配合物與超分子 課件 【知識梳理+點播拓展】高二化學人教版（2019）選擇性必修2

第三章晶體結構與性質第四節(jié)配合物與超分子1.通過熟悉的無水硫酸銅與其溶液顏色不同這一現(xiàn)象，認識配位鍵的特征，并能與共價鍵進行簡單比較。2.在配位鍵的基礎上，認識配合物的存在、結構特點及常見配合物的制取等。3.了解超分子與分子的區(qū)別、超分子的簡單應用學習目標：素養(yǎng)目標：1.通過配合物的探究學習，發(fā)展“宏觀辨識與微觀探析”的學科核心素養(yǎng)。2.

通過超分子的學習，發(fā)展“科學態(tài)度與社會責任”的學科核心素養(yǎng)。觀察與思考觀察下圖，無水硫酸銅為白色固體，五水硫酸銅卻是藍色晶體，為什么？無水CuSO4CuSO4·5H2O[實驗3－2]下表中的少量固體溶于足量的水中，觀察實驗現(xiàn)象并填寫下列表格。固體CuSO4白色CuCl4綠色CuBr2深褐色NaCl白色K2SO4

白色KBr白色哪些溶液呈天藍色實驗說明什么離子呈天藍色，什么離子沒有顏色藍色藍色藍色無色無色無色Cu2+呈天藍色，Na+、K+、SO42－、Cl－、Br－呈無色。CuSO4溶液CuCl2溶液CuBr2溶液K2SO4溶液NaCl溶液NaBr溶液CuSO4CuCl2CuBr2NaClK2SO4NaBr圖3-36幾種固體及其溶液的顏色實驗證明，上述實驗呈藍色的物質是水合銅離子，可表示為[Cu(H2O)4]2+，叫四水合銅離子。在四水合銅離子中，Cu2+與H2O之間的化學鍵是由H2O提供孤電子對給予Cu2+，Cu2+(含空軌道)接受水分子的孤電子對形成的。OHH孤電子對配體Cu2+中心離子Cu2+OH2H2OH2OH2O具有空軌道學習任務1.配位鍵一、配合物成鍵原子或離子一方提供空軌道，另一方提供孤電子對而形成的“電子對給予－接受”的鍵。(1)什么是配位鍵①什么是中心原子（離子）提供空軌道，接受孤電子對的原子或離子。通常是過渡元素的原子或離子，如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。②什么是配位體

提供孤電子對的離子或分子，如分子CO、NH3、H2O等，陰離子F-、CN-、Cl-等。配位原子必須有孤電子對。③什么是配位數(shù)直接同中心原子（離子）配位的分子或離子的數(shù)目叫中心原子（離子）的配位數(shù)。CuOH2H2OH2OH2O2+配體配位鍵配離子中心離子四水合銅離子配位數(shù)＝4[Cu(H2O)4]2+讀法：四水合離子①有配體能提供孤電子對。如分子有NH3、H2O、HF、CO等；離子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。②有中心原子(或離子)能提供空軌道。如H＋、Al3＋、B及過渡金屬的原子或離子。(2)配位鍵的形成有什么條件(3)配位鍵有什么特點配位鍵同樣具有飽和性和方向性。一般來說，多數(shù)過渡金屬的原子或離子形成配位鍵的數(shù)目是基本不變的，如Ag＋形成2個配位鍵；Cu2＋形成4個配位鍵等。(電子對給予體)A→B(電子對接受體)或A—B。例如H3O+。(4)配位鍵的如何表示或讀法：水合氫離子學習任務2.配合物(1)什么是配位化合物

通常把金屬離子或原子與某些分子或離子以配位鍵結合形成的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物(2)配合物由什么構成由中心離子或原子（提供空軌道）和配體（提供孤電子對）構成。NHHHH[]+[]+NHHHH或如：NH4+實驗操作宏觀現(xiàn)象辨識微觀本質探析向硫酸銅溶液中逐滴加入氨水繼續(xù)添加氨水再加入乙醇學習任務3.配合物例析[實驗3～3]生成藍色沉淀Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NH4＋藍色沉淀溶解Cu(OH)2＋4NH3

