高中化学 专题4 第二单元 配合物的形成和应用课件 苏教版选修3.ppt

课前预习课前预习··巧设计巧设计名师课堂名师课堂··一点通一点通创新演练创新演练··大冲关大冲关考考 点一点一课堂课堂1010分钟练习分钟练习设计设计 1 1考考 点二点二设计设计 2 2课下课下3030分钟演练分钟演练课堂课堂5 5分钟归纳分钟归纳第第二二单单元元专专题题4 4考考 点三点三 一、配合物的形成一、配合物的形成 1．实验探究．实验探究 将过量氨水滴加到将过量氨水滴加到CuSO4溶液中，溶液最终变成溶液中，溶液最终变成 色，其化学式为色，其化学式为 深蓝深蓝[Cu(NH3)4]2＋＋ 2．配合物．配合物 (1)由提供孤电子对的由提供孤电子对的 与接受孤电子对的与接受孤电子对的 以配位键结合形成的化合物称为以配位键结合形成的化合物称为 比如在[Cu(NH3)4]2＋＋中中Cu2＋＋与与NH3分子中的氮原子通过分子中的氮原子通过 形成配位键。

形成配位键 (2)在配合物在配合物[Zn(NH3)4]SO4中，中， 称为配称为配合物的内界，合物的内界， 称为配合物的外界称为配合物的外界中心中心配位体配位体配合物配合物原子原子共用氮原共用氮原子提供的孤电子对子提供的孤电子对[Zn(NH3)4]2＋＋SO二、配合物的结构和性质二、配合物的结构和性质1．几种配合物的空间构型．几种配合物的空间构型配离子配离子[Ag(NH3)2]＋＋[Zn(NH3)4]2＋＋[Ni(CN)4]2－－[AlF6]3－－结构结构空间构型空间构型直线形直线形 形形平面形平面形 形形 配位数配位数 4 6正四面体正四面体24正八面正八面体体2．配合物的异构现象．配合物的异构现象(1)形成配合物异构现象的原因形成配合物异构现象的原因①①含有含有 或或 配位体②②配位体配位体 不同2)配合物异构体的分类配合物异构体的分类①①顺式异构体：同种配位体处于顺式异构体：同种配位体处于 位置。

位置②②反式异构体：同种配位体处于反式异构体：同种配位体处于 位置3)配合物异构体的性质配合物异构体的性质顺、反异构体在顺、反异构体在 、、 、、 等方面都有差异等方面都有差异两种两种两种以上两种以上空间排列方式空间排列方式同边同边不同边不同边颜色颜色溶解性溶解性活性活性 三、配合物的应用三、配合物的应用 (1)在实验研究中，常用形成配合物的方法来在实验研究中，常用形成配合物的方法来 、、 、定量测定物质的组成、定量测定物质的组成 (2)在生产中，配合物被广泛应用于在生产中，配合物被广泛应用于 、、 、、 、、 领域 (3)在许多尖端领域如激光材料、超导材料、抗癌药物的研在许多尖端领域如激光材料、超导材料、抗癌药物的研究、催化剂的研制等方面，配合物发挥着越来越大的作用究、催化剂的研制等方面，配合物发挥着越来越大的作用。

