《配合物與超分子》目標(biāo)素養(yǎng)1.知道配位鍵的特點,認(rèn)識簡單的配合物的成鍵特征,了解配位化合物的存在與應(yīng)用。培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。2.了解人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的過程,了解從原子、分子、超分子等不同尺度認(rèn)識物質(zhì)結(jié)構(gòu)的意義。培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的化學(xué)核心素養(yǎng)。知識概覽自主預(yù)習(xí)一、配合物1.配位鍵。由一個原子單方面提供

孤電子對

,而另一個原子提供

空軌道

而形成的共價鍵,即“電子對給予—接受”鍵被稱為配位鍵。

2.配位化合物。(1)定義:

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,簡稱配合物。

(2)配合物的形成舉例。

上述實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要是配離子的形成。以配離子[Cu(NH3)4]2+為例,NH3分子中氮原子提供的

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__________________。

(3)配合物的組成。配合物[Cu(NH3)4]SO4的組成如圖所示:①中心離子或原子是

提供空軌道接受孤電子對

的離子或原子。中心離子一般都是帶正電荷的陽離子,過渡金屬離子最常見的有Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等。

②配體是

提供孤電子對

的陰離子或分子,如Cl-、NH3、H2O等。

二、超分子1.超分子的定義。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

。

2.超分子的特征。(1)具有

分子識別

的特征;

(2)具有自組裝的特征。預(yù)習(xí)檢測1.正誤判斷,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(1)形成配位鍵的條件是一方有空軌道,一方有孤電子對。(

)(2)NH4NO3、H2SO4都含有配位鍵。(

)(3)任何分子都能形成配位鍵。(

)(4)配合物都有顏色。(

)(5)配合物中的配體可以是分子,也可以是陰離子。(

)(6)超分子屬于高分子。(

)√√××√×2.下列關(guān)于配合物的說法中不正確的是(

)。A.許多過渡金屬離子對多種配體具有很強(qiáng)的結(jié)合力,因而過渡金屬配合物遠(yuǎn)比主族金屬配合物多B.配合物中中心離子與配體間、配離子與酸根離子間都是以配位鍵結(jié)合C.配離子中,中心離子提供空軌道,配體提供孤電子對D.不同離子的配位數(shù)可能不同答案:B解析:由于許多過渡金屬離子對多種配體具有很強(qiáng)的結(jié)合力,能形成種類繁多的配合物,所以過渡金屬配合物遠(yuǎn)比主族金屬的配合物多,A項正確。配合物中中心離子與配體間是以配位鍵結(jié)合,而配離子與酸根離子間是以離子鍵結(jié)合,B項錯誤。配合物的中心離子提供空軌道,配體提供孤電子對,從而形成配位鍵,C項正確。不同離子的配位數(shù)可能相同,也可能不同,D項正確。3.向盛有少量CuCl2溶液的試管中滴入少量NaOH溶液,再滴入適量濃氨水,下列敘述不正確的是(

)。A.開始生成藍(lán)色沉淀,加入過量氨水時,形成無色溶液B.開始生成Cu(OH)2,它不溶于水,但溶于濃氨水,生成深藍(lán)色溶液C.開始生成藍(lán)色沉淀,加入氨水后,沉淀溶解生成深藍(lán)色溶液D.開始生成Cu(OH)2,之后生成更穩(wěn)定的配合物答案:A解析:向CuCl2溶液中加入少量NaOH溶液,生成Cu(OH)2藍(lán)色沉淀:Cu2++2OH-══Cu(OH)2↓;再加入濃氨水,沉淀溶解得到深藍(lán)色的溶液:Cu(OH)2+4NH3══[Cu(NH3)4]2++2OH-。4.下列有關(guān)超分子的說法錯誤的是(

)。A.超分子是由兩種或多種分子形成的聚集體B.分子形成超分子的作用可能是分子間作用力C.超分子具有分子識別的特性D.分子以共價鍵聚合形成超分子答案:D解析:分子以非共價鍵或僅以分子間作用力形成超分子。5.(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

(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

(2)下列關(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.Zn2+和NH3以配位鍵結(jié)合答案:(1)16NA

(2)C解析:(1)[Zn(NH3)4]Cl2中[Zn(NH3)4]2+與Cl-形成離子鍵,而1個[Zn(NH3)4]2+中含有4個N—Zn(配位鍵)和12個N—H,共16個σ鍵,故1

mol該配合物中含有16

mol

σ鍵,即16NA個。(2)Zn2+的配位數(shù)是4,A項錯誤。[Zn(NH3)4]Cl2中氮原子提供孤電子對,NH3是配體,Zn2+提供空軌道,Zn2+和NH3以配位鍵結(jié)合,B項錯誤,C項正確。1.下列過程與配合物的形成無關(guān)的是(

)。A.除去鐵粉中的SiO2可用強(qiáng)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溶液后溶液呈紅色D.向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失答案:A解析:A項,除去鐵粉中的SiO2,是利用SiO2可與強(qiáng)堿反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì),與配合物的形成無關(guān)。2.配位化合物的數(shù)量巨大,組成和結(jié)構(gòu)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價、4 B.Cu+、NH3、+1價、4C.Cu2+、OH-、+2價、2 D.Cu2+、NH3、+2價、2答案:A解析:配合物[Cu(NH3)4](OH)2中,Cu2+為中心離子,化合價為+2價,配體為NH3,配位數(shù)為4。3.(2020江蘇南京鼓樓區(qū)高二下校級月考)下列不能形成配位鍵的組合是(

)。A.Ag+、NH3 B.BF3、NH3C.Co3+、H2O D.Ag+、H+答案:D解析:Ag+有空軌道,NH3中的氮原子上有孤電子對,可以形成配位鍵;BF3中B原子有空軌道,NH3中的氮原子上有孤電子對,可以形成配位鍵;Co3+有空軌道,水分子中的氧原子上有孤電子對,可以形成配位鍵;Ag+、H+兩種離子均沒有孤電子對,所以不能形成配位鍵。4.(2020山東聊城高二上期末)某化合物與Cu+結(jié)合形成如圖所示的離子,則下列說法錯誤的是(

)。A.Cu+的核外電子排布式為[Ar]3d9B.該離子中含有極性鍵、非極性鍵和配位鍵C.該離子中碳原子的雜化方式有sp2、sp3兩種D.該離子中無手性碳原子答案:A解析:Cu原子核外有29個電子,則Cu+的核外電子排布式為[Ar]3d10,

A項錯誤。該離子中碳碳鍵是非極性共價鍵,碳氮鍵是極性鍵,中心離子Cu+有空軌道,氮原子提供孤電子對形成配位鍵,

B項正確。環(huán)上的碳原子形成3個σ鍵,沒有孤電子對,采用sp2雜化,亞甲基和甲基上的碳原子均形成4個共價單鍵,采用sp3雜化,

C項正確。該離子中的碳原子沒有一個連接四個不同的原子或原子團(tuán),所以無手性碳原子,

D項正確。5.下列對于超分子的認(rèn)識不正確的是(

)。A.可以利用“杯酚”、甲苯與氯仿,通過過濾、溶解來分離C60與C70B.超分子具有分子識別的特征C.可以利用冠醚識別鉀離子與鈉離子D.聚乙烯屬于超分子答案:D解析:聚乙烯屬于高分子,不屬于超分子,D項錯誤。6.(1)在[Fe(CN)6]3-中,中心離子的配位數(shù)為

。(