【課件】第三章+第四節(jié)+配合物與超分子高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第四節(jié)配合物與超分子第三章晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)思考1.觀察下列溶液的顏色，有什么規(guī)律？CuSO4溶液CuCl2溶液CuBr2溶液K2SO4溶液無色NaCl溶液無色KBr溶液無色觀察下列物質(zhì)的顏色CuSO4溶液CuCl2溶液CuBr2溶液藍(lán)色藍(lán)色藍(lán)色CuSO4晶體CuCl2晶體CuBr2晶體白色棕色深褐色CuSO4·5H2O晶體CuCl2·2H2O晶體藍(lán)色綠色五水合硫酸銅也顯藍(lán)色理論解釋：Cu2+與水結(jié)合顯藍(lán)色觀察下列物質(zhì)的顏色配合物的理論知識(shí)孤電子對(duì)OHH配體中心離子Cu2+（具有空軌道）Cu2+OH2H2OH2OH2O配位鍵Cu2+與H2O結(jié)合顯藍(lán)色，它們是怎么結(jié)合的？Cu2++4H2O

Cu(H2O)42+四水合銅離子Cu2+的價(jià)層電子排布圖[Cu(H2O)4]2+的形成激發(fā)雜化H2OH2OH2OH2O中心原子Cu2+為dsp2雜化[Cu(H2O)4]2+平面正方形配位鍵3d、4s和4p能級(jí)上有四個(gè)空軌道孤電子對(duì)Cu2++4H2O

Cu(H2O)42+拓展分析

成鍵原子或離子一方提供空軌道，另一方提供孤電子對(duì)而形成的，這類“電子對(duì)給予-接受”鍵被稱為配位鍵了解更多的配合物四氨合銅離子CuNH3NH3H3NNH32+SO4[Cu(NH3)4]SO4硫酸四氨合銅配體：NH32-Cu(OH)2+4NH3

[Cu(NH3)4](OH)2Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2+2NH4+形成條件：一方提供空軌道，一方提供孤電子對(duì)能提供孤電子對(duì)的微粒:

NH3、H2O、HF、CO、X－、OH－、CN－、SCN－等能提供空軌道的離子或原子：H+、Al3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Fe、Ni等一、配位鍵配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵，屬于σ鍵，具有方向性和飽和性，多數(shù)過渡金屬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(gè)配位鍵；Cu2＋形成4個(gè)配位鍵等表示方法：(A提供孤電子對(duì))A—B(B提供空軌道)電子對(duì)給予體定義：通常把金屬離子或原子(稱為中心離子或原子)與某些分子或離子(稱

為配體或配位體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物二、配合物配合物的組成：一般由內(nèi)界和外界構(gòu)成，內(nèi)界由中心離子（或原子）、配體

構(gòu)成，外界是帶異號(hào)電荷的離子[Cu(NH3)4]SO4配離子(內(nèi)界)中心離子配體配位數(shù)離子(外界)對(duì)于配合物，外界在水溶液中易電離，但內(nèi)界卻難電離思考2：NH4＋中存在配位鍵，那么NH4Cl是否屬于

配位化合物？

含配位鍵的化合物不一定是配合物配合物內(nèi)界外界中心離子或原子配體配位數(shù)[Ag(NH3)2]OH氫氧化二氨合銀K3[Fe(CN)6]六氰合鐵酸鉀[Co(NH3)5Cl]Cl2Ni(CO)4四羰基鎳請(qǐng)根據(jù)給出的配合物完成下表[Ag(NH3)2]＋OH-Ag+NH32[Fe(CN)6]3－K＋Fe3＋CN－6[Co(NH3)5Cl]2＋Cl－Co3＋NH3、Cl6Ni(CO)4無NiCO4思考與討論特別提醒：

1.有些配合物沒有外界；如

Ni(CO)4、Fe(CO)52.配位體可以是離子或分子，可以有一種或同時(shí)存在多種3.配位數(shù)通常為2、4、6、8這樣的偶數(shù)練習(xí)1mol[Co(NH3)5Cl]Cl2可與

molAgNO3恰好完全反應(yīng)生成AgCl沉淀三、配合物的形成對(duì)性質(zhì)的影響

(1)溶解性

一些難溶于水的金屬氫氧化物、鹵化物、氰化物，可溶解于氨水

中，或依次溶解于含過量的OH-、Cl-、Br-、I-、CN-的溶液中，

形成可溶性的配合物如：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]加NaCl溶液逐滴加氨水AgNO3溶液AgCl沉淀沉淀消失，得澄清的無色溶液Ag++Cl-=AgCl↓AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl二氨合銀離子課本P97實(shí)驗(yàn)3-5課本P97實(shí)驗(yàn)3-5課本P96實(shí)驗(yàn)3-3

