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第三章
第三节 金属晶体与离子晶体
0
第2课时
新课引入
配位键和配合物在生命体中大量存在，对于生命活动具有重要意义。
叶绿素 血红蛋白 维生素B12
什么是配位键和配合物？配位键是怎样形成的？
无水CuSO4固体是白色的，但CuSO4水溶液和CuSO4·5H2O晶体却是蓝色的，为什么呢？
CuSO4 固体 CuSO4溶液 CuSO4·5H2O晶体
思考
[实验3-2]P95
固体 ①CuSO4 ②CuCl2·2H2O ③CuBr2 ④NaCl ⑤K2SO4 ⑥KBr
白色 绿色 深褐色 白色 白色 白色
哪些溶液呈天蓝色 天蓝色 天蓝色 天蓝色
实验说明什么离子呈天蓝色，什么离子没有颜色
Na+、K+、SO42- 、Cl-、Br-没有颜色；
固态二价铜盐不一定显蓝色，Cu2+在水溶液中常显蓝色；
下表中的少量固体溶于足量的水，观察实验现象并填写表格
理论解释：
Cu2+与水结合形成的水合铜离子显蓝色
Cu2+与H2O间是通过什么化学键形成[Cu(H2O)4]2+呢？
激发杂化
H2O
H2O
H2O
H2O
配位键
孤电子对
29Cu
[Ar]3d104s1
失去2e-
29Cu2+
[Ar]3d9
价层电子排布图
Cu2+与H2O间是通过什么化学键形成[Cu(H2O)4]2+呢？
孤电子对
O
H
H
配体
中心离子
Cu2+
（具有空轨道）
Cu2+
OH2
H2O
H2O
H2O
配位键
Cu2+与H2O间是通过什么化学键形成[Cu(H2O)4]2+呢？
Cu
OH2
H2O
H2O
H2O
2+
配体
配位键
配离子
中心离子
配位数＝4
Cu(H2O) 4
2+
配位原子
一、配合物
由一个原子单独提供孤电子对，另一个原子提供空轨道而形成的化学键，即“电子对给予—接受”键。
1.配位键
Cu
OH2
H2O
H2O
2+
OH2
特殊的共价键，有方向性和饱和性
形成配位键可以让元素的原子突破常见的成键数目
(2)表示方法：
电子对接受体
A — B
（ 或 A B ）
电子对给予体
(1)概念:
NH4＋
H
N
H
H
H
[ ]
+
四个 N－H 键性质完全相同
依据反应 NH3 +H+ =NH4+ ，讨论NH3是如何与H＋形成NH4＋的？
铵根离子的形成过程
思考：写出H3O+的电子式和结构式,试从配位键来解释H3O+的形成
提供
孤电子对
空轨道接受孤电子对
电子对
给予体
电子对
接受体
电子对
给予—接受
配位键
一、配合物
由一个原子单独提供孤电子对，另一个原子提供空轨道而形成的化学键，即“电子对给予—接受”键。
1.配位键
特殊的共价键，有方向性和饱和性
(2)表示方法：
A — B
（ 或 A B ）
(1)概念:
(3)形成条件：
中心原子(或离子)必须存在空轨道，尤其以过渡金属的原子或离子较常见。
一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目基本上是固定的，
Ag＋形成2个配位键，Cu2＋形成4个配位键等
配位体有孤对电子
如：NH3 H2O HF CO X － SCN － CN－
一、配合物
2.配位化合物：
（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。
配位化合物一定含有配位键
但含有配位键的化合物不一定是配位化合物
例如：CO、NH4+、H3O+、SO42-、P2O5
中心离子形成配合物后性质不同于原来的金属离子，具有新的化学特性。
一、配合物
3.配合物的组成
组成：
中心离子/原子、配体
内界：
外界
[ Cu ( H2O ) 4 ] SO4
配体
中心离子
配位数＝4
内界（配离子）
外界
内外界之间以离子键结合，外界在水溶液中易电离，但内界却难电离
[Cu(H2O)4]SO4＝[Cu(H2O)4]2＋＋SO42-
配位原子
练一练
配合物 内界 外界 中心粒子 配位体 配位数
[Ag(NH3)2]OH 氢氧化二氨合银
K3[Fe(CN)6] 六氰合铁酸钾
[Co(NH3)5Cl]Cl2
Ni(CO)4 四羰基镍
[Ag(NH3)2]＋
OH-
Ag+
NH3
2
[Fe(CN)6]3－
K＋
Fe3＋
CN－
6
[Co(NH3)5Cl]2＋
Cl－
Co3＋
NH3、Cl－
6
Ni(CO)4
无
Ni
CO
4
1.思考并填空：
【总结】
1.有些存在外界、有些无外界；
2.中心粒子：可为阳离子，或 中性原子；
3.配体：离子或分子，一种或同时存在多种；
（3）配合物结构特点：
练一练
2．0.01mol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
B
对于具有内外界的配合物，内外界之间以离子键结合，在水溶液中内外界之间完全电离，但内界离子较稳定一般不能电离出来。
实验
CuSO4溶液
