高中化学人教版 (2019)选择性必修2配合物与超分子教课内容ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2配合物与超分子教课内容ppt课件
第三章 晶体结构与性质第四节　配合物与超分子第1课时 配合物　【课程目标】1、通过熟悉的无水硫酸铜与其溶液颜色不同这一现象，认识配位键的特征，并能与共价键进行简单比较。2、在配位键的基础上，认识配合物的存在、结构特点及常见配合物的制取等。一、配合物：Why？情景引入无水CuSO4是白色的，为什么CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的？一、配合物：P95②CuCl2•2H2O：绿色CuCl2：棕(黄)色说明：一、配合物：CuSO4溶液、CuCl2溶液、CuBr2溶液Cu2+呈天蓝色；SO42-、Cl—、Br—、Na+、K+没有颜色一、配合物：P95②CuCl2•2H2O：绿色CuCl2：棕(黄)色说明：观察下列固体物质的颜色，你能得出什么结论？【观察思考1】固态Cu2+盐不一定显蓝色结论修正：Cu2+在水溶液中常显蓝色结论：【观察思考2】观察下列晶体的颜色，你能得出什么结论？CuSO4·5H2O晶体也显蓝色理论解释：Cu2+与水结合显蓝色实验证明，硫酸铜晶体和 Cu2+的水溶液呈蓝色，实际上是Cu2+和H2O形成的[Cu(H2O)4]2+呈蓝色。[Cu(H2O)4]2+叫做四水合铜离子。思考：Cu2+与H2O是如何结合的呢？一、配合物：Cu2+的价层电子构型[Cu(H2O)4]2+的形成配位键3d9, 4s和4p轨道是空的。孤电子对1、配位键：⑴概念:⑵条件：中心原子(离子)提供空轨道，配体提供孤电子对一、配合物：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。形成条件一方能提供孤电子对另一方能提供空轨道如分子有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。⑶特点：⑷表示方法：1、配位键：一、配合物：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。或(A提供孤电子对) A→B (B提供空轨道) 或 A—B配位键是一种特殊的共价键，具有方向性和饱和性。练习1：写出NH4+和H3O+的配位键的表示法？(1)相同原子间形成的配位键与它们之间形成的共价单键相同，如故其结构式也可表示为NH4+的空间结构是正四面体形(2)配位键一般是共价单键，属于σ键。说明中的4个N-H(键能、键长和键角)完全相同，(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：含有孤电子对的分子或离子，如 NH3 H2O CO Cl- SCN- CN-(3)配位原子：配位体中具有孤电子对的原子N O P S，一般是ⅤA Ⅵ A ⅦA的非金属原子(4)配位数：直接同中心原子配位的分子或原子数目，一般是2、4、6、8(5)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]3-一、配合物：2、配位化合物：1).概念：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。一、配合物：P96 如氢氧化二氨合银{[Ag(NH3)2]OH}、硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4}等= [Cu(H2O)4]2+2、配位化合物：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。内界与外界以离子键结合，在水中完全电离，内界较稳定。一、配合物：P96内界外界中心离子配体配位数+ SO42-配位原子：配体中给出孤电子对与中心形成配位键的原子。如H2O中O，CO中的C，NH3中的N 。内界微粒很难电离(电离程度很小)，因此，配合物[Co(NH3)5C1]Cl2内界中的C1—不能被Ag+沉淀，只有外界的C1—才能与AgNO3溶液反应产生沉淀。配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分， 如 [Co(NH3)5Cl]Cl2 = [Co(NH3)5C1]2+ + 2C1—,注意：请根据给出的配合物完成下表[Ag(NH3)2]＋OH-Ag+NH32【思考与讨论】[Fe(CN)6]3－K＋Fe3＋CN－6[Co(NH3)5Cl]2＋Cl－Co3＋NH3、Cl－64无NiCONi(CO)4六氰合铁酸钾四羰基镍配合物结构小结： 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； 4、配位数通常为2、4、6、8这样的偶数。1.有些配合物没有外界；如 Ni(CO)4 、Fe(CO)5 D F跟踪练习2、0.01 mol氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量硝酸银溶液处理，产生0.02 mol 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 跟踪练习B D跟踪练习4. 配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于离子检验,下列说法不正确的是( 　)。A.配离子为[Fe(CN)5(NO)]2-,中心离子为Fe3+,配位数为6,配位原子有C和NB.