高考化學 專題4 第二單元 配合物的形成和應(yīng)用 蘇教版選修3

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1、 第二單元配合物的形成和應(yīng)用課程標準導航課程標準導航1.了解人類對配合物結(jié)構(gòu)認識的歷史。了解人類對配合物結(jié)構(gòu)認識的歷史。2.知道簡單配合物的基本組成和形成條件。知道簡單配合物的基本組成和形成條件。3.掌握配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。掌握配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。4.認識配合物在生產(chǎn)生活和科學研究方面的認識配合物在生產(chǎn)生活和科學研究方面的廣泛應(yīng)用。廣泛應(yīng)用。新知初探自學導引新知初探自學導引 自主學習(2)配位鍵：共用電子對由一個原子單方向配位鍵：共用電子對由一個原子單方向提供而跟另一個原子共用的共價鍵叫配位鍵提供而跟另一個原子共用的共價鍵叫配位鍵。配位鍵可用。配位鍵可用AB形式表示，形式表

2、示，A是是_的原子，叫做電子對給予體，的原子，叫做電子對給予體，B是是_的原子叫接受體。的原子叫接受體。(3)形成配位鍵的條件形成配位鍵的條件提供孤提供孤電子對電子對接受孤電子對接受孤電子對有能夠提供有能夠提供_的原子，如的原子，如 _等。等。另一原子具有能夠接受另一原子具有能夠接受_的空軌的空軌道，如道，如_等。等。孤電子對孤電子對N、O、F孤電子對孤電子對Fe3、Cu2、Zn2、Ag想一想想一想1.在水溶液中，在水溶液中，Cu2與氨分子是如何結(jié)合與氨分子是如何結(jié)合成成Cu(NH3)42的呢？的呢？2.配位化合物配位化合物(1)寫出向?qū)懗鱿駽uSO4溶液中滴加氨水，得到深溶液中滴加氨水，得到

3、深藍色溶液整個過程的反應(yīng)離子方程式。藍色溶液整個過程的反應(yīng)離子方程式。_;_.Cu(OH)2+4NH3H2O = Cu(NH3)42+2OH-+4H2O( 2 ) C u ( N H3)4 S O4的 名 稱 為的 名 稱 為_,它的外界為它的外界為_，內(nèi)界，內(nèi)界為為_，中心原子為，中心原子為_，配位體為配位體為_分子，配位數(shù)為分子，配位數(shù)為_。(3)配合物的同分異構(gòu)體：含有兩種或兩種配合物的同分異構(gòu)體：含有兩種或兩種以 上 配 位 體 的 配 合 物 ， 若 配 位 體 在以 上 配 位 體 的 配 合 物 ， 若 配 位 體 在_不同，就能形成不同幾何構(gòu)型的不同，就能形成不同幾何構(gòu)型的配合

4、物，如配合物，如Pt(NH3)2Cl2存在存在_和和_兩種異構(gòu)體。兩種異構(gòu)體。硫酸四氨硫酸四氨合銅合銅Cu(NH3)42Cu2+NH34空間的空間的排列方式排列方式順式順式反式反式想一想想一想2.順式順式Pt(NH3)2Cl2和反式和反式Pt(NH3)2Cl2的化學的化學式相同，它們的性質(zhì)也相似嗎？式相同，它們的性質(zhì)也相似嗎？提示：提示：不同，由于結(jié)構(gòu)不同，所以其化學性不同，由于結(jié)構(gòu)不同，所以其化學性質(zhì)不相同。質(zhì)不相同。二、配合物的應(yīng)用二、配合物的應(yīng)用1.在實驗研究中，人們常用形成配合物的方在實驗研究中，人們常用形成配合物的方法來檢驗法來檢驗_、分離物質(zhì)、定量測定、分離物質(zhì)、定量測定物質(zhì)的組成

5、。物質(zhì)的組成。(1)向向AgNO3溶液中逐滴加入氨水的現(xiàn)象為溶液中逐滴加入氨水的現(xiàn)象為:_。產(chǎn)。產(chǎn)生的配合物是生的配合物是_。金屬離子金屬離子先生成沉淀，然后沉淀再溶解先生成沉淀，然后沉淀再溶解Ag(NH3)2OH(2)向向FeCl3溶液中滴入溶液中滴入KSCN溶液的現(xiàn)象：溶液的現(xiàn)象：_。產(chǎn)生的配。產(chǎn)生的配合物是合物是_。2.在生產(chǎn)中，配合物被廣泛用于在生產(chǎn)中，配合物被廣泛用于_、_、_、_領(lǐng)域。領(lǐng)域。3.生命體中的許多金屬元素都以配合物形式生命體中的許多金屬元素都以配合物形式存在。存在。4.配合物在醫(yī)療方面應(yīng)用也很廣泛。配合物在醫(yī)療方面應(yīng)用也很廣泛。5.模擬生物固氮也與配合物有關(guān)。模擬生物固

