第三章

晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)容山中學(xué)

化學(xué)科組第四節(jié)

配合物與超分子第1課時

配位鍵

配位化合物主講人：郭靜目錄CONTENTS12配位鍵配位化合物（配合物）學(xué)習目標知道配位鍵的特點，能從微觀角度理解配位鍵的形成過程和表示方法。理解配合物的結(jié)構(gòu)特點，能判斷常見的配合物。知道常見配合物的制備原理與操作，了解配合物的存在與應(yīng)用。

無水CuSO4是白色的，但CuSO4·5H2O卻是藍色的，這是為什么呢？你知道嗎CuSO4·5H2O晶體無水硫酸銅固體溶液顏色CuSO4CuCl2?2H2OCuBr2NaClK2SO4KBr呈天藍色的離子：白色白色白色白色綠色深褐色教材p95，【實驗3-2】

向盛有下表中固體樣品的試管或點滴板中，分別加入足量的水，觀察實驗現(xiàn)象并填寫下表結(jié)論天藍色天藍色天藍色無色無色無色Cu2+顯藍色SO42?

Na+Cl?K+Br

?無色的離子：教材p95，【實驗3-2】CuSO4晶體CuCl2晶體CuBr2晶體白色棕色深褐色CuSO4·5H2O晶體CuCl2·2H2O晶體藍色綠色結(jié)論修正：Cu2+在水溶液中

常顯藍色固態(tài)二價銅鹽不一定顯藍色五水合硫酸銅晶體也顯藍色理論解釋：問題1：結(jié)合圖示信息思考，Cu2+在任何條件下都顯藍色嗎？

Cu2+在什么條件下顯藍色？Cu2+與水結(jié)合顯藍色Cu2+與H2O如何結(jié)合呢？任務(wù)一配位鍵[Cu(H2O)4]2+的形成Cu2+有空軌道H2O有孤電子對四水合銅離子平面正方形配位鍵“電子對給予-接受”鍵任務(wù)一配位鍵一、配位鍵成鍵原子或離子一方提供_________，另一方提供_______而形成的共價鍵，即“電子對給予—接受”鍵被稱為配位鍵。孤電子對空軌道概念示例：表示方法配位鍵常用

A—B（或A→B）表示提供孤電子對給予體提供空軌道接受體CuOH2H2OH2OH2O2+[Cu(H2O)4]2+配位鍵配位鍵是一種特殊的共價鍵，多數(shù)屬于σ鍵，具有飽和性和方向性。任務(wù)一配位鍵一、配位鍵形成條件一方能提供孤電子對另一方能提供空軌道如：分子有

CO、NH3、H2O、HF等；離子有X?、OH?、CN?、SCN?等。如：H+、Mg2+、Al3+、B

和過渡金屬的原子或離子(常見Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等)多數(shù)過渡金屬的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個配位鍵、Cu2＋形成4個配位鍵?！舅伎寂c討論】依據(jù)電子式和配位鍵的概念，討論NH3

、H2O與H＋是如何形成NH4＋

、H3O＋的，如何理解原子間的相互作用力？微點撥1：

配位鍵是一類特殊的共價鍵（σ鍵）而不是一類單獨的化學(xué)鍵，但是在描述物質(zhì)中存在的作用力類型時，通常將配位鍵單獨指出（如存在離子鍵、共價鍵、配位鍵、氫鍵、范德華力）。共價鍵、配位鍵3．化合物NH3與BF3可以通過配位鍵形成NH3·BF3。

在NH3·BF3中，_______原子提供孤電子對，________原子接受電子。氮(或N)硼(或B)2．下列粒子中含配位鍵的是(

)

①N2H5+

②CH4③OH?

④NH4+

⑤Fe(CO)3⑥Fe(SCN)3⑦H3O＋

⑧[Ag(NH3)2]OHA．①②④⑦⑧B．③④⑤⑥⑦C．①④⑤⑥⑦⑧D．全部C1．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+D4.BF3與一定量水形成(H2O)2·BF3晶體Q，Q在一定條件下可轉(zhuǎn)化為R：①晶體Q中各種微粒間的作用力不涉及______(填序號)：

a．離子鍵b．共價鍵

c．配位鍵

d．金屬鍵

e．氫鍵

f．范德華力②R中陽離子的空間構(gòu)型為

，陰離子的中心原子軌道采用

雜化。ad三角錐形sp3任務(wù)二配合物二、配合物1、概念金屬離子或原子(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,簡稱配合物。2、組成[Cu(NH3)4]

