高中化学 选修三 配位化合物理论简介
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二节 分子的立体结构 四、配合物理论简介
思考与 交流1
在强酸溶液电离的过程中， H2O能与H+结合 形成H3O+，请用电子式表示H与O形成H2O的过 程，比较H2O和H3O+的电子式，讨论H2O与H+ 是如何形成H3O+？
•
••
O
• +2H X
••
H
X
•
••
O
••
X
•
H
H
X
•
••
O
••
X
•
H
H
四、配合物理论简介
[Cu(NH3)4] SO4 硫酸四氨合铜（Ⅱ）
4、配合物的应用
叶绿素
a 在生命体中的应用
血红蛋白 酶 含锌的配合物
含锌酶有80多种
b 在医药中的应用
维生素B12 抗癌药物
钴配合物
c 配合物与生物固氮 固氮酶
王 照水 相溶 技金 术的定H[影AuCl4]
d 在生产生活中的应用
电解氧化铝的助熔剂 Na3[AlF6]
热水瓶胆镀银
②配位体：配位体可以是阴离子，如X-、OH-、 SCN-、CN-、C2O42-、PO43-等；也可以是中性分子， 如H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等。配位体中直接 同中心原子配合的原子叫做配位原子。配位原子 是必须含有孤对电子的原子，如NH3中的N原子， H2O分子中的O原子，配位原子常是VA、VIA、 VIIA主族元素的原子。
NH3中N原子提供孤对电子 BF3中的B原子提供空轨道接受孤对电子
HF
HN B F
HF
思考与 交流2
为什么CuSO4 •5H2O晶体是蓝 色而无水CuSO4 是白色？
实验探究[2—1]
向盛有固体样品的试管中，分别加1/3试管
水溶解固体，观察实验现象并填写下表
固体
C白uS色O4
Cu绿Cl色2•2H2O
课堂反馈
2、有Fe2+ Cu2+ Zn2+ Ag+ H2O NH3 CH4 Cl CO CN CO2 微粒
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 常见的中心离子 过渡金属原子或离子
常见的配位体 配位数
H2O NH3 X- CO CN SCN通常是中心离子化合价的二倍
（一）配位键 1、概念：成键的两个原子一方提供孤对电 子，一方提供空轨道而形成的共价键 2、形成条件：一方提供孤对电子
一方提供空轨道
3、配位键的表示方法 AB
HOH H
请你写出NH4 +的配位键的表示法？
课堂反馈
讨论在NH3•BF3中，何种元素的原子提供 孤对电子，何种元素的原子接受孤对电子? 写出NH3•BF3的结构式
深蓝色的晶体: [Cu(NH3)4] SO4·H2O
思考:
Fe3+是如何检验的？ 活动探究[2-3]鉴定水样是否被Fe3+污染？
Fe3++3SCN- = Fe(SCN）3
配位数可为1--6
Fe3++2SCN- = Fe(SCN）2 +
配合物的形成引起离子颜色的改变
练习有Fe2+ Cu2+ Zn2+ Ag+ H2O NH3
②配合物也有异构现象。如Pt（NH3）2Cl2分子有 二种结构 ③配合物具有一定的稳定性，配合物中配位键 越强，配合物越稳定。配位原子的电负性越大 或配位体的碱性越强，配合物越不稳定。
④配离子在改变条件时可能被破坏。（加强热、 形成溶解度很小的沉淀、加入氧化剂和还原剂、 加入酸或碱）
叶绿素中心离子： Mg2+ 血红素中心离子： 亚铁离子 维生素B12中心离子： 钴离子 卟啉配合物叶绿素的结构
2、配合物的组成
内界 外界 配离子
[Cu(NH3)4] SO4
中心原子 配体 配位数
思考与 除水外，是否有其它电子给予体？ 交流4 实验探究[2—2] （取实验[2-1]所得硫酸铜溶
液1/3实验）根据现象分析溶液成分的变化并说 明你的推断依据，写出相关的离子方程式
天蓝色 溶液
蓝色 沉淀
H2O
2+
[Cu(H2O)4]2+中 Cu2+与H2O结合方 式的设想。
