專題4 第二單元 配合物的形成和應用 課件(共47張PPT)-高二化學蘇教版（2023）選擇性必修2

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專題4分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)

第二單元配合物的形成和應用

選修2《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》

學習目標

1、理解配位鍵的形成和表示方式。

2、了解配合物的概念，能說明簡單配合物的成鍵情況。

3、能分析配合物離子的空間構(gòu)型。

維爾納與配合物

19世紀末期，德國化學家發(fā)現(xiàn)一系列令人難以回答的問題，氯化鈷跟氨結(jié)合，會生成顏色各異、化學性質(zhì)不同的物質(zhì)。為了解釋上述情況，化學家曾提出各種假說，但都未能成功。直到1893年，瑞士化學家維爾納（A．Werner）在總結(jié)前人研究的基礎上，首次提出了配合物等概念，并成功解釋了很多配合物的性質(zhì)，維爾納也被稱為“配位化學之父”，并因此獲得了1913年的諾貝爾化學獎。

課本107頁

【實驗1】向試管中加入2mL5%的硫酸銅溶液，再逐滴加入濃氨水，邊滴邊振蕩，觀察實驗現(xiàn)象。

【實驗2】取5%的氯化銅溶液、5%的硝酸銅溶液各2mL，分別逐滴加入濃氨水，觀察實驗現(xiàn)象。

天藍色溶液

藍色絮狀沉淀

少量氨水

深藍色溶液

過量氨水

【實驗1、2現(xiàn)象】

①先有藍色絮狀沉淀生成：

Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+

②后沉淀溶解，形成深藍色溶液：

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

在水溶液中，Cu2+與NH3分子是如何結(jié)合在一起的呢？

中心離子

有空軌道

配體有孤電子對

NH3(N)：提供孤電子對

Cu2+：提供空軌道

2+

Cu

NH3

H3N

NH3

NH3

[Cu(NH3)4]2+的結(jié)構(gòu)簡式為：

配位鍵的存在是配合物與其它物質(zhì)最本質(zhì)的區(qū)別

一、配合物的形成

1、定義

【例】[Cu(NH3)4]SO4、Fe(SCN)3、Fe(CO)5、Na3[AlF6]、[Ag(NH3)2]OH

由提供孤電子對的配位體與接受孤電子對的中心原子以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物簡稱配合物。

2、形成條件

(1)中心原子(或離子)必須存在空軌道。

(2)配位體具有提供孤電子對的原子。

[Cu(NH3)4]SO4

中心原子

配位體

配位數(shù)

外界離子

內(nèi)界

外界

配合物

硫酸四氨合銅(Ⅱ)

3、組成

內(nèi)界：用[]括起來的部分(由中心原子與配位體通過配位鍵

形成的復雜而穩(wěn)定的原子團)。

外界：除內(nèi)界以外的部分。

Fe(CO)5

Pt(NH3)2Cl2

只有內(nèi)界，而無外界

配位原子

中心原子：

通常是過渡元素陽離子或原子，如：Fe3+、Fe2+、

Cu2+、Zn2+、Ag+、Ni；

少數(shù)主族元素陽離子，如：Al3+；

少數(shù)是非金屬元素，如：Si、I。

配位原子：

具有孤電子對的原子，如：N、O、F、Cl、S等。

配位體：

含孤電子對的分子或離子，如：F－、Cl－、Br－、I－、

OH－、CN－、H2O、NH3、CO等。

在Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、H2O、NH3、F-、CN-、CO中，哪些可以作為中心原子？哪些可以作為配位體？

中心原子：Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+

配位體：H2O、NH3、CO、F-、CN-、Cl-

課本P108

配位數(shù)：

直接與中心原子相連的配位體個數(shù)。

一般為2、4、6、8，最常見為4、6。

中心原子(離子)配位數(shù)

Ag+

2

Cu2+

4

Al3+

Fe3+

Fe2+

6

Zn2+

配合物內(nèi)界外界中心原子(離子)配位體配位

數(shù)

[Ag(NH3)2]OH

K4[Fe(CN)6]

Na3[AlF6]