SO4中心離子配體配位數(shù)離子(外界)配離子(內(nèi)界)有些配合物沒有外界，如：Ni(CO)4任務(wù)二配合物二、配合物2、組成[Cu(NH3)4]

SO4中心離子配體配位數(shù)離子(外界)配離子(內(nèi)界)(1)中心原子(離子)：提供空軌道的金屬離子或原子(2)配體：提供孤電子對的分子或陰離子，如CO、NH3、H2O、X?、OH?、CN?、SCN?NH4+中存在配位鍵，那么NH4Cl等銨鹽是否屬于配合物？NO!含有配位鍵的化合物不一定是配合物，但配合物一定含有配位鍵。任務(wù)二配合物二、配合物[Cu(NH3)4]

SO4中心離子配體配位數(shù)離子(外界)配離子(內(nèi)界)(3)配位原子：配位體中提供孤電子對的原子，一般是ⅤA、ⅥA、ⅦA的非金屬原子

如

NP

OSFCl(4)配位數(shù)：直接與中心原子配位(形成配位鍵)的原子數(shù)目，一般是2、4、6、8如[Fe(CN)6]4?中Fe2+的配位數(shù)為

。6如[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+中Cu2+的配位數(shù)為

。24(5)配離子的電荷：等于中心離子和配體總電荷的代數(shù)和，

如：

[Fe(SCN)6]3?+32、組成任務(wù)二配合物二、配合物

對于配合物，內(nèi)界與外界以離子鍵結(jié)合，外界在水溶液中易電離，但內(nèi)界卻難電離。如：[Cu(NH3)4

]

SO4==

[Cu(NH3)4]2++SO42?[Co(NH3)5Cl

]Cl2==

+2Cl

?[Co(NH3)5Cl

]2++3【Try】現(xiàn)有0.1mol[Co(NH3)5Cl]Cl2與足量的AgNO3溶液反應(yīng)，最多可生成

molAgCl沉淀。0.2[Cu(NH3)4]

SO4離子(外界)配離子(內(nèi)界)5.正誤判斷：配位鍵實質(zhì)上是一種特殊的共價鍵(

)提供孤電子對的微粒既可以是分子，也可以是離子(

)有配位鍵的化合物就是配位化合物(

)配位化合物都很穩(wěn)定(

)在配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中的Cl?均可與AgNO3反應(yīng)生成AgCl沉淀(

)Ni(CO)4是配合物，它是由中心原子與配體構(gòu)成的(

)×√××√√NH4Cl等銨鹽和CO中雖有配位鍵，但不是配合物。6、下列化合物屬于配合物的是()A.Cu2(OH)2SO4 B.NH4ClC.[Zn(NH3)4]SO4 D.KAl(SO4)27、

0.01mol氯化鉻(CrCl3·6H2O)在水溶液中用過量的AgNO3處理，產(chǎn)生0.01molAgCl沉淀，此氯化鉻最可能是()A.[Cr(H2O)6]Cl3 B.[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2OC.[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O D.[Cr(H2O)3Cl3]·3H2OCC8、完成下列空格：配合物內(nèi)界外界中心原子(離子)配位體配位數(shù)[Ag(NH3)2]OHK4[Fe(CN)6]Na3[AlF6]Ni(CO)4[Co(NH3)5Cl]Cl2[Ag(NH3)2]＋OH－Ag＋NH32[Fe(CN)6]4－K＋Fe2＋CN－66[AlF6]3－Na＋Al3＋F－Ni(CO)4無NiCO4[Co(NH3)5Cl]2+Cl－Co3＋NH3

Cl?

6

固態(tài)時屬于哪種晶體？離子晶體1mol該化合物中σ鍵數(shù)目9NA12NA6NA8NA21NA微點撥2：

分析配合物中的σ鍵數(shù)目時，一要考慮中心離子與配位原子之間的配位鍵數(shù)目，二要考慮配體離子或分子內(nèi)含有的σ鍵數(shù)目，三要考慮外界離子或分子中含有的σ鍵數(shù)目。任務(wù)三簡單配合物的制備三、簡單配合物的制備教材p96CuSO4(aq)加入氨水繼續(xù)加入氨水加入乙醇【實驗3-3】

