配合物的形成和应用(课堂PPT)

共价键键参数完全相同
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实验1
向试管中加入2ml5%的CuSO4溶液，再逐滴加入 浓氨水，边滴加边振荡，观察实验现象。
实验２
取2ml5%的CuＣl２溶液、Cu(NO3)2溶液进行如上实 验，观察现象。
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现象：
两个实验现象相同，在天蓝色溶液中滴加氨水， 先产生蓝色沉淀，沉淀逐渐增多，继续滴加氨水， 沉淀溶解，得到深蓝色溶液。
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(1). 内界：一般加[ ]表示。
Ⅰ.中心原子(或离子)—— 提供空轨道，接受孤电子对 的 原子（或离子），也称形成体。
常见的有：
①过渡元素阳离子或原子，如Fe3+、Fe2+、Cu2+、
Zn2+、Ag+、Ni ②少数主族元素阳离子，如Al3+ ③ 一些非金属元素的原子，如Si、I
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Ⅱ.配位体——指配合物中与中心原子结合的离子或分子。 常见的有：阴离子，如X-（卤素离子）、OH-、SCN-、CN-
如：
顺-二氯·二氨合铂（极性） 反-二氯·二氨合铂（非极性）
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6、配合物离子的空间构型
[Ag(NH3)2] +
[Zn(NH3)4] 2+
[Ni(CN)4] 2-
[AlF6] 3-
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配合物的结构
1、配合物的价键理论要点
(1)中心离子或原子(A)：有空轨道 配位体(B)：有孤电子对 二者形成配位键AB
四个氮原子和铜离子构成平面正方形,配位键的存在
是配合物与其它物质最本质的区别
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一、配合物
1. 定义
由提供孤电子对的配位体与接受孤电子对的中心原子 (或离子)以配位键形成的化合物称配合物,又称络合物。
2. 形成条件
(1) 中心原子(或离子)必须存在空轨道。 (2)配位体具有提供孤电子对的原子。
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可以作为中心离子的是 Fe2+ Cu2+ Zn2+ Ag+ 可以作为配体的是 H2O NH3 Cl- CN- CO
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(1)配合物整体(包括内界和外界)应显电中性；外界离子所带电荷 总数等于配离子的电荷数。而配离子的电荷数=中心离子和配位 体电荷的代数和，
(2)一个中心原子(离子)可同时结合多种配位体。
Na3[AlF6]
氯化四氨合铜 硝酸六氨合钴 氢氧化四氨合锌 六氟合铝酸钠
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5.配合物的同分异构现象
顺式
反式
根据课本78页表4-4说明配合物A、B 中哪一种是顺式，哪一种是反式
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配合物的异构现象：
配合物化学组成相同，但原子间连接方式或空间排列方式 不同而引起配合物结构性质不同的现象。
几何异构：在配位化合物中，配体可以占据中心原子周围 的不同位置。所研究的配体如果处于相邻的位置，称之 为顺式结构。如果处于相对的位置，称之为反式结构。 由于配体所处的顺反位置不同所产生的异构现象称为顺 反异构。
[AlF6] 3-
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[Ag(NH3)2]+配位键的形成和空间构型
Ag+
4d
5S 5P
[Ag(NH3)2]+
4d
SP
5P
Ag+空的5s轨道和5p轨道形成2个sp杂化 轨道，接受2个NH3分子提供的孤电子对， 形成直线形的[Ag(NH3)2]+ 。
H3N
Ag +
NH3
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[Zn(NH3)4]2+配位键的形成和空间结构
3价金属离子
Cu+ 2,4
Ca2+ 6
Al3+ 4, 6
Ag+ 2
Zn2+ 4,6
Cr3+ 6
Au+ 2,4
Fe2+ 6
Fe3+ 6
Co2+ 4,6
Co3+ 6
Cu2+ 4,6
Au3+ 4
Mg2+ 6
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(2). 外界：
除内界以外的部分。（内界以外的其他离子构成外 界）。而有的配合物只有内界，没有外界。
[Cu(H2O)4]2+ [Ag(NH3)2]OH [Cu(NH3)4]SO4
四水合铜离子 氢氧化二氨合银 硫酸四氨合铜
K3[Fe(CN)6]
六氰合铁酸钾
注：如[PtCl4]四氯合铂(Ⅱ)，后面括号内的罗马数是注明了中心原子的化合价。
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课堂练习
写名称或化学式
[Cu(NH3)4] Cl2 [Co(NH3)6](NO3)3 [Zn(NH3)4](OH)2
NH3
NH3
Cu
NH3
NH3
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35