检验金属离检验金属离子子分离物质分离物质染色染色电镀电镀硬水硬水软化软化金属冶炼金属冶炼1．连线题：．连线题：答案：答案：A—(3)—②②　　B—(1)—①①　　C—(2)—③③2．判断题：．判断题： (1)过渡金属的原子或离子一般都有接受孤电子对过渡金属的原子或离子一般都有接受孤电子对 的空轨道，易形成配合物的空轨道，易形成配合物(　　　　) (2)中心原子或离子采取中心原子或离子采取sp3杂化轨道形成的配离子均呈正杂化轨道形成的配离子均呈正 四面体结构四面体结构(　　　　) (3)当中心原子或离子的配位数为当中心原子或离子的配位数为6时，配离子常呈八面体时，配离子常呈八面体 结构结构(　　　　) (4)含有两种配位体且配位数为含有两种配位体且配位数为4的配离子一定存在顺反异的配离子一定存在顺反异 构体构体(　　　　) (5)只要含有配位键的物质一定是配合物只要含有配位键的物质一定是配合物　　　　)(6)配合物非常稳定，加入任何物质都不能破坏其结构配合物非常稳定，加入任何物质都不能破坏其结构(　　　　)(7)配位化合物中只存在配位键配位化合物中只存在配位键(　　　　)(8)[Cu(H2O)4]2＋中的＋中的Cu2＋提供空轨道，＋提供空轨道，H2O中的中的O原子提原子提供孤对电子，两者结合形成配位键供孤对电子，两者结合形成配位键(　　　　)答案：答案：(1)√　　(2)×　　(3)√　　(4)×　　(5)×　　(6)×　　(7)×　　(8)√3．．(1)分别指出配合物分别指出配合物K2[Cu(CN)4]的配离子的配离子________、中、中心原子心原子________、配位体、配位体________、配位数、配位数________。

2)在在[Fe(CN)6]3－配离子中，中心离子的配位数为－配离子中，中心离子的配位数为________，配离子的立体构型是，配离子的立体构型是________3)配合物配合物[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O中，中心离子的化合中，中心离子的化合价为价为________，配离子的电荷数为，配离子的电荷数为________解析：解析：(1)配离子：配离子：[Cu(CN)4]2－；中心原子：－；中心原子：Cu2＋；配位体：＋；配位体：CN－；配位数－；配位数42)中心离子的配位数为：中心离子的配位数为：6；配位体的立体构型：正八面体配位体的立体构型：正八面体3)中心离子是中心离子是Cr3＋，配离子是＋，配离子是[Cr(H2O)4Br2]＋，配位体是＋，配位体是H2O和和Br－故中心离子的化合价＋－故中心离子的化合价＋3；配离子的电荷数为＋；配离子的电荷数为＋1答案：答案：(1)[Cu(CN)4]2－　－　Cu2＋　＋　CN－　－　4(2)6　正八面体　　正八面体　(3)＋＋3　＋　＋14．．(1)写出基态写出基态Fe的电子排布式和的电子排布式和Mg2＋＋ 轨道表示式轨道表示式____________、、____________。

2)指出配合物指出配合物K3[Co(CN)6] 中的中心原子、配位体及其中的中心原子、配位体及其配位数：配位数：__________、、__________、、__________3)判断判断BCl3分子的空间构型、中心原子成键时采取的杂分子的空间构型、中心原子成键时采取的杂化轨道类型及分子中共价键的键角化轨道类型及分子中共价键的键角______________、、__________、、__________4)若若Pt(NH3)2 Cl2分子是平面结构，请画出分子是平面结构，请画出Pt(NH3)2 Cl2可能的结构简式可能的结构简式____________、、________________解析：解析：在配离子中，往往是过渡元素的原子或离子存在空轨在配离子中，往往是过渡元素的原子或离子存在空轨道与含有孤对电子的分子或离子形成配位键，其中提供空轨道与含有孤对电子的分子或离子形成配位键，其中提供空轨道的原子或离子是中心原子或离子，如本题中的道的原子或离子是中心原子或离子，如本题中的Co3＋＋，提供，提供电子对的分子是配体，如本题中的电子对的分子是配体，如本题中的CN－－3)硼原子的价电子硼原子的价电子均参与成键，其电子对数为均参与成键，其电子对数为3，则为，则为sp2杂化，分子的空间构杂化，分子的空间构型为平面结构。

