苏教版高中化学选修3讲义配合物的形成和应用

第二单元配合物的形成和应用目标与素养：1.知道简单配合物的基本组成和形成条件。(微观探析)2.理解配合物的结构与性质之间的关系。(宏观辨识)3.认识配合物在生产生活和科学研究方面的广泛应用。(社会责任)

一、配合物的形成

1．按表中实验操作步骤完成实验，并填写下表：

试管中先生成蓝色沉淀之后随浓氨水的滴入，沉淀逐渐溶解，最后变为深蓝色溶液

Cu(OH)2蓝色沉淀且沉淀溶于浓氨水

(1)写出上述反应的离子方程式。

Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH＋4；

Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。

(2)[Cu(NH3)4]2＋(配离子)的形成：氨分子中氮原子的孤电子对进入Cu2＋的空轨

道，Cu2＋与NH3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤电子对形成配位键。配

离子[Cu(NH3)4]2＋可表示为(如图所示)

。

2．配位化合物的概念

由提供孤电子对的配位体与接受孤电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物。配合物是配位化合物的简称。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、NH4Cl

等均为配合物。

3．配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成如下图所示：

(1)中心原子是提供空轨道的金属离子(或原子)。

(2)配位体是提供孤电子对的阴离子或分子。

(3)配位数是直接与中心原子形成的配位键的数目。

(4)内界和外界：配合物分为内界和外界。

4．形成条件

(1)配位体有孤电子对；如中性分子H2O、NH3、CO等；离子有F－、Cl－、CN－等。

(2)中心原子有空轨道；如Fe3＋、Cu2＋、Ag＋、Zn2＋等。

5．配合物异构现象

(1)产生异构现象的原因

①含有两种或两种以上配位体。

②配位体空间排列方式不同。

(2)

(3)异构体的性质

顺、反异构体在颜色、极性、溶解性、活性等方面都有差异。

二、配合物的应用

1．在实验研究方面的应用

(1)检验金属离子：如可用KSCN溶液检验Fe3＋的存在，Fe3＋＋n SCN－

[Fe(SCN)n](3－n)＋(血红色溶液)；可用[Ag(NH3)2]OH溶液检验醛基的存在。

(2)分离物质：如将CuSO4和Fe2(SO4)3混合液中CuSO4与Fe2(SO4)3分离开，可用浓氨水，Cu2＋生成[Cu(NH3)4]2＋。

(3)定量测定物质的组成。

(4)溶解某些特殊物质：金和铂之所以能溶于王水中，也是与生成配离子的反应有关。

Au＋HNO3＋4HCl===H[AuCl4]＋NO↑＋2H2O

3Pt＋4HNO3＋18HCl===3H2[PtCl6]＋4NO↑＋8H2O

2．在生产方面中的应用

在生产中，配合物被广泛用于染色、电镀、硬水软化、金属冶炼等领域。

3．应用于尖端研究领域

如激光材料、超导材料、抗癌药物的研究，催化剂的研制等。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)[Cu(NH3)4]2＋中含有配位键，共价键和离子键。

(2)所有配合物均有内界和外界。 ()

(3)NH＋4中配位键与共价键的键能相同。

(4)[Ag(NH3)2]OH的配位数为2，配位原子为N。

[答案](1)×(2)×(3)√(4)√

2．下列微粒：①H3O＋②[B(OH)4]－

③CH3COO－④NH3⑤CH4中，存在配位键的是()

A．①②B．①③

C．④⑤D．②④

A[水分子中各原子已达到稳定结构，H3O＋是H＋和H2O中的O形成配位键，[B(OH)4]－是3个OH－与B原子形成3个共价键，还有1个OH－的O与B形成配位键，而其他的均不存在配位键。]

3．在Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋、H2O、NH3、F－、CN－、CO中，哪些可以作为中心原子或离子？哪些可以作为配位体？

[答案]中心原子或离子：Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋；

配位体：H2O、NH3、F－、CN－、CO。

(1)配位键实质是一种特殊的共价键，在配位键中一方提供孤电子对，另一方具有能接受孤电子对的空轨道。

(2)配位键与普通共价键只是在形成过程上有所不同。配位键的共用电子对由成键原子单方面提供，普通共价键的共用电子对则由成键原子双方共同提供，但实质是相同的，都是成键原子双方共用，如NH＋4中4个N—H键完全等同。

2．配合物的组成

配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成如下图所示。

(1)中心原子：提供空轨道能接受孤电子对的原子或金属阳离子。配合物的中心原子一般是带正电荷的阳离子，最常见的是过渡金属的原子或离子。

(2)配位体：含有孤电子对的原子、分子或阴离子。

①阴离子：如X－(卤素离子)、OH－、SCN－、CN－、RCOO－等。

②分子：如H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等。

③原子：常为ⅤA、ⅥA 、ⅦA族元素的原子。

(3)配位数：直接同中心原子配位的原子或离子的数目叫中心原子的配位数。如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为6，[Cu(NH3)4]Cl2中Cu2＋的配位数为4。

(4)配合物离子的电荷数等于中心原子或离子与配位体总电荷数的代数和。如[Co(NH3)5Cl]n＋中，中心离子为Co3＋，n＝2。

3．配合物在水溶液中的电离情况

配合物中外界离子能电离出来，而内界离子不能电离出去，通过实验及其数据可以确定内界和外界离子的个数，从而可以确定其配离子、中心原子和配位体。

模型认知：配合物的结构

(1)配合物价键理论的要点

①中心原子采用杂化轨道成键。

②中心原子(M)有杂化后的空轨道；配位体(L)有孤电子对；二者形成配位键M←L。

③配合物中内界的空间构型与中心原子杂化方式、配位数的多少有关。

(2)常见配离子的空间构型