[Cu(NH3)4]SO4的制備實驗藍色沉淀藍色沉淀溶解得深藍色溶液深藍色晶體任務(wù)三簡單配合物的制備實驗操作實驗現(xiàn)象有關(guān)離子方程式

滴加氨水后，試管中首先出現(xiàn)

,氨水過量后沉淀逐漸

，得到

的透明溶液，滴加乙醇后析出

。

、____________________________________、藍色沉淀溶解Cu2＋＋2NH3·H2O

==

Cu(OH)2↓＋Cu(OH)2＋4NH3==[Cu(NH3)4]2+＋2OH?深藍色深藍色晶體藍色溶液藍色沉淀深藍色溶液＋氨水＋氨水＋乙醇深藍色晶體[Cu(NH3)4]2++

SO42?

+

H2O=====[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓乙醇穩(wěn)定性：CuNH3

H3NH3NH3N2+CuOH2

H2OH2O

H2O2+＜H2O、NH3同為中性分子，但電負性N＜O，N比O更容易給出孤對電子，與Cu2＋形成的配位鍵更強。

配位鍵穩(wěn)定性配位原子的配位能力：NH3

>

H2O中心原子(離子)的接受配體能力：H+

>過渡金屬>主族金屬配位鍵越強，配合物越穩(wěn)定配合物穩(wěn)定性：【思考與討論】向硫酸銅溶液中滴加氨水，為什么[Cu(H2O)4]2+轉(zhuǎn)化為[Cu(NH3)4]2+呢？從結(jié)構(gòu)角度解釋。實驗操作向盛有少量0.1mol/LFeCl3溶液（或任何含F(xiàn)e3+的溶液）的試管中滴加1滴0.1mol/L硫氰化鉀(KSCN)溶液。實驗現(xiàn)象實驗原理溶液變?yōu)榧t色

利用硫氰化鐵配離子等顏色，可用于鑒定溶液中存在Fe3+；

又由于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)(但注意安全，因其有毒性)Fe3++nSCN?

[Fe(SCN)n]3?nn

=1?6，隨SCN?的濃度而異配位數(shù)可為1~6任務(wù)三簡單配合物的制備教材p97【實驗3-4】

硫氰化鐵的制備任務(wù)三簡單配合物的制備教材p97NaCl中滴加AgNO3溶液加入氨水至沉淀恰好溶解現(xiàn)象滴加AgNO3(aq)后,出現(xiàn)

，再加氨水后沉淀

，溶液呈______。白色沉淀溶解無色原理Ag＋＋Cl?==AgCl↓AgCl＋2NH3==[Ag(NH3)2]＋＋Cl?【實驗3-5】

氯化二氨合銀

[Ag(NH3)2]Cl的制備任務(wù)四配合物的形成對性質(zhì)的影響四、配合物的形成對性質(zhì)的影響

一些難溶于水的金屬氫氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、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：藍色沉淀溶解又如：Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2+＋2OH?加入氨水1、改變?nèi)芙庑訟l(OH)3＋OH?==[Al(OH)4]?任務(wù)四配合物的形成對性質(zhì)的影響四、配合物的形成對性質(zhì)的影響2、改變顏色

當簡單離子形成配離子時，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。示例：Fe3＋與SCN?形成硫氰化鐵配離子，其溶液顯紅色FeCl3溶液加入KSCN溶液任務(wù)四配合物的形成對性質(zhì)的影響四、配合物的形成對性質(zhì)的影響3、改變穩(wěn)定性

配合物具有一定的穩(wěn)定性，配合物中的配位鍵越強，配合物越穩(wěn)定。當作為中心離子的金屬離子相同時，配合物的穩(wěn)定性與配體的性質(zhì)有關(guān)。示例：血紅素中的Fe2+與CO分子形成的配位鍵比Fe2+與O2分子形成的配位鍵強，因此血紅素中的Fe2+與CO分子結(jié)合后，就很難再與O2分子結(jié)合，血紅素失去輸送O2的功能，從而導(dǎo)致人體CO中毒。任務(wù)五配合物的應(yīng)用五、配合物的應(yīng)用1、在生命體中的應(yīng)用葉綠素綠色植物生長過程中，起光合作用的是葉綠素，是一種含鎂的配合物任務(wù)五配合物的應(yīng)用五、配合物的應(yīng)用1、在生命體中的應(yīng)用血紅素人和動物血液中起著輸送氧作用的血紅素，是一種含有亞鐵的配合物五、配合物的應(yīng)用1、在生命體中