【高中化学】配合物 课件 高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

第三章 第四节 配合物与超分子 第1课时 配合物人教版人教版人教版人教版 选择性必修选择性必修选择性必修选择性必修2 2 2 2玻尔金溶于王水中黄金为什么可以溶于王水中？Mg叶绿素血红素Fe维生素B12+Co生活中常见的配合物核心素养发展目标：核心素养发展目标：（1）能从微观角度理解配位键的形成条件和表示方法，能判断常见的配合物；（2）能利用配合物的性质去推测配合物的组成，从而形成“结构决定性质”的认知模型。无水硫酸铜是白色的，但无水硫酸铜是白色的，但CuSOCuSO4 45H5H2 2O O晶体却是蓝色的，这是为什么呢晶体却是蓝色的，这是为什么呢？思考与讨论：思考与讨论：硫酸铜晶体硫酸铜晶体硫酸铜粉末硫酸铜粉末实验探究取下表中的少量固体溶于足量的水中，观察实现现象并填写表格取下表中的少量固体溶于足量的水中，观察实现现象并填写表格 课本95页【实验 3-2】固体颜色固体颜色CuSOCuSO4 4白色白色CuClCuCl2 2绿色绿色CuBrCuBr2 2深褐色深褐色K K2 2SOSO4 4白色白色NaClNaCl白色白色KBrKBr白色白色溶液颜色无色离子什么离子呈天蓝色NaCl溶液CuSO4溶液CuCl2溶液CuBr2溶液K2SO4溶液KBr溶液CuSO4CuCl2CuBr2实验探究取下表中的少量固体溶于足量的水中，观察实现现象并填写表格取下表中的少量固体溶于足量的水中，观察实现现象并填写表格 课本95页【实验 3-2】固体颜色固体颜色CuSO4白色白色CuCl2绿色色CuBr2深褐色深褐色K2SO4白色白色NaCl白色白色KBr白色白色溶液颜色无色离子什么离子呈天蓝色天蓝色天蓝色天蓝色无色无色无色SO42 Na+ClK+BrCu2+？Cu(H2O)42+四水合铜离子Cu2+与H2O结合形成Cu(H2O)42+显蓝色，它们是怎么结合的？思考讨论思考讨论依据反应 NH3+H+=NH4+，讨论NH3是如何与H形成NH4的？思考讨论思考讨论类比NH4 的形成，推测Cu2+与H2O是怎样形成Cu(H2O)42的？孤电子对OHHCu2+（具有空轨道）Cu2+OH2H2OH2OH2O思考讨论思考讨论NH3 HNH4H2OCu2Cu(H2O)42化学键类比NH4 的形成，推测Cu2+与H2O是怎样形成Cu(H2O)42的？提供孤电子对提供空轨道概概 念念1.1.配位键配位键：由一：由一个原子单独提供孤电子对个原子单独提供孤电子对，另一个原子提供另一个原子提供空轨道空轨道而形成的化学键，即而形成的化学键，即“电子对给予电子对给予 接受接受”键。键。配位键Cu(H2O)42有空轨道接受孤电子对 提供孤电子对电子对给予体电子对接受体Cu2+H2O2.2.表示方法：表示方法：电子对给予体电子对给予体电子对接受体电子对接受体A B配位键Cu(H2O)42NH4思考思考尝试画出以下两个微粒中的配位键四个 NH 键性质完全相同HH2 2OO HH2 2OOCuCuOHOH2 2 HH2 2OO2 2HNHHH +配位键其实就是一种特殊的配位键其实就是一种特殊的共价键，共价键，也具有也具有方向性方向性和和饱和性。饱和性。形成配位键的原子应该具备什么条件？配位键3.3.形成条件：形成条件：成键原子一方要有孤电子对。成键原子一方要有孤电子对。成键原子另一方有空轨道。成键原子另一方有空轨道。分子：分子：H H2 2O O、NHNH3 3 、COCO等等 离子：离子：OHOH-、ClCl-、CNCN-等；等；（如（如H H+、AlAl3+3+、B B及及过渡金属的原子或离子）金属的原子或离子）配合物概概 念念 1.1.配位化合物：通常由配位化合物：通常由金属离子或原子金属离子或原子与与某些分子或离某些分子或离子子以以配位键配位键结合形成的结合形成的化合物化合物，简称，简称配合物配合物。Ag(NH3)2OH、Cu(NH3)4 SO4 （称为中心离子或原子）（称为中心离子或原子）（称为配位体或配体）（称为配位体或配体）2.2.组成结构：一般是由组成结构：一般是由内内界界和和外界外界构成，内界由构成，内界由中心离子（或原子）、中心离子（或原子）、配位体配位体构成。构成。Cu(NH3)4 SO4外界外界内界内界（配离子）（配离子）中心离子中心离子配配体体配位数配位数配位原子：配位体中提供孤电子对的原子。