6、氮也與配合物有關(guān)。有血紅色溶液出現(xiàn)有血紅色溶液出現(xiàn)Fe(SCN)3染色染色電鍍電鍍硬水軟化硬水軟化金屬冶煉金屬冶煉自主體驗自主體驗1.配合物配合物Zn(NH3)4Cl2的中心原子的配的中心原子的配位數(shù)是位數(shù)是( )A.2B.3C.4D.5解析：選解析：選C。配合物。配合物Zn(NH3)4Cl2的中的中心原子是心原子是Zn2，配位體是，配位體是NH3 ，配位數(shù)是，配位數(shù)是4。2.下列不能形成配位鍵的組合是下列不能形成配位鍵的組合是( )A.Ag、NH3B.H2O、HC.Co3、COD.Ag、H+解析：選解析：選D。配位鍵的形成條件必須是一方。配位鍵的形成條件必須是一方能提供孤電子對，另一方能提供

7、空軌道，能提供孤電子對，另一方能提供空軌道，A、B、C三項中，三項中，Ag、H、Co3能提供能提供空軌道，空軌道，NH3、H2O、CO能提供孤電子對能提供孤電子對,所以能形成配位鍵，而所以能形成配位鍵，而D項項Ag與與H都只能都只能提供空軌道，而無法提供孤電子對提供空軌道，而無法提供孤電子對,所以不所以不能形成配位鍵。能形成配位鍵。3.下列不屬于配離子的是下列不屬于配離子的是( )A.Ag(NH3)2B.Cu(CN)42C.Fe(SCN)63D. MnO4解析：選解析：選D。MnO4 無配位原子。無配位原子。4.向下列配合物的水溶液中加入向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液溶液,不能生成不

8、能生成AgCl沉淀的是沉淀的是( )A.Co(NH3)4Cl2ClB.Co(NH3)3Cl3C.Co(NH3)6Cl3D.Co(NH3)5ClCl2解析：選解析：選B。在配合物中，內(nèi)界以配位鍵結(jié)。在配合物中，內(nèi)界以配位鍵結(jié)合很牢固，難以在溶液中電離；內(nèi)界和外界合很牢固，難以在溶液中電離；內(nèi)界和外界之間以離子鍵相結(jié)合，在溶液中能夠完全電之間以離子鍵相結(jié)合，在溶液中能夠完全電離。不難看出離。不難看出A、C、D三項中配合物在水三項中配合物在水中均電離產(chǎn)生中均電離產(chǎn)生Cl-，而，而B項無外界離子，不能項無外界離子，不能電電離。離。要點突破講練互動要點突破講練互動探究導引探究導引1指出配合物指出配合物P

9、t(NH3)4Cl2Cl2的的配離子、中心離子、配位體、配位數(shù)及配位配離子、中心離子、配位體、配位數(shù)及配位原子。原子。提示：提示：配離子指配合物的內(nèi)界，中心原子指配離子指配合物的內(nèi)界，中心原子指提供空軌道的原子或離子，提供空軌道的原子或離子，配合物的組成和結(jié)構(gòu)配合物的組成和結(jié)構(gòu)配位體指提供孤電子對的分子或離子，配位配位體指提供孤電子對的分子或離子，配位數(shù)是配位體的總個數(shù)，配位原子指配位體中數(shù)是配位體的總個數(shù)，配位原子指配位體中提供孤電子對的原子。配合物提供孤電子對的原子。配合物Pt(NH3)4Cl2Cl2的配離子為的配離子為Pt(NH3)4Cl22,中心原子是中心原子是Pt4，配位體是，配位體