=[Cu(NH3)4](OH)2析出深藍色晶體生成[Cu(NH3)4]SO4·H2OCu(OH)2＋4NH3

=[Cu(NH3)4]2++2OH－深藍色四氨合銅離子(深藍色)配體：NH3：圖3－41硫氰化鐵配離子顏色[實驗3～4]宏觀辨識——現(xiàn)象：宏觀探析——本質：生成顏色跟血液相似的紅色溶液?！璅e3++SCN-

[Fe(SCN)]2+Fe(SCN)2++SCN-

[Fe(SCN)2]

+Fe(SCN)5

+SCN-

[Fe(SCN)6]3-應用鑒定Fe3+電影特技和魔術表演血紅色配位數(shù)為1~6[實驗3～5]實驗操作宏觀現(xiàn)象辨識微觀本質探析NaCl溶液中滴入幾滴AgNO3溶液再滴入氨水生成白色沉淀Ag++Cl-=AgCl↓白色沉淀溶解AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]ClAgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-配位鍵的強度有大有小，有的配合物很穩(wěn)定，有的很不穩(wěn)定。許多過渡金屬元素的離子對多種配體具有很強的結合力，因而，過渡金屬配合物遠比主族金屬配合物多。

配合物廣泛存在于自然界中，跟人類生活有密切的關系。例如，在人和動物體內輸送氧氣作用Fe2+的血紅素是的配合物。配合物在生產和科學技術方面的應用也很廣泛，例如，在醫(yī)藥科學、化學催化劑、新型分子材料等領域都有著廣泛的應用。學習任務4.配合物有什么應用

已知的配合物種類繁多，新的配合物由于紛繁復雜的有機化合物配體而層出不窮，使得無機化合物的品種迅速增長。葉綠素、血紅素和維生素B12

都是配合物，它們的配體大同小異，是一種稱為卟咻的大環(huán)有機化合物，而中心離子分別是鎂離子、亞鐵離子和鈷離子。圖3-43是一種葉綠素的結構示意圖（圖中R為長鏈有機基團）。資料卡片維生素B12

二、超分子學習任務1：超分子

是由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體。超分子定義的分子是廣義的，包括離子。(2)超分子中分子間相互作用是什么有人認為是非共價鍵，有人認為僅限于分子間作用力。(3)超分子聚集體是不是無限的超分子聚集體有的是有限的，有的是無限的。(4)超分子有什么特性(1)什么是超分子超分子的特性是“分子識別”和“自組裝”。學習任務2：超分子例析(1)杯酚-C60杯酚與C60通過范德華力相結合，通過尺寸匹配實現(xiàn)分子識別?！苑肿幼R別(2)冠醚-堿金屬離子OOOOOOOOO

冠醚是皇冠狀分子，有不同大小的空穴適配不同大小的堿金屬離子，從而實現(xiàn)選擇性結合。冠醚與金屬陽離子通過配位作用相結合。15-冠-5填充模型15-冠-5鍵線式14-冠-4球棍模型14-冠-4鍵線式

1987年諾貝爾化學獎授予三位化學家，以表彰他們在超分子理論方面的開創(chuàng)性工作，超分子化學也因此風靡全球。冠醚冠醚空腔直徑/pm合適的粒子（直徑/pm）12-冠-4120～150Li+（152）15-冠-5170～220Na+（204）18-冠-6260～320K+（276）、Rb+（304）21-冠-7340～430Cs+（334）表3-6冠醚識別鉀離子18-冠-6–K+超分子12-冠-4–Li+超分子15-冠-5–Na+超分子烷基磺酸根離子在水中自組裝為膠束(3)超分子的自組裝細胞和細胞器的雙分子膜的自組裝極性基團(親水)非極性基團(疏水)表面活性劑在水中自組裝為單分層極性基團極性基團(親水)極性基團(親水)非極性基團(疏水)非極性基團(疏水)小結：超分子配合物與超分子配合物配位鍵配合物概念成鍵特點—電子對給予－接受表示方法概念結構—中心粒子、配體、配位數(shù)性質和應用概念性質—選擇性、自組裝1.下列物質中，不能作為配合物的配體的是（

）。A.NH3

B.NH4+

C.H2OD.SCN-2.指出下列各配合物中的配離子、中心離子、配位體、配位數(shù)和配位原子。

①K3[Fe(CN)6]