常见的配位原子有 C、O、N、P、S、X等思考讨论思考讨论配合物配合物内界内界外界外界中心粒子中心粒子配位体配位体配位数配位数Ag(NHAg(NH3 3)2 2OHOH氢氧化二氨合银氢氧化二氨合银K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 六氰合铁酸钾六氰合铁酸钾Co(Co(NHNH3 3)5 5ClClClCl2 2 Ni(CO)Ni(CO)4 4四羰基镍四羰基镍请根据给出的配合物完成下表配合物结构小结：配合物结构小结：1 1、配合物有些存在外界、有些无外界；、配合物有些存在外界、有些无外界；Ni(CO)Ni(CO)4 4K3Fe(CN)6Ni(CO)Ni(CO)4 4Co(Co(NHNH3 3)5 5ClClClCl2 22 2、中心粒子可以是阳离子，也可以是中性原子；、中心粒子可以是阳离子，也可以是中性原子；3 3、配位体可以是离子或分子，可以有一种或同时存在多种；、配位体可以是离子或分子，可以有一种或同时存在多种；4 4、配位数通常为、配位数通常为2 2、4 4、6 6、8 8这样的偶数。这样的偶数。常见配合物的形成实验思考：如何检验Fe3+？Fe3+与SCN-如何反应？常见配合物的形成实验思考：如何检验Fe3+？Fe3+与SCN-如何反应？Fe3+SCN-Fe(SCN)2+Fe(SCN)5+SCN-Fe(SCN)6SCN-作为配体与Fe3+配位，显红色，用于检验Fe3+3-Fe(SCN)2+SCN-Fe(SCN)2+常见配合物的形成实验实验步骤实验现象解释生成蓝色絮状沉淀Cu22NH3H2O=Cu(OH)22NH4+难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液Cu(OH)24NH3=Cu(NH3)4(OH)2析出深蓝色的晶体乙醇的极性较小，配合物的溶解度变小而从溶液中析出【实验3-3】向硫酸铜溶液中加入氨水实验步骤实验现象解释生成白色沉淀白色沉淀溶解，溶液变澄清AgCl=AgClAgCl2NH3=Ag(NH3)2 Cl【实验3-5】向氯化钠溶液中滴加AgNO3和氨水常见配合物的形成实验（1）颜色。大多数过渡元素的配合物（配离子）都有颜色。如）颜色。大多数过渡元素的配合物（配离子）都有颜色。如Cu(H2O)42+呈天蓝色、Cu(NH3)42+呈深蓝色、CuCl42+呈黄色等配合物的性质特点配合物的性质：无水CuSO4固体是白色的，但CuSO45H2O晶体却是蓝色的，为什么呢？胆矾CuSO45H2O可写Cu(H2O)4SO4H2O，其结构示意图如上：学以致用学以致用天蓝色天蓝色Cu(H2O)42+（1）颜色。大多数过渡元素的配合物（配离子）都有颜色。如）颜色。大多数过渡元素的配合物（配离子）都有颜色。如Cu(H2O)42+呈天蓝色、Cu(NH3)42+呈深蓝色、CuCl42+呈黄色等配合物的性质特点配合物的性质：思考思考向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不能生成AgCl沉淀的是（）A.Co(NH3)4Cl2 Cl B.Co(NH3)3Cl3 C.Co(NH3)6 Cl3 D.Co(NH3)5Cl Cl2（1 1）颜色。）颜色。大多数过渡元素的配合物（配离子）都有颜色。如大多数过渡元素的配合物（配离子）都有颜色。如Cu(H2O)42+呈天蓝色、Cu(NH3)42+呈深蓝色、CuCl42+呈黄色等配合物的性质特点配合物的性质：（2 2）在水溶液的电离。）在水溶液的电离。对于具有内外界的配合物，内外界之间以离子键结合，在水溶液中内外界之间完全电离，但内界离子较稳定一般不能电离出来。Cu(NH3)4SO4Cu(NH3)42SO42配合物的性质特点配合物的性质：（3 3）稳定性。）稳定性。有的配合物很稳定，有的很不稳定，这与配合物中配有的配合物很稳定，有的很不稳定，这与配合物中配位键的强弱有关，位键的强弱有关，配位键越强，配合物越稳定。配位键越强，配合物越稳定。