高二化學選擇性必修第二冊：第三章第四節(jié)教學課件

第三章第四節(jié)第1課時《配合物與超分子》人教版選擇性必修2配位鍵和配合物在生命體中大量存在，對于生命活動具有重要意義。葉綠素

血紅蛋白

維生素B12什么是配位鍵和配合物？配位鍵是怎樣形成的？無水CuSO4固體是白色的，但CuSO4·5H2O晶體卻是藍色的，為什么呢？

CuSO4

CuSO4·5H2O實驗探究觀察下列固體的顏色，填寫在表格中

課本95頁【實驗3-2】實驗探究觀察固體溶于水后形成溶液的顏色，填寫在表格中

課本95頁【實驗3-2】溶于水后觀察思考觀察下列固體和溶液的顏色，填寫下表，分析什么離子呈天藍色？

課本95頁【實驗3-2】固體顏色CuSO4白色CuCl2綠色CuBr2深褐色NaCl白色K2SO4白色KBr白色溶液顏色無色離子什么離子呈天藍色SO42－

Na+Cl－K+Br－無色

無色

無色天藍色

天藍色

天藍色[Cu(H2O)4]2+Cu2+？四水合銅離子Cu2+與H2O間是通過什么化學鍵形成[Cu(H2O)4]2+呢？思考討論依據(jù)反應NH3

+H+=NH4+，討論NH3是如何與H＋形成NH4＋的？思考討論NH3H＋NH4＋H2OCu2＋[Cu(H2O)4]2＋＋＋配位鍵類比NH4＋的形成，推測Cu2+與H2O間是怎樣形成[Cu(H2O)4]2＋的？提供孤電子對提供空軌道概念1、配位鍵：由一個原子單獨提供孤電子對，另一個原子提供空軌道而形成的化學鍵，即“電子對給予—接受”鍵。配位鍵[Cu(H2O)4]2＋有空軌道接受孤電子對

提供孤電子對電子對給予體電子對接受體Cu2+H2O2、形成條件：①成鍵原子一方要有孤電子對（如H2O、NH3、CO、OH-、Cl-等）；②成鍵原子另一方有空軌道（如H+、Al3+、B及過渡金屬的原子或離子）

。

配位鍵CuOH2

H2OH2O2+OH23、表示方法：A—B電子對給予體電子對接受體HNHHH[]+配位鍵其實就是一種特殊的共價鍵，也具有方向性和飽和性。四個N－H鍵性質完全相同（或AB）[Cu(H2O)4]2＋NH4＋思考請根據(jù)提供的球棍模型嘗試畫出以下兩個微粒中的配位鍵配合物概念1、配位化合物：通常由金屬離子或原子

與某些分子或離子

以配位鍵結合形成的化合物，簡稱配合物。[Ag(NH3)2]OH、[Cu(NH3)4]

SO42、組成結構：一般是由內界和外界構成，內界由中心離子（或原子）、配位體構成。[Cu(NH3)4]

SO4外界內界（配離子）中心離子配位體配位數(shù)配位原子：配位體中提供孤電子對的原子。常見的配位原子有X、O、S、N、P等（稱為中心離子或原子）

（稱為配位體或配體）思考討論配合物內界外界中心粒子配位體配位數(shù)[Ag(NH3)2]OHK3[Fe(CN)6][Co(NH3)5Cl]Cl2

Ni(CO)4請根據(jù)給出的配合物完成下表思考討論配合物內界外界中心粒子配位體配位數(shù)[Ag(NH3)2]OH氫氧化二氨合銀K3[Fe(CN)6][Co(NH3)5Cl]Cl2

Ni(CO)4請根據(jù)給出的配合物完成下表[Ag(NH3)2]＋OH-Ag+NH32思考討論配合物內界外界中心粒子配位體配位數(shù)[Ag(NH3)2]OH氫氧化二氨合銀[Ag(NH3)2]＋OH-Ag+NH32K3[Fe(CN)6]六氰合鐵酸鉀[Fe(CN)6]3－K＋Fe3＋CN－6[Co(NH3)5Cl]Cl2

[Co(NH3)5Cl]2＋Cl－Co3＋NH3、Cl－6Ni(CO)4四羰基鎳Ni(CO)4無NiCO4請根據(jù)給出的配合物完成下表配合物結構小結：1、配合物有些存在外界、有些無外界；2、中心粒子可以是陽離子，也可以是中性原子；3、配位體可以是離子或分子，可以有一種或同時存在多種；4、配位數(shù)通常為2、4、6、8這樣的偶數(shù)。配合物的結構特點思考對于具有內外界的配合物，內外界之間以離子鍵結合，在水溶液中內外界之間完全電離，但內界離子較穩(wěn)定一般不能電離出來。[Cu(NH3)4]SO4＝[Cu(NH3)4]2＋＋SO42－向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不能生成AgCl沉淀的是（）A、[Co(NH3)4Cl2]ClB、Co(NH3)3Cl3