H2O 提供孤对电子
H+
提供空轨道接
受孤对电子
H2O Cu2+
HOH H
H2O
2+
H2O Cu OH2
H2O
（二)配合物
1、Biblioteka Baidu义
通常把接受孤电子对的金属离子（或原子） 与某些提供孤电子对的分子或离子以配位 键结合形成的化合物称为配位化合物，简 称配合物。
深Cu褐Br色2
NaCl
白色
K白2S色O4
KBr
白色
溶液 颜色 天蓝色 天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色
无色离子： Na+ Cl- K + SO42 – Br - K +
什么离子呈蓝
色：
[Cu(H2O)4]2+
[Cu(H2O)4]2+
平面正方形结构
思考与 Cu2+与H2O是如何结合的呢？
交流3
请根据H3O+的形成提出
NH3
天蓝色 溶液
H2O
2+
H2O Cu OH2 H2O H+
HNH
H
配位键的稳定性
Cu2+ OH2 < Cu2+ NH3 < H+ NH3
3、配合物的命名 （1）配离子（从右向左，配位数→配体→合→ 中心原子或中心离子→化合物） （2）配合物→类似于酸、碱、盐
练习：
K3[Fe(CN)6] 六氰合铁（Ⅲ）酸钾 [Ag(NH3)2]OH 氢氧化二氨合银（Ⅰ） K[Pt(NH3)Cl3] 三氯一氨合铂（Ⅱ）酸钾
C、Cu与浓HNO3反应后，溶液呈绿色；与稀HNO3 反应后，溶液呈蓝色
D、向AlCl3中逐滴加入NaOH到过量，先出现白 色沉淀，继而消失
CH4 Cl
CO CN 微粒
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
实验探究[2—4]
向实验[2—2]深蓝色溶液中滴加硫酸，观察 实验现象，由此现象变化说明了什么
天蓝色 溶液
H2O
2+
H2O Cu OH2 H2O
深蓝色 溶液
NH3 2+ H3N Cu NH3
③配位数：直接同中心原子（或离子）配位的 原子（离子或分子）总的数目。一般中心原子 （或离子）的配位数为2、4、6、8。在计算中 心离子的配们数时，一般是先在配离子中找出 中心离子和配位体，接着找出配位原子数目。 如： [Co(NH3)4Cl2]Cl配位数是6。
（3） 配合物的性质
①在晶体、气态或溶液中配离子的存在状态不变 化，配位化合物内界和外界为离子键完全电离。
例题3：指出下列配合物的配位体、配位数， 并写出它们在溶液中的电离方程式。
(NH4)3[SbCl3] [Co(NO2)6]Cl3 [Pt(NH3)6]Cl K3[Fe(CN)6] [Co(NH3)4Cl2]Cl [Cr(H2O)4Br2]Br
例题4：
下列现象与形成配合物无关的是 （C）
A、向FeCl3溶液中滴加KSCN，出现血红色 B、向Cu与Cl2反应后的集气瓶中加入少量H2O， 呈绿色，再加水，呈蓝色
H2O Cu OH2 Cu(OH)2 H2O
深蓝色 +乙醇 深蓝色
溶液
静置 晶体
NH3 2+
H3N
Cu NH3 NH3
[Cu(NH3) 4 ] SO4•H2O
产生现象的原因：
Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH4+ Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH-
例题1：下列不属于配合物的是 （C、E）
A.[Cu(H2O)4]SO4·H2O B.[Ag(NH3)2]OH
C.Na2CO3·10H2O
D.Na[Al(OH)4]
E.NH4Cl
F. CuSO4·5H2O
例题2：有两种配合物都为：CoCl3·5NH3·H2O 试根据 下面的实验结果，确定它们的组成。 （1）A和B的水溶液呈微酸性，向其中加入强碱并加热 至沸，有放NH3出，同时有Co2O3沉淀 （2）向A和B的溶液中，加入过量AgNO3 后均有AgCl 沉淀； （3）沉淀分别过滤后，将滤液加热至沸，B溶液又有 AgCl沉淀生成，沉淀量为原来的一半。
