1、,第二单元 配合物的形成和应用,专题4 分子空间结构与物质性质,课程标准 1了解人类对配合物结构认识的历史。 2知道简单配合物的基本组成和形成条件。 3掌握配合物的结构与性质之间的关系。 4认识配合物在生产生活和科学研究方面的广泛应用。,专题4 分子空间结构与物质性质,一、配位键的形成 1配位键 (1)用电子式表示NH4的形成过程：_.,(2)配位键：共用电子对由一个原子单方向提供而跟另一个 原子共用的共价键。配位键可用AB形式表示，A是_的原子，叫做电 子对给 予体，B 是_的原子，叫做电子对接受体。 (3)形成配位键的条件 有能够提供_的原子,如 _等。 另一原子具有能够接受_的空轨道，如
2、_等。,提供孤电子对,接受孤电子对,孤电子对,N、O、F,孤电子对,Fe3、Cu2、Zn2、Ag,1在水溶液中，Cu2与氨分子是如何结合成Cu(NH3)42 的呢？,2.配位化合物 (1)写出向CuSO4溶液中滴加氨水，得到深蓝色溶液整个过程的反应离子方程式。 _； _。 (2)Cu(NH3)4SO4的名称为_，它的外界为_，内界为_，中心原子为_，配位体为_分子，配位数为_。 (3)配合物的同分异构体：含有两种或两种以上配位体的配合物，若配位体在_不同，就能形成不同几何构型的配合物，如Pt(NH3)2Cl2存在_和_两种异构体。,Cu(OH)24NH3H2O=Cu(NH3)422OH4H2O
3、,硫酸四氨合铜,Cu(NH3)42,Cu2,NH3,4,空间的排列方式,顺式,反式,2顺式Pt(NH3)2Cl2和反式Pt(NH3)2Cl2的化学式相同，它们的性质也相似吗？ 提示：不同，由于结构不同，所以其化学性质不相同。,二、配合物的应用 1在实验研究中，人们常用形成配合物的方法来检验_、分离物质、定量测定物质的组成。 (1)向AgNO3溶液中逐滴加入氨水的现象为 _。产生的配合物是_。 (2)向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液的现象： _。产生的配合物是_。,金属离子,先生成沉淀，然后沉淀再溶解,Ag(NH3)2OH,有血红色溶液出现,Fe(SCN)3,2在生产中，配合物被广泛用于_、_
4、、_、_领域。 3生命体中的许多金属元素都以配合物形式存在。 4配合物在医疗方面应用也很广泛。 5模拟生物固氮也与配合物有关。,染色,电镀,硬水软化,金属冶炼,1配合物Zn(NH3)4Cl2的中心原子的配位数是( ) A2 B3 C4 D5 解析：配合物Zn(NH3)4Cl2的中心原子是Zn2，配位体是NH3 ，配位数是4。,C,2下列不能形成配位键的组合是( ) AAg、NH3 BH2O、H CCo3、CO DAg、H 解析：配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对，另一方能提供空轨道，A、B、C三项中，Ag、H、Co3 能 提供空轨道，NH3、H2O、CO能提供孤电子对，所以能形成配位键，
5、而D项Ag与H都只能提供空轨道，而无法提供孤 电子对，所以不能形成配位键。,D,D,4向下列配合物的水溶液中加入AgNO 3溶 液， 不 能 生 成AgCl沉淀的是( ) ACo(NH3)4Cl2Cl BCo(NH3)3Cl3 CCo(NH3)6Cl3 DCo(NH3)5ClCl2 解析：在配合物中，内界以配位键结合很牢固，难以在溶 液中电离；内界和外界之间以离子键相结合，在溶液中能够 完全电离。不难看出A、C、D三项中配合物在水中均电离产 生Cl，而B项无外界离子，不能电离。,B,探究导引1 指出配合物Pt(NH3)4Cl2Cl2的配 离子、 中 心 离 子、配位体、配位数及配位原子。 提示