Cu 2＋与H2O结合稳定吗？
Cu 2＋只与H2O结合形成配位键吗？
氨水溶液
[实验3-3]
实验操作 实验现象 实验原理
向盛有4mL 0.1mol/L CuSO4溶液的试管里滴加几滴 1 mol/L 氨水
继续添加氨水并振荡试管
再向试管中加入极性较小的溶剂(如加入8 mL 95%乙醇)，并用玻璃棒摩擦试管壁
（1）四氨合铜离子[Cu(NH3)4]2＋的形成
[实验3-3]
[实验3-3]
实验操作 实验现象 实验原理
向盛有4mL 0.1mol/L CuSO4溶液的试管里滴加几滴 1 mol/L 氨水
继续添加氨水并振荡试管
再向试管中加入极性较小的溶剂(如加入8 mL 95%乙醇)，并用玻璃棒摩擦试管壁
形成难溶物
Cu2+ + 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓+2NH4+
难溶物溶解，得到
深蓝色的透明溶液
Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4]+2OH-
析出深蓝色晶体
深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O，说明
该配合物在乙醇中的溶解度小于在水中
的溶解度
[Cu(NH3)4]2＋＋ SO42- ＋H2O ==[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓
乙醇
在试管内壁产生微小的玻璃微晶充当晶核，加速结晶
溶剂极性：乙醇 < 水
[Cu(NH3)4](OH)2在溶液中能完全电离而显强碱性
分析
Cu2+ +4H2O [Cu(H2O)4]2+
+
4NH3
[Cu(NH3)4]2+
平衡向左移动
<
稳定性:
H2O、NH3同为中性分子，但电负性N中心离子：Cu2+
配位数：4
练一练
3.向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象的说法中，正确的是
A. 反应后溶液中没有沉淀，所以反应前后 Cu2 ＋ 浓度不变
B. 沉淀溶解后，将生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2＋
C. 在 [Cu(NH3)4]2＋ 中，Cu2+ 给出孤对电子，NH3 提供空轨道
D. 向反应后的溶液加入乙醇，溶液没有发生任何变化，因为
[Cu(NH3)4]2＋ 不与乙醇发生反应。
B
[实验3-4]
(2) K3Fe(SCN)6的形成
回顾：如何检验Fe3+？
实验操作 向盛有少量0.1 mol/L FeCl3溶液（或任何含Fe3+的溶液）的试管中滴加1滴0.1 mol/L硫氰化钾(KSCN)溶液。
实验现象
实验原理
溶液变为红色
Fe3++nSCN- = [Fe(SCN)n]3-n
n = 1-6，随SCN-的浓度大小而异
配位数为1-6
利用硫氰化铁配离子等颜色，可用于鉴别溶液中存在Fe3+；
又由于硫氰化铁配离子的颜色极似血液，常被用于电影特技和魔术
练一练
向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成血红色。该反应在有的教材中用方程式：FeCl3＋3KSCN＝Fe(SCN)3＋3KCl表示。经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3＋与SCN－不仅能以1∶3的个数比配合，还可以其他个数比配合。
若Fe3＋与SCN－以个数比1∶5配合，则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为
_____________________________________。
FeCl3＋5KSCN＝K2[Fe(SCN)5]＋3KCl
探究
实验步骤 实验现象 解释
（1）向盛有0.1mol/L FeCl3溶液的试管中滴加2滴硫氰化钾溶液
（2）向盛有0.1mol/L K3[Fe(CN)6]溶液的试管中滴加2滴硫氰化钾溶液
溶液呈红色
FeCl3
KSCN溶液
Fe3+ + n SCN- [Fe(SCN)n]3－n
(n=1～6，随 c(SCN-) 大小而异)
无明显变化
CN-的配位能力强于SCN-，[Fe(CN)6]3-很稳定，转化为硫氰化铁的平衡正向移动的趋势很小
配位键的强度有大有小，有的配合物很稳定，有的配合物很不稳定
[实验3-5]
（3）银氨离子[Ag(NH3)2]+的形成
实验操作 向盛有少量0.1moI/ L NaCl溶液的试管里滴几滴0.1 mol/L AgNO3溶液,产生难溶于水的白色的AgCl沉淀,再滴入1molL氨水,振荡,观察实验现象。
实验现象
实验原理
[实验3-5]
（3）银氨离子[Ag(NH3)2]+的形成
[实验3-5]
（3）银氨离子[Ag(NH3)2]+的形成
