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(共61张PPT)
专题4　分子空间结构与物质性质
第二单元　配合物的形成和应用
学习目标：1.知道简单配合物的基本组成和形成条件。2.理解配合物的结构与性质之 间的关系。3.认识配合物在生产生活和科学研究方面的广泛应用。
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研习任务一　配合物的形成
提供孤电子对　
接受孤电子对　
配位键　
空轨道　
孤电子对　
2. 配位化合物的组成
配位键　
离
子　
分子　
空轨道　
孤电子对　
孤电子对　
配位键　
3. 常见的能形成配合物的中心原子和配位体
Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋　
H2O、NH3、CO　
F－、Cl－、CN－　
自我　排查
正误判断
√
√


√
问题　探讨
实验目的 探究铜氨配合物的形成
实验操作步骤
实验现象 三支试管中先生成蓝色沉淀，之后随浓氨水的滴入，沉淀逐 渐溶解，最后变为深蓝色溶液
结论
1. 什么是配合物？
提示：由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 的化合物。
2. 配合物的形成条件是什么？
提示：①配位体有孤电子对，如中性分子H2O、NH3、CO等，离子有F－、Cl－、CN－等。
②中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Ag＋、Zn2＋等。
3. 配制银氨溶液时，向AgNO3溶液中滴加氨水，先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解， 为什么？
应用　体验
A. 配位化合物中必定存在配位键
B. 配位化合物中只有配位键
C. [Cu（H2O）4]2＋中的Cu2＋提供空轨道，H2O 中的O原子提供孤电子对，两者结合形 成配位键
D. 配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广 泛的应用
解析：配位化合物中一定含有配位键，但也可能含有其他化学键；[Cu（H2O）4]2＋中 Cu2＋提供空轨道，H2O中的O原子提供孤电子对，两者结合形成配位键。
B
A. 配位体仅为H2O，配位原子为O，外界为Br－
B. 中心原子的配位数为6
C. 在水溶液中，所有的Br－都能完全电离
D. Cr的化合价为＋2
①H2O　②NH3　③F－　④CN－　⑤CO
A. ①② B. ①②③④⑤
C. ①②③ D. ①②④
解析：①中的O，②中的N，③中的F，④中的C、N，⑤中的C、O均能提供孤电子对 与某些金属离子形成配位键。
B
B
A. [Cr（H2O）6]Cl3
B. [Cr（H2O）5Cl]Cl2·H2O
C. [Cr（H2O）4Cl2]Cl·2H2O
D. [Cr（H2O）3Cl3]·3H2O
A. ①② B. ①②③
C. ③④⑤ D. ①②⑤
B
D
Ag＋　
NH3　
2　
[Co（NH3）5Cl]2＋　
NH3、Cl－　
6　
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研习任务二　配合物的空间结构
教材　认知
1. 配合物的异构现象
（1）配合物的异构现象
（2）顺反异构
（3）配位异构
配位体与中心原子配位不同引起的异构，如[CrCl（H2O）5]Cl2·H2O与[CrCl2（H2O）4]Cl·2H2O。
两种　
两种以上　
空间排列方式　
同侧　
异侧　
2. 常见配合物离子的空间结构
配位数 杂化轨道类型 空间结构 结构示意图 实例
2 sp 直线形 [Ag（NH3）2]＋
[Cu（NH3）2]2＋
4 sp3 正四面
体形 [Zn（NH3）4]2＋
[CoCl4]2－
dsp2 平面正
方形 [Ni（CN）4]2－
[Cu（NH3）4]2＋
6 d2sp3 正八面
体形 [AlF6]3－
[Co（NH3）6]3＋
A. 直线形 B. 平面正方形
C. 正四面体形 D. 正八面体形
解析：Zn2＋的4s和4p轨道形成的4个sp3杂化轨道，与4个Cl－形成4个配位键，所以 [ZnCl4]2－的空间结构为正四面体形。
C
A. 当中心原子的配位数为6时，物质常呈八面体空间结构
B. [Ag（NH3）2]＋中Ag＋提供空轨道
C. 配位数为4的配合物均为正四面体形结构
D. 已知[Cu（NH3）2]2＋的中心原子采取sp杂化，则它们的空间结构为直线形
A. [Ag（NH3）2]＋中Ag＋空的5s轨道和5p轨道以sp杂化成键，空间结构为直线形
B. 配位数为4的配合物离子一定呈正四面体结构，配位数为6的配合物离子一定呈正 八面体结构
C. [Cu（NH3）4]SO4中所含的化学键有离子键、极性共价键和配位键
D. [Pt（NH3）6]2＋和[PtCl4]2－中，其中心离子的化合价都是＋2
C
B