10、是NH3、Cl，配，配位數(shù)為位數(shù)為6，配位原子為，配位原子為N和和Cl。探究導引探究導引2配離子配離子Ag(NH3)2是如何形成是如何形成的？的？提示：提示：配離子配離子Ag(NH3)2是由是由Ag和和NH3分子反應(yīng)生成的，由于分子反應(yīng)生成的，由于Ag空的空的5s軌道和軌道和5p軌道形成軌道形成sp雜化軌道，接受雜化軌道，接受2個個NH3分子分子提供的孤電子對，形成直線形的提供的孤電子對，形成直線形的Ag(NH3)2，該過程圖示如下。，該過程圖示如下。 要點歸納 1.配合物的組成 內(nèi)界：中心體(原子或離子)與配位體，以配位鍵成鍵。 外界：與內(nèi)界電荷平衡的相反離子。 有些配合物不存在外界，如Pt

11、Cl2(NH3)2、CoCl3(NH3)3等。另外，有些配合物是由中心原子與配位體構(gòu)成，如Ni(CO)4、Fe(CO)5等。 2.配合物的結(jié)構(gòu)配位配位數(shù)數(shù)雜化軌雜化軌道類型道類型空間構(gòu)空間構(gòu)型型結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖實例實例2sp直線形直線形Ag(NH3)2Cu(NH3)2配位配位數(shù)數(shù)雜化軌雜化軌道類型道類型空間構(gòu)空間構(gòu)型型結(jié)構(gòu)示意結(jié)構(gòu)示意圖圖實例實例4sp3正四面正四面體形體形Zn(NH3)42ZnCl42dsp2(sp2d)平面正平面正方形方形Ni(CN)42Cu(NH3)426sp3d2(d2sp3)正八面正八面體體AlF63Co(NH3)63 即時應(yīng)用 1.化學家維多克格利雅因發(fā)明了格氏

12、試劑(RMgX)而榮獲諾貝爾化學獎。RMgX是金屬鎂和鹵代烴反應(yīng)的產(chǎn)物，它在醚的稀溶液中以單體形式存在，并與二分子醚絡(luò)合，在濃溶液中以二聚體存在，結(jié)構(gòu)如下圖：上述上述2種結(jié)構(gòu)中均存在配位鍵，把你認為是種結(jié)構(gòu)中均存在配位鍵，把你認為是配位鍵的用配位鍵的用“”在結(jié)構(gòu)圖中標出。在結(jié)構(gòu)圖中標出。解析解析:配位鍵是由孤電子對與空軌道形成的配位鍵是由孤電子對與空軌道形成的,Mg最外層有兩個電子，可以與最外層有兩個電子，可以與R、X形成離形成離子鍵，而子鍵，而O原子中存在孤電子對，所以兩個原子中存在孤電子對，所以兩個O(C2H5)2可以與可以與Mg形成配位鍵。在二聚體形成配位鍵。在二聚體中，同理，一個中，同

13、理，一個Mg與與R、X相連，則另外一相連，則另外一個個X和和O(C2H5)2，則與，則與Mg形成配位鍵。形成配位鍵。答案：答案：配合物的性質(zhì)配合物的性質(zhì)探究導引探究導引 現(xiàn)有兩種配合物晶體現(xiàn)有兩種配合物晶體Co(NH3)6Cl3和和Co(NH3)5ClCl2，一種為，一種為橙黃色，另一種為紫紅色。請設(shè)計實驗方案橙黃色，另一種為紫紅色。請設(shè)計實驗方案將這兩種配合物區(qū)別開來。將這兩種配合物區(qū)別開來。提示：提示： 在在Co(NH3)6Cl3中中Co3與與6個個NH3 分子配合成分子配合成Co(NH3)63，3個個Cl都是外界都是外界離子。離子。 而Co(NH3)5ClCl2中Co3與5個NH3 分子

14、和1個Cl配合成Co(NH3 )5Cl2,只有兩個Cl是外界離子。由于配合物中內(nèi)界以配位鍵結(jié)合很牢固，難以在溶液中電離，而內(nèi)界和外界之間以離子鍵結(jié)合，在溶液中能夠完全電離。不難看出，相同質(zhì)量的兩種晶體在溶液中能夠電離出的Cl數(shù)是不同的，我們可以利用這一點進行鑒別。要點歸納要點歸納1.配合物的顏色：當簡單離子形成配合物時配合物的顏色：當簡單離子形成配合物時,其性質(zhì)往往有很大的差異，顏色發(fā)生改變就其性質(zhì)往往有很大的差異，顏色發(fā)生改變就是一種常見的現(xiàn)象，多數(shù)配離子都有顏色，是一種常見的現(xiàn)象，多數(shù)配離子都有顏色，如如 Fe(SCN)Fe(SCN)6 6 3 3為血紅色、為血紅色、Cu(NH3)42為深