C、[Co(NH3)6]Cl3D、[Co(NH3)5Cl]Cl2B配合物的性質特點無水CuSO4固體是白色的，但CuSO4·5H2O晶體卻是藍色的，為什么呢？膽礬CuSO4·5H2O可寫[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其結構示意圖如上：學以致用天藍色[Cu(H2O)4]2+課堂小結：配位鍵

→配合物概

念形成條件表示方法概

念組成結構性質特點1．下列不能形成配位鍵的組合是(

)A．Ag＋、NH3 B．H2O、H＋C．Co3＋、CO D．Ag＋、H＋課堂練習2．下列分子或離子中，能提供孤電子對與某些金屬離子形成配位鍵的是(

)①H2O②NH3③F－④CN－⑤COA．①② B．①②③C．①②④ D．①②③④⑤3．下列化合物屬于配合物的是(

)A．Cu2(OH)2SO4 B．NH3C．[Zn(NH3)4]SO4 D．KAl(SO4)2課堂練習4．配位化合物的數(shù)量巨大，組成和結構形形色色。配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心離子、配體、中心離子的化合價和配位數(shù)分別為(

)A．Cu2＋、NH3、＋2、4B．Cu＋、NH3、＋1、4C．Cu2＋、OH－、＋2、2D．Cu2＋、NH3、＋2、25．某物質A的實驗式為CoCl3·4NH3，1molA中加入足量的AgNO3溶液中能生成1mol白色沉淀，以強堿處理并沒有NH3放出，則關于此化合物的說法中正確的是(

)A．Co3＋只與NH3形成配位鍵B．配合物配位數(shù)為3C．該配合物可能是平面正方形結構D．此配合物可寫成[Co(NH3)4Cl2]Cl課堂練習課堂練習正確答案：DDCAD課堂練習謝謝！同學們，還想了解配合物如何制備及其應用么，請繼續(xù)學習下一節(jié)課！人教版選擇性必修2你能舉例配合物都有哪些應用嗎？配合物應用比較廣泛，在生產生活、生命體、醫(yī)藥、離子檢驗等皆有體現(xiàn)。配合物的應用在生產、生活中的應用

電解氧化鋁的助熔劑

Na3[AlF6]

熱水瓶膽鍍銀（銀鏡反應）

[Ag(NH3)2]OH

血紅蛋白

維生素B12配合物的應用

生命體中中的應用葉綠素配合物的應用在醫(yī)藥中的應用第二代鉑類抗癌藥（碳鉑）回顧：FeCl3溶液中滴加KSCN溶液發(fā)生了什么反應？KSCN溶液

三價鐵的檢驗FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl

【實驗3-4】配合物應用于離子的檢驗FeCl3溶液該反應還可用于電影特技和魔術表演。Fe3++nSCN－

[Fe(SCN)n]3－n

(n=1～6，隨c(SCN－)大小而異)請寫出Fe3+與

SCN－反應時配位數(shù)為4的離子方程式Fe3++4

SCN－

[Fe(SCN)4]－

【實【實驗3-4】配合物的應用于離子的檢驗

如Cu(OH)2

沉淀或者氯化銀沉淀中加入氨水，也會形成配合物促進沉淀的溶解，這便利用配合物的形成來促進沉淀的溶解復分解體系中生成配合物而發(fā)生反應的案例還有很多：該反應的反應類型是？配合物內界難電離Fe3++nSCN－

[Fe(SCN)n]3－n

實驗步驟實驗現(xiàn)象結論與解釋產生藍色難溶物CuSO4(aq)氨水CuSO4+2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4氨水難溶物溶解得到深藍色透明溶液

【實驗3-3】硫酸銅與氨水的反應Cu(OH)2配合物形成可促進某些沉淀的溶解為什么繼續(xù)滴加氨水后氫氧化銅會溶解？

思考：

配位鍵的強度有大有小，有的配合物較穩(wěn)定，有的配合物較不穩(wěn)定。通常情況，較穩(wěn)定的配合物可以轉化為穩(wěn)定性更強的配合物

[Cu(H2O)4]2+

[Cu(NH3)4]2+Cu(OH)2硫酸銅與氨水的反應

【實驗3-3】硫酸銅與氨水的反應

Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)

+2OH－(aq)

+4NH3

[Cu(NH3)4]2+=實驗操作實驗現(xiàn)象結論與解釋析出深藍色的晶體95%乙醇溶劑極性：乙醇<水[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中的溶解度小

