配合物的形成和应用课件

第二单元配合物的形成和应用第二单元配合物的形成和应用学习目标学习目标1.掌握配合物的概念。掌握配合物的概念。2.了解配合物的结构、性质和应用。了解配合物的结构、性质和应用。3.能说明配合物的成键情况。能说明配合物的成键情况。课堂互动讲练课堂互动讲练探究整合应用探究整合应用知能优化训练知能优化训练第第二二单单元元课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案一、一、人类对配合物结构的认识人类对配合物结构的认识1概念概念由由_的配位体与接受的配位体与接受_的中心原子以的中心原子以_键结合形成键结合形成的化合物。的化合物。提供孤电子对提供孤电子对孤电子对孤电子对配位配位2组成及表示方法组成及表示方法Zn(NH3)4SO4的外界为的外界为_，内界为，内界为_，中心原子为，中心原子为_，配，配位体为位体为_分子，配位数为分子，配位数为_。3形成配合物的条件形成配合物的条件(1)配位体有配位体有_；(2)中心原子有中心原子有 _。Zn(NH3)42 Zn2NH34孤电子对孤电子对空轨道空轨道二、配合物的结构和性质二、配合物的结构和性质1配合物形成的条件和过程配合物形成的条件和过程形成配合物的中心原子形成配合物的中心原子M必须存在接受孤电子必须存在接受孤电子对的对的_，配位体，配位体L存在着存在着_。当配位体。当配位体L接近中心原子时，接近中心原子时，为了增加成键能力，中心原子为了增加成键能力，中心原子M用用_的空的空轨道杂化，配位体轨道杂化，配位体L的的_填到已杂填到已杂化的空轨道中形成配离子。化的空轨道中形成配离子。空轨道空轨道孤电子对孤电子对外围外围孤电子对孤电子对2空间构型空间构型配合物的配合物的_、配位体的、配位体的_和和 _的不同，可以形成不同空间构型的配合的不同，可以形成不同空间构型的配合物。例如：物。例如：Ag与与NH3反应生成反应生成Ag(NH3)2，NH3分子中的分子中的N原子有一孤电子对，进入原子有一孤电子对，进入Ag空空的的 s p 杂 化 轨 道，形 成 直 线 形 结 构。而杂 化 轨 道，形 成 直 线 形 结 构。而Zn(NH3)42、Ni(CN)42、AlF63空间构型空间构型分别为分别为_、_、_。中心原子中心原子种类种类数目数目正四面体正四面体平面形平面形正八面体正八面体3顺、反异构体顺、反异构体含有两种或两种以上含有两种或两种以上_的配合物，若的配合物，若配位体在空间排列方式不同，就能形成不同几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，且性质不同。如何构型的配合物，且性质不同。如Pt(NH3)2Cl2有有_和和_两种异构体，它们的颜两种异构体，它们的颜色分别为色分别为_和和_，分子极性，分子极性为为_和和_。配位体配位体顺式顺式反式反式棕黄色棕黄色淡黄色淡黄色极性极性非极性非极性思考感悟思考感悟指出指出Pt(NH3)4Cl2中的配离子、中心原子、配中的配离子、中心原子、配位体、配位数及配位原子。位体、配位数及配位原子。【提示提示】ClPt2NH34N三、配合物的应用三、配合物的应用1在实验研究中，人们常用形成配合物的方法在实验研究中，人们常用形成配合物的方法来检验来检验_、分离物质、定量测定、分离物质、定量测定物质的组成。物质的组成。2在生产中，配合物被广泛用于在生产中，配合物被广泛用于_、_、_、_领域。领域。3生命体中的许多金属元素都以配合物形式存生命体中的许多金属元素都以配合物形式存在。在。4配合物在医疗方面应用也很广泛。配合物在医疗方面应用也很广泛。5模拟生物固氮也与配合物有关。模拟生物固氮也与配合物有关。