当作为中心原子(或离子)的金属原子(或离子)相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如：例如：Cu(NHCu(NH3 3)4 4 2 2比比Cu(HCu(H2 2O)O)4 4 2 2更稳定更稳定Cu(NHCu(NH3 3)4 4(H(H2 2O)O)2 2 2 2加热时首先失去的组分是加热时首先失去的组分是H H2 2O O配合物的结构知识拓展：配配离离子子的的空空间间结结构构由由其其中中心心原原子子的的杂杂化化方方式式决决定定，常常见见的的配配位位数数为为2 2的的配配离离子子的的空空间间结结构构为为直直线线形形，配配位位数数为为4 4的的配配离离子子空空间间结结构构为为平平面面四四边边形或四面体形或四面体，配位数为配位数为6 6的配离子的空间结构为的配离子的空间结构为八面体形八面体形配合物的应用配合物的应用在生产、生活中的应用在生产、生活中的应用 电解氧化铝的助熔剂电解氧化铝的助熔剂 Na3AlF6 热水瓶胆镀银（银镜反应）热水瓶胆镀银（银镜反应）Ag(NH3)2OH 血红蛋白血红蛋白 维生素维生素 B B12 12 配合物的应用配合物的应用 生命体中生命体中中的应用 叶绿素叶绿素配合物的应用配合物的应用在医药在医药中的应用第二代铂类抗癌药（碳铂）第二代铂类抗癌药（碳铂）生命体中超分子体系：叶绿体中的光系统生命体中超分子体系：叶绿体中的光系统I I蛋白蛋白配合物在生命体中大量存在，对生命活动具有重要意义。另外，配合物在生命体中大量存在，对生命活动具有重要意义。另外，配合物尖端技术、医药科学等有着广泛的应用。配合物尖端技术、医药科学等有着广泛的应用。对生命活动、尖端技术等有着广泛的应用前景的还有超分子等物质对生命活动、尖端技术等有着广泛的应用前景的还有超分子等物质【科技前沿展望】【科技前沿展望】什么是超什么是超分子呢？分子呢？二、超分子二、超分子 两种或两种以上的分子（包括离子）两种或两种以上的分子（包括离子）通过分子间相互作用形成的分子聚集体。通过分子间相互作用形成的分子聚集体。2.2.超分子内部分子之间通过非共价键结合超分子内部分子之间通过非共价键结合1.1.概念概念主要是静电作用、范德华力和氢键以及主要是静电作用、范德华力和氢键以及一些分子与金属离子之间形成的弱配位键一些分子与金属离子之间形成的弱配位键 有的是有限的有的是有限的 有的是无限伸展的有的是无限伸展的二、超分子二、超分子 4.4.超分子特征超分子特征 （1 1）分子识别）分子识别 （2 2）自组装）自组装3.3.大小大小认识认识“杯酚杯酚”“杯酚杯酚”分离分离 C60 和和 C70 （1 1）分子识别）分子识别“杯酚”“杯酚杯酚”分离分离 C60 和和 C70 C60 C70（1 1）分子识别）分子识别15-冠-5 12-冠-4C 原子：25=10 O 原子：5 10+5=15C 原子：24=8 O 原子：48+4=12思考：冠醚靠什么原子吸引阳离子思考：冠醚靠什么原子吸引阳离子？O 原子吸引阳离子。认识冠醚认识冠醚冠醚识别碱金属离子冠醚识别碱金属离子（1 1）分子识别）分子识别15-15-冠冠-5-5思考：碱金属离子或大或小，猜想冠醚是如何识别它们的？思考：碱金属离子或大或小，猜想冠醚是如何识别它们的？冠醚识别碱金属离子的应用冠醚识别碱金属离子的应用冠冠醚冠冠醚空腔空腔直径直径/pm适合的粒子适合的粒子（直径（直径/pm）15-冠冠-5 18-冠冠-6 21-冠冠-7 170220 260320 340430 Na+（204）思考：思考：K+直径为直径为276 pm，应该选择哪种，应该选择哪种冠醚呢冠醚呢？4.重要特征及其应用 细胞和细胞器的双分子膜细胞和细胞器的双分子膜 （2 2）自组装）自组装细胞膜细胞膜的两侧都是水溶液，水是极性分子，而构成膜的两性分子的的两侧都是水溶液，水是极性分子，而构成膜的两性分子的头基是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团，头部会朝向头基是极性基团而尾基是非极性基团。头基为亲水基团，头部会朝向水溶液一侧，从而实现自组装。水溶液一侧，从而实现自组装。2020 2020年，我国博士后王振元：年，我国博士后王振元：潜心创新，潜心创新，成功成功开发出超分子生物开发出超分子生物催化技术，打破了国外巨头在化妆催化技术，打破了国外巨头在化妆品高端原料市场的垄断地位。品高端原料市场的垄断地位。】通过对超分子研究，人们可以模拟生物系统，复制通过对超分子研究，人们可以模拟生物系统，复制出一些新材料，如：新催化剂、新药物、分子器件、生出一些新材料，如：新催化剂、新药物、分子器件、生物传感器等功能材料。物传感器等功能材料。