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第二单元 配合物是如何形成的

第二单元 配合物是如何形成的. 请大家思考 : 我们学习了哪些化学键 ?. 什么叫配位键 ?. 一个原子提供一对电子，与另一个接受电子的原子形成的共价键。即：成键的两个原子一方提供孤对电子，一方提供空轨道而形成的共价键。. 铵盐. 试举一例含配位键的物质！. 水合氢离子. 配合物在生活、生产和科技等方面都具有十分重要的应用：.

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第二单元 配合物是如何形成的

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  1. 第二单元 配合物是如何形成的

  2. 请大家思考: 我们学习了哪些化学键? 什么叫配位键? 一个原子提供一对电子，与另一个接受电子的原子形成的共价键。即：成键的两个原子一方提供孤对电子，一方提供空轨道而形成的共价键。 铵盐 试举一例含配位键的物质！ 水合氢离子

  3. 配合物在生活、生产和科技等方面都具有十分重要的应用：配合物在生活、生产和科技等方面都具有十分重要的应用： • 在植物生长中起光合作用的叶绿素，是一种含镁的配合物；人和动物血液中起着输送氧作用的血红素，是一种含有亚铁的配合物；维生素B12是一种含钴的配合物；人体内各种酶（生物催化剂）的分子几乎都含有以配合状态存在的金属元素。化工生产、污水处理、汽车尾气处理、模拟生物固氮都需要一些特殊性能的配合物作催化剂。

  4. 血红素

  5. 叶绿素

  6. 维生素B12

  7. 配位化学的奠基人——维尔纳 维尔纳 (Werner, A, 1866—1919)瑞士无机化学家，因创立配位化学而获得1913年诺贝尔化学奖。

  8. 戴安邦 (1901-1999) 中国无机化学家和教育 家，1981年当选为中国科学院化学部学部委员。长期从事无机化学和配位化学的研究工作，是中国最早进行配位化学研究的学者之一。

  9. 第一课时 人类对配合物结构的认识

  10. 认识铜氨离子

  11. 交流与讨论 • 比较H++NH3=NH4+ Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+ • 提出Cu2+与NH3分子结合生成的[Cu(NH3)4]2+的设想。

  12. 一、配合物的概念 中心离子 有空轨道 配体有孤电子对 配位键的存在是配合物与其它物质最本质的区别

  13. 一、配合物的概念 • 概念：由提供孤电子对的配体与接受孤电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物称为配合物。

  14. 问题解决 • 请根据[Cu(NH3)4]2+中配位键的形成，总结配位键的形成的条件。 • 配位键形成的条件： 一个原子有孤电子对，另一个原子有接受孤 电子对的空轨道。

  15. 二、配合物的组成 • 比较明矾[KAl(SO4)2·12H2O] 与硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4两者的电离 • [KAl(SO4)2·12H2O]= K++Al3++2SO42-+12H2O [Cu(NH3)4]SO4=[Cu(NH3)4]2++SO42-

  16. [Co(NH3)6] Cl3 内界 外界 [Co (NH3)6]3+ 中心 原子 配 位 体 配 位 数 二、配合物的组成 (1) 内界与外界 内界是配位单元，外界是简单离子。内外界之间是完全电离的。 K3[Cr(CN)6] 外界 内界 内界又由中心原子 和配位体及配位数构成：

  17. 中心离子 配位体 配位数 外界离子 内 界 外 界 配 合 物 二、配合物的组成 [Cu(NH3)4]SO4

  18. 问题解决 • 在Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、H2O、NH3、F-、CN-、CO中，哪些可以作为中心原子？哪些可以作为配位体？ • 中心原子：Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+ • 配位体：H2O、NH3、F-、CN-、CO

  19. 二、配合物的组成 (2) 中心原子、配位体、配位数 中心原子：能够接受孤电子对的离子，多为过渡金属元素的离子。 配位体：提供孤电子对的分子或离子；其中提供孤电子对的原子叫配位原子，常见的配位原子有卤素原子X、O、S、N、P、C。

  20. 2价金属离子 3价金属离子 1价金属离子 Cu+ 2,4 Ca2+ 6 Al3+ 4,6 Ag+ 2 Mg2+ 6 Cr3+ 6 Au+ 2,4 Fe2+ 6 Fe3+ 6 Co2+ 4,6 Co3+ 6 Cu2+ 4,6 Au3+ 4 Zn2+ 4,6 二、配合物的组成 (2) 中心原子、配位体、配位数 配位数 常见金属离子的配位数

  21. 二、配合物的组成 (2) 中心原子、配位体、配位数 配位数：配位体不是同一种分子或离子时，配位数要两者相加。 如：[Co(NH3)5Cl]Cl2这种配合物，其配位体有两种：NH3、Cl-，配位数为5+1=6。 4 思考： K[PtCl3(NH3)]其配位数为___。

