第3章 第4节 配合物与超分子学案

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1、配合物与超分子核心素养发展目标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。一、配合物1.配位键(1) 概念：由一个原子单方面提供孤电子对，而另一个原子提供空轨道而形成的化学键，即“电 子对给予一接受”键。+-J(2) 表示方法：配位键常用AB表示，其中A是提供孤电子对的原子，叫给予体，B是接受 孤电子对的原子，叫接受体。L HHR v+ aH ()*|- - T-?-亠、 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

2、等，离子如Cl-. CN-、NO夕等。 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)以配位 键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。如Cu(NH3)4SO4、Ag(NH3)2OH等均 为配合物。组成 配合物Cu(NH3)4SO4的组成如下图所示：Cu(NHJ+lSO*中心离子配休配位数 离子(.扑界-T -配离子(内界) 中心原子：提供空轨道接受孤电子对的原子。中心原子一般都是带

3、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。 配体：提供孤电子对的阴离子或分子，如C卜、nh3、h2o等。配体中直接同中心原子配 位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。 配位数：直接与中心原子形成的配位键的数目。如Fe(CN)64-中Fe2+的配位数为6。(3) 常见配合物的形成实验实验操作实验现象有关离子方程式ta dSi:氨水乙醇J滴加氨水后，试管中首先 出现蓝色沉淀，氨水过量 后沉淀逐渐溶解，得到深 蓝色的透明溶液，滴加乙 醇后析出深蓝色晶体Cu2 +2NH3H2O=

4、Cu(OH：2 / +2NH+、Cu(OH)2+4NH3= Cu(NH3)42 +2OH-、 Cu(NH3)42+ + SO4- +H2O=醇 Cu(NH3)4SO4H2O ；-溶嵌E|-KSCN?1 FD刍” F旳聯液溶液变为红色Fe3 + + 3SCN-Fe(SCN)31h叫1計准逹2滴加AgNO3溶液后，试管 中出现白色沉淀，再滴加 氨水后沉淀溶解，溶液呈 无色Ag +C卜-AgCH、AgCl+ 2NH3Ag(NH5)2 +Cl-(4) 配合物的形成对性质的影响 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，或 依次溶解于含过量的OH-、C卜

5、、Br-、I-、CN-的溶液中，形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2 +4NH3=Cu(NHP42 +20H-。 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。 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02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02分子结合，血红素失去

6、输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。判斯正误J(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()在配合物Co(NH3)5C1C12中的C卜均可与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()答案(1)V (2)V X X X (6)V深度思考1. 化合物nh3与bf3可以通过配位键形成nh3bf3。(1) 配位键的形成条件是。在nh3bf3中，原子提供孤电子对，原子接受电子。答案(1)形成配位键的一方能够提供孤电子对，另一方具

7、有能够接受电子对的空轨道 (2) 氮硼解析(1)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NHb-BFb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+、NH3B.哲。、H+C. Co3 +、COD. Ag+、H+答案D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+、C03+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

8、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. 定是X提供空轨道，Y提供孤电子对答案C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)2SO4B. NH4CIC. Zn(NH3)4SO4D. KA1(SO4)2答案C解析 硫酸四氨合锌(Zn(NH3)4SO4)中二价锌离子是中心离子，四

9、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。5. 0.01 mol氯化铬(CrCl36H2O)在水溶液中用过量的AgNO3处理，产生0.01 mol AgCl沉淀， 此氯化铬最可能是()A. Cr(H2O)6Cl3B.Cr(H2O)5ClCl2H2OC. Cr(H2O)4Cl2Cl2H2OD. Cr(H2O)3Cl3.3H2O 答案C 解析 0.01 mol氯化铬(CrCl36H2O)在水溶液中用过量的AgNO3处理，产生0.01 mol AgCl沉 淀，说明1 mol氯化铬(CrCl36H2O)中

10、有1 mol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)4Cl2Cl2H2O，C正确。思雏启迪确定配合物化学式的基本步骤二、超分子1. 定义：招分子是由两种或两种以上的分子诵过分子间相互作用形成的分子聚集体。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分子识别和自组装。深度思考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？ 提示共价键。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，

11、离子晶体。随堂演练知识落实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)62 +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 用答案B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：H3O +B(OH)4-CH3COO-NH3CH4中存在配位键

12、的是()A. B.C.D.答案A解析 H2o分子中各原子已达到稳定结构，H3O+是H+和H2o中的0形成配位键；B(OH)4- 是3个0H-与B原子形成3个共价键，还有1个0H-的0与B形成配位键，而其他物质中 均不存在配位键，故选Ao3. 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)42+C. 反应后的溶液中Cu2 +的浓度增加了D. 在配离子Cu(NH3)42 +中，Cu2+提供孤电子对，N

13、H3提供空轨道答案B解析 发生的反应为 Cu2 + + 2NH3H20=Cu(0H；2 / + 2NH +，Cu(0H)2 + 4NH3= Cu(NH3)42+20H-, Cu2+转化为配离子，浓度减小，A错误；Cu(NH3)42+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 mol氯化铬(CrCl3(H2O)的水溶液，生成0.02 mol的AgCl 沉淀，此氯化铬最可能是()A. Cr(H2O)6Cl3B.CrCl(H2O)5Cl2H2OC. CrCl2(H2O)4CL2H2OD.

14、 CrCl3(H2O)33H2O答案B 解析 与Ag+反应生成AgCl沉淀的C卜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C卜在内界，2个C卜在外界。5. 某物质的结构如图所示：CHOINNI Otlr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G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答案C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g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

15、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-、C卜等形成配位数为4的配合物。(1)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Na2Cu(OH)4。 画出配离子Cu(OH)42-中的配位键。 Na2Cu(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 (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(N耳)2 +2OH_。其原因是。0HI|H0 Cu 0H-答案(1)“AC(2)过氧化氢为氧化剂，将Cu氧化为Cu2 +,氨分子与Cu2+形成配位键解析(1)CU2+含有空轨道，OH-含有孤电子对，可形成配位键，配离子Cu(OH)42-中1个OHIIHO一Cu OHp-ICu2+与4个0H-形成配位键，可表示为mi;“ a2Cu(OH)4 为离子化合物，含有离子键，并且0H为极性共价键，故选AC。(2)过氧化氢可氧化Cu生成Cu2+，Cu2+与氨分子形成配位键。