型为平面结构4)Pt(NH3)2 Cl2分子是平面结构，则为四边形，分子是平面结构，则为四边形，相同的微粒如相同的微粒如NH3可能在同一边或呈对角线关系可能在同一边或呈对角线关系答案：答案：(1)1s22s22p63s23p63d64s2 (或或[Ar] 3d64s2)(2)Co3＋＋　　CN－－　　6(3)平面正三角形　平面正三角形　sp2　　120° (2)中心原子、配位体、配位数：中心原子、配位体、配位数： 中心原子中心原子(或离子或离子)——提供空轨道，接受孤电子对的原子提供空轨道，接受孤电子对的原子(或离子或离子) 配位体配位体——指配合物中与中心原子结合的离子或分子指配合物中与中心原子结合的离子或分子 配位数配位数——直接与中心原子相连的配位原子个数一般直接与中心原子相连的配位原子个数一般为为2、、4、、6、、8，最常见为，最常见为4、、6 配位数的计算方法：配位体不是同一种分子或离子时，配位数的计算方法：配位体不是同一种分子或离子时， 配位数要两者相加如配位数要两者相加如[Co(NH3)5Cl]Cl2这种配合物，其配位这种配合物，其配位 体有两种：体有两种：NH3、、Cl－－，配位数为，配位数为5＋＋1＝＝6，再如，再如 K[PtCl3(NH3)]，其配位数为，其配位数为3＋＋1＝＝4。

(3)几种配合物的组成：几种配合物的组成：配合物配合物内界内界外界外界中心原子中心原子(离子离子)配位配位体体配位配位数数[Ag(NH3)2]OH[Ag(NH3)2]＋＋OH－－Ag＋＋NH32K4[Fe(CN)6][Fe(CN)6]4－－K＋＋Fe2＋＋CN－－6Na3[AlF6] [AlF6]3－－Na＋＋Al3＋＋F－－6Fe(SCN)3Fe(SCN)3无无Fe3＋＋SCN－－3[Co(NH3)5Cl]Cl2[Co(NH3)5Cl]2＋＋Cl－－Co3＋＋NH3、、Cl－－6 [例例1]　关于　关于[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的说法正确的是的说法正确的是(　　　　) A．配体为水分子，配位原子是．配体为水分子，配位原子是O，外界为，外界为Br－－ B．中心原子的配位数为．中心原子的配位数为6 C．中心原子．中心原子Cr采取采取sp3杂化杂化 D．中心原子的化合价为＋．中心原子的化合价为＋2价价 [解析解析]　　[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O中的内界为中的内界为[Cr(H2O)4Br2]＋＋，，Cr3＋＋为中心离子，配体为为中心离子，配体为H2O和和Br－－，配位数为，配位数为6，外界，外界为为Br－－，，Cr3＋＋提供空轨道数为提供空轨道数为6，不是，不是sp3杂化。

杂化 [答案答案]　　B配合物组成特点配合物组成特点 (1)配合物整体配合物整体(包括内界和外界包括内界和外界)应显电中性应显电中性 (2)一个中心原子一个中心原子(离子离子)可同时结合多种配位体可同时结合多种配位体 (3)配合物的内界不仅可为阳离子、阴离子，还可以是中配合物的内界不仅可为阳离子、阴离子，还可以是中性分子，此时配合物只有内界没有外界性分子，此时配合物只有内界没有外界 (4)对于具有内外界的配合物，中心原子和配位体通过配对于具有内外界的配合物，中心原子和配位体通过配位键结合，一般很难电离；内外界之间以离子键结合，在水位键结合，一般很难电离；内外界之间以离子键结合，在水溶液中较易电离溶液中较易电离1．空间构型．空间构型配位配位数数杂化轨杂化轨道类型道类型空间构空间构型形型形结构示结构示意图意图实例实例2sp直线形直线形[Ag(NH3)2]＋＋[Cu(NH3)2]＋＋4sp3正四面正四面体形体形 [Zn(NH3)4]2＋＋[CoCl4]2－－配位配位数数杂化轨杂化轨道类型道类型空间构空间构型形型形结构示意图结构示意图实例实例4 平面正平面正方形方形[PtCl4]2－－[Ni(CN)4]2－－[Cu(NH3)4]2＋＋6 正八面体正八面体 [AlF6]3－－[Co(NH3)6]3＋＋dsp2sp3d2 2．化合物的异构现象．化合物的异构现象 化学组成相同的配合物可以有不同的结构，这就是化学组成相同的配合物可以有不同的结构，这就是配合物的异构现象。