金属离子金属离子染色染色电镀电镀硬水软化硬水软化金属冶炼金属冶炼1配合物配合物Ag(NH3)2OH的中心原子是的中心原子是_，配位体是，配位体是_，配位数是，配位数是_，发生电离的电离方程式是，发生电离的电离方程式是_。解析：解析：Ag(NH3)2OH的中心原子是的中心原子是Ag，配位原，配位原子是子是NH3分子中的分子中的N原子，配位数是原子，配位数是2，由于配，由于配合物的内界是通过配位键形成的，一般不电离，合物的内界是通过配位键形成的，一般不电离，而内界和外界之间是通过离子键相结合的，可而内界和外界之间是通过离子键相结合的，可以 完 全 电 离，所 以 电 离 方 程 式 为以 完 全 电 离，所 以 电 离 方 程 式 为Ag(NH3)2OH=Ag(NH3)2OH。答案：答案：AgNH32Ag(NH3)2OH=Ag(NH3)2OH答案：答案：D3(2011年无锡高二检测年无锡高二检测)已知已知Pt(Cl)2(OH)2有有两种不同的结构，请推测两种不同的结构，请推测Pt(Cl)2(OH)2的空间的空间构型，并简述你的理由。构型，并简述你的理由。解析：解析：Pt(Cl)2(OH)2配位数是配位数是4，可以形成四，可以形成四面体形或平面四方形两种空间构型，当面体形或平面四方形两种空间构型，当Pt(Cl)2(OH)2以四面体形存在时没有同分异构以四面体形存在时没有同分异构体，以平面四方形存在时有两种同分异构体，体，以平面四方形存在时有两种同分异构体，所以它是平面四方形。所以它是平面四方形。答案：答案：Pt(Cl2)(OH)2是平面四方形结构。因为是平面四方形结构。因为根据成键规则根据成键规则Pt(Cl)2(OH)2有两种合理结构，有两种合理结构，四面体形或平面四方形，但如果是四面体形则四面体形或平面四方形，但如果是四面体形则无同分异构体，所以它是平面四方形结构。无同分异构体，所以它是平面四方形结构。课堂互动讲练课堂互动讲练配合物配合物1概念：由可以提供孤电子对的配位体与接概念：由可以提供孤电子对的配位体与接受孤电子对的中心原子以配位键结合形成的受孤电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物。化合物。配合物可以是中性分子，也可以是带电荷的配合物可以是中性分子，也可以是带电荷的离子。离子。2中心原子中心原子配合物的中心原子一般都是带正电的阳离子，配合物的中心原子一般都是带正电的阳离子，过渡金属离子最常见，但也有电中性的原子甚过渡金属离子最常见，但也有电中性的原子甚至还有极少数的阴离子。至还有极少数的阴离子。3配位体配位体配位体可以是阴离子，如配位体可以是阴离子，如X、SCN、CN等，等，也可以是中性分子，如也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO等。等。配位体中直接同中心原子配合的原子叫做配位配位体中直接同中心原子配合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，原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子，如如NH3中的中的N原子，原子，H2O分子中的分子中的O原子，配位原子，配位原子常是原子常是VA族、族、A族、族、A族的元素。族的元素。4配位数配位数直接同中心原子配位的原子数目叫中心原子的直接同中心原子配位的原子数目叫中心原子的配位数。如配位数。如Fe(CN)64中中Fe2的配位数为的配位数为6。5中心原子与配位体构成了配合物的内界，通中心原子与配位体构成了配合物的内界，通常把它们放在中括号内。内外界之间是离子键，常把它们放在中括号内。内外界之间是离子键，在水中全部电离。在水中全部电离。