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二、配合物的性质
（1）配合物形成后，颜色、溶解性都有可能发生改变。
如： Fe3+ 棕黄色
Fe2+ 浅绿色
[Fe（SCN）3] 血红色
[Fe（CN）4]2- 无色
AgCl、AgBr、可与NH3·H2O反应生成易溶的[Ag（NH3）2]+
（2）配合物的稳定性： 配合物中的配位键越强，配合物越稳定。
SO42-无变化，未参与新微粒的形成。
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拓展视野
无水乙醇
过滤、洗涤、 干燥
X射线晶体衍射证明 为[Cu(NH3)4]SO4
实验证明：呈深蓝色溶液的物质是 [Cu(NH3)4]2＋
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综合以上实验现象分析归纳得出： 深蓝色溶液的本质是NH3与Cu2+形成了新的微粒。
[Cu(NH3)4]2+
试写出实验中发生的两个反应的离子方程式？
NH 棕3黄色 极性 易溶于水
有活性
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40
n
41
三
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三、配合物的应用
配合物在许多方面有广泛的应用
在实验研究中，常用形成配合物的方法来检验 金属离子、分离物质、定量测定物质的组成。
在生产中，配合物被广泛应用于染色、电镀、 硬水软化、金属冶炼领域。
在许多尖端领域如激光材料、超导材料、抗癌 药物的研究、催化剂的研制等方面，配合物发挥 着越来越大的作用。
3.配合物的组成
从溶液中析出配合物时，配离子经常与带有相反电荷的其他离子结 合成盐，这类盐称为配盐。 配盐的组成可以划分为内界和外界。配离子属于内界，配离子以外 的其他离子属于外界。内、外界之间以离子键结合。
内界 外界
[ Cu (NH3 )4 ]SO4 硫酸四氨合铜(Ⅱ)
中 心 原 子
配配 位位 体数
2、某物质的实验式PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3也不产生 沉淀，以强碱处理也没有NH3放出，试推测其化学式。指出其中心原子， 配位体及配位数。
参考答案：[Pt(NH3)2Cl4]； 配位体： NH3、Cl中心原子：Pt 配位数：6
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4、配合物的命名
内、外界之间加“酸”或“化”分开。外界卤素用“化” 分开。一般在中心原子与配位体之间加“合”字，并读出 配位体的个数，如：
K+
Fe2+
CN-
6
Na3[AlF6] Ni(CO)4
[AlF6]3Ni(CO)4
Na+
Al3+
无
Ni
F-
6
CO
4
[Co(NH3)5Cl]Cl2 [Co(NH3)5Cl]2+ Cl-
Co3+
NH3、 Cl- 6
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练习:
有Fe2+ Cu2+ Zn2+ Ag+ H2O NH3 CH4 Cl CO CN CO2 微粒
4
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专题4:分子空间结构与物质性质
第二单元 配合物的形成和应用
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复习回顾 配位键
（1）定义 提供孤电子对的原子与接受孤电 子对的原子之间形成的共价键，
即“电子对给予—接受键”
（2）配位键的形成条件
一方提供孤电子对 一方提供空轨道
（3）配位键的表示方法 A B H O H
（4）配位键的键参数
H
同其他相同原子形成的
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思考：
1、现有两种配合物晶体[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2，一种为橙黄色， 另一种为紫红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来。
参考答案：两者在水中发生电离： [Co(NH3)6]Cl3= [Co(NH3)6]3++3Cl[Co(NH3)5Cl]Cl2 = [Co(NH3)5Cl]2++2Cl比较可知：两者电离出的Cl-的量不同，设计实验时可从这一条件入手， 加Ag+沉淀Cl-，然后测量所得沉淀量就可以加以区别。
你知道吗？ 有一类化合物，我们称之为配合物。
血红素（含铁配合物） 叶绿素（含镁配合物）
1
维生素B12 （含钴配合物）
2
抗癌药物---顺铂（含铂配合物） 顺铂化学式为Pt(NH3)2Cl2
❖ 据统计临床癌症化疗方案中,有85%的方案 是以顺铂配合物或卡铂为主药。
❖ 1969年以来，合成了2000多种铂类抗癌 活性配合物。
4 C u O 2 C 4 H l4 C C2 l u 2 H 2 C Ol
当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配 体的性质有关。如CO与血红素中的Fe2+形成的配位键比O2 与Fe2+形成的强。
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配合物的性质
实例： （1）物理性质
颜色 分子极性 溶解性 （2）化学性质 抗癌活性
NH Cl－P3 t－Cl
NH
3
淡黄色 非极性 难溶于水
无活性
Cl Cl－Pt－NH3
(2) 中心离子或原子采用杂化轨道成键.
