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1、第三章第四节第三章第四节 配合物与超分子配合物与超分子达标任务一、配位键概念、成键原理和条件达标任务一、配位键概念、成键原理和条件达标任务二、配合物概念、常见配合物达标任务二、配合物概念、常见配合物达标任务三、超分子概念、重要特征达标任务三、超分子概念、重要特征无水CuSO4是白色的,为什么CuSO45H2O晶体却是蓝色的？CuSO45H2O【实验【实验3-2】固体固体CuSO4CuCl2CuBr2NaCl K2SO4KBr颜色颜色白色白色绿色绿色深褐色深褐色白色白色白色白色白色白色下表中的少量固体溶于足量的水中，观察实验现象下表中的少量固体溶于足量的水中，观察实验现象CuSO4溶液溶液CuC
2、l2溶液溶液CuBr2溶液溶液K2SO4溶液溶液NaCl溶液溶液NaBr溶液溶液CuSOCuSO4 4CuClCuCl2 2CuBrCuBr2 2NaClNaClK K2 2SOSO4 4NaBrNaBr溶液溶液呈天蓝色呈天蓝色与与Cu2+和和H2O有关，与有关，与SO42-、Cl-、Br-、Na+、K+无关无关天蓝色天蓝色无色Cu2+与与H2O是如何结合成是如何结合成Cu(H2O)42+的呢？的呢？Cu(H2O)42+叫做四水合铜离子叫做四水合铜离子CuCu2+2+OHOH2 2H H2 2O OH H2 2O OH H2 2O OOHH孤电子对孤电子对配体配体Cu2+中心离子中心离子具有具
3、有空空轨道轨道【实验【实验3-2】达标任务一、配位键概念、成键原理和条件达标任务一、配位键概念、成键原理和条件 成键原子或离子一方成键原子或离子一方提供空轨道提供空轨道，另一方，另一方提供孤电子对提供孤电子对而形成的，这类而形成的，这类“电子对电子对给予给予-接受接受”键被称为键被称为配位键配位键。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、CO等；离子有Cl、OH、CN、SCN等。如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等过渡金属的原子或离子。配位键是一种特殊的共价键共价键，同样具有饱和性饱和性和方向性方向性。一般来说，多数过渡金属的原子
4、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。ClCN 配位键的表示：配位键的表示：(电子对给予体电子对给予体)AB()AB(电子对接受体电子对接受体)或或ABAB。例如。例如H H3 3O O+【思考】铵根离子的空间构型？是否有配位键？有几个配位键？【思考】铵根离子的空间构型？是否有配位键？有几个配位键？O HHH+O HHH +达标任务一、配位键概念、成键原理和条件达标任务一、配位键概念、成键原理和条件 配位键的表示：配位键的表示：(电子对给予体电子对给予体)AB()AB(电子对接受体电子对接受体)或或ABAB。例如。例如N NH H4 4+空的1s轨道
5、HNHHH +达标任务一、配位键概念、成键原理和条件达标任务一、配位键概念、成键原理和条件达标训练1 1、若若X X、Y Y两种粒子之间可形成配位键，则下列说法正确的是两种粒子之间可形成配位键，则下列说法正确的是()A AX X、Y Y只能是分子只能是分子 B BX X、Y Y只能是离子只能是离子C C若若X X提供空轨道，则提供空轨道，则Y Y至少要提供一对孤电子对至少要提供一对孤电子对D D若若X X提供空轨道，则配位键表示为提供空轨道，则配位键表示为XYXYC2 2、下列各种说法中下列各种说法中错误错误的是的是()()A A、形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤对电子、形成配位键的条件
