1、第四节配合物与超分子一、配合物1配位键(1)概念：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的共价键。【注】配位键是一种特殊的共价键。配位键中的共用电子对是由成键单方提供的，而其他的共价键的共用电子对是由成键双方提供的。(2)配位键的形成条件成键原子一方能提供孤电子对。如分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl、OH、CN、SCN等。成键原子另一方能提供空轨道。如H、Al3、B及过渡金属的原子或离子。(3)配位键同样具有饱和性和方向性。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的，如Ag形成2个配位键；Cu2形成4个配位键等。2配位化合物 (1)配合物的概念：把金属
2、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。如Cu(NH3)4SO4、Ag(NH3)2OH、NH4Cl等均为配合物。(2)配合物的形成实验操作实验现象有关离子方程式滴加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐溶解，滴加乙醇后析出深蓝色晶体Cu(NH3)4SO4H2OCu22NH3H2O=Cu(OH)22NH、Cu(OH)24NH3=Cu(NH3)422OH溶液变血红色Fe33SCN=Fe(SCN)3白色的AgCl沉淀消失，得到澄清的无色溶液A_gCl2NH3Ag(NH3)_2Cl上述实验现象产生的原因主要是配
3、离子的形成。以配离子Cu(NH3)42为例，NH3分子中氮原子的孤电子对进入Cu2的空轨道，Cu2与NH3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤电子对形成配位键。配离子Cu(NH3)42可表示为。(3)配合物的组成配合物Cu(NH3)4SO4其组成如下图所示：中心原子是提供空轨道接受孤电子对的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子)，过渡金属离子最常见的有Fe3、Ag、Cu2、Zn2等。配体是提供孤电子对的阴离子或分子，如Cl、NH3、H2O等。配体中直接同中心原子配位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，如NH3中的N原子，H2O中的O原子等。配位数是直接与中
4、心原子形成的配位键的数目。如Fe(CN)64中配位数为6。3配合物的形成对物质性质的影响(1)溶解性的影响：一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以依次溶于含过量Cl、Br、I、CN和氨的溶液中，形成可溶性的配合物。 (2)颜色的改变：当简单离子形成配离子时，颜色常发生变化，根据颜色的变化可以判断是否有配离子生成。如Fe3与SCN在溶液中可生成配位数为16的配离子，这种配离子的颜色是血红色的，反应的离子方程式如下： Fe3nSCN=Fe(SCN)n3n(n16)。(3)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。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的
5、稳定性与配体的性质有关。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O2分子结合，使血红蛋白失去输送O2的功能，从而导致人体CO中毒。4配合物内界中共价键数目的判断若配体为单核离子如Cl等，可以不予计入，若为分子，需要用配体分子内的共价键数乘以该配体的个数，此外，还要加上中心原子与配体形成的配位键，这也是键。例如：配合物Co(NH3)4Cl2Cl的共价键数为344218。【拓展】配位键与共价键的关系形成过程不同：配位键实质上是一种特殊的共价键，在配位键中一方提供孤电子对，另一方具有能够接受孤电子对的空轨道。普通共价键
6、的共用电子对是由成键原子双方共同提供的。配位键与普通共价键的实质相同。它们都被成键原子双方共用，如在NH中有三个普通共价键、一个配位键，但四者是完全相同的。同普通共价键一样，配位键可以存在于分子中如Ni(CO)4，也可以存在于离子中(如NH)。二、超分子1概念：由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。【注】超分子定义中的分子是广义的，包括离子。2超分子的实例(1)分离C60和C70(2)冠醚识别碱金属离子冠醚是皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子(3)超分子两个的重要特征分子识别、自组装。练习1下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是()A配位化合物中必定存
7、在配位键B配位化合物中只有配位键CCu(H2O)42中的Cu2提供空轨道，H2O中的氧原子提供孤电子对形成配位键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着广泛的应用答案 B含有配位键的化合物就是配位化合物，但配位化合物还会含有共价键、离子键等，B错误。练习2(1)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物Zn(NH3)4Cl2，1 mol该配合物中含有键的数目为_。(2)关于配合物Zn(NH3)4Cl2的说法正确的是_。A配位数为6B配体为NH3和ClCZn(NH3)42为内界DZn2和NH3以离子键结合解析(1)Zn(NH3)4Cl2中Zn(NH3)42与Cl形成离子键
8、，而1个Zn(NH3)42中含有4个NZn键(配位键)和12个NH键，共16个键，故1 mol该配合物中含有16 mol 键，即16NA。(2)Zn2的配位原子个数是4，所以其配位数是4，故A错误；该配合物中氮原子提供孤电子对，所以NH3是配体，故B错误；Zn(NH3)4Cl2中外界是Cl，内界是Zn(NH3)42，故C正确；该配合物中，锌离子提供空轨道，氮原子提供孤电子对，所以Zn2和NH3以配位键结合，属于特殊共价键，不属于离子键，故D错误。答案(1)16NA(2)C练习3(1)在Ni(NH3)62中Ni2与NH3之间形成的化学键称为_，提供孤电子对的成键原子是_。(2)CaF2难溶于水，但可溶于含Al3的溶液中，原因是_。 (用离子方程式表示，已知AlF在溶液中可稳定存在)。(3)配合物Cr(H2O)63中，与Cr3形成配位键的原子是_(填元素符号)。解析(1)Ni2与NH3之间形成共价键时Ni2提供空轨道，N提供孤电子对，形成配位键。(2)CaF2中存在沉淀溶解平衡：CaF2(s)Ca2(aq)2F(aq)，溶液中的F与Al3形成配位离子AlF，使沉淀溶解平衡向右移动，导致氟化钙溶解。(3)H2O分子中的O原子有孤电子对，能与Cr3形成配位键。 答案(1)配位键N(2)3CaF2Al3=3Ca2AlF(3) O6