  22. 问题解决 • 现有两种配合物晶体[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2，一种为橙黄色，另一种为紫红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来。 • 提示：先写出两者的电离方程式进行比较。

  23. 问题解决 • 两者在水中发生电离： • [Co(NH3)6]Cl3=[Co(NH3)6]3++3Cl- • [Co(NH3)5Cl]Cl2=[Co(NH3)5Cl]2++2Cl- • 比较可知：两者电离出的Cl-的量不同，设计实验时可从这一条件入手，加Ag+沉淀Cl-，然后测量所得沉淀量就可加以区别。 提供1molCl－，[Co(NH3)6]Cl3需89.2g， [Co(NH3)5Cl]Cl2需125.3g

  24. 问题解决 • 具体步骤： 1、称取相同质量的两种晶体，分别配成溶液。 2、向两种溶液中加入足量的AgNO3溶液。 3、静置，过滤。 4、洗涤沉淀，干燥 5、称量。 结果：所得固体质量多的即为[Co(NH3)6]Cl3， 所得固体质量少的即为[Co(NH3)5Cl]Cl2 。

  25. 课堂小结 • 一、配合物的概念：配位键 • 二、配合物的组成：配位体+中心原子

  26. 什么叫配合物 由提供孤电子对的配体与接受孤电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物称为配合物。 请思考NH4Cl是否是配合物？

  27. 中心离子 配位体 配位数 外界离子 内 界 外 界 配 合 物 配合物的组成 [Cu(NH3)4]SO4 NH3中的N为配位原子

  28. 分析下列配合物的组成 [Ag(NH3)2]OH [Co(NH3)6]Cl3 K4[Fe(CN)6] K[Pt(NH3)Cl3] [Co(NH3)5Cl]( NO3)2 [Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O

  29. 配合物中心原子(离子)价态的判断 [Ag(NH3)2]OH [Co(NH3)6]Cl3 K4[Fe(CN)6] K[Pt(NH3)Cl3] [Co(NH3)5Cl]( NO3)2 [Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O

  30. 配合物的结构和性质 原子在形成分子时，为了增强成键能力，使分子的稳定性增加，趋向于将不同类型的原子轨道重新组合成能量、形状和方向与原来不同的新原子轨道。这种重新组合称为杂化；杂化后的原子轨道称为杂化轨道。

  31. 关于杂化轨道的注意点 （1）只有能量相近的轨道才能相互杂化。 （2）形成的杂化轨道数目等于参加杂化的原子轨道数目。 （3）杂化轨道成键能力大于原来的原子轨道。因为杂化轨道的形状变成一头大一头小了，用大的一头与其他原子的轨道重叠，重叠部分显然会增大。

  32. 配合物的结构和性质 [Ag(NH3)2]+的成键情况 Ag+空的5s轨道和5p轨道形成sp杂化轨道，接受2个NH3分子提供的孤电子对，形成直线形的[Ag(NH3)2]+ 。

  33. 配合物的结构和性质 [Zn(NH3)4]2+的成键情况和空间结构 Zn2+形成sp3杂化轨道，接受4个NH3分子提供的孤电子对形成4个配位键，得到正四面体型的[Zn(NH3)4]2+ 。

  34. 配合物的结构和性质 [Cu(NH3)4]2+的成键情况和空间结构 Cu2+形成dsp2杂化轨道，接受4个NH3分子提供的孤电子对，形成平面正方形的[Cu(NH3)4]2+ 。

  35. 配合物的结构和性质 [Pt(NH3)2Cl2]的成键情况和空间结构 Pt2+形成dsp2杂化轨道，接受2个NH3 和2个Cl-离子提供的孤电子对，形成平面正方形的[Pt(NH3)2Cl2]。

  36. 练习题1 向AgNO3溶液中滴加氨水至沉淀溶解可形成[Ag(NH3)2]+配离子。Ag+空的轨道和轨道可以形成杂化轨道。NH3分子中N原子有对孤电子对，N原子上的孤电子对进入Ag+空的杂化轨道形成配位键。Ag+有个空的杂化轨道，可以接受2个NH3分子提供的孤电子对，形成型的[Ag(NH3)2]+。 5s 5p sp 1 sp sp 2 直线

  37. 练习题2 配位键 [Zn(NH3)4]SO4中，Zn2+与NH3以相结合，形成配合物的内界， 为配合物的外界。Zn2+接受4个NH3分子中氮原子提供的孤电子对，形成个配位键，Zn2+提供4个空杂化轨道接受孤电子对是，NH3分子中氮原子提供孤电子对，是配位原子，NH3分子是，[Zn(NH3)4]2+中，Zn2+的配位数是。 [Zn(NH3)4]2+ SO42－ 4 sp3 中心原子(离子) 配位体 4

