配合物与超分子PPT课件免费下载2023
展开一、【学习目标】
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。
二、【课程的主要内容】
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 而形成的化学键，即“电子对给予—接受”键。(2)表示方法：配位键常用A—B表示，其中A是 孤电子对的原子，叫给予体，B是接受孤电子对的原子，叫接受体。如：H3O＋的结构式为 ； 的结构式为 。
(3)形成条件形成配位键的一方(如A)是能够提供孤电子对的原子，另一方(如B)是具有能够接受孤电子对的空轨道的原子。①孤电子对：分子或离子中，没有跟其他原子共用的电子对就是孤电子对。如 、 、 分子中中心原子分别有1、2、3对孤电子对。含有孤电子对的微粒：分子如CO、NH3、H2O等，离子如Cl－、CN－、②含有空轨道的微粒：过渡金属的原子或离子。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目基本上是固定的，如Ag＋形成2个配位键，Cu2＋形成4个配位键等。
2.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 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。(2)组成配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成如下图所示：
①中心原子： 的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子)，最常见的有过渡金属离子：Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。②配体： 的阴离子或分子，如Cl－、NH3、H2O等。配体中 的原子叫做配位原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子，如NH3中的N原子，H2O中的O原子等。③配位数：直接与中心原子形成的 的数目。如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为 。
提供空轨道接受孤电子对
(3)常见配合物的形成实验
Cu2＋＋2NH3·H2O=== Cu(OH)2↓＋ 、Cu(OH)2＋4NH3=== [Cu(NH3)4]2＋＋2OH－、[Cu(NH3)4]2＋＋ ＋H2O [Cu(NH3)4]SO4·H2O↓
Ag＋＋Cl－===AgCl↓、AgCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－
(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。如Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。②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。如Fe3＋与SCN－形成硫氰化铁配离子，其溶液显红色。
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。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。
(1)配位键实质上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)有配位键的化合物就是配位化合物( )(4)配位化合物都很稳定( )(5)在配合物[C(NH3)5Cl]Cl2中的Cl－均可与AgNO3反应生成AgCl沉淀( )(6)Ni(CO)4是配合物，它是由中心原子与配体构成的( )
三、【例题剖析】
1.化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3。(1)配位键的形成条件是_____________________________________________________________________。
形成配位键的一方能够提供孤电子对，另一方具有能够接受电子对的空轨道
解析 微粒间形成配位键的条件是：一方是能够提供孤电子对的原子或离子，另一方是具有能够接受孤电子对的空轨道的原子或离子。
(2)在NH3·BF3中，____原子提供孤电子对，____原子接受电子。
解析 在NH3·BF3中，B原子是提供空轨道的原子、N原子提供孤对电子，B、N原子之间形成配位键。
2.下列不能形成配位键的组合是A.Ag＋、NH3 B.H2O、H＋C.C3＋、CO D.Ag＋、H＋
解析 配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对，另一方能提供空轨道，A、B、C三项中，Ag＋、H＋、C3＋能提供空轨道，NH3、H2O、CO能提供孤电子对，所以能形成配位键，而D项Ag＋与H＋都只能提供空轨道，而无法提供孤电子对，所以不能形成配位键。
3.若X、Y两种粒子之间可形成配位键，则下列说法正确的是A.X、Y只能是分子B.X、Y只能是离子C.若X提供空轨道，则Y至少要提供一对孤电子对D.一定是X提供空轨道，Y提供孤电子对
解析 形成配位键的两种微粒可以均是分子或者均是离子，还可以一种是分子、一种是离子，但必须是一种微粒提供空轨道、另一种微粒提供孤电子对，A、B项错误，C项正确。
4.下列化合物属于配合物的是A.Cu2(OH)2SO4 B.NH4ClC.[Zn(NH3)4]SO4 D.KAl(SO4)2
解析 硫酸四氨合锌([Zn(NH3)4]SO4)中二价锌离子是中心离子，四个氨分子在锌离子的四周，是配体，中心离子和配体以配位键结合形成内界，也叫配离子，硫酸根离子处于外界，也叫外界离子，内界和外界构成配合物。
ml氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量的AgNO3处理，产生0.01 ml AgCl沉淀，此氯化铬最可能是A.[Cr(H2O)6]Cl3B.[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2OC.[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2OD.[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O
解析 0.01 ml氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量的AgNO3处理，产生0.01 ml AgCl沉淀，说明1 ml氯化铬(CrCl3·6H2O)中有1 ml氯离子在外界，其余在内界，而正三价铬为六配位，则此氯化铬最可能是[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O，C正确。
确定配合物化学式的基本步骤
