数。②配合物的内界离子和外界离子一般完全电离,内界离子的中心离子与配体间电离极微弱。③配合物的组成中有的配合物没有外界,如五羰基合铁Fe(CO)5、四羰基合镍Ni(CO)4;有的配合物有多种配体,如[Cu(NH3)2(H2O)2]SO4、[Co(SO4)(NH3)5]Br、[Co(NH3)5Br]SO4。3.常见配位化合物形成的实验探究(1)[Cu(NH3)4]SO4·H2O的形成实验操作实验现象滴加氨水后,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

写出有关离子方程式:、

、

[Cu(NH3)4]2++SO42−+H2O[Cu(NH3)4]SO4·H2(2)硫氰化铁配离子的形成实验操作实验现象溶液变为

写出Fe3+与SCN按1∶3反应的方程式:。

[微点拨]①Fe3+与SCN生成[Fe(SCN)n](3n)+(n≤6)配合物,该配合物在水溶液中显红色。②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。(3)银氨配离子的形成实验操作实验现象滴加AgNO3溶液后,试管中出现,继续滴加氨水沉淀溶解,溶液呈

写出反应过程中相关反应的离子方程式:、

。

4.配合物的稳定性(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。(2)配位键的稳定性[中心原子(或离子)的金属原子(或离子)相同时]①电子对给予体形成配位键的能力:NH3>H2O。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:Cu2+—OH<Cu2+—NH3<H+—NH3。5.配合物的应用(1)配合物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Fe2+的配合物。(2)配合物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。[题点多维训练]1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)配位键是一种特殊的共价键()(2)提供孤电子对的微粒既可以是分子,也可以是离子()(3)含配位键的化合物就是配位化合物()(4)1mol[Co(NH3)5Cl]Cl2与AgNO3反应最多生成3molAgCl沉淀()(5)Fe(CO)5是配合物,它是由中心原子与配体构成的()(6)配位化合物都很稳定()2.以下微粒含配位键的是()①N2H5+②CH4③OH④⑤Fe(CO)5⑥Fe(SCN)3⑦H3O+⑧[Ag(NH3)2]OHA.①④⑤⑥⑦⑧ B.①②④⑦⑧C.①③④⑤⑥⑦ D.全部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,生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+C.反应后的溶液中Cu2+的浓度增加了D.在配离子[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供孤电子对,NH3提供空轨道4.某物质A的实验式为CoCl3·4NH3,1molA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,则关于此化合物的说法中正确的是()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新知探究(二)——超分子1.定义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。[微点拨]超分子定义中的分子是广义的,包括离子。超分子内部分子之间通过非共价键相结合。包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。2.实例(1)分离C60和C70:将C60和C70的混合物加入一种空腔大小适配C60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)冠醚识别碱金属离子: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。[微点拨]①冠醚中环上的所有原子不在同一平面上。②冠醚的命名:组成环的原子总数⁃冠⁃环上氧原子数。3.特征超分子的两个重要特征是分子识别和自组装。[题点多维训练]1.下列关于超分子的叙述中正确的是()A.超分子就是高分子B.超分子都是无限伸展的C.形成超分子的微粒都是分子D.超分子具有分子识别和自组装的特征2.“杯酚”(图b)分离C60和C70的过程(图a)示意如下:下列分析不正确的是()A.“杯酚”分子内能形成氢键B.图b所示的“杯酚”属于有机物C.图a反映了超分子具有“分子识别”的特性D.图a利用了C60不溶于甲苯,C70易溶于CHCl3的性质3.某超分子的结构如图所示,下列有关超分子的描述不正确的是()A.图示中的超分子是两个不同的分子通过氢键形成的分子聚集体B.超分子的特征是分子识别和分子自组装C.超分子就是高分子D.图示中的超分子中的N原子采取sp2、sp3杂化4.超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支,还扩展到生命科学和物理学等领域。由Mo将2个C60分子、2个p⁃甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示。(1)Mo处于第五周期ⅥB族,核外电子排布与Cr相似,它的基态价层电子排布式是;核外未成对电子数是个。

(2)该超分子中存在的化学键类型有。

A.σ键 B.π键C.离子键 D.氢键(3)该超分子中配体CO提供孤电子对的原子是(填元素符号),p⁃甲酸丁酯吡啶配体中C原子的杂化方式有。

课下请完成课时跟踪检测(二十一)第四节配合物与超分子新知探究(一)1.(1)孤电子对孤电子对电子对给予—接受2.配位键3.(1)蓝色沉淀溶解Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2NH4Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH(2)红色Fe3++3SCNFe(SCN)3(3)白色沉淀无色Ag++ClAgCl↓AgCl+2NH3[Ag(NH3)2]++Cl[题点多维训练]1.(1)√(2)√(3)×(4)×(5)√(6)×2.选A①N2H5+中有一个H+与一个N原子间形成配位键;②CH4中4个H原子与C原子间形成共价单键,不存在配位键;③OH中O与H间形成共价键,不存在配位键;④NH4+中有1个H+与N原子间形成配位键;⑤Fe(CO)5中配位体CO与中心原子Fe之间形成配位键;⑥Fe(SCN)3中配位体SCN与Fe3+间形成配位键;⑦H3O+中有1个H+与O原子间形成配位键;⑧[Ag(NH3)2]OH中配位体NH33.选B发生的反应为Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2NH4+,Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH,Cu2+转化为配离子,Cu2+浓度减小,A、C错误;[Cu(NH3)4]2+是深蓝色的,B正确;Cu2+提供空轨道,NH3提供孤电子对,D错误。4.选D由题意可知,Cl与NH3均与Co3+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,Co与6个配体成键,C错误。新知探究(二)1.选D超分子通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起,组成复杂的、有组织的聚集体,有的是高分子,有的不是,故A错误;超分子这种分子聚集体有的是无限伸展的,有的是有限的,故B错误;形成超分子的微粒也包括离子,故C错误;超分子的特征是分子识别和自组装,故D正确。2.选D“杯酚”中的羟基之间可以形成氢键,A正确。由形成元素可知,“杯酚”属于有机物,B正确。由图a可知,“杯酚”与C60形成超分子,而“杯酚”与C70不能形成超分子,反映了超分子具有“分子识别”的特性,C正确。由图a可知,“杯酚”与C60形成的超分子不溶于甲苯,而不是C60不溶于甲苯,而C70易溶于甲苯,过滤分离;C60不溶于CHCl3,而“杯酚”溶于CHCl3,再过滤分离,实现C60和C70的分离,D错误。3.选C超分子通常是指由两种或两种以上的分子依靠分子间相互作用结合在一起,组成复杂的聚集体,图示中的超分子是两个不同的分子通过氢键形成的分子聚集体,A正确;超分子的特征是分子识别和分子自组装,例如细胞和细胞器的双分子膜具有自组装性质,生物体的细胞即是由各种生物分子自组装而成,B正确;超分子不同于高分子,C错误;图示超分子中的N原子有双键、单键,则采取sp2、sp3杂化,D正确。4.解析:(1)Cr的基态价层电