  38. 配合物的结构和性质 [Ag(NH3)2]+的成键情况和空间结构 Ag+空的5s轨道和5p轨道形成sp杂化轨道，接受2个NH3分子提供的孤电子对，形成直线形的[Ag(NH3)2]+。

  39. 配合物的结构和性质 [Zn(NH3)4]2+的成键情况和空间结构 Zn2+形成sp3杂化轨道，接受4个NH3分子提供的孤电子对形成4个配位键，得到正四面体型的[Zn(NH3)4]2+。

  40. 配合物的结构和性质 [Cu(NH3)4]2+的成键情况和空间结构 Cu2+形成dsp2杂化轨道，接受4个NH3分子提供的孤电子对形成配位键，得到平面正方形的[Cu(NH3)4]2+。

  41. 配合物的结构和性质 [Pt(NH3)2Cl2]的成键情况和空间结构 Pt2+形成dsp2杂化轨道，接受2个NH3分子和2个Cl－提供的孤电子对形成配位键，得到平面正方形的[Pt(NH3)2Cl2]。

  42. 科学家发现铂的两种化合物，其化学式都为PtCl2(NH3)2，且均为平面四边形结构，Pt位于四边形中心，NH3和Cl分别位于四边形的4个角上。它可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小，不具有抗癌作用；另一种为黄绿色，在水中溶解度较大，具有抗癌作用，试回答下列问题：科学家发现铂的两种化合物，其化学式都为PtCl2(NH3)2，且均为平面四边形结构，Pt位于四边形中心，NH3和Cl分别位于四边形的4个角上。它可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度较小，不具有抗癌作用；另一种为黄绿色，在水中溶解度较大，具有抗癌作用，试回答下列问题： (1)画出这两种固体分子的几何构型图 (2)淡黄色固体在水中的溶解度小而黄绿色固体溶解度大的原因是_________________________________________ _________________________________________________ NH3 Cl Cl－Pt－Cl Cl－Pt－NH3 ①淡黄色 ②黄绿色 NH3 NH3 ①中结构对称，分子无极性；②的分子有极性，据相似相溶规则可知，前者溶解度小而后者大。

  43. NH3 Cl Cl－Pt－Cl Cl－Pt－NH3 NH3 NH3 • 什么叫同分异构体？请举2例。 • 什么叫手性异构体？什么叫手性碳原子？ • 什么叫顺反异构体？ 含有两种或两种以上配位体的配合物，若配合物在空间排列方式不同，就能形成不同几何构型的配合物。 反式 顺式

  44. NH3 Cl Cl－Pt－Cl Cl－Pt－NH3 NH3 NH3 思考题： 顺式Pt (NH3)2Cl2和反式Pt (NH3)2Cl2属于手性异构体吗？

  45. 思考题： 向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不能生成白色沉淀的是 A、[Co(NH3)4Cl2]Cl B、[Co(NH3)3Cl3] C、[Co(NH3)6]Cl3 D、[Co(NH3)5Cl]Cl2 答案：B

  46. 思考题： 向银氨溶液中加入NaCl溶液，无白色沉淀产生，说明银氨溶液中（填离子符号）离子浓度很小。若加入 KI溶液有黄色沉淀产生，说明很小。若向银氨溶液中加入盐酸立即产生白色沉淀，写出此反应的离子方程式。 Ag+ AgI的溶解度 [Ag(NH3)2]++2H++Cl－==AgCl↓+2NH4+ [Ag(NH3)2]++OH－+3H++Cl－== AgCl↓+H2O+2NH4+

  47. 思考题： 硝酸银溶液中分别滴加NaOH溶液，氯化铵溶液，都会立即产生沉淀。请分别写出反应的离子方程式。如果把它们三者以一定的浓度比混合，得到的却是澄清透明的溶液，请加以解释，并写出相关的反应方程式。 Ag++OH－=AgOH↓ Ag++Cl－=AgCl↓ 2AgOH=Ag2O↓+H2O AgNO3+2NH4Cl+2NaOH = [Ag(NH3)2]Cl +NaNO3+NaCl+2H2O

  48. 什么叫同分异构体？ • 配合物是否存在同分异构体? • 配合物的同分异构体的性质是否有区别? 同分异构体

  49. 思考题： 0.01mol氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量硝酸银溶液处理，产生0.02mol AgCl沉淀。此氯化铬最可能是 A．[Cr(H2O)6]Cl3 B．[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O C．[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O D．[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O 答案：B

  50. 思考题： 写出[Ag(NH3)2]OH的中心离子、配位原子、配位数并写出它电离的离子方程式。 中心离子：Ag+ 配位原子：NH3分子中的N原子 配位数：2 [Ag(NH3)2]OH＝[Ag(NH3)2]++OH－

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