思考与 交流1
在强酸溶液电离的过程中， H2O能与H+结合 形成H3O+，请用电子式表示H与O形成H2O的过 程，比较H2O和H3O+的电子式，讨论H2O与H+ 是如何形成H3O+？
•
••
O
• +2H X
••
H
X
•
••
O
••
X
•
H
H
X
•
••
O
••
X
•
H
H
四、配合物理论简介
[Cu(NH3)4] SO4 硫酸四氨合铜（Ⅱ）
4、配合物的应用
叶绿素
a 在生命体中的应用
血红蛋白 酶 含锌的配合物
含锌酶有80多种
b 在医药中的应用
维生素B12 抗癌药物
钴配合物
c 配合物与生物固氮 固氮酶
王 照水 相溶 技金 术的定H[影AuCl4]
d 在生产生活中的应用
电解氧化铝的助熔剂 Na3[AlF6]
热水瓶胆镀银
②配位体：配位体可以是阴离子，如X-、OH-、 SCN-、CN-、C2O42-、PO43-等；也可以是中性分子， 如H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等。配位体中直接 同中心原子配合的原子叫做配位原子。配位原子 是必须含有孤对电子的原子，如NH3中的N原子， H2O分子中的O原子，配位原子常是VA、VIA、 VIIA主族元素的原子。
NH3中N原子提供孤对电子 BF3中的B原子提供空轨道接受孤对电子
HF
HN B F
HF
思考与 交流2
为什么CuSO4 •5H2O晶体是蓝 色而无水CuSO4 是白色？
实验探究[2—1]
向盛有固体样品的试管中，分别加1/3试管
水溶解固体，观察实验现象并填写下表
固体
C白uS色O4
Cu绿Cl色2•2H2O
课堂反馈
2、有Fe2+ Cu2+ Zn2+ Ag+ H2O NH3 CH4 Cl CO CN CO2 微粒
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 常见的中心离子 过渡金属原子或离子
常见的配位体 配位数
H2O NH3 X- CO CN SCN通常是中心离子化合价的二倍
（一）配位键 1、概念：成键的两个原子一方提供孤对电 子，一方提供空轨道而形成的共价键 2、形成条件：一方提供孤对电子
一方提供空轨道
3、配位键的表示方法 AB
HOH H
请你写出NH4 +的配位键的表示法？
课堂反馈
讨论在NH3•BF3中，何种元素的原子提供 孤对电子，何种元素的原子接受孤对电子? 写出NH3•BF3的结构式
深蓝色的晶体: [Cu(NH3)4] SO4·H2O
思考:
Fe3+是如何检验的？ 活动探究[2-3]鉴定水样是否被Fe3+污染？
Fe3++3SCN- = Fe(SCN）3
配位数可为1--6
Fe3++2SCN- = Fe(SCN）2 +
配合物的形成引起离子颜色的改变
练习有Fe2+ Cu2+ Zn2+ Ag+ H2O NH3
②配合物也有异构现象。如Pt（NH3）2Cl2分子有 二种结构 ③配合物具有一定的稳定性，配合物中配位键 越强，配合物越稳定。配位原子的电负性越大 或配位体的碱性越强，配合物越不稳定。
④配离子在改变条件时可能被破坏。（加强热、 形成溶解度很小的沉淀、加入氧化剂和还原剂、 加入酸或碱）
叶绿素中心离子： Mg2+ 血红素中心离子： 亚铁离子 维生素B12中心离子： 钴离子 卟啉配合物叶绿素的结构
2、配合物的组成
内界 外界 配离子
[Cu(NH3)4] SO4
中心原子 配体 配位数
思考与 除水外，是否有其它电子给予体？ 交流4 实验探究[2—2] （取实验[2-1]所得硫酸铜溶
液1/3实验）根据现象分析溶液成分的变化并说 明你的推断依据，写出相关的离子方程式
天蓝色 溶液
蓝色 沉淀
H2O
2+
[Cu(H2O)4]2+中 Cu2+与H2O结合方 式的设想。
H2O 提供孤对电子
H+
提供空轨道接
受孤对电子
