新教材適用2023-2024學(xué)年高中化學(xué)專題4分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)第2單元配合物的形成和應(yīng)用課件蘇教版選擇性必修2

第二單元配合物的形成和應(yīng)用專題4內(nèi)容索引010203自主預(yù)習(xí)新知導(dǎo)學(xué)合作探究釋疑解惑課堂小結(jié)課標(biāo)定位、素養(yǎng)闡釋1.認(rèn)識(shí)簡單配位化合物的成鍵特征,能正確運(yùn)用化學(xué)符號(hào)描述配合物的組成。2.學(xué)會(huì)簡單配合物的實(shí)驗(yàn)制備,能聯(lián)系配合物的組成和結(jié)構(gòu)解釋相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。3.認(rèn)識(shí)生命體中配位化合物的功能,列舉配合物在藥物開發(fā)和催化劑研制等領(lǐng)域的重要應(yīng)用。自主預(yù)習(xí)新知導(dǎo)學(xué)一、配合物的形成1.按表中實(shí)驗(yàn)操作步驟完成實(shí)驗(yàn),并填寫下表:(1)寫出上述實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的離子方程式:Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2N,Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。(2)[Cu(NH3)4]2+(配離子)的形成:氨分子中氮原子的

孤電子對

進(jìn)入Cu2+的

空軌道

,Cu2+與NH3分子中的氮原子通過

共用氮原子提供的孤電子對

形成配位鍵。配離子[Cu(NH3)4]2+可表示為(如圖所示):2.配位化合物的概念。由提供

孤電子對

的分子或離子(稱為配位體)與

接受孤電子對

的原子或離子(稱為中心原子)以配位鍵結(jié)合形成的化合物。配合物是配位化合物的簡稱。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均為配合物。3.配合物[Zn(NH3)4]SO4的組成如下圖所示:

(1)中心原子是

提供空軌道接受孤電子對

的原子或離子。Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等過渡金屬離子(或原子)常作為中心原子。(2)配位體是

提供孤電子對的分子或離子

,如

H2O、NH3、CO等含有孤電子對的分子和

F-、Cl-、CN-等含有孤電子對的離子。(3)通常配位數(shù)是直接與中心原子形成的配位鍵的數(shù)目。如[Fe(CN)6]4-中Fe2+的配位數(shù)為

6。4.配合物的異構(gòu)現(xiàn)象。(1)產(chǎn)生異構(gòu)現(xiàn)象的原因。①含有

兩種

或

兩種以上

配位體。②配位體

在空間的排列方式

不同。(2)分類—(3)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?！咀灾魉伎?】

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?提示：中心原子:Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+;配位體:H2O、NH3、F-、CN-、CO。二、配合物的應(yīng)用通過形成配合物的方法檢驗(yàn)金屬離子:【自主思考2】

現(xiàn)有兩種配合物晶體[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2,如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案將這兩種配合物區(qū)別開來?提示：稱取相同質(zhì)量的兩種晶體分別配成溶液,向兩種溶液中分別滴加足量的AgNO3溶液,靜置、過濾、干燥、稱量,所得AgCl固體多的晶體為[Co(NH3)6]Cl3,另一種為[Co(NH3)5Cl]Cl2?！拘Ч詼y】

1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”。(1)[Cu(NH3)4]2+中含有配位鍵、共價(jià)鍵和離子鍵。(

)(2)任何分子都能形成配位鍵。(

)(3)N中配位鍵與共價(jià)鍵的鍵能相同。(

)(4)[Ag(NH3)2]OH中的配位數(shù)為2,配位原子為N。(

)(5)配位化合物中的配位體可以是分子,也可以是陰離子。(

)××√√√2.下列微粒:①H3O+

②[B(OH)4]-

③CH3COO-

④NH3

⑤CH4中,存在配位鍵的是(

)。A.①②B.①③C.④⑤D.②④答案：A3.完成下表:

答案：Ag+

NH3

NH3

Ag+

Al3+

F-

F-

Al3+合作探究釋疑解惑探究任務(wù)1金屬晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【問題引領(lǐng)】