特别提醒：特别提醒：记住配合物结构，如：记住配合物结构，如：【解析解析】K2Co(NCS)4Na2SiF6 Na3AlF6Cu(NH3)4Cl2配位配位体体NCSFFNH3配位配位数数4664【答案答案】AD答案：答案：Cu2有空轨道，有空轨道，NH3分子中氮原子的孤分子中氮原子的孤电子对进入电子对进入Cu2的空轨道，的空轨道，Cu2与与NH3分子中分子中氮原子提供的孤电子对形成配位键，结合成氮原子提供的孤电子对形成配位键，结合成 Cu(NH3)42。配离子的空间结构配离子的空间结构1当配位体在中心原子周围配位时，为了减小当配位体在中心原子周围配位时，为了减小配位体配位体(尤其是阴离子配位体尤其是阴离子配位体)之间的静电排斥之间的静电排斥作用作用(或成键电子对之间的斥力或成键电子对之间的斥力)，以达到能量，以达到能量上的稳定状态，配位体要尽量互相远离，因而上的稳定状态，配位体要尽量互相远离，因而在中心原子周围采取对称分布的状态。表中列在中心原子周围采取对称分布的状态。表中列出了不同配位数的配合单元的空间结构。出了不同配位数的配合单元的空间结构。配位配位数数配合单元的空配合单元的空间结构间结构实例实例2Co(NH3)22、Ag(NH3)2、Ag(CN)24ZnCl42、Cd(NH3)42、Cd(CN)42、CoCl4PtCl42、PdCl42、PtCl2(NH3)2、Ni(CN)426Co(NH3)63、AlF63、SiF62注：注：图中图中“”代表中心原子，代表中心原子，“”代表配位代表配位体。体。从表中看出，不仅配位数不同时，配离子的空从表中看出，不仅配位数不同时，配离子的空间结构不同，即使配位数相同，由于中心离子间结构不同，即使配位数相同，由于中心离子和配位体的种类以及相互作用的情况不同，空和配位体的种类以及相互作用的情况不同，空间结构也可能不同。例如间结构也可能不同。例如ZnCl42为四面体，为四面体，PtCl42则为平面正方形。则为平面正方形。2配合物的结构配合物的结构化学组成相同的配合物可以有不同的结构，这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。如就是配合物的异构现象。如Pt(NH3)2Cl2有顺式有顺式和反式两种异构体：和反式两种异构体：(2011年新沂高二检测年新沂高二检测)已知已知Co(NH3)63的立体结构如图，其中数字处的小圆圈表示的立体结构如图，其中数字处的小圆圈表示NH3分子，且各相邻的分子，且各相邻的NH3分子间的距离相等，分子间的距离相等，Co3位于八面体的中心。若其中两个位于八面体的中心。若其中两个NH3被被Cl取代，所形成的取代，所形成的Co(NH3)4Cl2同分异构体的同分异构体的种数有种数有()A2种种 B3种种C4种种 D5种种【思路点拨思路点拨】配离子的构型由配位体的数目决配离子的构型由配位体的数目决定，考虑定，考虑Co(NH3)63是完全对称的结构，其中两是完全对称的结构，其中两个个NH3被被Cl取代生成取代生成Co(NH3)4Cl2时，要考虑时，要考虑Cl取代取代NH3的相对位置，确定其结构。的相对位置，确定其结构。【解析解析】Co(NH3)63中中6个配位体个配位体NH3分子的分子的位置完全相同，因此，任意取代两个相邻位置只位置完全相同，因此，任意取代两个相邻位置只有一种结构，任意取代两个不相邻的位置也只有有一种结构，任意取代两个不相邻的位置也只有一种结构，故其同分异构体只有两种。一种结构，故其同分异构体只有两种。