新教材2023版高中化学第2章微粒间相互作用与物质性质第3节离子键配位键与金属键第2课时配位键学案鲁科版选择性必修2

第2课时　配位键

课程标准

1．了解配合物的成键情况。

2．能够通过实验探究配合物的制备。

3．了解配合物的应用。

学法指导

以的形成为例，结合教材中的图示，了解配位键的形成；通过完成教材P63“活动·探究”，了解配合物的制备与应用。

必备知识·自主学习——新知全解一遍过

知识点配位键

1.配位键的形成

(1)概念：成键原子一方能够提供________，另一方具有能够________________________而形成的特殊的共价键。

(2)表示方法：配位键常用符号________表示，其中A是____________________，B是____________________________。

(3)实例：的结构式(表示出配位键)可表示为____________________，N原子杂化类型为________，中的配位键和其他三个N—H的键长和键能________的空间构型为________________。

2．配位化合物

(1)概念：组成中含有配位键的物质。

(2)组成

(3)制备及应用

①常见配合物的制备。

a．CuCl2固体溶于水显示________，是因为Cu2＋与H2O生成了水合铜离子Cu[(H2O)4]2＋；

b．向硝酸银溶液中滴加浓氨水至过量，可以制得二氨合银离子[Ag(NH3)2]＋；

c.NH3分子与Cu2＋配位可以制得[Cu(NH3)4]2＋。

②配合物的应用

微点拨

配位化合物书写的注意事项

在书写配位化合物的结构式时，还要想到配位键的形成条件。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。过渡金属原子或离子常常含有空轨道，它们易与含有孤电子对的分子或离子通过配位键形成稳定的物质，该类物质称为配位化合物。从共用电子对的角度看配位键与共价键相同，故配位键属于共价键，但形成配位键的共用电子对是由一方提供的，而不是由双方共同提供的，配位键用箭头(→)表示，箭头方向由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子。

学思用

1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。

中的配位键与其他三个N—H键的性质相同。(　　)

(2)配合物[Cu(NH3)4]SO4中只含共价键、配位键。(　　)

(3)形成配位键的电子对由成键双方原子提供。(　　)

(4)配位键是一种静电作用。(　　)

(5)配位键具有饱和性和方向性。(　　)

2．下列微粒中含有配位键的是(　　)

①H3O＋　②　③[Cu(H2O)4]2＋④[Fe(SCN)6]3－　⑤[CuCl4]2－　⑥CH4⑦NH3

A．①②③④⑤    B．①③⑥

C．④⑤⑦        D．②④⑥

关键能力·课堂探究——学科素养全通关

提升点  配位化合物

1.配合物的组成

配合物由中心原子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成，分为内界和外界，以[Cu(NH3)4]SO4为例表示为

(1)配体

配体可以是阴离子，如X－(卤素离子)、OH－、SCN－、CN－、RCOO－(羧酸根离子)、等；也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO、醇、胺、醚等。配体中直接同中心原子(或离子)配合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，配位原子常是ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族的元素。

(2)配位数

直接同中心离子(或原子)配位的原子数目叫中心离子(或原子)的配位数。要注意只含有一个配位原子的配体称为单基配体，中心离子(或原子)同单基配体结合的数目就是该中心离子的配位数，如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为6。含有两个以上配位原子的配体叫多基配体，中心离子(或原子)同多基配体配合时，配位数等于同中心离子(或原子)配位的原子数。例如，乙二胺分子中含有两个配位N原子，故在(en代表乙二胺分子)中Pt2＋的配位数为2×2＝4，而配体只有两个，依次类推。

2．配合物的形成对性质的影响

(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，可以依次溶解于含过量的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其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，我们根据颜色的变化就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的铁的硫氰酸根配离子，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

(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。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，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。

互动探究

向AgNO3溶液中滴入氨水，现象：生成白色沉淀，随氨水的增加，沉淀逐渐溶解，生成了[Ag(NH3)2]＋。

问题1　整个过程中发生了哪些反应？

问题2　利用化学平衡移动原理解释配离子是如何形成的？

问题3　[Ag(NH3)2]＋中哪一个提供孤电子对，哪一个提供空轨道？

典例示范

[典例]　配位键是一种特殊的共价键，即由单方面提供孤电子对的某原子和另一种接受孤电子对的空轨道的粒子结合。如就是由NH3(氮原子提供孤电子对)和H＋(提供空轨道)通过配位键形成的。据此，回答下列问题：

