第三章晶體結構與性質

第四節配合物與超分子

第1課時配合物同樣都有Cu2+和SO42-，

但為什么無水CuSO4固體是白色的，而CuSO4水溶液和CuSO4·5H2O晶體卻是藍色的呢？

CuSO4固體

CuSO4溶液

CuSO4·5H2O晶體猜測：Cu2+與水結合才會顯藍色，SO42-是不顯顏色的。如何設計實驗證實你的猜想呢？實驗3-2：下表中的少量固體溶于足量的水，觀察實驗現象并填寫表格。固體顏色CuSO4

白色CuCl2

綠色CuBr2

深褐色K2SO4

白色NaCl

白色KBr

白色溶液顏色無色離子什么離子呈天藍色幾種固體及其溶液的顏色實驗3-2：下表中的少量固體溶于足量的水，觀察實驗現象并填寫表格。固體顏色CuSO4

白色CuCl2

綠色CuBr2

深褐色K2SO4

白色NaCl

白色KBr

白色溶液顏色無色離子什么離子呈天藍色

天藍色天藍色天藍色無色無色無色SO42－

Na+Cl－K+Br－Cu2+？Cu2+在水溶液中常顯藍色四水合銅離子Cu2+與H2O結合形成[Cu(H2O)4]2+顯藍色，從成鍵角度它們是怎么結合的？

Cu2++4H2O

=[Cu(H2O)4]2＋（天藍色）激發雜化H2OH2OH2OH2O配位鍵孤電子對29Cu[Ar]3d104s1失去2e-29Cu2+[Ar]3d9價層電子排布圖Cu2+與H2O是怎么結合形成[Cu(H2O)4]2+的？

實驗探究Cu2+有空軌道H2O有孤電子對[Cu(H2O)4]2+四水合銅離子

在四水合銅離子中，銅離子與水分子之間的化學鍵是由水分子提供孤電子對給予銅離子，銅離子接受水分子的孤電子對形成的。Cu2+有空軌道H2O有孤電子對[Cu(H2O)4]2+四水合銅離子配位鍵電子對給予-接受CuOH2H2OH2OH2O2+配體配位鍵配離子中心離子配位數＝4含有配位鍵的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物Cu(H2O)42+4依據反應NH3

+H＋=NH4

＋

，討論NH3是如何與H＋結合的？N：：：：HHH1sH+HNHHH+空軌道接受孤電子對給予孤電子對配位鍵學習任務一

配位鍵1.定義：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。實質上是一種特殊的共價鍵。2.形成條件：①一方有能提供孤電子對(配位體)稱為電子對給予體②另一方有能提供空軌道（中心原子或離子）稱為電子對接受體如分子有NH3、H2O、HF、CO等；離子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。如H＋、Al3＋、B及過渡金屬的原子或離子Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。4.表示方法：A—B（或AB）如H3O+或HNHHH[]+NH4+或HNHHH[]+電子對給予體→電子對接受體或[Cu(H2O)4]2＋3.表示方法：形成NH4＋后，4個N-H鍵鍵長、鍵角、鍵能相同配位鍵是特殊的共價單鍵，具有飽和性和方向性。例如：一般來說，多數過渡金屬原子或離子形成配位鍵的數目是基本不變的。如Ag+形成2個配位鍵，Cu2+形成4個配位鍵。4.特征：HNHHH[]+NH4+或HNHHH[]+構型為正四面體形1.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()①H2O

②NH3

③F－

④CN－

⑤COA.①②B.①②③C.①②④D.①②③④⑤

【課堂練習】D2.下列微粒中含配位鍵的是()①N2H5＋

②CH4

③OH－

④NH4＋

⑤Fe(CO)3⑥Fe(SCN)3

⑦H3O＋

⑧[Ag(NH3)2]OHA.①②④⑦⑧B.③④⑤⑥⑦C.①④⑤⑥⑦⑧D.全部C1、概念：把金屬離子或原子(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

配位鍵結合形成的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物。配合物一定含有配位鍵,但含有配位鍵的化合物不一定是配合物例如：CO、NH4+、H3O+、SO42-、P2O5學習任務二

配合物思考：NH4Cl是配合物嗎？如[Ag(NH3)2]OH[Cu(NH3)4]

SO4

K3[Fe(CN)6]氫氧化二氨合銀硫酸四氨合銅六氰合鐵(Ⅲ)酸鉀2.組成：配合物由內界和外界構成，配合單元是內界，

內界由中心離子(原子)和配體構成。外界是帶異號電荷的離子。配位原子：配體中給出孤電子對與中心形成配位鍵的原子。如H2O中O，CO中的C，NH3中的N

。=[Cu(NH3)4]2++SO42-內界與外界以離子鍵結合，在水中完全電離，內界較穩定。①含中性配合單元的配合物沒有外界

如Ni(CO)4,Fe(CO)5②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，但內界離子較穩定一般不能電離出來。

[Cu(NH3)4]SO4＝[Cu(NH3)4]2＋＋SO42－

③中心粒子可以是陽離子，也可以是中性原子

④配位體可以是離子或分子，可以有一種或同時存在多種⑤配位數通常為中心離子化合價的2倍，為2、4、6、8這樣的偶數，如Ag+的配位數為2，Cu2+的配位數為4。【歸納小結】

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.配位數通常為2、4、6、8這樣的偶數5.內界微粒很難電離(電離程度很小)，因此，配合物[Co(NH3)5C1]Cl2內界中的C1-不能被Ag+