主要是指化学组成相同，仅仅由于配合物的异构现象主要是指化学组成相同，仅仅由于配体围绕中心离子的位置不同而产生的结构、性质不同配体围绕中心离子的位置不同而产生的结构、性质不同的几何异构体含有两种或两种以上配位体的配合物，的几何异构体含有两种或两种以上配位体的配合物，若配位体在空间排列方式不同，就能形成不同几何构型若配位体在空间排列方式不同，就能形成不同几何构型的配合物的配合物 对于配位数为对于配位数为4的配离子的配离子[MA2B2]n±，若其空间构型为四，若其空间构型为四面体形，则不存在同分异构现象；若其空间构型为平面四边形，面体形，则不存在同分异构现象；若其空间构型为平面四边形，则有两种同分异构体，相同配位体位于邻位的称为则有两种同分异构体，相同配位体位于邻位的称为“顺式顺式”，，相同配位体位于对位的称为相同配位体位于对位的称为“反式反式”如[Pt(NH3)2Cl2]就有就有顺式和反式两种异构体，其结构如图所示顺式和反式两种异构体，其结构如图所示 [例例2]　　铜单质及其化合物在很多领域有重要用途，如金铜单质及其化合物在很多领域有重要用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。

属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂 (1)Cu位于元素周期表第位于元素周期表第ⅠB 族Cu2＋＋的核外电子排布式的核外电子排布式为为______________ (2)右图是铜的某种氧化物的晶胞结构示右图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为________ (3)胆矾胆矾CuSO4·5H2O可写成可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其，其结构示意图如下：结构示意图如下： 下列说法正确的是下列说法正确的是________(填字母填字母) A．在上述结构示意图中，所有氧原子都采用．在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp3杂化杂化 B．在上述结构示意图中，存在配位键、共价键和离子键．在上述结构示意图中，存在配位键、共价键和离子键 C．胆矾是分子晶体，分子间存在氢键．胆矾是分子晶体，分子间存在氢键 D．胆矾中的水在不同温度下会分步失去．胆矾中的水在不同温度下会分步失去 (4)Cu2O的熔点比的熔点比Cu2S的的________(填填“高高”或或“低低”)，请解，请解释原因释原因_____________________________________________________________________________________。

 [答案答案]　　(1)1s22s22p63s23p63d9或或[Ar]3d9 (2)4　　(3)BD (4)高高 Cu2O与与Cu2S相比，阳离子相同、阴离子所带电荷也相相比，阳离子相同、阴离子所带电荷也相同，但同，但O2－－的半径比的半径比S2－－小，所以小，所以Cu2O的晶格能更大，熔点的晶格能更大，熔点更高更高配离子的空间结构与中心原子杂化轨道空间构型一致，如：配离子的空间结构与中心原子杂化轨道空间构型一致，如：配位数配位数轨道杂轨道杂化类型化类型空间结构空间结构实例实例2sp直线形直线形[Cu(NH3)2]＋＋、、[Ag(NH3)2]＋＋4sp3四面体四面体[ZnCl4]2－－、、[CoCl4]2－－ 1．配合物的性质．配合物的性质 (1)配合物的颜色配合物的颜色 当简单离子形成配合物时，其性质往往有很大的差异，当简单离子形成配合物时，其性质往往有很大的差异，颜色发生改变就是一种常见的现象，多数配离子都有颜色，颜色发生改变就是一种常见的现象，多数配离子都有颜色，如如 [Fe(SCN)6]3－－为血红色、为血红色、[Cu(NH3)4]2＋＋为深蓝色、为深蓝色、 [Cu(H2O)4]2＋＋为蓝色、为蓝色、[CuCl4]2－－为黄色、为黄色、[Fe(C6H6O)6]3－－为为紫色等等。

