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人教版 (2019)选择性必修2第四节 配合物与超分子教学演示ppt课件
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这是一份人教版 (2019)选择性必修2第四节 配合物与超分子教学演示ppt课件,共40页。PPT课件主要包含了孤电子对,空轨道,基础知识填充,配位键,蓝色沉淀,2配合物的形成,变血红色,直接同中心原子配位,提供孤电子对,分子识别等内容,欢迎下载使用。
一、配合物1.配位键(1)概念:成键原子一方提供 ,另一方提供 形成的共价键。
微点拨:配位键是一种特殊的共价键。配位键中的共用电子对是由成键单方提供的,而其他的共价键的共用电子对是由成键双方提供的。
(2)配位键的形成条件①成键原子一方能提供孤电子对。如分子有NH3、H2O、HF、CO等;离子有Cl-、OH-、CN-、SCN-等。②成键原子另一方能提供空轨道。如H+、Al3+、B及过渡金属的原子或离子。(3)配位键同样具有饱和性和方向性。一般来说,多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的,如Ag+形成2个配位键;Cu2+形成4个配位键等。
2.配位化合物 (1)配合物的概念:把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以 结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、NH4Cl等均为配合物。
Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
A gCl+2NH3=[Ag(NH3) 2]Cl
共用氮原子提供的孤电子对
上述实验现象产生的原因主要是配离子的形成。以配离子[Cu(NH3)4]2+为例,NH3分子中氮原子的_______________ 进入Cu2+的 ,Cu2+与NH3分子中的氮原子通过 形成配位键。配离子[Cu(NH3)4]2+可表示为 _________________。
配制银氨溶液时,向AgNO3溶液中滴加氨水,先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,为什么?
[提示] 因为氨水呈弱碱性,滴入AgNO3溶液中,会形成AgOH白色沉淀,继续滴加氨水时,NH3分子与Ag+形成[Ag(NH3)2]+配合离子,配合离子很稳定,会使AgOH逐渐溶解,反应过程如下: Ag++NH3·H2O===AgOH↓+NH, AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O。
提供空轨道接受孤电子对
(3)配合物的组成配合物[Cu(NH3)4]SO4其组成如下图所示:
①中心原子是 的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子),过渡金属离子最常见的有Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等。
②配体是 的阴离子或分子,如Cl-、NH3、H2O等。配体中 的原子叫做配位原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子,如NH3中的N原子,H2O中的O原子等。③配位数是直接与中心原子形成的 的数目。如[Fe(CN)6]4-中配位数为 。
二、超分子1.概念:由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。
微点拨:超分子定义中的分子是广义的,包括离子。
2.超分子的实例(1)分离C60和C70
(2)冠醚识别碱金属离子冠醚是皇冠状的分子,可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子(3)超分子两个的重要特征—— 、 。
1.判断正误(对的在括号内打“√”,错的在括号内打“×”。)(1)形成配位键的条件是一方有空轨道,另一方有孤电子对( )(2)配位键是一种特殊的共价键( )(3)配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子( )(4)超分子一定是由呈电中性的分子组成,不可能含有离子( )
2.下列不能形成配位键的组合是( )A.Ag+、NH3 B.H2O、H+C.C3+、COD.Ag+、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+、C3+能提供空轨道,NH3、H2O、CO能提供孤电子对,所以能形成配位键,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。]
3.回答下列问题:(1)配合物[Ag(NH3)2]OH的中心离子是________,配位原子是________,配位数是________,它的电离方程式是________________________________________。(2)向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液,再加入氨水,观察到的现象是__________________________________________________。
Ag(NH3)2]OH===[Ag(NH3)2]++OH-
先产生白色沉淀,加入氨水后,白色沉淀溶解
[解析] 在配合物[Ag(NH3)2]OH中,中心离子是Ag+,配位原子是NH3分子中的N原子,配位数是2。
认识配位键及配位化合物
配位键实质是一种特殊的共价键,配位键的共用电子对由成键原子单方面提供,普通共价键的共用电子对则由成键原子双方共同提供,但实质是相同的。
提示:相同。NH可看成NH3分子结合1个H+后形成的,在NH3中中心原子氮采取sp3杂化,孤电子对占据一个轨道,3个未成键电子占据另3个杂化轨道,分别结合3个H原子形成3个σ键,由于孤电子对的排斥,所以空间结构为三角锥形,键角压缩至107°。但当有H+时,N原子的孤电子对会进入H+的空轨道,以配位键形成NH,这样N原子就不再存在孤电子对,键角恢复至109°28′,故NH为正四面体形,4个N—H键完全一致,配位键与普通共价键形成过程不同,但性质相同。
(1)NH中的配位键与其他三个N—H键的键参数是否相同?
(2)配合物[Cu(NH3)4]SO4中含有的化学键类型有哪些?
提示:[Cu(NH3)4]SO4中含有的化学键有离子键、共价键和配位键。
(3)NH3和BF3可以通过配位键形成NH3·BF3,试分析提供孤电子对、空轨道的分别是哪种原子?你能写出NH3·BF3的结构式吗?
