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第三章 晶体结构与性质
第四节 配合物与超分子(第一课时）
《物质结构与性质》
无水硫酸铜是白色的，但CuSO4·5H2O却是蓝色的，这是为什么呢？
你知道吗
无水硫酸铜
CuSO4·5H2O
《物质结构与性质》
观察下列溶液的颜色，有什么规律？
CuSO4溶液 CuCl2溶液 CuBr2溶液
K2SO4溶液无色 NaCl溶液无色 KBr溶液无色
共同点：都有Cu2+
初步结论：Cu2+是蓝色的
相同阴离子的溶液对照：
蓝色不是由这些阴离子导致的
【观察 思考】
《物质结构与性质》
观察下列物质的颜色
CuSO4溶液 CuCl2溶液 CuBr2溶液
蓝色 蓝色 蓝色
CuSO4晶体 CuCl2晶体 CuBr2晶体
白色 棕色 深褐色
【观察 思考】
固态二价铜盐不一定显蓝色
结论修正：Cu2+在水溶液中常显蓝色
《物质结构与性质》
理论解释：Cu2+与水分子结合显蓝色
CuSO4·5H2O晶体
Cu2+与H2O结合显蓝色，从成键角度分析Cu2＋与H2O是怎样结合的？
【交流 研讨】
【思 考】依据电子式，讨论NH3与H＋是如何形成NH4＋的？
H+ +
这类“电子对给予-接受”键被称为配位键。
【信 息】Cu2+ + 4H2O = [Cu(H2O)4]2＋（蓝色）
孤电子对
【任务一：初识配位化合物】
《物质结构与性质》
孤电子对
O
H
H
Cu2+
Cu2+
OH2
H2O
H2O
H2O
配位键
【思考 交流】
类比NH4＋的形成，推测 [Cu(H2O)4]2＋的形成
Cu2+与H2O结合显蓝色，从成键角度分析Cu2＋与H2O是怎样结合的？
【信 息】Cu2+ + 4H2O = [Cu(H2O)4]2＋（蓝色）
电子对给予体
电子对接受体
具有空轨道
中心离子
配位体
《物质结构与性质》
配位键是一种特殊的共价键，同样具有饱和性和方向性。
配位键的表示：(电子对给予体)A→B(电子对接受体)或A—B。例如H3O+
配位键
配位键的定义：“电子对给予-接受”键被称为配位键。
[ Cu (H2O)4 ]2+
配
位
体
配
位
数
中
心
离
子
配
位
原
子
四氨合铜离子
《物质结构与性质》
资料：
Cu2+与Cl-可以形成一系列的配合物，在Cl-浓度极高时，形成CuCl42-呈黄色。
CuCl42-也是配离子，是配阴离子，称为四氯合铜酸根。
配位体：
中心离子：
配位数：
Cu2+
Cl-
4
《物质结构与性质》
CuSO4·5H2O晶体 CuCl2·2H2O晶体
绿色
蓝色
（1）中心原子(离子)：提供空轨道的金属离子或原子。
一般是过渡金属，必须有空轨道。如Ni、Fe3+、Cu2+、Ag+等
（2）配位体：含有孤电子对的分子或离子。
NH3 H2O CO Cl- SCN- CN- OH-
（3）配位原子：配位体中具有孤电子对的原子。
一般是ⅤA Ⅵ A ⅦA的非金属原子。如N O Cl- S等
（4）配位数：直接同中心原子配位的原子数目，一般是2、4、6、8。
（5）配离子的电荷：等于中心离子和配体总电荷的代数和。
如：[Fe(SCN)6]3-
《物质结构与性质》
配位化合物
通常把金属离子或原子(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
【任务二：再识配位化合物】
[Cu(H2O)4]SO4
== [Cu(H2O)4]2＋ + SO42-
硫酸四氨合铜
内界
外界
CuSO4溶液
《物质结构与性质》
实验3-3
【任务三：了解更多配位化合物】
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](OH)2
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
《物质结构与性质》
四氨合铜离子
Cu
NH3
NH3
H3N
NH3
2+
配体：NH3
[Cu(NH3)4](OH)2== [Cu(NH3)4]2++2OH-