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.超分子的两个重要特征是 和 。
1.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？
2.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？
提示 阴离子，离子晶体。
四、【拓展探究】
1.下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是A.配位化合物中一定存在配位键B.配位化合物中只有配位键C.[Cu(H2O)6]2＋中的Cu2＋提供空轨道，H2O中的氧原子提供孤电子对形成 配位键D.配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等 领域都有广泛的应用
解析 配位化合物中一定含有配位键，但也可能含有其他化学键，A正确，B错误；Cu2＋有空轨道，H2O中氧原子有孤电子对，可以形成配位键，C正确；配位化合物应用领域特别广泛，D选项中提到的几个领域都在其中。
2.下列物质：①H3O＋ ②[B(OH)4]－ ③CH3COO－ ④NH3 ⑤CH4中存在配位键的是A.①② B.①③ C.④⑤ D.②④
解析 H2O分子中各原子已达到稳定结构，H3O＋是H＋和H2O中的O形成配位键；[B(OH)4]－是3个OH－与B原子形成3个共价键，还有1个OH－的O与B形成配位键，而其他物质中均不存在配位键，故选A。
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
解析 发生的反应为Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋ ，Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－，Cu2＋转化为配离子，浓度减小，A错误；[Cu(NH3)4]2＋是深蓝色的，B正确；Cu2＋具有空轨道，而NH3具有孤电子对，所以Cu2＋提供空轨道，NH3提供孤电子对，D错误。
4.用过量的AgNO3溶液处理含0.01 ml氯化铬(CrCl3·6H2O)的水溶液，生成0.02 ml的AgCl沉淀，此氯化铬最可能是A.[Cr(H2O)6]Cl3B.[CrCl(H2O)5]Cl2·H2OC.[CrCl2(H2O)4]Cl·2H2OD.[CrCl3(H2O)3]·3H2O
解析 与Ag＋反应生成AgCl沉淀的Cl－是由配合物在水溶液中电离出来的，因此在该配合物中1个Cl－在内界，2个Cl－在外界。
5.某物质的结构如图所示：下列有关该物质的分析中正确的是A.该物质分子中不存在σ键B.该物质的分子内只存在共价键和 配位键两种作用力C.该物质是一种配合物，其中Ni原子为中心原子D.该物质的分子中C、N、O原子均存在孤电子对
解析 选项A，该物质中碳原子之间、碳氢原子间、碳氮原子间等，均存在σ键；选项B，该物质中H、O原子间存在氢键，C与其他原子间存在共价键，Ni、N之间存在配位键，所以该物质的分子内存在氢键、共价键、配位键三种作用力；
选项C，Ni原子具有空轨道，接受孤电子对，是配合物的中心原子；选项D，C原子最外层的4个电子全部参与成键，没有孤电子对。
6.Cu2＋能与NH3、H2O、OH－、Cl－等形成配位数为4的配合物。(1)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Na2[Cu(OH)4]。①画出配离子[Cu(OH)4]2－中的配位键________________。
解析 Cu2＋含有空轨道，OH－含有孤电子对，可形成配位键，配离子[Cu(OH)4]2－中1个Cu2＋与4个OH－形成配位键，可表示为 ；
②Na2[Cu(OH)4]中除了配位键外，还存在的化学键类型有_____(填字母)。A.离子键 B.金属键C.极性共价键 D.非极性共价键
解析 Na2[Cu(OH)4]为离子化合物，含有离子键，并且O—H为极性共价键，故选AC。
(2)金属铜与氨水或过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液发生反应：Cu＋H2O2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。其原因是__________________________________________________________。
解析 过氧化氢可氧化Cu生成Cu2＋，Cu2＋与氨分子形成配位键。
过氧化氢为氧化剂，将Cu氧化为Cu2＋，氨分子与Cu2＋形成配位键
⑤、【课堂训练】
题组一 配位键1.下列各种说法中错误的是A.形成配位键的条件是一方有空轨道，一方有孤电子对B.配位键是一种特殊的共价键C.配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子D.共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子
解析 微粒间形成配位键的条件是：一方是能够提供孤电子对的原子或离子，另一方是具有能够接受孤电子对的空轨道的原子或离子，故A正确；配位键是一种特殊的共价键，故B正确；在配位化合物中，配体可以是分子、原子、离子等，如氨、水、SCN－等，故C正确；形成共价键的成键原子不一定有未成对电子，如配位键中就是一方提供一对电子，双方共用，故D错误。
2.既有离子键又有共价键和配位键的化合物是A.NH4NO3 D.H2O
解析 NH4NO3是离子化合物，含有离子键，N与O、N与H之间还存在共价键，氨与氢离子之间还存在配位键，A正确；NaOH是离子化合物，含有离子键，O与H之间还存在共价键，但不存在配位键，B错误；H2SO4是共价化合物，只存在共价键，C错误；H2O是共价化合物，只存在共价键，D错误。
3.以下微粒含配位键的是① ②CH4 ③OH－ ④ ⑤Fe(CO)3 ⑥Fe(SCN)3 ⑦H3O＋ ⑧[Ag(NH3)2]OHA.①②④⑦⑧ B.①④⑤⑥⑦⑧C.③④⑤⑥⑦ D.全部
解析 ①氢离子提供空轨道，N2H4中氮原子提供孤电子对，所以能形成配位键， 含有配位键，故正确；②甲烷中碳原子满足8电子稳定结构，氢原子满足2电子稳定结构，无空轨道，无孤电子对，CH4不含有配位键，故错误；③OH－电子式为 ，无空轨道，OH－不含有配位键，故错误；④氨气分子中氮原子含有孤电子对，氢离子提供空轨道，可以形成配位键， 含有配位键，故正确；⑤Fe(CO)3中Fe原子提供空轨道，CO提供孤电子对，可以形成配位键，故正确；
⑥SCN－的电子式 ，铁离子提供空轨道，硫原子提供孤电子对，Fe(SCN)3含有配位键，故正确；⑦H3O＋中O提供孤电子对，H＋提供空轨道，二者形成配位键，H3O＋含有配位键，故正确；⑧Ag＋有空轨道，NH3中的氮原子上的孤电子对，可以形成配位键，[Ag(NH3)2]OH含有配位键，故正确。
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