6、：配离子指配合物的内界，中心原子指提供空轨道 的 原子或离子,配位体指提供孤电子对的分子或离子，配位数是 配位体的总个数，配位原子指配位体中提供孤电子对的原子.配合物Pt(NH3)4Cl2Cl2的配离子为Pt(NH3)4Cl22，中心 原 子是Pt4，配位体是NH3、Cl，配位数为6，配位原子为 N 和Cl。,配合物的组成和结构,探究导引2 配离子Ag(NH3)2是如何形成的？ 提示：配离子Ag(NH3)2是由Ag和NH3分子反应生成的,由于Ag空的5s轨道和5p轨道形成sp杂化轨道，接受2个NH3 分子提供的孤电子对，形成直线形的Ag(NH3)2，该过程图示如下。,1配合物的组成 内界：中心
7、体(原子或离子)与配位体，以配位键成键。 外界：与内界电荷平衡的相反离子。有些配合物不存在外界，如PtCl2(NH3)2、CoCl3(NH3)3 等。另外，有些配合物是由中心原子与配位体构成，如Ni(CO)4、Fe(CO)5等。,2配合物的结构,sp,直线形,Ag(NH3)2Cu(NH3)2,sp3,正四面体形,Zn(NH3)42ZnCl42,dsp2(sp2d),平面正方形,Ni(CN)42Cu(NH3)42,sp3d2(d2sp3),正八面体,AlF63Co(NH3)63,1化学家维多克格利雅因发明了格氏试剂(RMgX)而荣获诺贝尔化学奖。RMgX是金属镁和卤代烃反应的产物，它 在 醚的稀
8、溶液中以单体形式存在，并与二分子醚络合，在浓溶 液中以二聚体存在，结构如下图：上述2种结构中均存在配位键，把你认为是配位键的用“”在结构图中标出。,解析：配位键是由孤电子对与空轨道形成的，Mg最外层有两个电子，可以与R、X形成离子键,而O原子中存在孤电子 对,所以两个O(C2H5)2可以与Mg形成配位键.在二聚体中，同理,一个Mg与R、X相连，则另外一个 X和O(C2H5)2， 则 与Mg形成配位键。 答案：,探究导引 现有两种配合物晶体Co(NH3)6Cl3和 Co(NH3)5ClCl2，一种为橙黄色，另一种为紫红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来。 提示： 在Co(NH3)6Cl3中
9、Co3与6个NH3 分子配合成Co(NH3)63，3个Cl都是外界离子。 而Co(NH3)5ClCl2 中Co3与5个NH3 分子和1个Cl配合成Co(NH3 )5Cl2，只 有两个Cl是外界离子。由于配合物中内界以配位键结合 很 牢固，难以在溶液中电离，而内界和外界之间以离子键结合,在溶液中能够完全电离。不难看出，相同质量的两种晶体 在 溶液中能够电离出的Cl数是不同的，我们可以利用这一 点 进行鉴别。,配合物的性质,1配合物的颜色 当简单离子形成配合物时，其性质往往有很大的差异，颜色发生改变就是一种常见的现象，多数配离子都有颜色，如 Fe(SCN)63为血红色、Cu(NH3)42为深蓝色、
10、Cu(H2O)42为蓝色、CuCl42为黄色、Fe(C6H6O)63为紫色等等.我们根据颜色的变化就可以判断配离子是否生成,如Fe3离子与SCN离子在溶液中可生成配位数为16的硫氰合铁()配离子，这种配离子的颜色是血红色的，反应如下：Fe3nSCN=Fe(SCN)n3n，实验室通常用这一方法检验铁离子的存在。,2配合物的溶解性 有的配合物易溶于水，如Ag(NH3)2OH、Cu(NH3)4SO4、Fe(SCN)3等。利用配合物的这一性质，可将一些难溶于水 的物质，如AgOH、AgCl、Cu(OH)2等溶解在氨水中形成 配 合物。如在照相底片的定影过程中，未曝光的AgBr常用硫代 硫酸钠(Na2S
11、2O3)溶解，反应的化学方程式为AgBr2Na2S2O3=Na3Ag(S2O3)2NaBr。金和铂之所以能溶于王水中，也是与生成配合物的溶解性有关，反应式为AuHNO34HCl=HAuCl4NO2H2O,3Pt4HNO318HCl=3H2PtCl64NO8H2O。,配合物的颜色和溶解性还与配合物的空间结构有关，如顺式Pt(NH3)2Cl2和反式Pt(NH3)2Cl2的溶解性和颜色等性质有一定的差异，其中顺式Pt(NH3)2Cl2为极性分子，根据相似相溶原理，它在水中的溶解度较大，具体情况见前面的表格。,3配合物的稳定性 配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配 合 物 越稳定。当作为中