6、是一方有空轨道一方有孤对电子B B、配位键是一种特殊的共价键、配位键是一种特殊的共价键C C、配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子、配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子D D、共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子、共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子D3 3、下列下列不能形成配位键的组合不能形成配位键的组合是是()()A.AgA.Ag、NHNH3 3 B.H B.H2 2O O、H H C.CoC.Co3 3、CO D.AgCO D.Ag、H HD2 2、下列各种说法中下列各种说法中错误错误的是的是()()A A、形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤对电子、形成配位键
7、的条件是一方有空轨道一方有孤对电子B B、配位键是一种特殊的共价键、配位键是一种特殊的共价键C C、配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子、配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子D D、共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子、共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子D 通常把通常把金属离子或原子金属离子或原子(称为称为中心离子或原子中心离子或原子)与某些与某些分子或离子分子或离子(称为称为配体配体或配位体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为以配位键结合形成的化合物称为配位化合物配位化合物,简称简称配合物配合物。注意：配位化合物注意：配位化合物一定含有配位键，一定含有配位键，但含
8、有配位键的化合物不但含有配位键的化合物不一定是配位化合物，例如：一定是配位化合物，例如：CO、NH4+、H3O+、SO42-、P2O5对于配合物，对于配合物，外界外界在水溶液中在水溶液中易易电离，但电离，但内界内界却却难难电离。有电离。有些配合物不存在外界。些配合物不存在外界。达标任务二、配合物概念、常见配合物达标任务二、配合物概念、常见配合物（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（少部分是主族金属），必须有空轨道。（2）配位体：含有孤电子对的分子或离子 NH3 H2O OH-Cl-SCN-CN-CO （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
9、A A A的非金属原子（4）配位数：直接同中心原子配位的原子数目，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)63-达标任务二、配合物概念、常见配合物达标任务二、配合物概念、常见配合物10.01mol氯化铬(CrCl3 6H2O)在水溶液中用过量硝酸银溶液处理，产生0.02mol AgCl沉淀。此氯化铬最可能是（）ACr(H2O)6Cl3 BCr(H2O)5ClCl2H2OCCr(H2O)4Cl2Cl2H2O DCr(H2O)3Cl33H2O B2.下列物质中，不能作为配合物的配体的是（）。A.NH3 B.NH4+C.H2O D.SCN-B达标训
10、练3.3.正误正误判断判断(1)(1)配位键实质上是一种特殊的共价键配位键实质上是一种特殊的共价键()()(2)(2)提供孤电子对的微粒既可以是分子，也可以是离子提供孤电子对的微粒既可以是分子，也可以是离子()()(3)(3)有配位键的化合物就是配位化合物有配位键的化合物就是配位化合物()()(4)(4)配位化合物都很稳定配位化合物都很稳定()()(5)(5)在配合物在配合物Co(NHCo(NH3 3)5 5ClClClCl2 2中的中的ClCl均可与均可与AgNOAgNO3 3反应生成反应生成AgClAgCl沉淀沉淀()(6)Ni(CO)(6)Ni(CO)4 4是配合物，它是由中心原子与配体
11、构成的是配合物，它是由中心原子与配体构成的()()提示：提示：NHNH4 4ClCl中含配位键，但不是配位化合物。中含配位键，但不是配位化合物。配合物一定含有配位键配合物一定含有配位键4.4.下下列列粒子中含配位键的是粒子中含配位键的是()N N2 2H H5 5+CH CH4 4 OHOH NHNH4 4+Fe(CO)Fe(CO)3 3 Fe(SCN)Fe(SCN)3 3 HH3 3O O Ag(NHAg(NH3 3)2 2OHOHA AB BC CD D全部全部C5.5.化化合物合物NHNH3 3与与BFBF3 3可以通过配位键形成可以通过配位键形成NHNH3 3BFBF3 3。(1)(1