我们根据颜色的变化就可以判断配离子是否生紫色等等我们根据颜色的变化就可以判断配离子是否生成，如成，如Fe3＋＋离子与离子与SCN－－离子在溶液中可生成配位数为离子在溶液中可生成配位数为1～～6的硫氰合铁的硫氰合铁(Ⅲ)配离子，这种配离子的颜色是血红色配离子，这种配离子的颜色是血红色的，反应如下：的，反应如下：Fe3＋＋＋＋nSCN－－===[Fe(SCN)n]3－－n，实验室，实验室通常用这一方法检验铁离子的存在通常用这一方法检验铁离子的存在 (2)配合物的溶解性配合物的溶解性 有的配合物易溶于水，如有的配合物易溶于水，如[Ag(NH3)2]OH、、[Cu(NH3)4]SO4、、Fe(SCN)3等利用配合物的这一性质，可将一些难溶于水的等利用配合物的这一性质，可将一些难溶于水的物质如物质如AgOH、、AgCl、、Cu(OH)2等溶解在氨水中形成配合物等溶解在氨水中形成配合物 2．配合物的应用．配合物的应用 (1)工业生产中的应用工业生产中的应用 提取贵金属提取贵金属(湿法冶金湿法冶金)：：Au与与NaCN在氧化气氛中生成在氧化气氛中生成[Au(CN)2]－－配离子，将金从难溶的矿石中溶解与其不溶物分配离子，将金从难溶的矿石中溶解与其不溶物分离，再用离，再用Zn粉作还原剂置换得到单质金：粉作还原剂置换得到单质金： 4Au＋＋8NaCN＋＋2H2O＋＋O2=== 4Na[Au(CN)2]＋＋4NaOH Zn＋＋2[Au(CN)2]－－ ===[Zn(CN)4]2－－＋＋2Au (2)定量分析中的应用。

定量分析中的应用 ①①检验离子的特效试剂：通常利用鳌合剂与某些金属检验离子的特效试剂：通常利用鳌合剂与某些金属离子生成有色的配合物，作为检验这些离子的特征反应离子生成有色的配合物，作为检验这些离子的特征反应如如K4[Fe(CN)6]与与Fe3＋＋离子生成特征的蓝色溶液，或离子生成特征的蓝色溶液，或KSCN与与Fe3＋＋生成血红色溶液，鉴定生成血红色溶液，鉴定Fe3＋＋ ②②隐藏剂隐藏剂(掩蔽剂掩蔽剂)：多种金属离子共同存在时要测：多种金属离子共同存在时要测定其中一种金属离子，由于其他金属离子往往会与试剂发定其中一种金属离子，由于其他金属离子往往会与试剂发生同类型反应而干扰测定，因此常用配合物来防止杂质离生同类型反应而干扰测定，因此常用配合物来防止杂质离子的干扰例如子的干扰例如Fe3＋＋的存在会影响比色法测定的存在会影响比色法测定Co2＋＋，若，若在溶液中加入掩蔽剂在溶液中加入掩蔽剂NaF，使共存的，使共存的Fe3＋＋生成稳定的无色生成稳定的无色[FeF6]3－－，从而排除，从而排除Fe3＋＋的干扰(3)在合成中的应用在合成中的应用①①配合催化剂活性高、选择性好，在合成工业中用途广泛。