实验操作 向盛有少量0.1moI/ L NaCl溶液的试管里滴几滴0.1 mol/L AgNO3溶液,产生难溶于水的白色的AgCl沉淀,再滴入1molL氨水,振荡,观察实验现象。
实验现象
实验原理
NaCl
溶液
加入
氨水
[实验3-5]
（3）银氨离子[Ag(NH3)2]+的形成
实验操作 向盛有少量0.1moI/ L NaCl溶液的试管里滴几滴0.1 mol/L AgNO3溶液,产生难溶于水的白色的AgCl沉淀,再滴入1molL氨水,振荡,观察实验现象。
实验现象
实验原理
先产生白色沉淀,滴加氨水后白色沉淀溶解
Ag++Cl-===AgCl↓
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl－(aq)
+
2NH3·H2O
[Ag(NH3)2]+
=
AgCl+2NH3=== [Ag(NH3)2]Cl
探究
NaCl溶液
AgNO3溶液
氨水
写出AgCl沉淀溶解的离子方程式：
AgCl＋2NH3
[Ag(NH3)2]＋
＝
Cl－
＋
盐酸
写出生成AgCl沉淀的离子方程式：
[Ag(NH3)2]＋
＋
Cl－
＝
AgCl↓
＋
NH4＋
＋
H＋
思考
用银氨溶液检验淀粉的水解产物中有无葡萄糖时，为何要先加碱中和酸？
科学史话
19世纪末期，德国化学家发现一系列令人难以回答的问题，氯化钴跟氨结合，会生成颜色各异、化学性质不同的物质。
为了解释上述情况，化学家曾提出各种假说，但都未能成功。
直到1893年，瑞士化学家维尔纳（A．Werner）在总结前人研究的基础上，首次提出了配合物等概念，并成功解释了很多配合物的性质 ，维尔纳也被称为“配位化学之父”，并因此获得了1913年的诺贝尔化学奖。
CoCl3·6NH3
CoCl3·5NH3
配合物趣史
思考﹒ 运用
配位化学创始人维尔纳发现，取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1 mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银，沉淀的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。以强碱处理均无NH3放出。
① 请根据实验事实用配合物的形式写出化学式。
CoCl3·6NH3：______________。
CoCl3·5NH3：________________。
CoCl3·4NH3(绿色和紫色)：________________。
② 后两种物质组成相同而颜色，其关系是互为____________。
③ 上述配合物中，中心离子的配位数都是____。
同分异构体
6
一、配合物
4.配位化合物的形成对性质的影响：
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。
蓝色沉淀溶解
示例：Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－
加入氨水
对溶解性的影响
一、配合物
4.配位化合物的形成对性质的影响：
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。
示例：Fe3＋与SCN－形成硫氰化铁配离子，其溶液显红色
FeCl3溶液
加入KSCN溶液
颜色的改变
一、配合物
4.配位化合物的形成对性质的影响：
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。许多过渡金属元素的离子对多种配体具有很强对结合力，因而，过渡金属配合物远比主族金属配合物多。
稳定性增强
示例：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。
一、配合物
（1） 在生命体中的应用
（2）在医药中的应用
抗癌药物
叶绿素 Mg2+的配合物
血红素 Fe2+的配合物
酶 含锌的配合物
维生素B12 钴配合物
（3）在生产生活中的应用
王水溶金
电解氧化铝的助熔剂 Na3[AlF6]
热水瓶胆镀银 [Ag(NH3)2]+
H[AuCl4]
5.配合物的应用
课堂小结
配合物
成键特征
配位键
概念
配合物的制备
概念
表示方法
形成条件
组成
配合物的形成对性质的影响
配合物与超分子
第1课时
随堂练习
1．下列化合物中同时含有离子键、共价键、配位键的是
A．Na2O2 B．KOH C．NH4NO3 D．H2O
C
2．碳铂(结构简式如图)是一种广谱抗癌药物。下列关于碳铂的说法错误的是
A．中心原子的配位数为4
B．sp3和sp2杂化的碳原子数之比为2:1
C．分子中σ键与π键的数目之比为10:1
D．分子中含有极性键、非极性键和配位键
C
随堂练习
3．下列物质中属于含有配位键的碱的是
A． B．
C． D．
A
D

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