该配合物为离子化合物,易电离,1mol该配合物电离共得到的离子数目为3NAC.1 mol该配合物中σ键的数目为12NAD.此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键D跟踪练习3、常见的配合物及其制取（1）[Cu(H2O)4]2+一、配合物：已知配合物的品种超过数百万种，是一个庞大的化合物家族。（2）[Cu(NH3)4](OH)2P963、常见的配合物及其制取一、配合物：蓝色沉淀沉淀溶解，得深蓝色溶液得深蓝色晶体实验3-3 制取 [Cu(NH3)4](OH)2 反应①：反应②：该晶体在乙醇中的溶解度较小硫酸四氨合铜晶体Cu2+ + 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓+2NH4+Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2 深蓝色溶液反应③：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。实验3-3 制取 [Cu(NH3)4](OH)2 四氨合铜离子思考：Cu(OH)2回想一下，如何检验Fe3+？必修一思考：Fe3+与SCN-如何反应？Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3(3) K3Fe(SCN)6P973、常见的配合物及其制取一、配合物：六氰合铁酸钾Fe3+ + n SCN- [Fe(SCN)n]3-nn = 1∽6，随SCN-的浓度而异实验原理Fe3+ + SCN- Fe(SCN)2+Fe(SCN)2+ + SCN- Fe(SCN)2+Fe(SCN)52- + SCN- Fe(SCN)63-…………应用：检验或鉴定Fe3+，用于电影特技和魔术表演（4）[Ag(NH3)2]ClP973、常见的配合物及其制取一、配合物：沉淀消失，得澄清的无色溶液Ag++Cl-=AgCl↓AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl实验3-5 制取[Ag(NH3)2]Cl 1.怎样配制银氨溶液？发生哪些反应？思考与讨论：向AgNO3溶液中逐滴加稀氨水,直到最初生成的沉淀恰好溶解为止。氨水呈弱碱性,滴入AgNO3溶液中,会形成AgOH白色沉淀，AgOH+2NH3·H2O = [Ag(NH3)2]+ + OH- + 2H2O继续滴加氨水时,NH3分子与Ag+形成[Ag(NH3)2]+配合离子,配合离子很稳定,会使AgOH逐渐溶解。Ag+ + NH3·H2O = AgOH↓ + NH4+2. 配合物[Cu(NH3)4]SO4中含有的化学键类型有哪些?3. 分析NH3和BF3可以形成配位键吗？有离子键、共价键、配位键。可以形成NH3·BF3思考与讨论：4.解决问题0.1mol/L CuCl2溶液2mol/L CuCl2溶液蓝色蓝绿色溶液浓度变化为什么会导致色调变化？一、配合物：哪个因素导致浓CuCl2溶液变蓝绿色？4.解决问题一、配合物：能设计实验来证明吗？4.解决问题一、配合物：哪个因素导致浓CuCl2溶液变蓝绿色？浓稀蓝对比对比①和③，说明 .增大Cu2+的浓度不会导致溶液颜色变为蓝绿色。4.解决问题一、配合物：哪个因素导致浓CuCl2溶液变蓝绿色？浓浓稀稀蓝蓝绿对比对比①和④，说明 。在含有Cu2+的溶液中，增大Cl-的浓度会使溶液变为蓝绿色。 综合对上述实验的分析，Cl-的浓度较高是CuCl2的浓溶液不呈纯蓝色而呈蓝绿色的原因。① Cu2+与Cl-可以形成一系列配合物，在水溶液中，作为配体的Cl-可以多至4个。在Cl-的浓度极高时,形成的CuCl42-呈黄色。4.解决问题一、配合物：② 颜色叠加：蓝 ＋ 黄 ＝ 绿。查阅资料：四氯合铜酸根配体：Cl-中心离子：Cu2+配位数：4CuCl 也是配离子 含配阴离子的化合物4.解决问题一、配合物：含0.1 mol/L Cu2+的溶液中，Cl-的浓度越高，配位的Cl-越多，颜色越偏绿色，直至黄绿色4.解决问题一、配合物：5、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、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。一、配合物：如:Cu(OH)2 + 4NH3 =[Cu(NH3)4]2+ + 2OH— AgCl + 2NH3·H2O = Ag(NH3)2Cl + 2H2OCuCl难溶于水，可溶于浓盐酸和氨水5、配合物的形成对性质的影响 (2)颜色的改变当简单离子形成配离子时，颜色会发生变化，据此可以判断是否有配离子生成。一、配合物：如Fe3＋与SCN－形成硫氰化铁配离子，其溶液显红色。5、配合物的形成对性质的影响 一、配合物：(3)稳定性增强当中心原子(离子)相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。配合物具有一定的稳定性，配位键越强，配合物越稳定。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。在人和动物体内起输送氧气作用的血红素，是Fe的配合物。 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。6.配合物的应用一、配合物：6.