(1)下列粒子中可能存在配位键的是________。

A.CO2        B．H3O＋C．CH4        D．H2SO4

(2)科学家对H2O2结构的认识经历了较为漫长的过程，最初，科学家提出了两种观点：

式中O→O表示配位键，在化学反应中O→O键遇到还原剂时易断裂。化学家Baeyer和Villiyer为研究H2O2的结构，设计并完成了下列实验：

a．将C2H5OH与浓硫酸反应生成(C2H5)2SO4和水；

b．将制得的(C2H5)2SO4与H2O2反应，只生成A和H2SO4；

c．将生成的A与H2反应(已知该反应中H2作还原剂)。如果H2O2的结构如甲所示，实验c中化学反应方程式为(A写结构简式)__________________________。

素养训练

[训练]　[Co(NH3)5Cl]Cl2是一种紫红色的晶体，下列说法中正确的是(　　)

A．配体是Cl－和NH3，配位数是8

B．中心离子是Co2＋，配离子是Cl－

C．内界和外界中Cl－的数目比是1∶2

D．加入足量的AgNO3溶液，所有Cl－一定被完全沉淀

课 堂 总 结

[知识导图]

[误区警示]

1．配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如＋2Cl－，而内界微粒很难电离(电离程度很小)，因此，配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2内界中的Cl－不能被Ag＋沉淀，只有外界的Cl－才能与硝酸银溶液反应产生沉淀。

2．含有配位键的化合物不一定是配合物，如NH4Cl等。

3．有些配合物没有外界，如Ni(CO)4就无外界。

随堂检测·强化落实——基础知能练到位

1．下列不能形成配位键的组合是(　　)

A．Ag＋、NH3        B．BF3、NH3

C．、H＋D．Co3＋、CO

2．下列关于配合物的说法正确的是(　　)

A．配位数为6

B．配体为NH3和Cl－

C．[Zn(NH3)4]2＋为内界

D．Zn2＋和NH3以离子键结合

3．下列叙述与形成配合物无关的是(　　)

A．Fe3＋与SCN－不能大量共存

B．向Cu与Cl2反应后的集气瓶中加少量水，溶液呈绿色，再加水，溶液呈蓝色

C．Cu与浓HNO3反应后，溶液呈绿色；Cu与稀HNO3反应后，溶液呈蓝色

D．向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量，先出现白色沉淀，继而消失

4．已知氯化铬的水合物为CrCl3·6H2O，其中铬元素的配位数是6，将含0.1 mol氯化铬的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理时，只得到0.2 mol AgCl沉淀，则氯化铬溶于水形成的含铬阳离子为(　　)

A．Cr3＋

B．[CrCl2(H2O)4]＋

C．[CrCl(H2O)5]2＋

D．[Cr(H2O)6]3＋

5．配位化合物在生产生活中有重要应用，请根据要求回答下列问题：

(1)光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有生成，则[Al(OH)4]－中存在________(填序号)。

a．共价键    b．非极性键

c．配位键    d．σ键

e．π键

(2)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，已知Co3＋的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行了如下实验：在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，产生白色沉淀，在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，则无明显现象。则第一种配合物的结构可表示为________________，第二种配合物的结构可表示为________________。若在第二种配合物的溶液中滴加AgNO3溶液，则产生的现象是____________________________。(提示：配合物TiCl(H2O)5Cl2的结构可表示为[TiCl(H2O)5]Cl2)

第2课时　配位键

必 备 知 识·自 主 学 习

[知识点]

1．(1)孤电子对　接受孤电子对的空轨道　(2)A→B　提供孤电子对的原子　具有能够接受孤电子对的空轨道的原子　(3)　sp3　相等　正四面体形

2．(2)空轨道　孤电子对　(3)蓝色

[学思用]