Ni(CO)4

[Co(NH3)5Cl]Cl2

[Ag(NH3)2]+

OH-

Ag+

NH3

2

[Fe(CN)6]4-

K+

Fe2+

CN-

6

6

[AlF6]3-

Na+

Al3+

F-

Ni(CO)4

無

Ni

CO

4

[Co(NH3)5Cl]2+

Cl-

Co3+

Cl-NH3

6

試一試

(1)配合物整體(包括內(nèi)界和外界)應顯電中性；

外界離子所帶電荷總數(shù)=配位離子的電荷數(shù)。

(4)對于具有內(nèi)外界的配合物，中心原子和配位體通過配位

鍵結(jié)合，一般內(nèi)界很難電離；內(nèi)外界之間以離子鍵結(jié)合,

一般外界在水溶液中完全電離。

[Cu(NH3)4]SO4=[Cu(NH3)4]2++SO42-

(3)配合物的內(nèi)界不僅可為陽離子、陰離子，還可以是中性分子。

(2)一個中心原子(離子)可同時結(jié)合多種配位體。

【注意】

[Ag(NH3)2]OH=[Ag(NH3)2]++OH-

課本P109

現(xiàn)有兩種配合物晶體[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2，一種為橙黃色，另一種為紫紅色。請設計實驗方案將這兩種配合物區(qū)別開。

【實驗方案】

1、稱取相同物質(zhì)的量的兩種晶體，分別配成溶液。

2、向兩種溶液中加入足量的AgNO3溶液。

3、靜置，過濾。

4、洗滌沉淀，干燥。

5、稱量。

【結(jié)論】所得固體質(zhì)量多的即為[Co(NH3)6]Cl3，

所得固體質(zhì)量少的即為[Co(NH3)5Cl]Cl2。

[Co(NH3)6]Cl3=[Co(NH3)6]3++3Cl-

[Co(NH3)5Cl]Cl2=[Co(NH3)5Cl]2++2Cl-

[Ag(NH3)2]+

[Zn(NH3)4]2+

[Fe(SCN)6]3-

[Co(NH3)5H2O]3+

4、配合物的簡單命名（自右向左）

六硫氰酸根合鐵（Ⅲ）離子

五氨·一水合鈷（Ⅲ）離子

a.配位離子的命名

配位數(shù)→配位體名稱→合→中心離子（中心離子化合價）

二氨合銀（Ⅰ）離子

四氨合鋅（Ⅱ）離子

多種配位體時：陰離子在前，中性分子在后，不同的配位體間用圓點分開

了解

b.配位陽離子配合物：

某酸(化)→配位數(shù)→配位體名稱→合→中心離子(中心離子化合價)

[Cu(NH3)4]SO4

[CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl

硫酸四氨合銅(Ⅱ)

氯化二氯·三氨·一水合鈷(Ⅲ)

c.配位陰離子配合物：

配位數(shù)→配位體名稱→合→中心離子(中心離子化合價)→酸→某

K3[Fe(CN)6]

K[PtCl3(NH3)]

[Pt(NH3)6][PtCl4]

Na3[AlF6]

六氰合鐵(Ⅲ)酸鉀

三氯·一氨合鉑(Ⅱ)酸鉀

四氯合鉑(Ⅱ)酸六氨合鉑(Ⅱ)

六氟合鋁(Ⅲ)酸鈉

課堂練習

B

嘗試用球棍搭出Pt(NH3)2Cl2的結(jié)構(gòu)模型

課本P109

順式

（極性）

反式

（非極性）

順式

反式

練習冊73頁13題

5、配合物的異構(gòu)現(xiàn)象

(2)產(chǎn)生異構(gòu)現(xiàn)象原因

①含有_____或_________配位體；

②配位體_____________不同。

兩種

兩種以上

空間排列方式

(1)定義

配合物化學組成相同，但原子間連接方式或空間

排列方式不同而引起配合物結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同的現(xiàn)象。

(3)分類

(4)異構(gòu)體的性質(zhì)

順、反異構(gòu)體在顏色、極性、溶解性、活性

等方面都有差異。

相鄰

對角

課本P110

配合物離子的空間構(gòu)型

[Ag(NH3)2]+[Zn(NH3)4]2+[Ni(CN)4]2-[AlF6]3-

4

配位數(shù)