配合物的应用①在生命体中的应用 ②在医药中的应用叶绿素血红素抗癌药物酶维生素B12钴配合物含锌的配合物含锌酶有80多种Fe2+的配合物Mg2+的配合物③配合物与生物固氮固氮酶④在生产生活中的应用王水溶金电解氧化铝的助熔剂 Na3[AlF6]热水瓶胆镀银 [Ag(NH3)2]+H[AuCl4]一、配合物：拓展视野在配位化学及其应用领域做出重要贡献的我国著名化学家→唐敖庆教授是我国现代理论化学的开拓者和奠基人。他从20世纪 60 年代起系统地开展配位场理论的研究;70年代，进行了配合化学模拟生物固氮作用的研究，开展了分子氮配位作用的化学键理论研究，其"配位场理论方法"获 1982 年国家自然科学奖一等奖。→徐光宪教授长期从事物理化学和无机化学的教学及研究，涉及量子化学、化学键理论、配位化学、萃取化学、核燃料化学和稀土科学等领域。基于对稀土化学键、配位化学和物质结构等基本规律的深刻认识，他发现了稀土溶剂萃取体系具有"恒定混合萃取比"基本规律。20世纪 70年代，│他建立了具有普适性的串级萃取理论，极大提升了利用配合│物萃取分离稀土元素的效率，为我国稀土工业的发展做出了突出贡献，获得 2008 年度"国家最高科学技术奖"。1．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．若X提供空轨道，则配位键表示为X→YC【课堂练习】2．下列粒子中含配位键的是(　　)①N2H5+　 ②CH4 ③OH－ ④NH4+　 ⑤Fe(CO)3 ⑥Fe(SCN)3 ⑦H3O＋ ⑧Ag(NH3)2OHA．①②④⑦⑧　　　B．③④⑤⑥⑦C．①④⑤⑥⑦⑧D．全部C【课堂练习】3．向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象的说法正确的是(　　)A．沉淀溶解后，生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2＋B．[Cu(H2O)4]2＋比[Cu(NH3)4]2＋中的配位键稳定C．用硝酸铜溶液代替硫酸铜溶液进行实验，不能观察到同样的现象D．在[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋给出孤电子对，NH3提供空轨道A【课堂练习】【课堂练习】BFe(SCN)2+实例：[Co(NH3)4Cl2]+ Cl-[Co(NH3)4Cl2]+ NO35.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.CCl4 D.浓氨水-【课堂练习】A产生白色沉淀6.硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。①[Ni(NH3)6]SO4的中心离子是_____， 配体是____，配位数是____。Ni2+6NH3②在[Ni(NH3)6]SO4中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为　　　　,提供孤电子对的成键原子是　。配位键N【课堂练习】7.指出下列各配合物中的配离子、中心离子、配位体、配位原子和配位数。① K3[Fe(CN)6] ②(NH4)2[PtCl6] ③[Cd(NH3)4](OH)2【课堂练习】① K3[Fe(CN)6] === 3K+ + [Fe(CN)6]3-配离子 中心离子 配位体 配位原子 配位数[Fe(CN)6]3-Fe3+CN- 6C7.指出下列各配合物中的配离子、中心离子、配位体、配位原子和配位数。① K3[Fe(CN)6] ②(NH4)2[PtCl6] ③[Cd(NH3)4](OH)2【课堂练习】配离子 中心离子 配位体 配位原子 配位数[PtCl6]2-6ClPt4+Cl-7.指出下列各配合物中的配离子、中心离子、配位体、配位原子和配位数。① K3[Fe(CN)6] ②(NH4)2[PtCl6] ③[Cd(NH3)4](OH)2【课堂练习】配离子 中心离子 配位体 配位原子 配位数[Cd(NH3)4]2+4N③[Cd(NH3)4](OH)2 === [Cd(NH3)4]2+ + 2OH-Cd2+NH38.取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)各1 mol，分别溶于水，加入足量AgNO3溶液，立即产生AgCl沉淀的物质的量分别为3 mol、2 mol。请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。[Co(NH3)6]Cl3[Co(NH3)5Cl]Cl29．回答下列问题：(1)配合物[Ag(NH3)2]OH的中心离子是____，配位原子是___，配位数是_____，它的电离方程式是 。(2)向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液，再加入氨水，观察到的现象是 。Ag＋N2[Ag(NH3)2]OH==[Ag(NH3)2]＋＋OH－先产生白色沉淀，加入氨水后，白色沉淀溶解10．(1)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为________。(2)关于配合物[Zn(NH3)4]Cl2的说法正确的是________。A．配位数为6 B．配体为NH3和Cl－C．[Zn(NH3)4]2＋为内界 D．Zn2＋和NH3以离子键结合[解析]　(1)[Zn(NH3)4]Cl2中[Zn(NH3)4]2＋与Cl－形成离子键，而1个[Zn(NH3)4]2＋中含有4个N→Zn键(配位键)和12个N—H键，共16个σ键16NAC4配位键