12、)配位键的形成条件是配位键的形成条件是_。(2)(2)在在NHNH3 3BFBF3 3中，中，_原子提供孤电子对，原子提供孤电子对，_原子接受电子。原子接受电子。形成配位键的一方能够提供孤电子对，另形成配位键的一方能够提供孤电子对，另一方一方能够提供空轨道能够提供空轨道氮氮(或或N)硼硼(或或B)6、1 mol Cu(NH3)42含有键总数？1mol Cu(H2O)42含有键总数？16NA12NA7.指出下列各配合物中的配离子、中心离子、配位体、配位数和配位原子。（1）K3Fe(CN)6 （2）(NH4)2PtCl6 （3）Cd(NH3)4(OH)2（4）Ag(NH3)2OH （5）Ni(CO
13、)4 （6）Co(NH3)5ClCl2 氢氧化二氨合银氢氧化二氨合银六氰合铁酸钾六氰合铁酸钾四羰基镍四羰基镍六氯合铂酸铵六氯合铂酸铵氢氧化四氨合镉氢氧化四氨合镉【实验【实验3-3】实验原理1：Cu2+2NH3H2O=Cu(OH)2+2NH4+实验现象2：难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液实验原理实验原理2：Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)4(OH)2 实验现象3：析出深蓝色晶体实验原理：深蓝色晶体为Cu(NH3)4SO4H2O，说明该配合物在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度（溶剂极性：乙醇 水）实验操作1：向盛有4mL 0.1mol/L CuSO4溶液的试管里滴加几滴1 mol/L 氨水
14、实验现象1：成难溶物实验操作2：继续添加氨水并振荡试管实验操作3：再向试管中加入极性较小的溶剂(如加入8 mL 95%乙醇)，并用玻璃棒摩擦试管壁【实验【实验3-3】Cu(OH)2+4 NH3H2O=Cu(NH3)4(OH)2+4 H2O 溶剂极性：乙醇溶剂极性：乙醇 水水、Cu(NH3)4SO4H2O在乙醇中的溶解度小在乙醇中的溶解度小 Cu(NH3)4 2+SO42-+H2O=Cu(NH3)4SO4H2O Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH(aq)+4NH3 Cu(NH3)42+=稳定性：CuNH3 H3NH3NH3N2+CuOH2 H2OH2O H2O2+H2O、NH3同为中性
15、分子，但电负性NO，N比O更容易给出孤对电子，与Cu2形成的配位键更强。【思考】向硫酸铜溶液中滴加氨水，为什么Cu(H2O)42转化为Cu(NH3)42呢？【实验【实验3-3】【思考】向上述实验深蓝色的透明溶液中逐滴滴加稀硫酸会有什么现象？向上述实验深蓝色的透明溶液中逐滴滴加稀硫酸会有什么现象？写出反应方程式。写出反应方程式。Cu2+4NH3 =Cu(NH3)42+4NH4+4H+平衡向左移动平衡向左移动CuSO4（aq）蓝色沉淀蓝色沉淀氨水氨水氨水氨水深蓝色溶液深蓝色溶液稀稀H2SO4稀稀H2SO4Cu(NH3)42+4H+Cu2+4NH4+【实验【实验3-3】利用硫氰化铁配离子等颜色，可用
16、于鉴别溶液中存在Fe3+；又由于硫氰化铁配离子的颜色极似血液，常被用于电影特技和魔术【实验【实验3-4】实验操作：向盛有少量0.1 mol/L FeCl3溶液（或任何含Fe3+的溶液）的试管中滴加1滴0.1 mol/L硫氰化钾(KSCN)溶液。实验现象：溶液变为红色Fe3+nSCN-=Fe(SCN)n3-nn=1-6，随，随SCN-的浓度而异的浓度而异配位数可为配位数可为16实验原理：【演示实验演示实验】课本课本104页实验页实验2简单离子和配离子的区别简单离子和配离子的区别实验步骤实验现象解释在在一定条一定条件下，件下，配位键比配位键比较稳定，较稳定，配离子不配离子不易发生电易发生电离。离。