12、心原子的金属离子相同时，配合物的稳 定性与配位体的性质有关。例如：血红素中的Fe2与CO分子形成的配位键比Fe2与O2分子形成的配位键强，因此血红素 中的Fe2与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血 红 素就失去了输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。,2配合物CrCl36H2O的中心原子Cr3的配位数为6,H2O和 Cl均可作配位体，H2O、Cl和Cr3有三种不同的连接 方式,形成三种物质：一种呈紫罗兰色、一种呈暗绿色、一种呈 亮绿色。将它们配成相同物质的量浓度溶液，各取相同体积 的溶液，向其中分别加入过量的AgNO3溶液，完全反应后， 所得沉淀的物质的量之比为321。 (1)请推断出
13、三种配合物的内界，并简单说明理由； (2)写出三种配合物的电离方程式。,解析：CrCl36H2O的中心原子Cr3的配位数为6，H2O和Cl均可作配位体，则其化学式可表示为 Cr(H2O)6nClnCl3nnH2O，当其与AgNO3反应时，只有 外界的氯离子可形成AgCl沉淀，再根据它们与AgNO3反应时 生成AgCl沉淀的物质的量之比为321，可知分别有3个氯 离子、2个氯离子、1个氯离子在外界，进而可分别写出各自 的化学式，紫罗兰色：Cr(H2O)6Cl3，暗绿色：Cr(H2O)5ClCl2H2O，亮绿色： Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O，再分别写出其内界。,答案：(1)紫罗兰色：Cr(
14、H2O)63,暗绿色：Cr(H2O)5Cl2,亮绿色：Cr(H2O)4Cl2。根据它们与AgNO3反应时生成沉淀的物质的量之比为321，可知分别有3个氯离子、2个氯离子、1个氯离子在外界。 (2)Cr(H2O)6Cl3=Cr(H2O)633Cl; Cr(H2O)5ClCl2H2O=Cr(H2O)5Cl22ClH2O； Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O=Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O。,下图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分血红素的结构简式。,配位键,血红素的结构简式,血红素中N原子的杂化方式为_，在右图的方框内用“”标出Fe2的配位键。思路点拨 理解配位键的形成条件，一种原子提供孤电子对
15、，一种原子存在空轨道。 解析 从血红素的结构简式看，N原子有两种成键方 式, 一种是形成四根键，其中一根是配位键，该N原子为sp3杂化.一种是形成三根键，N为sp2杂化。,sp2、sp3,规律方法 根据原子的最外层电子数知，该原 子可以 形 成共价键的数目，如N最外层为5个电子，所以它应该最多能形成三根共价键。若其与其他原子还存在化学键，则只能是 配位键。,配合物的性质,思路点拨 配合物的内外界的原子或离子性质不同。 解析 由“AgCl沉淀生成的质量为第一次沉淀量的二分之一”可知，有一个Cl在内界，有两个Cl在外界，很快得出答案为D项。 答案 D 规律方法 外界的离子可以电离，参与化学反应。而 内 界的离子，不参与复分解反应。由此可以判断出内外界的离 子数目比。,本部分内容讲解结束,按ESC键退出全屏播放,