1.NH3和BF3可以通過配位鍵形成NH3·BF3,試分析提供孤電子對、空軌道的分別是哪種原子?你能寫出NH3·BF3的結(jié)構(gòu)式嗎?提示：N原子提供孤電子對,B原子提供空軌道,NH3·BF3的結(jié)構(gòu)式可表示為

。2.配制銀氨溶液時(shí),向AgNO3溶液中滴加氨水,先生成白色沉淀,后沉淀逐漸溶解,為什么?3.金屬銅投入氨水或H2O2溶液中均無明顯現(xiàn)象,但投入氨水與H2O2的混合溶液中,則銅片溶解,溶液呈深藍(lán)色,寫出該反應(yīng)的離子方程式。【歸納提升】

1.配合物價(jià)鍵理論的要點(diǎn)。(1)中心原子采用雜化軌道成鍵。(2)中心原子(M)有雜化后的空軌道;配位體(L)有孤電子對;二者形成配位鍵M←L。(3)配合物中內(nèi)界的空間結(jié)構(gòu)與中心原子的雜化方式、配位數(shù)的多少有關(guān)。2.常見配離子的空間結(jié)構(gòu)。配合物的中心原子、配位體的種類和數(shù)目不同,可以形成不同空間結(jié)構(gòu)的配合物。例如,[Ag(NH3)2]+、[Zn(NH3)4]2+、[Ni(CN)4]2-和[AlF6]3-的空間結(jié)構(gòu)都不一樣(如圖所示)。3.配合物中的異構(gòu)現(xiàn)象?；瘜W(xué)組成相同的配合物可以有不同的空間結(jié)構(gòu),這就是配合物的異構(gòu)現(xiàn)象。配合物的異構(gòu)現(xiàn)象主要是指化學(xué)組成相同,僅僅由于配位體圍繞中心原子的位置不同而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)不同的幾何異構(gòu)體。含有兩種或兩種以上配位體的配合物,若配位體在空間排列方式不同,就能形成不同幾何構(gòu)型的配合物。對于配位數(shù)為4的配離子[MA2B2]n±,若其空間結(jié)構(gòu)為四面體形,則不存在同分異構(gòu)現(xiàn)象;若其空間結(jié)構(gòu)為平面四邊形,則有兩種同分異構(gòu)體,相同配位體位于鄰位的稱為“順式”,相同配位體位于對位的稱為“反式”?！镜湫屠}】

【例題1】

已知Zn2+的4s和4p軌道可以形成sp3雜化軌道,那么[ZnCl4]2-的空間結(jié)構(gòu)為(

)。A.直線形B.平面正方形C.正四面體形D.正八面體形答案：C解析：Zn2+的4s和4p軌道形成的4個(gè)sp3雜化軌道,與4個(gè)Cl-形成4個(gè)配位鍵,所以[ZnCl4]2-的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。【變式訓(xùn)練1】

回答下列問題。(1)若BCl3與XYn通過B原子與X原子間的配位鍵結(jié)合形成配合物,則該配合物提供孤電子對的原子是

。

(2)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個(gè)氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。肼能與硫酸反應(yīng)生成N2H6SO4。N2H6SO4晶體類型與硫酸銨相同,則N2H6SO4的晶體內(nèi)存在

(填字母)。a.離子鍵 b.配位鍵 c.共價(jià)鍵(3)FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價(jià)性,蒸氣狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為

,其中Fe的配位數(shù)為

。

答案：(1)X (2)abc (3)4解析：(1)BCl3分子中的B原子的1個(gè)2s軌道和2個(gè)2p軌道進(jìn)行sp2雜化形成3個(gè)sp2雜化軌道。B原子還有1個(gè)空軌道(未雜化的2p軌道),所以B原子與X形成配位鍵時(shí),X應(yīng)提供孤電子對?！締栴}引領(lǐng)】