提示:N原子提供孤电子对,B原子提供空轨道,NH3·BF3的结构式可表示为
1.配位键与共价键的关系(1)形成过程不同:配位键实质上是一种特殊的共价键,在配位键中一方提供孤电子对,另一方具有能够接受孤电子对的空轨道。普通共价键的共用电子对是由成键原子双方共同提供的。
(2)配位键与普通共价键的实质相同。它们都被成键原子双方共用,如在NH中有三个普通共价键、一个配位键,但四者是完全相同的。(3)同普通共价键一样,配位键可以存在于分子中[如Ni(CO)4],也可以存在于离子中(如NH)。
2.配合物的形成对物质性质的影响(1)溶解性的影响:一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物,可以依次溶于含过量Cl-、Br-、I-、CN-和氨的溶液中,形成可溶性的配合物。 (2)颜色的改变:当简单离子形成配离子时,颜色常发生变化,根据颜色的变化可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN-在溶液中可生成配位数为1~6的配离子,这种配离子的颜色是血红色的,反应的离子方程式如下: Fe3++nSCN-===[Fe(SCN)n]3-n(n=1~6)。
(3)稳定性增强: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。当作为中心原子的金属离子相同时,配合物的稳定性与配体的性质有关。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,使血红蛋白失去输送O2的功能,从而导致人体CO中毒。
3.配合物内界中共价键数目的判断若配体为单核离子如Cl-等,可以不予计入,若为分子,需要用配体分子内的共价键数乘以该配体的个数,此外,还要加上中心原子与配体形成的配位键,这也是σ键。例如:配合物[C(NH3)4Cl2]Cl的共价键数为3×4+4+2=18。
1.下列关于配位化合物的叙述中,不正确的是( )A.配位化合物中必定存在配位键B.配位化合物中只有配位键C.[Cu(H2O)4]2+中的Cu2+提供空轨道,H2O中的氧原子提供孤电子对形成配位键D.配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用
解析 [含有配位键的化合物就是配位化合物,但配位化合物还会含有共价键、离子键等,B错误。]
2.(1)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2,1 ml该配合物中含有σ键的数目为________。(2)关于配合物[Zn(NH3)4]Cl2的说法正确的是________。A.配位数为6B.配体为NH3和Cl-C.[Zn(NH3)4]2+为内界D.Zn2+和NH3以离子键结合
[解析] (1)[Zn(NH3)4]Cl2中[Zn(NH3)4]2+与Cl-形成离子键,而1个[Zn(NH3)4]2+中含有4个N→Zn键(配位键)和12个N—H键,共16个σ键,故1 ml该配合物中含有16 ml σ键,即16NA。(2)Zn2+的配位原子个数是4,所以其配位数是4,故A错误;该配合物中氮原子提供孤电子对,所以NH3是配体,故B错误;[Zn(NH3)4]Cl2中外界是Cl-,内界是[Zn(NH3)4]2+,故C正确;该配合物中,锌离子提供空轨道,氮原子提供孤电子对,所以Zn2+和NH3以配位键结合,属于特殊共价键,不属于离子键,故D错误。
1.若X、Y两种粒子之间可形成配位键,则下列说法正确的是( )A.X、Y只能是分子B.X、Y只能是离子C.若X提供空轨道,则Y至少要提供一对孤电子对D.若X提供空轨道,则配位键表示为X→Y
解析 [形成配位键的两种粒子可以均是分子或者均是离子,还可以一种是分子、一种是离子,但必须是一种粒子提供空轨道、另一种粒子提供孤电子对,A、B项错误,C项正确;配位键中箭头应该指向提供空轨道的X,D项错误。]
2.下列粒子中含配位键的是( )①N2H ②CH4 ③OH- ④NH ⑤Fe(CO)3 ⑥Fe(SCN)3 ⑦H3O+ ⑧Ag(NH3)2OHA.①②④⑦⑧ B.③④⑤⑥⑦C.①④⑤⑥⑦⑧D.全部
解析 [形成配位键的条件是一个原子(或离子)有孤电子对,另一个原子(或离子)有空轨道。在②CH4、③OH-中,中心原子碳和氧的价电子已完全成键,没有孤电子对。]
3.向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象的说法正确的是( )A.沉淀溶解后,生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2+B.[Cu(H2O)4]2+比[Cu(NH3)4]2+中的配位键稳定C.用硝酸铜溶液代替硫酸铜溶液进行实验,不能观察到同样的现象D.在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+给出孤电子对,NH3提供空轨道
解析 [从实验现象分析可知,Cu2+与NH3·H2O反应生成Cu(OH)2沉淀。继续添加氨水,由于Cu2+更易与NH3结合,生成更稳定的[Cu(NH3)4]2+。上述现象是Cu2+的性质,与SO无关,故换用Cu(NO3)2溶液仍可观察到同样的现象,C项错误;在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供空轨道,NH3给出孤电子对,属于配位体,D项错误。]
4.下列有关超分子的说法错误的是( )A.超分子是由两种或多种分子形成的聚集体B.分子形成超分子的作用可能是分子间作用力C.超分子具有分子识别的特性 D.分子以共价键聚合形成超分子
解析 [分子以非共价键或仅以分子间作用力形成超分子。]
5.(1)在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为________,提供孤电子对的成键原子是________。(2)CaF2难溶于水,但可溶于含Al3+的溶液中,原因是_______________________________。 (用离子方程式表示,已知AlF在溶液中可稳定存在)。(3)配合物[Cr(H2O)6]3+中,与Cr3+形成配位键的原子是_____(填元素符号)。
3CaF2+Al3+===3Ca2++AlF
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