H2O Cu2+
HOH H
H2O
2+
H2O Cu OH2
H2O
（二)配合物
1、Biblioteka Baidu义
通常把接受孤电子对的金属离子（或原子） 与某些提供孤电子对的分子或离子以配位 键结合形成的化合物称为配位化合物，简 称配合物。
深Cu褐Br色2
NaCl
白色
K白2S色O4
KBr
白色
溶液 颜色 天蓝色 天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色
无色离子： Na+ Cl- K + SO42 – Br - K +
什么离子呈蓝
色：
[Cu(H2O)4]2+
[Cu(H2O)4]2+
平面正方形结构
思考与 Cu2+与H2O是如何结合的呢？
交流3
请根据H3O+的形成提出
NH3
天蓝色 溶液
H2O
2+
H2O Cu OH2 H2O H+
HNH
H
配位键的稳定性
Cu2+ OH2 < Cu2+ NH3 < H+ NH3
3、配合物的命名 （1）配离子（从右向左，配位数→配体→合→ 中心原子或中心离子→化合物） （2）配合物→类似于酸、碱、盐
练习：
K3[Fe(CN)6] 六氰合铁（Ⅲ）酸钾 [Ag(NH3)2]OH 氢氧化二氨合银（Ⅰ） K[Pt(NH3)Cl3] 三氯一氨合铂（Ⅱ）酸钾
C、Cu与浓HNO3反应后，溶液呈绿色；与稀HNO3 反应后，溶液呈蓝色
D、向AlCl3中逐滴加入NaOH到过量，先出现白 色沉淀，继而消失
CH4 Cl
CO CN 微粒
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
实验探究[2—4]
向实验[2—2]深蓝色溶液中滴加硫酸，观察 实验现象，由此现象变化说明了什么
天蓝色 溶液
H2O
2+
H2O Cu OH2 H2O
深蓝色 溶液
NH3 2+ H3N Cu NH3
③配位数：直接同中心原子（或离子）配位的 原子（离子或分子）总的数目。一般中心原子 （或离子）的配位数为2、4、6、8。在计算中 心离子的配们数时，一般是先在配离子中找出 中心离子和配位体，接着找出配位原子数目。 如： [Co(NH3)4Cl2]Cl配位数是6。
（3） 配合物的性质
①在晶体、气态或溶液中配离子的存在状态不变 化，配位化合物内界和外界为离子键完全电离。
例题3：指出下列配合物的配位体、配位数， 并写出它们在溶液中的电离方程式。
(NH4)3[SbCl3] [Co(NO2)6]Cl3 [Pt(NH3)6]Cl K3[Fe(CN)6] [Co(NH3)4Cl2]Cl [Cr(H2O)4Br2]Br
例题4：
下列现象与形成配合物无关的是 （C）
A、向FeCl3溶液中滴加KSCN，出现血红色 B、向Cu与Cl2反应后的集气瓶中加入少量H2O， 呈绿色，再加水，呈蓝色
H2O Cu OH2 Cu(OH)2 H2O
深蓝色 +乙醇 深蓝色
溶液
静置 晶体
NH3 2+
H3N
Cu NH3 NH3
[Cu(NH3) 4 ] SO4•H2O
产生现象的原因：
Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH4+ Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH-
例题1：下列不属于配合物的是 （C、E）
A.[Cu(H2O)4]SO4·H2O B.[Ag(NH3)2]OH
C.Na2CO3·10H2O
D.Na[Al(OH)4]
E.NH4Cl
F. CuSO4·5H2O
例题2：有两种配合物都为：CoCl3·5NH3·H2O 试根据 下面的实验结果，确定它们的组成。 （1）A和B的水溶液呈微酸性，向其中加入强碱并加热 至沸，有放NH3出，同时有Co2O3沉淀 （2）向A和B的溶液中，加入过量AgNO3 后均有AgCl 沉淀； （3）沉淀分别过滤后，将滤液加热至沸，B溶液又有 AgCl沉淀生成，沉淀量为原来的一半。