探究任務(wù)2配合物的應(yīng)用1.檢驗(yàn)Fe3+的存在常選用的物質(zhì)是什么?提示：KSCN溶液。2.常用什么物質(zhì)檢驗(yàn)醛基的存在?提示：銀氨溶液。3.常用什么物質(zhì)將CuSO4和Fe2(SO4)3混合液中CuSO4與Fe2(SO4)3分離開?提示：可用濃氨水,Cu2+轉(zhuǎn)化成[Cu(NH3)4]2+?！練w納提升】

1.定量分析中的應(yīng)用。(1)檢驗(yàn)離子的特效試劑:通常利用某試劑與某些金屬離子生成有色難溶的配合物,作為檢驗(yàn)這些離子的特征反應(yīng)。(2)掩蔽劑:多種金屬離子共同存在時(shí),要測定其中一種金屬離子,由于其他金屬離子往往會(huì)與試劑發(fā)生同類型反應(yīng)而干擾測定,因此常用配合物來防止雜質(zhì)離子的干擾。(3)有機(jī)沉淀劑:某些配合物和金屬離子在水中形成溶解度極小的配合物沉淀,可以提高分析的精確度。(4)萃取分離:當(dāng)金屬離子與某有機(jī)試劑形成配合物時(shí),一方面由于它不帶電,另一方面又由于有機(jī)配位體在金屬離子的外圍且極性極小,具有疏水性,因而難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑。利用這一性質(zhì)就可將某些金屬離子從水溶液中萃取到有機(jī)溶劑中。2.工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。(1)濕法冶金:可以用配合物的溶液直接從礦石中把金屬浸取出來,再用適當(dāng)?shù)倪€原劑還原成金屬單質(zhì)。(2)分離和提純:由于制備高純物質(zhì)的需要,對于那些性質(zhì)相近的稀有金屬,常利用生成配合物來擴(kuò)大一些性質(zhì)上的差別,從而達(dá)到分離、提純的目的。(3)在生產(chǎn)中,配合物被廣泛用于染色、電鍍、硬水軟化、金屬冶煉等領(lǐng)域。如配位化合物在羊毛染色過程中的作用:因羊毛和染料中都含有可與金屬離子配位的基團(tuán),染色時(shí),金屬離子和染料及羊毛之間發(fā)生反應(yīng),生成體積較大、溶解度小的配合物,使染料堅(jiān)固地附著在纖維上,從而改變羊毛的顏色。3.應(yīng)用于尖端研究領(lǐng)域。在生命科學(xué)、抗癌藥物、催化劑研制、激光材料、超導(dǎo)材料等許多尖端領(lǐng)域中,配合物發(fā)揮的作用也越來越大。配合物在生命體中有著非常重要的作用。許多酶的作用與其結(jié)構(gòu)中含有形成配合物的金屬離子有關(guān)。生物體中能量的轉(zhuǎn)換、傳遞和電荷轉(zhuǎn)移,化學(xué)鍵的形成或斷裂以及伴隨這些過程中出現(xiàn)的能量變化和分配等,常與金屬離子和有機(jī)體生成的復(fù)雜配合物所起的作用有關(guān)。4.氮的固定。(1)定義:將大氣中游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過程。(2)模擬生物固氮的兩途徑:①設(shè)法通過模型化合物的研究,合成生物固氮酶。②通過過渡金屬的N2分子配合物活化N≡N鍵。【典型例題】

【例題2】

(雙選)實(shí)驗(yàn)室測定鐵的含量可用絡(luò)合劑鄰二氮菲(),它遇Fe2+形成紅色配合物,結(jié)構(gòu)如下圖,下面說法不正確的是(

)。

A.鄰二氮菲中C和N均采用sp2雜化B.該紅色配離子中中心原子的配位數(shù)為6C.鐵與氮之間的化學(xué)鍵為離子鍵D.鄰二氮菲中所有原子不可能共平面解析：鐵與氮之間的化學(xué)鍵為配位鍵。鄰二氮菲中所有原子共平面。