解析：Ag＋外围电子排布式为4d10，4d轨道电子全充满，则1个5s轨道和1个5p轨道参 与杂化形成两个sp杂化轨道，这两个sp杂化轨道接受两个氮原子提供的孤电子对而形 成两个配位键，sp杂化空间结构为直线形，A正确；配位数为4的配合物可以为四面体 结构，也可以为平面四边形结构，B错误；[Cu（NH3）4]SO4属于离子化合物，含有 离子键，N—H键为极性共价键，Cu—N键为配位键，C正确；[Pt（NH3）6]2＋中， NH3可以看作一个整体，显0价，[PtCl4]2－中，Cl显－1价，故它们的中心离子的化合 价都是＋2，D正确。
4. Cu2＋能与NH3、H2O、Cl－等形成配位数为4的配合物。
A. 配位键
B. 极性共价键
C. 非极性共价键
D. 离子键
AB　
平面正方形
配合物结构的判断
（1）在判断配合物的空间结构时，首先要确定中心原子的杂化轨道类型，结合典型 实例的结构示意图再判断其空间结构。
（2）如果给定配合物的空间结构，则可推测中心原子的杂化轨道类型。
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研习任务三　配合物的性质与应用
（3）溶液的酸碱性强弱的改变
（4）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。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，就很难再与氧气分子结合，血红素失去输送氧气的功能，从而导 致人体CO中毒。
检验金属离子　
分离物质　
定量测定物质的
组成　
问题　探讨
1. 检验Fe3＋常用的方法是什么？
提示：检验Fe3＋常用的方法：取待测溶液少许，加KSCN溶液，若溶液变为血红色， 则含有Fe3＋。
2. 为什么Au不能溶于浓HNO3、浓HCl和浓H2SO4，但可溶于王水？
3. 为什么工业水进入锅炉前都要用三聚磷酸钠处理？
提示：工业水中含有较多的Ca2＋、Mg2＋等离子，长时间煮沸会生成锅垢，加入三聚 磷酸钠（Na5P3O10）后，三聚磷酸根离子可与Ca2＋、Mg2＋等离子结合生成可溶性稳 定配合物，可防止水垢的沉积，以确保锅炉安全。
4. 冶炼金的废水不能任意排放，排放前必须处理。为什么？
（2）炼金废水中含有配合物[Au（CN）2]－和[Zn（CN）4]2－，它们可产生有毒的CN－，当H＋与CN－结合生成HCN，毒性更强，可导致鱼类等水生物死亡，因此不能任 意排放。
（1）配合物的稳定性
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。当作为中心原子 的金属原子（或离子）相同时，配合物的稳定性与配位体的性质有关。
（2）配位键的稳定性
①电子对给予体形成配位键的能力：NH3＞H2O。
②接受体形成配位键的能力：H＋＞过渡金属＞主族金属。
③配位键越强，配合物越稳定。如稳定性Cu2＋←OH－＜Cu2＋←NH3＜H＋←NH3。
应用　体验
B. [Cu（NH3）4（H2O）2]2＋的配位数是6
C. NH3分子中H—N—H键的键角小于H2O分子中H—O—H键的键角
D. NH3和H2O与Cu2＋的配位能力：NH3＞H2O
C
解析：硫酸根离子的空间构型是正四面体形，故A正确；配位体是NH3和H2O，中心 离子是Cu2＋，配位原子是N和O，所以配位数是6，故B正确；水分子和氨气分子的价 层电子对互斥模型都是四面体结构，H2O中氧原子上有2对孤电子对，NH3中氮原子上 有1对孤电子对，所以水分子的键角小于氨气的键角，故C错误；电负性：O＞N，所 以N对电子吸引能力弱，NH3中N更容易给出自身的孤电子对形成配位键，所以NH3和 H2O与Cu2＋的配位能力：NH3＞H2O，故D正确。
2. 无水CoCl2为深蓝色，吸水后变为粉红色的水合物，水合物受热后又变成无水 CoCl2，故常在实验室中用作吸湿剂和空气湿度指示剂。
　　深蓝色　　　　　粉红色
现有65 g无水CoCl2，吸水后变成CoCl2· x H2O 119 g。
6　
解析：（2）化合物CoCl2·6H2O中Co2＋的配位数为6，而且经定量测定得知内界和外界占有Cl－个数比为1∶1，即各有1个氯离子，则内界中含有1个氯离子和5个水分子；外界有1个氯离子，另外还有1个结晶水，所以化学式可表示为[CoCl（H2O）5]Cl·H2O。
[CoCl（H2O）5]Cl·H2O　
a.与Fe3＋配合的SCN－数目增多
b.血红色离子的数目增多
c.血红色离子的浓度增大
解析：两种化合物之间相互交换成分，生成另外两种化合物的反应是复分解反应。复 分解反应进行的条件为有气体、沉淀或难电离物质生成。颜色的深浅与有色物质的浓 度有关。
复分解反应　
难电离　
c　
4. 向盛有少量氯化钠溶液的试管中滴加少量硝酸银溶液，生成白色沉淀；再向试管中 滴加浓氨水，沉淀溶解。
（1）写出上述实验中发生反应的化学方程式：
解析：（1）氯化银难溶于水，氯化钠与硝酸银在溶液里反应生成的白色沉淀是氯化 银。由配合物[Ag（NH3）2]OH知，氯化银溶于浓氨水的原因应是生成了稳定性更强 的配合物[Ag（NH3）2]Cl。
氯化二氨合银　