17、写出写出K3Fe(CN)6的的电离方程式电离方程式两滴FeCl3(aq)少量水两滴KSCN(aq)两滴K3Fe(CN)6(aq)少量水两滴KSCN(aq)溶液变为红色 生成 Fe(SCN)n3n (n=16)无明显现象Fe(CN)63很难电离出很难电离出 FeFe3+K3Fe(CN)6=3K+Fe(CN)63-配离子配离子 Fe(CN)63-的中心离子的中心离子Fe3+、配体、配体CN-、配位数、配位数6、Fe(CN)63-与与Fe3+性质不一样性质不一样【实验【实验3-4】拓展】拓展【实验【实验3-5】实验操作：实验操作：向盛有少量0.1moI/L NaCl溶液的试管里滴几滴0.1 mol/
18、L AgNO3溶液,产生难溶于水的白色的AgCl沉淀,再滴入1molL氨水,振荡,观察实验现象。实验现象：实验现象：先产生白色沉淀,滴加氨水后白色沉淀溶解AgCl+2NH3=Ag(NH3)2ClAg+Cl-=AgCl实验原理：实验原理：一、配合物一、配合物 配合物具有一定的稳定性，配合物具有一定的稳定性，配位键越强，配合物越稳定配位键越强，配合物越稳定。许多。许多过渡金属元素的过渡金属元素的离子对多种配体具有很强对结合力，因而，过渡金属配合物远比主族金属配合离子对多种配体具有很强对结合力，因而，过渡金属配合物远比主族金属配合物多。物多。（1）电子对给予体形成配位键的能力：一般来说，电负性越小的
19、元素原子更容易给）电子对给予体形成配位键的能力：一般来说，电负性越小的元素原子更容易给予孤电子对，形成配位键的能力越强。例如：予孤电子对，形成配位键的能力越强。例如：NH3H2O（2）接受体形成配位键的能力：）接受体形成配位键的能力：H+过渡金属主族金属过渡金属主族金属（3）配位键越强，形成的物质越稳定，如）配位键越强，形成的物质越稳定，如Cu2+OH-Cu2+NH3H+NH3【思考】在任何动物体内起输送氧气作用的血红素，是【思考】在任何动物体内起输送氧气作用的血红素，是FeFe2+2+的配合物。的配合物。结合所学内容，试解释人在一氧化碳浓度较高的环境中容易导结合所学内容，试解释人在一氧化碳浓
20、度较高的环境中容易导致一氧化碳中毒的原因。致一氧化碳中毒的原因。相比较氧气，一氧化碳与血红素中相比较氧气，一氧化碳与血红素中FeFe2+2+更容易形成配位键，形成更稳定的配合物。更容易形成配位键，形成更稳定的配合物。（1 1）对溶解性的影响）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，或依次溶解于含过量的OHOH-、ClCl-、BrBr-、I I-、CNCN-的溶液中，形成可溶性的配合物。的溶液中，形成可溶性的配合物。（2 2）颜色的改变）颜色的改变
21、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。，根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。（3 3）稳定性增强）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。金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。【配合物的形成对性质的影响配合物的形成对性质的影响】达标任务二、配合物概念、常见
22、配合物达标任务二、配合物概念、常见配合物叶绿素固氮酶血红蛋白维生素B12电镀王水溶金照相技术定影助熔剂抗癌药物顺铂污水处理汽车尾气净化激光材料超导材料在生命体中的应用在生产生活中的应用其他领域在医药中的应用1.1.下列下列过程与配合物的形成无关的过程与配合物的形成无关的是是（）A.A.除去除去FeFe粉中的粉中的SiOSiO2 2可用强碱溶液可用强碱溶液B.B.向一定量的向一定量的AgNOAgNO3 3溶液中加入氨水至沉淀消失溶液中加入氨水至沉淀消失C.C.向向FeFe3 3溶液中加入溶液中加入KSCNKSCN溶液溶液D.D.向一定量的向一定量的CuSOCuSO4 4溶液中加入氨水至沉淀消失溶
23、液中加入氨水至沉淀消失A达标训练2.2.向盛有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 A沉淀溶解后，生成深蓝色的配合离子沉淀溶解后，生成深蓝色的配合离子Cu(NHCu(NH3 3)4 4 2 2B BCu(HCu(H2 2O)O)4 4 2 2比比Cu(NHCu(NH3 3)4 4 2 2中的配位键稳定中的配位键稳定C 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用硝酸铜溶