2

4

6

6、配合物離子的空間構(gòu)型

配合物離子的空間構(gòu)型指的是配位體圍繞著中心原子排布的幾何構(gòu)型。

配合物的中心原子、配位體的種類和數(shù)目的不同,可以形成不同空間構(gòu)型的配合物。

配位數(shù)空間構(gòu)型結(jié)構(gòu)示意圖實例

2直線形[Ag(NH3)2]+

[Ag(CN)2]-

4正四面體[ZnCl4]2-

[Cd(CN)4]2-

[CoCl4]2-

[Cd(NH3)4]2+

4平面正方形[PtCl4]2-

[Ni(CN)4]2-

[Cu(NH3)4]2+

6八面體[AlF6]3-

[SiF6]2-

[Fe(CN)6]3-

配合物性質(zhì)（了解）：

具有一定的穩(wěn)定性，配位鍵越強，配合物越穩(wěn)定。過渡金屬配合物遠比主族金屬易形成配合物。

1、檢驗金屬離子、分離物質(zhì)、定量測定物質(zhì)的組成。

【實驗1】銀氨溶液——檢驗醛基

①配制過程

AgNO3溶液_________________

②反應現(xiàn)象：先_____________，后_________

③滴加葡萄糖后加熱現(xiàn)象：有銀鏡生成

AgOH

[Ag(NH3)2]OH

產(chǎn)生白色沉淀

沉淀溶解

二、配合物的應用

課本P110

①過程:含F(xiàn)e3+的溶液溶液變?yōu)開____

②反應:_________________________________

血紅色

Fe3++3SCN-Fe(SCN)3

【實驗2】檢驗Fe3+

2、在生產(chǎn)中的應用：配合物用于染色、電鍍、硬水

軟化、金屬冶煉等領域。

例如，提取Au的原理為

4Au＋8CN－＋2H2O＋O2===4[Au(CN)2]－＋4OH－

再用Zn還原成單質(zhì)金：

Zn＋2[Au(CN)2]－===2Au＋[Zn(CN)4]2－。

煉金廢水中含有CN－，當H＋與CN－結(jié)合生成HCN，毒性更強，可導致魚類等水生物死亡，因此不能任意排放。

做助熔劑

2Al2O3(熔融)==4Al+3O2↑

電解

加冰晶石Na3[AlF6]降低熔點

課本P111~113頁

（1）配合物在生命體中的作用

（2）藥物中的配合物

（3）配合物與生物固氮

Mo

Fe

S

固氮酶中Fe—Mo中心結(jié)構(gòu)示意圖

葉綠素結(jié)構(gòu)示意圖

3、在尖端研究領域中的應用:生命科學、抗癌藥物、催化劑研制、激光材料、超導材料等。

在生命體中、醫(yī)藥、配合物與生物固氮、生產(chǎn)生活等中都有很重要的應用。

血紅素(Fe2+)結(jié)構(gòu)示意圖

血紅素(Fe2+)結(jié)構(gòu)示意圖

CO中毒原因

人體內(nèi)血紅蛋白是Fe2+卟林配合物，F(xiàn)e2+與O2結(jié)合形成配合物，而CO與血紅蛋白中的Fe2+能生成更穩(wěn)定的配合物。發(fā)生CO中毒事故，應首先將病人移至通風處，必要時送醫(yī)院搶救。

小結(jié)：配合物對物質(zhì)性質(zhì)的影響與應用

增強

深藍色

Fe(OH)3

Mg2+

太陽

化學

Fe2+

Zn2+

小結(jié)：

一、配合物的形成條件

配體要提供孤對電子

中心原子提供空軌道

二、配合物的結(jié)構(gòu)

中心原子

配位體

配位數(shù)

外界離子

內(nèi)界

外界

課堂練習

1、由配位鍵形成的離子[Pt(NH3)6]2+和[PtCl4]2-中，

兩個中心離子鉑的化合價是（）

A.都是+8B.都是+6

C.都是+4D.都是+2

2、配合物[Co(NH3)4(H2O)2](SO4)3的內(nèi)界是，

外界是，配位體是，配位原子

是，中心原子的配位數(shù)是。

D

[Co(NH3)4(H2O)2]6+

SO42-

N和O

6

NH3和H2O

3、配合物PtCl4·2NH3的水溶液不導電，加入硝酸銀

溶液也不產(chǎn)沉淀，滴加強堿也無氨氣放出，所以它

的化學式是。

課堂練習

PtCl4(NH3)2

水溶液不導電說明PtCl4·2NH3沒有電離出離子，加入AgNO3溶液無沉淀產(chǎn)生，進一步說明溶液中無Cl-；加堿無NH3生成，說明NH3與Pt結(jié)合的很牢固，故Pt、NH3、Cl-均在內(nèi)界。

課堂練習

4、0.01mol氯化鉻（CrCl3·6H2O）在水溶液中用過量

的硝酸銀溶液處理，產(chǎn)生0.02molAgCl沉淀，此氯

化鉻最可能是（）

A.[Cr(H2O)6]Cl3

B.[CrCl(H2O)5]Cl2·H2O

C.[CrCl2(H2O)4]Cl·H2O

D.[CrCl3(H2O)3]·3H2O

B

0.01molCrCl3·6H2O與硝酸銀反應，產(chǎn)生0.02molAgCl沉淀，說明有2個Cl-在外界

課堂練習

5、下列常見化合物的溶液中，滴入足量氨水最后仍為

澄清溶液的是（）

A.硫酸鎂B.氯化鐵

C.硝酸銀D.