沉淀，只有外界的C1-才能與AgNO3

溶液反應產生沉淀。練習1．0.01mol氯化鉻(CrCl3·6H2O)在水溶液中用過量硝酸銀溶液處理，產生0.02molAgCl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]·3H2OB完成下列空格配合物內界外界中心原子(離子)配位體配位數[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＋Cl－NH36四羰基合鎳六氰合亞鐵酸鉀氫氧化二氨合銀六氟合鋁酸鈉二氯化一氯五氨合鈷無水CuSO4固體是白色的，但CuSO4·5H2O晶體卻是藍色的，為什么呢？天藍色[Cu(H2O)4]2＋膽礬

(CuSO4·5H2O)可寫成[Cu(H2O)4]SO4·H2O學以致用那Cu

2＋只與H2O結合形成配位鍵嗎？[Cu(NH3)4]2+學習任務三

簡單配合物的形成一、四氨合銅離子的形成實驗向盛有4mL0.1mol/LCuSO4溶液的試管里滴加幾滴1mol/L氨水，首先形成難溶物，繼續添加氨水并振蕩試管，觀察實驗現象；再向試管中加入極性較小的溶劑(如加入8mL95%乙醇)，并用玻璃棒摩擦試管壁，觀察實驗現象。實驗3?3實驗步驟實驗現象解釋向盛有4mL0.1mol/LCuSO4溶液的試管中滴加幾滴1mol/L氨水

繼續添加氨水，并振蕩試管再向試管中加入6mL95%乙醇，并用玻璃棒摩擦試管壁藍色沉淀深藍色溶液深藍色晶體生成Cu(OH)2生成[Cu(NH3)4]2+生成[Cu(NH3)4]SO4·H2OCu2++2NH3?H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O=[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓在試管內壁產生微小的玻璃微晶充當晶核，加速結晶。乙醇：減小溶劑極性，降低溶質的溶解度較穩定的配合物可以轉化為穩定性更強的配合物思考1：上述實驗完成了四水合銅離子向四氨合銅離子的轉化，Cu2+與NH3形成的配位鍵和Cu2+與H2O形成的配位鍵哪個穩定？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。思考2：如何從電負性角度解釋，Cu2+與NH3形成的配位鍵比Cu2+與H2O形成的配位鍵穩定。學習任務三

簡單配合物的形成二、硫氰化鐵配離子的形成實驗向盛有少量0.1mol/LFeCl3溶液(或任何含Fe3+的溶液)的試管中滴加1滴0.1mol/L硫氰化鉀(KSCN)溶液，觀察實驗現象。實驗3?4：實驗步驟實驗現象解釋向盛有0.1mol/LFeCl3溶液的試管中滴加2滴硫氰化鉀溶液向盛有0.1mol/LK3[Fe(CN)6]溶液的試管中滴加2滴硫氰化鉀溶液FeCl3KSCN溶液Fe3++nSCN-?[Fe(SCN)n]3-n

(n=1～6，隨c(SCN－)

大小而異)CN-的配位能力強于SCN-，[Fe(CN)6]3-很穩定，轉化為硫氰化鐵的平衡正向移動趨勢很小溶液呈紅色無明顯變化學習任務三

簡單配合物的形成三、銀氨配離子的形成實驗向盛有少量0.1mol/LNaCl溶液的試管里滴幾滴0.1mol/LAgNO3溶液，產生難溶于水的白色的AgCl沉淀，再滴入1mol/L氨水，振蕩，觀察實驗現象。實驗3?5實驗步驟實驗現象解釋向盛有少量0.1mol/LNaCl溶液的試管里滴幾滴0.1mol/LAgNO3溶液再滴入1mol/L氨水白色沉淀溶解Ag＋＋Cl－===AgCl↓AgCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－產生白色沉淀怎樣配制銀氨溶液？發生哪些反應？向AgNO3溶液中逐滴加稀氨水，直到生成的沉淀恰好溶解為止。AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2OAg++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+銀氨溶液可檢驗醛基，發生銀鏡反應①對溶解性的影響：一些難溶于水的金屬氫氧化物、鹵化物、氰化物，可以溶解于氨水中，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。②顏色改變：某些簡單離子形成配離子時，顏色會發生變化，據此可以判斷是否有配離子生成。如Fe3＋與SCN－形成硫氰化鐵配離子，其溶液顯紅色。學習任務三

配合物的形成對性質的影響Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]四羥基合鋁酸鈉AgCl+2NH3·H2O=Ag(NH3)2Cl+2H2OCuCl難溶于水，可溶于濃鹽酸和氨水Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－③穩定性增強：配合物具有一定的穩定性，配合物中的配位鍵越強，配合物越穩定。當作為中心離子的金屬離子相同時，配合物的穩定性與配體的性質有關。許多過渡金屬元素的離子對多種配體具有很強對結合力，因而，過渡金屬配合物遠比主族金屬配合物多。例如，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分子結合后，就很難再與O2分子結合，血紅素失去輸送氧氣的功能，從而導致人體CO中毒。配合物在生產生活中的應用

電解氧化鋁的助熔劑Na3[AlF6]冰晶石

熱水瓶膽鍍銀（銀鏡反應）

[Ag(NH3)2]OH

學習任務三

配合物的應用

王水溶金

H[AuCl4]配合物在生命體中的應用葉綠素

Mg