如果加入乙醇后，晶體未能立刻析出，可以用玻璃棒摩擦試管壁，使晶體迅速析出，你知道原理是什么嗎？

通過摩擦，可在試管內壁產生微小的玻璃微晶來充當晶核，容易誘導結晶，這與加入晶種來加速結晶的原理是一樣的。硫酸銅與氨水的反應銅氨配合物思考：

【實驗3-3】硫酸銅與氨水的反應AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl

AgCl(s)Ag+(aq)

+Cl－(aq)

+2NH3

[Ag(NH3)2]+氨水澄清

【實驗3-5】

氯化銀與氨水的反應NaCl溶液少量AgNO3溶液AgCl沉淀=生命體中超分子體系：葉綠體中的光系統(tǒng)I蛋白配合物在生命體中大量存在，對生命活動具有重要意義。另外，配合物尖端技術、醫(yī)藥科學等有著廣泛的應用。對生命活動、尖端技術等有著廣泛的應用前景的還有超分子等物質【科技前沿展望】什么是超分子呢？二、超分子

兩種或兩種以上的分子（包括離子）通過分子間相互作用形成的分子聚集體。2.超分子內部分子之間通過非共價鍵結合

1.概念主要是靜電作用、范德華力和氫鍵以及一些分子與金屬離子之間形成的弱配位鍵3.大小

有的是有限的

有的是無限伸展的二、超分子

4.超分子特征（1）分子識別（2）自組裝分子識別兩種實例①“杯酚”分離C60

和C70

②

冠醚識別堿金屬離子認識“杯酚”①“杯酚”分離C60

和C70

（1）分子識別“杯酚”“杯酚”分離

C60

和

C70

C60

C70（1）分子識別思考：如何分離

C70

和

C240呢？15-冠-512-冠-4C原子：2×5=10O原子：510+5=15C原子：2×4=8O原子：48+4=12思考：冠醚靠什么原子吸引陽離子？O原子吸引陽離子。

認識冠醚②冠醚識別堿金屬離子（1）分子識別15-冠-5思考：堿金屬離子或大或小，猜想冠醚是如何識別它們的？冠醚環(huán)的大小與金屬離子匹配，將陽離子以及對應的陰離子都帶入有機溶劑，因而成為有機反應中很好的催化劑。②冠醚識別堿金屬離子的應用冠醚冠醚空腔直徑/pm適合的粒子（直徑/pm）15-冠-518-冠-621-冠-7170~220260~320340~430Na+（204）

思考：K+

直徑為276pm，應該選擇哪種冠醚呢？

KMnO4水溶液對烯烴氧化效果差，在烯烴中加入冠醚時，冠醚通過與K+結合而將高錳酸根也帶入烯烴中；而冠醚不與高錳酸根結合，使游離的高錳酸根反應活性很高，從而快速發(fā)生反應。實例分析：高錳酸鉀氧化烯烴

“杯酚”與冠醚形成的超分子，雖然識別的分子、離子不同，但環(huán)狀結構異曲同工，且尺寸可控。1987年，諾貝爾化學獎授予三位化學家，以表彰他們在超分子化學理論方面的開創(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4.重要特征及其應用

細胞和細胞器的雙分子膜

（2）自組裝細胞膜的兩側都是水溶液，水是極性分子，而構成膜的兩性分子的頭基是極性基團而尾基是非極性基團。頭基為親水基團，頭部會朝向水溶液一側，從而實現(xiàn)自組裝。2020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，打破了國外巨頭在化妝品高端原料市場的壟斷地位?！竟そ尘瘛?/p>

通過對超分子研究，人們可以模擬生物系統(tǒng)，復制出一些新材料，如：新催化劑、新藥物、分子器件、生物傳感器等功能材料。超分子的未來發(fā)展課堂小結：配合物

和

超分子應

用生產生活生命體可促進某些沉淀的溶解概

念作用力特征醫(yī)藥離子檢驗[Cu(NH3)4]2+制備Fe(SCN)3制備[Ag(NH3)2]+制備分子識別自組裝冠醚識別堿金屬離子“杯酚”分離

C60

和

C701．下列過程與配合物的形成無關的是(

)A.除去Fe粉中的SiO2可用強堿溶液B．向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失C．向Fe3＋溶液中加入KSCN溶液D．向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失課堂練習2.向盛有硫酸銅溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物，繼續(xù)添加氨水，難溶物溶解得到深藍色的透明溶液。下列對此現(xiàn)象的說法中，正確的是（）A.反應后溶液中沒有沉淀，所以反應前后Cu2+

濃度不變B.沉淀溶解