【答案答案】A【规律方法规律方法】配合物中由于配位体连接的位配合物中由于配位体连接的位置和顺序不同，可能产生不同的空间结构，得置和顺序不同，可能产生不同的空间结构，得到性质不同的配合物，因此，解答这类问题的到性质不同的配合物，因此，解答这类问题的关键是理解同分异构体的概念，准确把握概念关键是理解同分异构体的概念，准确把握概念的要点的要点(分子式相同，结构不同分子式相同，结构不同)，从概念入手，从概念入手进行分析判断，同时要借助几何知识进行合理进行分析判断，同时要借助几何知识进行合理的空间结构分析。的空间结构分析。变式训练变式训练2根据下表所示回答下列问题：根据下表所示回答下列问题：顺式、反式顺式、反式Pt(NH3)2Cl2的性质差异的性质差异配合配合物物颜色颜色极性极性在水中的溶解在水中的溶解性性抗癌活抗癌活性性A棕黄棕黄色色极性极性0.2577 g/100 g H2O有活性有活性B淡黄淡黄色色非极非极性性0.0366 g/100 g H2O无活性无活性(1)指出指出A、B各为哪种结构的各为哪种结构的Pt(NH3)2Cl2，写，写出相关的结构简式。出相关的结构简式。(2)哪一种结构的哪一种结构的Pt(NH3)2Cl2易溶解于易溶解于H2O，为，为什么？什么？(3)若为若为Pt(NH3)2Cl4且在且在H2O中溶解度较大，试中溶解度较大，试写出其结构式。写出其结构式。解析：解析：(1)根据分子极性可知根据分子极性可知A为顺式为顺式(2)结构结构B对称，正负电荷中心重合，因此分子对称，正负电荷中心重合，因此分子无极性，由相似相溶经验规律可知，它在极性无极性，由相似相溶经验规律可知，它在极性分子中溶解度小，而分子中溶解度小，而A分子结构不对称，分子分子结构不对称，分子中正负电荷中心不能重合，分子有极性，所以中正负电荷中心不能重合，分子有极性，所以水溶性大。水溶性大。(3)Pt(NH3)2Cl4中中Pt原子为八面体的中心，四个原子为八面体的中心，四个氯原子和两个氨分子在八面体六个顶点的位置氯原子和两个氨分子在八面体六个顶点的位置上，可有以下两种：上，可有以下两种：结构结构c对称，分子无极性，对称，分子无极性，cd在水中溶解度较小，结构在水中溶解度较小，结构d不对称，分子有极不对称，分子有极性，在水中溶解度较大，故性，在水中溶解度较大，故d结构符合题意。结构符合题意。配合物的性质配合物的性质1配合物中，中心原子在配位体的影响下，配合物中，中心原子在配位体的影响下，其价层轨道进行杂化，配位原子的孤对电子进其价层轨道进行杂化，配位原子的孤对电子进入中心原子的空轨道产生较强的作用，因而配入中心原子的空轨道产生较强的作用，因而配合物有较强的稳定性。合物有较强的稳定性。2(1)Cu(NH3)4SO4H2O的制取：的制取：(2)Fe3的检验：的检验：生成了血红色的生成了血红色的Fe(SCN)2等等。Fe3SCN=Fe(SCN)2【解析解析】在配合物中，内界以配位键结合很在配合物中，内界以配位键结合很牢固，难以在溶液中电离；而内界和外界之间牢固，难以在溶液中电离；而内界和外界之间以离子键相结合，在溶液中能够完全电离。不以离子键相结合，在溶液中能够完全电离。不难看出难看出A、C、D三项中配合物在水中均电离产三项中配合物在水中均电离产生生Cl，而，而B项无外界离子，不能电离。项无外界离子，不能电离。【答案答案】B【规律方法规律方法】作为配位体的作为配位体的Cl不能电离。不能电离。变式训练变式训练3现有两种配合物晶体现有两种配合物晶体Co(NH3)6Cl3和和Co(NH3)5ClCl2，一种为橙黄色，另一种为，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紫红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来。开来。解析：解析：在在Co(NH3)6Cl3中中Co3与与6个个NH3分子配分子配合成合成Co(NH3)63，3个个Cl都是外界离子。而都是外界离子。