第四节 配合物与超分子 [课程标准] 1.知道配位键的特点，认识简单的配位化合物的成键特征。 2.了解配位化合物的存在与应用，如配位化合物在医药科学，催化反应和材料化学等领域的应用。 3.能举例说明物质在超分子等不同尺度上的结构特点对物质性质的影响。 任务一 配合物 材料1：铵根离子的形成过程示意图： 或用下式表示： 材料2：配合物在生命体中大量存在，在半导体等尖端技术、医药科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用。在科学研究和生产实践中，经常利用金属离子和与之配位的物质的性质不同，进行溶解、沉淀或萃取操作来达到分离提纯、分析检测等目的。 问题1：配位键可以用“A→B”来表示，其中A是提供孤电子对的原子，B是接受孤电子对的原子，试写出NH的结构式；NH中的配位键与其他三个N—H的键参数是否相同？ 问题2：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？ 问题3：试表示和的结构(不考虑立体结构)，并分析与谁更稳定，原因是什么？ 问题4：配合物SO4中含有的化学键类型有哪些？中心离子、配体分别是哪种微粒？1 mol该配合物含有的配体数、σ键数分别为多少？ 提示：问题1：；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N原子采取sp3杂化，孤电子对占据1个杂化轨道，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，由于孤电子对对成键电子对的排斥作用，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完全一致，配位键与普通共价键形成过程不同，但性质相同。 问题2：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。 问题3： ；更稳定，O的电负性比N的大，吸引孤电子对的能力强，故NH3提供孤电子对的能力比H2O强。 问题4：SO4中含有的化学键有离子键、共价键和配位键；其中心离子是Cu2＋，配体是NH3；1 mol该配合物含有的配体数为4NA，σ键数为20NA。 1．配位键 (1)定义：由一个原子单方面提供孤电子对，而另一个原子提供空轨道而形成的共价键，即“电子对给予—接受”键，是一类特殊的共价键。 (2)形成条件 一个成键的原子(或离子)含有孤电子对，另一个成键原子(或离子)中有接受孤电子对的空轨道。 (3)表示方法： 如NH中配位键表示为 2．配位化合物 (1)定义：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)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。 如：在[Cu(H2O)4]2＋中，H2O的O提供孤电子对，Cu2＋接受电子对，以配位键形成了[Cu(H2O)4]2＋。 (2)配合物的形成举例 实验1： 实验操作 ①向盛有4 mL 0.1 mol·L－1 CuSO4溶液的试管里滴加几滴1 mol·L－1氨水，观察现象。 ②向实验①的试管中继续添加氨水并振荡试管，观察实验现象。 ③再向实验②的试管中加入8 mL 95%乙醇(极性较小的溶剂)，并用玻璃棒摩擦试管壁，观察实验现象。 续表 实验现象 实验①中得到蓝色沉淀。 实验②中沉淀逐渐溶解，得深蓝色溶液。 实验③中析出深蓝色晶体。 有关离子方程式或原因分析 Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4](OH)2 [Cu(NH3)4]2＋＋SO＋H2O[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓ 实验2： 实验操作 向盛有少量0.1 mol·L－1的FeCl3溶液的试管中滴加1滴0.1 mol·L－1的KSCN溶液，观察实验现象。 实验现象 溶液颜色变红。 有关离子方程式或原因分析 Fe3＋与SCN－可形成红色配离子。 实验3： 实验操作 向盛有少量0.1 mol·L－1的NaCl溶液的试管中滴加几滴0.1 mol·L－1的AgNO3溶液，产生 ... ...
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