1．答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√

2．解析：①H3O＋中，O上含有孤对电子，H＋有空轨道，可以形成配位键，故①含有配位键；②中，N上含有孤对电子，H＋有空轨道，可以形成配位键，故②含有配位键；中，Cu2＋含有空轨道，H2O中O含有孤电子对，可以形成配位键，故③含有配位键；④[Fe(SCN)6]3－中，Fe3＋含有空轨道，SCN－中S含有孤对电子，可以形成配位键，故④含有配位键；⑤[CuCl4]2－中，Cu2＋含有空轨道，Cl－含有孤对电子，可以形成配位键，故⑤含有配位键；⑥CH4不含配位键；⑦NH3不含配位键。综上所述，含有配位键的有①②③④⑤。

答案：A

关 键 能 力·课 堂 探 究

提升点

[互动探究]

提示1：，

AgOH＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋OH－

提示2：AgOH水溶液中存在AgOH(s)⇌Ag＋(aq)＋OH－(aq)平衡，继续滴入氨水时，NH3分子与Ag＋形成配离子，且配离子很稳定，促使以上平衡右移，AgOH逐渐溶解。

提示3：在二氨合银离子中氨分子提供孤电子对，银离子提供空轨道。

[典例]　解析：解题时要注意配位键形成条件中的一方提供孤电子对，另一方提供空轨道。(1)由题中信息可得出结论：凡能给出H＋的物质中一般含有配位键。(2)由题中所含配位键的物质的反应特点分析。

答案：(1)B、D

(2)

[训练]　解析：配位数不包括外界离子，故[Co(NH3)5Cl]Cl2中配体是Cl－和NH3，配位数是6，A错误；Co3＋为中心离子，配离子是[Co(NH3)5Cl]2＋，B错误；[Co(NH3)5Cl]Cl2内界是[Co(NH3)5Cl]2＋，外界是Cl－，内界和外界中Cl－的数目比是1∶2，C正确；加入足量的AgNO3溶液，内界Cl－不沉淀，D错误。

答案：C

随 堂 检 测·强 化 落 实

1．解析：Ag＋有空轨道，NH3中的氮原子上有孤对电子，故二者可以形成配位键，A项不符合题意；BF3中B原子有空轨道，NH3中的氮原子上有孤对电子，故二者可以形成配位键，B项不符合题意；、H＋两种离子均没有孤对电子，故二者不能形成配位键，C项符合题意；Co3＋有空轨道，CO提供孤对电子，故二者可以形成配位键，D项不符合题意。

答案：C

2．解析：配合物[Zn(NH3)4]Cl2中外界是Cl－，内界是，Cl－和[Zn(NH3)4]2＋以离子键结合中Zn2＋是中心离子，NH3是配体，Zn2＋和NH3以配位键结合，配位数为4，故C项正确。

答案：C

3．解析：A项，涉及[Fe(SCN)]2＋等配合物的形成；B项，涉及[CuCl4]2－与[Cu(H2O)4]2＋的转化；C项，Cu与浓HNO3反应后溶液显绿色，是因为反应后生成的NO2溶于溶液中了；D项，涉及[Al(OH)4]－的形成。

答案：C

4．解析：配离子中的配体在溶液中很难电离，已知含0.1 mol氯化铬的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理时，只得到0.2 mol AgCl沉淀，说明该配合物的外界有2个氯离子，则其内界只有一个氯离子，故C项正确。

答案：C

5．解析：(1)光谱证实单质Al与强碱性溶液反应有生成，可看作铝原子和三个羟基形成三对共用电子对，形成三个极性共价键，形成Al(OH)3，Al(OH)3溶解在强碱性溶液中，和OH－结合形成[Al(OH)4]－，利用的是铝原子的空轨道和OH－的孤对电子形成的配位键；OH－中两个原子轨道“头碰头”相互重叠而形成的共价键，叫σ键，所以[Al(OH)4]－中也形成了σ键。(2)由[CoBr(NH3)5]SO4的结构可知，硫酸根离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，所以会与钡离子结合生成白色沉淀，若加入BaCl2溶液时无明显现象，说明硫酸根离子在内界，所以配合物的结构为[Co(SO4)(NH3)5]Br；溴离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，若加入AgNO3溶液，会产生淡黄色沉淀溴化银。

答案：(1)acd　(2)[CoBr(NH3)5]SO4　[Co(SO4)(NH3)5]Br

生成淡黄色沉淀