24、液代替硫酸铜溶液进行实验，不能观察到同样的现象D D在在Cu(NHCu(NH3 3)4 4 2 2中，中，CuCu2 2给出孤电子对，给出孤电子对，NHNH3 3提供空轨道提供空轨道A 由两种或两种以上的分子通过由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用分子间相互作用形成的形成的分子聚集体分子聚集体称为称为超分子。超分子。超分子定义中的分子是广义的，包括离子。超分子定义中的分子是广义的，包括离子。达标任务三、超分子概念、重要特征达标任务三、超分子概念、重要特征（1）分离C60和C70 杯酚与杯酚与C C6060通过通过范德华力范德华力相结合，通过相结合，通过尺寸匹配尺寸匹配实现实现分子识分子识别
25、别达标任务三、超分子概念、重要特征达标任务三、超分子概念、重要特征(2)冠醚识别碱金属离子(如K+)。达标任务三、超分子概念、重要特征达标任务三、超分子概念、重要特征(2)冠醚识别碱金属离子(如K+)。冠醚是皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子冠醚是皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子冠醚识别碱金属离子。不同大小的冠醚可以识别不同大小的碱金属离子。冠醚识别碱金属离子。不同大小的冠醚可以识别不同大小的碱金属离子。冠冠醚冠冠醚空腔直径空腔直径/pm适合的粒子（直径适合的粒子（直径/pm）12-冠-415-冠-518-冠-621-冠-7120150170220
26、260320340430Li+（152）Na+（204）K+（276）Rb+（304）Cs+（334）超分子的特征之一：分子识别超分子的特征之一：分子识别达标任务三、超分子概念、重要特征达标任务三、超分子概念、重要特征氢键氢键超分子知识拓展超分子知识拓展DNADNA碱基配对碱基配对超分子的特性超分子的特性分子间相互作用：通过非共价键结合，包括氢键、静电作用、疏水作分子间相互作用：通过非共价键结合，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。用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。分子聚集体大小：分子聚集体有的是有限的，有的是无限伸展的。分子聚集体大小：分子聚集体有的是
27、有限的，有的是无限伸展的。达标任务三、超分子概念、重要特征达标任务三、超分子概念、重要特征常见的常见的DNADNA碱基配对结构碱基配对结构A TA TG CG CDNADNA碱基对是通过碱基对是通过氢键氢键相互识别并结合的相互识别并结合的达标任务三、超分子概念、重要特征达标任务三、超分子概念、重要特征低浓度时，优先在溶液表面形成单分子层，降低表面张力。低浓度时，优先在溶液表面形成单分子层，降低表面张力。高浓度时，剩余的表面活性剂在溶液中形成高浓度时，剩余的表面活性剂在溶液中形成胶束胶束。课本。课本P53-54P53-542.2.超分子自组装超分子自组装原理：原理：相似相溶相似相溶亲水端倾向于与
28、水相接触亲水端倾向于与水相接触疏水端倾向于不与水接触，彼此聚集疏水端倾向于不与水接触，彼此聚集达标任务三、超分子概念、重要特征达标任务三、超分子概念、重要特征分子识别分子识别自组装自组装 达标任务三、超分子概念、重要特征达标任务三、超分子概念、重要特征含义：研究超分子的化学叫超分子化学，是一门处于近代化学、材含义：研究超分子的化学叫超分子化学，是一门处于近代化学、材料化学和生命科学交汇点的新兴学科。料化学和生命科学交汇点的新兴学科。应用：在分子识别与人工酶、酶的功能、短肽和环核酸的组装体及应用：在分子识别与人工酶、酶的功能、短肽和环核酸的组装体及其功能等领域有着广阔的应用前景。其功能等领域有着广阔的应用前景。研究领域：环状配体组成的主客体体系；有序的分子聚集体；由两研究领域：环状配体组成的主客体体系；有序的分子聚集体；由两个或两个以上基团用柔性链或刚性链连接而成的超分子化合物。个或两个以上基团用柔性链或刚性链连接而成的超分子化合物。达标任务三、超分子概念、重要特征达标任务三、超分子概念、重要特征