①②③反應(yīng)①：Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+反應(yīng)②：Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2深藍(lán)色溶液[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O

＝

[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓乙醇反應(yīng)③：硫酸四氨合銅晶體

[Cu(H2O)4]2+

[Cu(NH3)4]2+Cu(OH)2配位鍵的強(qiáng)弱有大有小，有的配合物很穩(wěn)定，有的很不穩(wěn)定通常情況，較穩(wěn)定的配合物可以轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定性更強(qiáng)的配合物思考3：從結(jié)構(gòu)角度分析為什么Cu2+與NH3形成的配位鍵比Cu2+與H2O形成的配位鍵強(qiáng)？H2O、NH3同為中性分子，但電負(fù)性N＜O，N比O更容易給出孤電子對(duì)，與Cu2＋形成的配位鍵更強(qiáng)課本P96實(shí)驗(yàn)3-3

(2)顏色的改變當(dāng)簡單離子形成配合離子時(shí)，其性質(zhì)往往有很大差異。顏色發(fā)生變化就是一種常見的現(xiàn)象，根據(jù)顏色的變化就可以判斷是否有配離子生成如:Fe3＋與SCN－形成硫氰化鐵配離子，其溶液顯紅色。硫氰化鉀(KSCN)溶液溶液變?yōu)檠t色FeCl3溶液棕黃色課本P97實(shí)驗(yàn)3-4

n

=1∽6，隨SCN-的濃度而異實(shí)驗(yàn)原理…………Fe3++SCN-

Fe(SCN)2+Fe(SCN)2++SCN-

Fe(SCN)2+Fe(SCN)52-

+SCN-

Fe(SCN)63-Fe3++nSCN-

[Fe(SCN)n]3-n應(yīng)用：用于鑒別溶液中存在Fe3+；

硫氰化鐵配離子的顏色極似血液，常被用于電影特技和魔術(shù)配合物的形成對(duì)性質(zhì)的影響

葉綠素固氮酶血紅蛋白維生素B12電鍍王水溶金照相技術(shù)定影助熔劑抗癌藥物

——順鉑污水處理汽車尾氣凈化激光材料超導(dǎo)材料在生命體中的應(yīng)用在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用其他領(lǐng)域在醫(yī)藥中的應(yīng)用在人和動(dòng)物體內(nèi)起輸送氧氣作用的血紅素，是Fe的配合物;配合物在生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)方面的應(yīng)用也很廣泛.例：在醫(yī)藥科學(xué)、化學(xué)催化劑、新型分子材料等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。配合物的應(yīng)用氫鍵是最強(qiáng)的分子間相互作用，很多分子可以通過氫鍵相互結(jié)合，形成具有固定組成的一個(gè)分子簇，這就是所謂的超分子。核酸的雙螺旋結(jié)構(gòu)是靠氫鍵來保持的（一）

定義分子是廣義的，包括離子。三、超分子

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。（三）

大小

有的是有限的

有的是無限伸展的（二）

作用力：主要是靜電作用、范德華力和氫鍵、疏水作用等(1)“杯酚”分離C60和C70

C60

C70這個(gè)例子反映出來的超分子的特性被稱為“分子識(shí)別”。(四）

超分子的特征杯酚與C60通過范德華力相結(jié)合，通過尺寸匹配實(shí)現(xiàn)分子識(shí)別1.分子識(shí)別：(2)“冠醚”識(shí)別堿金屬離子①冠醚定義：分子中含有多個(gè)-氧-亞甲基(CH2)-結(jié)構(gòu)單元的大環(huán)多醚。15-冠-5②冠醚名稱的含義12-冠-4C原子：8O原子：4環(huán)上總原子數(shù)：8+4=12C原子：10O原子：5環(huán)上總原子數(shù)：10+5=151.分子識(shí)別：冠醚冠醚空腔直徑/pm適合的粒子（直徑/pm）12-冠-415-冠-518-冠-621-冠-7120～150170～220260～320340～430Li+（152）Na+（204）Rb+（304）Cs+（334）思考：K+

