第四节 配合物与超分子 [学习目标] 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。3.了解超分子的结构特点与性质,知道超分子的简单应用。 知识点1 配位键与配合物 一、配位键 1.概念 成键原子一方提供孤电子对,另一方提供空轨道形成的共价键。 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+、A、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。 [深度思考1] (1)举例常见含有配位键的物质: 。 (2)NH3和BF3可以通过配位键形成NH3·BF3,写出NH3·BF3的结构式: 。 【答案】 (1)铵盐,配位化合物如Ag(NH3)2OH、Cu(NH3)4SO4等 (2) 二、配合物 1.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)以配位键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。 2.配合物的形成 实验操作 实验现象 有关离子方程式 滴加氨水后,试管中首先出现蓝色沉淀,氨水过量后沉淀逐渐溶解,滴加乙醇后析出深蓝色晶体 [Cu(NH3)4]SO4·H2O Cu2++2NH3·H2O Cu(OH)2↓+2N、 Cu(OH)2+4NH3 [Cu(NH3)4]2++2OH- 溶液变红色 F+3SCN-Fe(SCN)3 白色的AgCl沉淀消失,得到澄清的无色溶液 AgCl+2NH3 [Ag(NH3)2]Cl 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分子中氮原子的孤电子对进入Cu2+的空轨道,Cu2+与NH3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤电子对形成配位键。配离子[Cu(NH3)4]2+可表示为。 3.配合物的组成 配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成如图所示: (1)中心原子是提供空轨道接受孤电子对的原子。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)配体是提供孤电子对的阴离子或分子,如Cl-、NH3、H2O等。配体中直接同中心原子配位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,H2O中的O等。 (3)配位数是直接与中心原子形成的配位键的数目。如[Fe(CN)6]4-中配位数为6。 [深度思考2] 配合物[Cu(NH3)4]SO4中含有的化学键类型: 。 【答案】 离子键、共价键和配位键 4.配合物的形成对性质的影响 (1)对溶解性的影响。一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物,可以溶解于氨水中,或依次溶解于含过量的OH-、Cl-、Br-、I-、CN-的溶液中,形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-。 (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,根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如F与SCN-形成硫氰化铁配离子,其溶液显红色。 (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。当作为中心离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。 [深度思考3] (1)分析比较配位键与普通的共价键不同之处: 。 (2)完成下表。 物质 中心 离子 配体 电子对 给予体 电子对 接受体 [Ag(NH3)2]OH Na3[AlF6] 【答案】 (1)①配位键实质上是一种特殊的共价 ... ...
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