[Cu(NH3)4]SO4== [Cu(NH3)4]2+ + SO42-
实验证明深蓝色都是由于存在 [Cu(NH3)4]2+
《物质结构与性质》
Cu
NH3
NH3
H3N
NH3
2+
实验3-4
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-的浓度而异
配位数可为1—6
SCN-作为配体与Fe3+配位，显红色，用于检验Fe3+
《物质结构与性质》
实验3-5
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
AgCl+2NH3=== [Ag(NH3)2]Cl
Ag++Cl-===AgCl↓
先产生白色沉淀,滴加氨水后白色沉淀溶解
[Ag(NH3)2]Cl==[Ag(NH3)2]+ + Cl-
Ag
NH3
H3N
+
二氨合银离子
配位体：NH3
中心离子：Ag+
配位数：2
配合物的应用
（1） 在生命体中的应用
（2）在医药中的应用
叶绿素
血红素
抗癌药物
酶
维生素B12
钴配合物
含锌的配合物
（3） 配合物与生物固氮
固氮酶
（4）在生产生活中的应用
王水溶金
H[AuCl4]
电解氧化铝的助熔剂 Na3[AlF6]
热水瓶胆镀银 [Ag(NH3)2]+
《物质结构与性质》
应用体验
1.下列不能形成配位键的组合是
A.Ag＋、NH3 B.H2O、H＋ C.Co3＋、CO D.Ag＋、H＋
√
2.下列分子或离子中，能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是
①H2O　②NH3　③F－　④CN－　⑤CO
A.①② B.①②③ C.①②④ D.①②③④⑤
√
3.配位化学创始人维尔纳发现，CoCl3 6NH3（黄色）这种物质在150℃持续加热，无氨气放出，将1mol该物质溶于水，电离出4mol离子，再加足量的AgNO3溶液，生成3molAgCl沉淀，请根据实验事实用配合物的形式写出它的化学式 ．
[Co(NH3)6]Cl3
《物质结构与性质》
4、完成下列空格
配合物 内界（配离子） 外界 中心原子(离子) 配位体 配位数
(NH4)2[PtCl6]
K2[Cu(CN)4]
[Cd(NH3)4](OH)2
Na3[AlF6]
Ni(CO)4
[PtCl6]2-
NH4+
Pt4+
Cl-
6
[Cu(CN)4]2－
K＋
Cu2＋
CN－
4
6
[AlF6]3－
Na＋
Al3＋
F－
Ni(CO)4
Ni
CO
4
[Cd(NH3)4]2＋
OH－
Cd2＋
NH3
4
《物质结构与性质》
总反应：[Cu(H2O)4]2＋+ 4NH3 = [Cu(NH3)4]2＋ + 4H2O，能发生的原因？
Cu2+ + 4H2O == [Cu(H2O)4]2＋
【思 考】从结构角度解释，为什么Cu2+与NH3形成的配位键比Cu2+与
H2O形成的配位键强？

+
4NH3
[Cu(NH3)4]2＋
=
←平衡向左移动
【拓展】
CuSO4(aq) 蓝色沉淀
氨水
氨水
深蓝色溶液
提示：H2O、NH3同为中性分子，但电负性N＜O，N比O更容易给出孤对电子，与Cu2＋形成的配位键更强。
《物质结构与性质》
【问 题】 [Cu(NH3)4]2＋是否牢不可破？
【实 验】 将深蓝色溶液溶液分成两份，向其中一份中逐滴滴加
1mol/LH2SO4溶液，边加边振荡，对比观察现象。
【拓展】
CuSO4（aq） 蓝色沉淀
氨水
氨水
深蓝色溶液
稀H2SO4
稀H2SO4
Cu2+ + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2＋
+
4NH4+
4H+

←平衡向左移动

[Cu(NH3)4]2＋ + 4H+ Cu2+ + 4NH4+
《物质结构与性质》
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《物质结构与性质》

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