15、藍色、為深藍色、Cu(H2O)42為藍色、為藍色、CuCl42為黃色、為黃色、Fe(C6H6O)63為紫色等等。為紫色等等。我們根據(jù)顏色的變化就可以判斷配離子是否我們根據(jù)顏色的變化就可以判斷配離子是否生成，如生成，如Fe3離子與離子與SCN離子在溶液中可離子在溶液中可生成配位數(shù)為生成配位數(shù)為16的硫氰合鐵的硫氰合鐵()配離子，配離子，這種配離子的顏色是血紅色的，反應(yīng)如下：這種配離子的顏色是血紅色的，反應(yīng)如下： Fe3 3nSCN= Fe(SCN)n3n，實驗，實驗室通常用這一方法檢驗鐵離子的存在。室通常用這一方法檢驗鐵離子的存在。2.配合物的溶解性配合物的溶解性:有的配合物易溶于水，如有的配合

16、物易溶于水，如Ag(NH3)2OH、Cu(NH3)4SO4、Fe(SCN)3等。等。 利用配合物的這一性質(zhì)，可將一些難溶于水的物質(zhì)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過程中，未曝光的AgBr常用硫代硫酸鈉(Na2S2O3)溶解，反應(yīng)的化學方程式為：AgBr2Na2S2O3=Na3Ag(S2O3)2NaBr。金和鉑之所以能溶于王水中，也是與生成配合物的溶解性有關(guān)， 反應(yīng)式為：AuHNO34HCl= HAuCl4NO2H2O，3Pt4HNO318HCl=3H2PtCl64NO8H2O。 配合物的顏色和溶解性還與配合物的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)，如順式Pt(NH3)2

17、Cl2和反式Pt(NH3)2Cl2的溶解性和顏色等性質(zhì)有一定的差異，其中順式Pt(NH3)2Cl2為極性分子,根據(jù)相似相溶原理,它在水中的溶解度較大,具體情況見前面的表格。 3.配合物的穩(wěn)定性：配合物具有一定的穩(wěn)定性，配合物中的配位鍵越強,配合物越穩(wěn)定.當作為中心原子的金屬離子相同時，配合物的穩(wěn)定性與配位體的性質(zhì)有關(guān)。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(jié)合后，就很難再與O2分子結(jié)合，血紅素就失去了輸送氧氣的功能，從而導致人體CO中毒。 即時應(yīng)用 2.配合物CrCl36H2O的中心原子Cr3的配位數(shù)為6，H2O和Cl均可作

18、配位體，H2O、Cl和Cr3有三種不同的連接方式，形成三種物質(zhì)：一種呈紫羅蘭色、一種呈暗綠色、一種呈亮綠色。將它們配成相同物質(zhì)的量濃度溶液，各取相同體積的溶液，向其中分別加入過量的AgNO3溶液，完全反應(yīng)后，所得沉淀的物質(zhì)的量之比為3 2 1。(1)請推斷出三種配合物的內(nèi)界，并簡單說請推斷出三種配合物的內(nèi)界，并簡單說明理由；明理由；(2)寫出三種配合物的電離方程式。寫出三種配合物的電離方程式。解析：解析：CrCl36H2O的中心原子的中心原子Cr3的配位的配位數(shù)為數(shù)為6，H2O和和Cl均可作配位體，則其化學均可作配位體，則其化學式可表示為：式可表示為：Cr(H2O)6nClnCl3nnH2O，

19、當其與，當其與AgNO3反應(yīng)時，只有外界的氯離反應(yīng)時，只有外界的氯離子可形成子可形成AgCl沉淀，沉淀，再根據(jù)它們與再根據(jù)它們與AgNO3反應(yīng)時生成反應(yīng)時生成AgCl沉淀沉淀的物質(zhì)的量之比為的物質(zhì)的量之比為321，可知分別有，可知分別有3個氯離子、個氯離子、2個氯離子、個氯離子、1個氯離子在外界，個氯離子在外界，進而可分別寫出各自的化學式，進而可分別寫出各自的化學式，紫羅蘭色：紫羅蘭色：Cr(H2O)6Cl3，暗綠色：暗綠色：Cr(H2O)5ClCl2H2O，亮綠色：亮綠色：Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O，再分別寫，再分別寫出其內(nèi)界出其內(nèi)界.答案答案:(1)紫羅蘭色：紫羅蘭色：Cr(H2O