(3)空间构型与杂化方式有关
sp--直线型
sp2 --平面三角形
sp3 --正四面体型
dsp2 --平面正方形
d2sp3 / sp3d2 --正八面体型
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[Ag(NH3)2] +
sp
[Zn(NH3)4] 2+
[ Cu(NH3)4] 2+
sp3
dsp2
sp3d2
Cu 2+ +2NH3 .H2O
Cu（OH）2 +2 NH4 +
Cu（OH）2 + 4NH3 . H2O
蓝色沉淀
[Cu(NH3) 4]2+ +2OH- + 4H2O
深蓝色溶液
总反应：CuSO4+4NH3·H2O==[Cu(NH3)4]SO4+4H2O 11
Cu2+与NH3是如何结合在一起的呢？
中心离子 有空轨道
3
维尔纳与配合物
19世纪末期，德国化学家发现一系列令人难以回 答的问题，氯化钴跟氨结合，会生成颜色各异、化学 性质不同的物质。为了解释上述情况，化学家曾提出 各种假说，但都未能成功。直到1893年，瑞士化学家 维尔纳（A．Werner）在总结前人研究的基础上，首 次提出了配合物等概念，并成功解释了很多配合物的 性质 ，维尔纳也被称为“配位化学之父”，并因此获 得了1913年的诺贝尔化学奖。
催化机理
2 C 2 H 4 2 P 2 2 d H C 2 [ P C ( C 2 l H d 4 ) C l3 ] 2 2 l H
2 P ( C 2 H d 4 ) C 3 ] 2 l2 H 2 O 室 温 C 3 C 下 H 2 H P 6 H d O
P d 2Cu 2C Pd l2 C 2CluCl
结论：
（1）可能有新微粒生成。 （2）SO42-,Cl-，NO3-对新微粒的生成无影响或影响相同。
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实验３ 将实验１中所得深蓝色溶液分为两份,一份滴加NaOH
溶液,另一份滴加BaCl2溶液，观察有何现象。
现象：
滴加NaOH溶液的试管中无现象，滴加BaCl2溶液的试管中 有白色沉淀生成。
结论：
(1) 溶液中几乎无Cu2+，存在于新微粒中。 (2) 溶液中有大量SO42-存在，说明在与浓氨水反应前后
只有内界，而无外界的配合物 Fe(CO)5 、Ni (CO)4 ，其中 Fe 、Ni为零价 [Cu(NH3)4][PtCl4]、
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练习:
配合物
[Ag(NH3)2]OH K4[Fe(CN)6]
内界
[Ag(NH3)2]+ [Fe(CN)6]4-
外界
中心原子 (离子)
配位体
配位 数
OH-
Ag+
NH3
2
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（1）科学研究中的应用 1、离子鉴定：
Ni2+与丁二肟反应，生成血红色配合物。
2、离子分离：
Z A32n l N 3H H 2O A Z((n O lN)H 3 H 3)2 4((溶 沉))液 淀
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(2)工业催化中的应用
乙烯催化氧化制乙醛
2 C 2 H C 2 H 2 O 2 P 2 d C C 2 u H lC C 2 lC l 3 C H H
(3)配合物的内界不仅可为阳离子、阴离子，还可以是中性分子。
(4) 对于具有内外界的配合物，中心原子和配位体通过配位键结合， 一般很难电离；内外界之间以离子键结合,在水溶液中较易电离。故 内界稳定，外界易参加反应
[Cu(NH3)4]SO4== [Cu(NH3)4]2++SO42-
（5）内界通过配位键结合，常存在可逆反应。
Zn2+形成4个sp3杂化轨道，接受4个NH3分 子提供的孤电子对形成4个配位键，得到正四 面体型的[Zn(NH3)4]2+ 。
NH3
Zn
NH3
NH3
NH3
32
33
[Cu(NH3)4]2+的成键情况和空间结构
Cu2+形成dsp2杂化轨道，接受4个NH3 分子提供的孤电子对，形成平面正方形
的[Cu(NH3)4]2+ 。
中性分子，如H2O、NH3、CO、 H2NCH2CH2NH2（en 乙二胺）
配位原子：指配位体中含孤电子对，与中心原子直接相连
的原子，主要是非金属元素C、N、O、S、卤素等原子。
Ⅲ.配位数—— 直接与中心原子相连 的配位原子个数。
一般为2、4、6、8，最常见为4、6
常见金属离子的配位数
1价金属离子
2价金属离子