配合催化剂活性高、选择性好，在合成工业中用途广泛②②配合物参与生物固氮配合物参与生物固氮4)在生命体中的应用在生命体中的应用许多酶的作用与其结构中含有形成配位键的金属离子有关许多酶的作用与其结构中含有形成配位键的金属离子有关 [例例3]　　锌和铝都是较活泼金属，其氢氧化物既可溶于锌和铝都是较活泼金属，其氢氧化物既可溶于强酸又能溶于强碱溶液但氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧强酸又能溶于强碱溶液但氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成配合物离子化锌能溶于氨水，生成配合物离子[Zn(NH3)4]2＋＋回答下列问题：列问题： (1)单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为形式为________(用化学式表示用化学式表示)；； (2)写出写出Zn和氢氧化钠溶液反应的化学方程式：和氢氧化钠溶液反应的化学方程式：_____________________________________________________；； (3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是可鉴别的是____________________；； ①①硫酸铝和氢氧化钠溶液　硫酸铝和氢氧化钠溶液　②②硫酸铝溶液和氨水硫酸铝溶液和氨水 ③③硫酸锌和氢氧化钠溶液　硫酸锌和氢氧化钠溶液　④④硫酸锌溶液和氨水硫酸锌溶液和氨水 (4)写出向可溶性锌盐溶液中逐滴加入氨水过程中发生写出向可溶性锌盐溶液中逐滴加入氨水过程中发生反应的离子方程式反应的离子方程式____________________________，试解释，试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐和氨水反应制备氢氧化锌的原在实验室不适宜用可溶性锌盐和氨水反应制备氢氧化锌的原因因________________________。

(5)实验室一瓶实验室一瓶AlCl3溶液中混有少量溶液中混有少量Zn2＋＋，如何提纯？，如何提纯？ [解析解析]　　Al与与NaOH反应的化学方程式为：反应的化学方程式为：2Al＋＋2NaOH＋＋2H2O===2NaAlO2＋＋3H2↑，依此类比可写出锌与，依此类比可写出锌与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：Zn＋＋2NaOH ===Na2[ZnO2] ＋＋ H2↑两两相互滴加时发生的反应现象不两两相互滴加时发生的反应现象不同才可以进行鉴别，如将少量硫酸铝溶液滴入氢氧化钠溶同才可以进行鉴别，如将少量硫酸铝溶液滴入氢氧化钠溶液中不产生白色沉淀，而将少量氢氧化钠溶液滴入硫酸铝液中不产生白色沉淀，而将少量氢氧化钠溶液滴入硫酸铝溶液中由会产生白色沉淀，这样就可将两者鉴别，符合溶液中由会产生白色沉淀，这样就可将两者鉴别，符合这一条件的还有这一条件的还有③③、、④④两组溶液，两组溶液，②②组不符合可溶组不符合可溶性锌盐中逐滴加入氨水应先生成白色的性锌盐中逐滴加入氨水应先生成白色的Zn(OH)2沉淀，沉淀，当氨水过量时白色沉淀溶解得无色溶液，当氨水过量时白色沉淀溶解得无色溶液，Zn(OH)2沉淀沉淀转化为转化为[Zn(NH3)4]2＋＋。

这样导致氨水的量不容易控制这样导致氨水的量不容易控制可利用可利用Zn(OH)2可溶于氨水而可溶于氨水而Al(OH)3不溶于氨水来进不溶于氨水来进行提纯 本本题题考考查查配配合合物物的的应应用用，，模模仿仿和和迁迁移移能能力力是是求求解解本本题题的的关关键键由由铝铝与与氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液的的反反应应迁迁移移到到锌锌与与氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液的的反反应应，，由由可可溶溶性性铜铜盐盐溶溶液液与与氨氨水水的的反反应应迁迁移移到到可可溶溶性性锌锌盐盐与与氨氨水水的的反反应应，，另另外外本本题题还还要要明明确确用用相相互互滴滴加加法法鉴鉴别物质的别物质的原理 (1)配配离离子子是是由由提提供供空空轨轨道道的的中中心心离离子子与与提提供供孤孤电电子子对对的配位体由配位键形成的的配位体由配位键形成的 (2)配配 合合 物物 [Co(NH3)4Cl2]Cl的的 电电 离离 方方 程程 式式 为为 ：：[Co(NH3)4Cl2]Cl===[Co(NH3)4Cl2]＋＋＋＋Cl－－ (3)Fe3＋＋的检验：的检验：Fe3＋＋＋＋nSCN－－===[Fe(SCN)n](3－－n)＋＋ (4)Cu(OH)2、、AgOH溶于氨水：溶于氨水： Cu(OH)2＋＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋＋＋2OH－－＋＋4H2O AgOH＋＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋＋＋OH－－＋＋2H2O。