解析：（2）已知[Ag（NH3）2]OH读作氢氧化二氨合银，则[Ag（NH3）2]Cl应读作氯化二氨合银。
AgCl难溶于水（或AgCl在水中溶解度
小）
[Ag（NH3）2]Cl或[Ag（NH3）2]＋更稳定
浓氨
水
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课时作业
A. 离子键、配位键
B. 非极性共价键、配位键
C. 极性共价键、非极性共价键
D. 极性共价键、配位键
解析：[TiCl（H2O）5]2＋中含有原子之间的极性共价键以及配位键。
D
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A. NH3、BF3都是平面三角形分子
B. NH3、BF3的中心原子采取的都是sp3杂化
C. 形成配合物时NH3中N原子提供的是孤电子对，BF3中B原子提供空轨道
D. 形成配合物时BF3中B原子提供的是孤电子对，NH3中N原子提供空轨道
解析：NH3是三角锥形分子，A错误；NH3中N原子的杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对 数＝3＋1＝4，采取的是sp3杂化，BF3中B形成3个σ键，无孤电子对，B原子的杂化轨 道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋0＝3，采取的是sp2杂化，B错误；NH3·BF3中，N原 子有孤电子对，所以NH3提供孤电子对，BF3提供空轨道，形成配位键，C正确； NH3·BF3中B原子有空轨道，所以BF3提供空轨道，NH3提供孤电子对，形成配位键， 使B、N原子都达到8电子稳定结构，D错误。
C
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A. 反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2＋的浓度不变
B. 沉淀溶解后，生成深蓝色的配离子[Cu（H2O）4]2＋
C. 该实验能证明[Cu（NH3）4]2＋比Cu（OH）2稳定
D. 在配离子[Cu（NH3）4]2＋中，Cu2＋提供孤电子对，NH3提供空轨道
C
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A. 配位体只有NH3
B. 该配合物中中心原子的配位数是4
C. 该配离子不可能是平面四边形结构
D. 该配合物中只含有离子键和配位键
B
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①a和b属于同一种物质　②a和b互为同分异构体　③a和b的空间结构是平面四边形　 ④a和b的空间结构是四面体
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
解析：因为a和b具有不同的特性，所以a和b不是同一种物质；性质不同说明结构不 同，而a和b的分子式相同，故二者互为同分异构体；a和b若为四面体，则没有这两种 同分异构体，因此a和b只能是平面四边形。
C
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A. 甲、乙、丙为同一物质
B. 配位体均为Cl－
C. 铬元素均显＋3价
D. 甲的化学式为[Cr（H2O）6]Cl3
解析：由题意知，甲、乙、丙分子式相同，结构不同，属于不同的物质，A错误；由 题意知，铬的配合物中的配位数均是6，故配位体除氯离子外，还有水，B错误；该 化合物中铬元素化合价相同，均为＋3价，C正确；甲的化学式应为[CrCl（H2O）5]Cl2·H2O，D错误。
C
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A. 此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B. 配离子为[Fe（CN）5（NO）]2－，中心原子为Fe3＋，配位数为6，配位原子有C和N
C. 1 mol配合物中σ键数目为12 NA
D. 该配合物为离子化合物，易电离，1 mol配合物电离共得到3 NA个阴、阳离子
解析：Na＋与[Fe（CN）5（NO）]2－存在离子键，NO分子、CN－与Fe3＋形成配位 键，碳氮之间、氮氧之间存在极性共价键，不存在非极性键，A错误；NO分子、CN－与Fe3＋形成配位键，共有6个，配位原子有C和N，B正确；1 mol配合物中σ键数目为 （5×2＋1×2） mol× NA mol－1＝12 NA，C正确；配合物Na2[Fe（CN）5（NO）]为 离子化合物，1 mol配合物可电离2 mol Na＋与1 mol [Fe（CN）5（NO）]2－，共得到3 NA个阴、阳离子，D正确。
A
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A. Fe3＋有23种空间运动状态的电子
B. 该配离子中含有6个配位体
C. 该配离子中碳原子的杂化类型有sp2、sp3杂化
D. 该配离子中含有的化学键有离子键、极性键、非极性键、配位键