20、)63,暗綠色：暗綠色：Cr(H2O)5Cl2，亮綠色：，亮綠色：Cr(H2O)4Cl2.根據(jù)它們與根據(jù)它們與AgNO3反應(yīng)時生成沉淀的物質(zhì)反應(yīng)時生成沉淀的物質(zhì)的量之比為的量之比為321，可知分別有，可知分別有3個氯離個氯離子、子、2個氯離子、個氯離子、1個氯離子在外界。個氯離子在外界。(2)Cr(H2O)6Cl3= Cr(H2O)633Cl;Cr(H2O)5ClCl2H2O= Cr(H2O)5Cl22ClH2O；Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O= Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O。題型探究技法歸納題型探究技法歸納配位鍵配位鍵 下圖所示為血紅 蛋白和肌紅蛋白的活性 部分血紅素的結(jié)構(gòu) 簡式。

21、血紅素的結(jié)構(gòu)簡式血紅素的結(jié)構(gòu)簡式 血紅素中血紅素中N原子的雜化方式為原子的雜化方式為_，在右，在右上圖的方框內(nèi)用上圖的方框內(nèi)用“”“”標出標出Fe2的配位鍵。的配位鍵?！舅悸伏c撥】【思路點撥】理解配位鍵的形成條件，一理解配位鍵的形成條件，一種原子提供孤電子對種原子提供孤電子對,一種原子存在空軌道一種原子存在空軌道.【解析】【解析】從血紅素的結(jié)構(gòu)簡式看，從血紅素的結(jié)構(gòu)簡式看，N原子原子有兩種成鍵方式，一種是形成四根鍵，其中有兩種成鍵方式，一種是形成四根鍵，其中一根是配位鍵，該一根是配位鍵，該N原子為原子為sp3雜化。一種雜化。一種是形成三根鍵，是形成三根鍵，N為為sp2雜化。雜化?！敬鸢浮俊敬鸢?/p>

22、】sp2、sp3【規(guī)律方法】【規(guī)律方法】 根據(jù)原子的最外層電子數(shù)知根據(jù)原子的最外層電子數(shù)知,該原子可以形成共價鍵的數(shù)目，如該原子可以形成共價鍵的數(shù)目，如N最外層最外層為為5個電子，所以它應(yīng)該最多能形成三根共個電子，所以它應(yīng)該最多能形成三根共價鍵。若其與其他原子還存在化學鍵，則只價鍵。若其與其他原子還存在化學鍵，則只能是配位鍵。能是配位鍵。配合物的性質(zhì)配合物的性質(zhì) 水能與多種過渡金屬離子形成絡(luò)合物,已 知 某 紅 紫 色 絡(luò) 合 物 的 組 成 為CoCl35NH3H2O.其水溶液顯弱酸性，加入強堿并加熱至沸騰有氨放出，同時產(chǎn)生Co2O3沉淀；加AgNO3于該化合物溶液中，有AgCl沉淀生成，過

23、濾后再加AgNO3溶液于濾液中無變化， 但加熱至沸騰有AgCl沉淀生成， 且其質(zhì)量為第一次沉淀量的二分之一。則該配合物的化學式最可能為() ACoCl2(NH3)4ClNH3H2O BCo(NH3)5(H2O)Cl3 CCoCl2(NH3)3(H2O)Cl2NH3 DCoCl(NH3)5Cl2H2O 【思路點撥】【思路點撥】配合物的內(nèi)外界的原子或離配合物的內(nèi)外界的原子或離子性質(zhì)不同。子性質(zhì)不同?！窘馕觥俊窘馕觥坑捎伞癆gCl沉淀生成的質(zhì)量為第沉淀生成的質(zhì)量為第一次沉淀量的二分之一一次沉淀量的二分之一”可知，有一個可知，有一個Cl在在內(nèi)界，有兩個內(nèi)界，有兩個Cl在外界，很快得出答案為在外界，很快得出答案為D項。項?！敬鸢浮俊敬鸢浮緿【規(guī)律方法】【規(guī)律方法】外界的離子可以電離，參與外界的離子可以電離，參與化學反應(yīng)。而內(nèi)界的離子，不參與復(fù)分解反化學反應(yīng)。而內(nèi)界的離子，不參與復(fù)分解反應(yīng)。由此可以判斷出內(nèi)外界的離子數(shù)目比。應(yīng)。由此可以判斷出內(nèi)外界的離子數(shù)目比。