直徑為276pm，應(yīng)該選擇哪種冠醚呢？③冠醚特點(diǎn)：是皇冠狀的分子，有不同大小的空穴，能與陽離子，尤其是堿金屬離子絡(luò)合，并隨環(huán)的大小不同而與不同的金屬離子絡(luò)合，利用此性質(zhì)可以識(shí)別堿金屬離子,從而實(shí)現(xiàn)選擇性結(jié)合。(2)“冠醚”識(shí)別堿金屬離子1.分子識(shí)別：18-冠-6冠醚環(huán)的大小與金屬離子匹配，將陽離子以及對(duì)應(yīng)的陰離子都帶入有機(jī)溶劑，因而成為有機(jī)反應(yīng)中很好的催化劑。(2)“冠醚”識(shí)別堿金屬離子1.分子識(shí)別：思考：冠醚靠什么原子吸引陽離子？C原子是環(huán)的骨架，穩(wěn)定了整個(gè)冠醚，O原子吸引陽離子。冠醚與金屬陽離子通過配位作用相結(jié)合形成超分子應(yīng)用舉例：相轉(zhuǎn)移催化劑問題背景：高錳酸鉀溶液可以氧化甲苯，從而褪色。但是高錳酸鉀易溶于水，難溶于甲苯，難以和甲苯充分接觸。甲苯K+MnO4④冠醚識(shí)別堿金屬離子的應(yīng)用溶有18-冠-6的甲苯與高錳酸鉀水溶液反應(yīng)甲苯中冠醚的濃度褪色時(shí)間30g/L5

min不褪色60g/L5

min明顯褪色120g/L4.5

min明顯褪色甲苯K+MnO4—MnO4—水層“杯酚”與冠醚形成的超分子，雖然識(shí)別的分子、離子不同，但環(huán)狀結(jié)構(gòu)異曲同工，且尺寸可控。1987年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三位化學(xué)家，以表彰他們?cè)诔肿踊瘜W(xué)理論方面的開創(chuàng)性工作，這是人類在操控分子方面邁出的重要一步。超分子方面的諾貝爾獎(jiǎng)資料卡片

2.自組裝四、超分子的特征超分子組裝的過程稱為分子自組裝，自組裝過程是使超分子產(chǎn)生高度有序的過程。細(xì)胞膜的組成細(xì)胞和細(xì)胞器的雙分子膜細(xì)胞膜兩側(cè)為水溶液，水是極性分子，而構(gòu)成膜的兩性分子的頭基是極性基團(tuán)而尾基是非極性基團(tuán)。頭基為親水基團(tuán)，頭部會(huì)朝向水溶液一側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)自組裝。P54超分子的自組裝示例1表面活性劑“兩親分子”：一端為親水基團(tuán)，另一端為疏水基團(tuán)低濃度時(shí)，優(yōu)先在溶液表面形成單分子層

高濃度時(shí)，在溶液中形成膠束

超分子的自組裝示例22020年，我國博士后王振元：潛心創(chuàng)新，成功開發(fā)出超分子生物催化技術(shù)，打破了國外巨頭在化妝品高端原料市場的壟斷地位。超分子的未來發(fā)展：通過對(duì)超分子研究，人們可以模擬生物系統(tǒng)，復(fù)制出一些新材料，如：新催化劑、新藥物、分子器件、生物傳感器等功能材料?！境肿踊瘜W(xué)】含義：研究超分子的化學(xué)叫超分子化學(xué)，是一門處于近代化學(xué)、材料化學(xué)和生命科學(xué)交匯點(diǎn)的新興學(xué)科。應(yīng)用：在分子識(shí)別與人工酶、酶的功能、短肽和環(huán)核酸的組裝體及其功能等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。資料卡片

1.正誤判斷(1)配位鍵實(shí)質(zhì)上是一種特殊的共價(jià)鍵()(2)提供孤電子對(duì)的微粒既可以是分子，也可以是離子()(3)有配位鍵的化合物就是配位化合物()(4)配位化合物都很穩(wěn)定()(5)Ni(CO)4是配合物，它是由中心原子與配體構(gòu)成的()√√√××2．(1)Zn的氯化物與氨水反應(yīng)可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1mol該配合物中含有σ

鍵的數(shù)目為________。(2)關(guān)于配合物[Zn(NH3)4]Cl2的說法正確的是________。A．配位數(shù)為6B．配體為NH3和Cl－C．[Zn(NH3)4]2＋為內(nèi)界D．Zn2＋和NH3以離子鍵結(jié)合4配位鍵162023.01選考真題12：

共價(jià)化合物Al2