C
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解析：Fe的原子序数为26，Fe原子失去4s能级上的2个电子和3d能级的1个电子形成 Fe3＋，则Fe3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，电子占有轨道数为14，有14种空间 运动状态的电子，A错误；该配离子中含有6个配位键，有3个配位体，B错误；双键 上的C原子形成3个σ键且无孤电子对，采用sp2杂化，饱和C原子价层电子对数为4，采 用sp3杂化，C正确；该配离子中含有的化学键有极性键、非极性键、配位键，不含离 子键，D错误。
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A. 溶液颜色由黄色变为红色
C. SCN－和CN－与Fe3＋的配位能力：SCN－＞CN－
D. 1 mol K3[Fe（CN）6]中含σ键的物质的量为12 mol
D
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解析：向盛有少量蒸馏水的试管里滴加2滴K3[Fe（CN）6]溶液，然后再滴加2滴硫氰 化钾溶液，溶液不变色，A错误；[Fe（CN）6]3－中由Fe3＋提供空轨道，CN－提供孤 电子对，B错误；向K3[Fe（CN）6]溶液中滴加2滴硫氰化钾溶液时，溶液不变色，说 明SCN－和CN－与Fe3＋的配位能力：CN－＞SCN－，C错误；K3[Fe（CN）6]电离生成 K＋和[Fe（CN）6]3－，[Fe（CN）6]3－中Fe3＋与CN－形成配位键，CN－中含有碳氮三 键，1个三键中含有2个π键和1个σ键，所以1 mol K3[Fe（CN）6]中含σ键的物质的量为 2×6 mol＝12 mol，D正确。
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B. 1 mol Fe（CO）5配合物中含有5 mol配位键
C. 配合物K4Fe（CN）6中的配位原子是C
C
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解析：Cu2＋的价电子排布式为3d9，如题图，Cu2＋与4个N原子形成配位键，Cu2＋的配 位数为4，乙二胺中有2个N原子，Cu2＋与2个乙二胺配位，配位体数为2，A错误；Fe 与CO形成5个配位键，CO分子中氧原子提供1对电子与C原子形成1个配位键，1个Fe （CO）5分子含有10个配位键，1 mol Fe（CO）5分子含有10 mol 配位键，B错误；配 合物K4Fe（CN）6中的配位体是CN－，其中得到的电子在C原子上，故C原子上的1对 孤对电子与亚铁离子形成配位键，C正确；内界配位体Cl－不与Ag＋反应，外界Cl－与 Ag＋反应，在1 mol该配合物中加入AgNO3溶液可以得到2 mol AgCl沉淀，D错误。
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解析：（1）NH3中N原子为sp3杂化，N原子上有一对孤电子对，BF3中B原子为sp2杂 化，杂化轨道与F原子形成3个共价键，故有一个2p空轨道与NH3形成配位键。
N
B
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a.离子键 b.配位键
c.共价键 d.σ键
解析：（2）N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，可见它是离子晶体，晶体内存在离子 键、共价键、配位键、σ键。
abcd
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a.离子键 b.金属键
c.极性键 d.非极性键
解析：（3）Cu2＋中存在空轨道，而OH－中O原子上有孤电子对，故O与Cu之间以配 位键结合。Na2[Cu（OH）4]为离子化合物，Na＋与[Cu（OH）4]2－之间以离子键结 合，O—H键为极性键。
　
ac
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解析：（4）Cu2＋提供空轨道，N原子提供孤电子对，Cu2＋与NH3分子之间形成配位 键，NH3分子中N、H原子之间以共价键结合，内界[Cu（NH3）4]2＋与外界Cl－以离子 键结合。
离子
键
配位键
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12. （1）硫酸镍溶于氨水形成[Ni（NH3）6]SO4蓝色溶液。
正四面体形　
配位键　
N　
（2）银氨溶液的主要成分是[Ag（NH3）2]OH，配制方法是向AgNO3溶液中滴加氨水 至沉淀刚好完全溶解为止，得到澄清的银氨溶液。
平面三角形　
2　
C的电负性比N小，吸引孤电
子对的能力比N弱
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