而Co(NH3)5ClCl2中中Co3与与5个个NH3分子和分子和1个个Cl配合成配合成Co(NH3)5Cl2，只有两个，只有两个Cl是外界是外界离子。由于配合物中内界以配位键结合很牢固，离子。由于配合物中内界以配位键结合很牢固，难以在溶液中电离，而内界和外界之间以离子难以在溶液中电离，而内界和外界之间以离子键结合，在溶液中能够完全电离。键结合，在溶液中能够完全电离。不难看出，相同质量的两种晶体在溶液中能够不难看出，相同质量的两种晶体在溶液中能够电离出的电离出的Cl数是不同的，我们可以利用这一数是不同的，我们可以利用这一点进行鉴别。点进行鉴别。答案：答案：称取相同质量的两种晶体分别配成溶液，称取相同质量的两种晶体分别配成溶液，向两种溶液中分别滴加足量的向两种溶液中分别滴加足量的AgNO3溶液，静溶液，静置、过滤、干燥、称量，所得置、过滤、干燥、称量，所得AgCl固体多的，固体多的，原晶体为原晶体为Co(NH3)6Cl3，另一种为，另一种为Co(NH3)5ClCl2。配合物的计算配合物的计算配合物的计算主要是通过定量计算来确定配合物配合物的计算主要是通过定量计算来确定配合物的配离子、中心原子和配位数。其主要手段是通的配离子、中心原子和配位数。其主要手段是通过实验中沉淀的质量变化来做定量分析、推理。过实验中沉淀的质量变化来做定量分析、推理。(2011年浙江温州高二检测年浙江温州高二检测)有两种配合物有两种配合物A和和B，它们的组成为，它们的组成为21.95%的的Co,39.61%的的Cl,26.09%的的N，6.39%的的H,5.96%的的O，且中心，且中心原子原子Co的配位数为的配位数为6，试根据下面的实验结果确，试根据下面的实验结果确定它们的化学式及配离子。定它们的化学式及配离子。探究整合应用探究整合应用(1)A和和B的水溶液都呈微酸性，加入强碱并加热的水溶液都呈微酸性，加入强碱并加热至沸腾时，有氨放出，同时析出至沸腾时，有氨放出，同时析出Co2O3沉淀。沉淀。(2)向向A和和B的溶液中加入硝酸银溶液时都生成的溶液中加入硝酸银溶液时都生成AgCl沉淀。沉淀。(3)过滤除去两种溶液中的沉淀后，再加硝酸银均过滤除去两种溶液中的沉淀后，再加硝酸银均无变化，但加热至沸腾时，在无变化，但加热至沸腾时，在B的溶液中又有的溶液中又有AgCl沉淀生成，其质量为原来析出沉淀的一半。沉淀生成，其质量为原来析出沉淀的一半。21.95%的的Co,39.61%的的Cl,26.09%的的N，6.39%的的H,5.96%的的O，且中心原子，且中心原子Co的配位数为的配位数为6由实验由实验(3)可知：将沉淀过滤后，可知：将沉淀过滤后，A再滴加再滴加AgNO3溶液，并加热至沸腾时无沉淀，说明溶液，并加热至沸腾时无沉淀，说明Cl全部在外界；而全部在外界；而B再滴加再滴加AgNO3溶液，加热至溶液，加热至沸腾后出现沉淀沸腾后出现沉淀AgCl，且沉淀为原来的一半，且沉淀为原来的一半，证明证明B中有两个中有两个Cl在外界，一个在外界，一个Cl在内界，在内界，再结合配位数是再结合配位数是6，可知两种化合物分别为：，可知两种化合物分别为：ACo(NH3)5(H2O)Cl3，配离子：配离子：Co(NH3)5(H2O)3；BCo(NH3)5ClCl2H2O，配离子：，配离子：Co(NH3)5Cl2。【答案答案】ACo(NH3)5(H2O)Cl3；配离子：配离子：Co(NH3)5(H2O)3；BCo(NH3)5ClCl2H2O；配离子：配离子：Co(NH3)5Cl2。知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此进入课件目录点此进入课件目录按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放谢谢使用谢谢使用