化学选修三配合物课件.ppt

1、杂化轨道理论的理论要点 形成分子时，由于原子间的相互作用，使同一原子中能量相近的不同类型原子轨道，发生混合，重新组合为一组能量相等的新轨道称为杂化轨道。复习复习杂化轨道的角度部分杂化轨道的角度部分一头大，一头小，一头大，一头小，成键时利用大的一头，可以使轨道重叠成键时利用大的一头，可以使轨道重叠程度更大，从而形成稳定的化学键。即程度更大，从而形成稳定的化学键。即杂化轨道增强了成键能力杂化轨道增强了成键能力。 杂化前后杂化前后原子轨道数目不变原子轨道数目不变。杂化后杂化后轨道伸展方向，形状发生改变轨道伸展方向，形状发生改变。杂杂 化化 类类 型型spspspsp2 2spsp3 3参与杂化的参与

2、杂化的原子轨道原子轨道1 1个个 s + 1s + 1个个p p1 1个个s + 2s + 2个个p p1 1个个s + 3s + 3个个p p杂杂 化化 轨轨 道道 数数2个sp杂化轨道3个sp2杂化轨道4个sp3杂化轨道杂化轨道杂化轨道间夹角间夹角180012001090 28 空空 间间 构构 型型直 线正三角形正四面体实实 例例BeCl2 , C2H2BF3 , C2H4CH4 , CCl4三种三种SPSP杂化轨道的比较杂化轨道的比较 杂化轨道的应用范围杂化轨道的应用范围: : 杂化轨道只应用于形成杂化轨道只应用于形成 键或者用键或者用来容纳未参加成键的孤对电子。来容纳未参加成键的孤对

3、电子。杂化方式的判断方法：杂化方式的判断方法：价层电子对数价层电子对数n （主族元素）（主族元素）ABn 立体结构立体结构 中心原子杂化方式中心原子杂化方式n=2 直线形直线形 spn=3 平面三角形平面三角形 sp2n=4 正四面体形正四面体形 sp3 =中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数中心原子孤对电子对数中心原子结合的原子数杂化轨道数杂化轨道数 = = 价层电子对数价层电子对数中心原子结中心原子结合的原子数合的原子数中心原子孤中心原子孤对电子数对电子数中心原子结中心原子结合的原子数合的原子数杂化轨道数杂化轨道数杂化类型杂化类型空间结构空间结构HCNSO2NH2BF3H3O+SiCl

4、4CHCl3NH4+SO4 2022sp直线形直线形123sp2V形形224sp3V形形033sp2平面三角形平面三角形134sp3三角锥形三角锥形044sp3正四面体正四面体044sp3四面体四面体044sp3正四面体正四面体044sp3正四面体正四面体 1、下列分子中的中心原子杂化轨道、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是的类型相同的是 ( ) ACO2与与SO2 BCH4与与NH3 CBeCl2与与BF3 DC2H2与与C2H4B2 2、对对SOSO2 2与与COCO2 2说法正确的是说法正确的是( )( )A.A.都是直线形结构都是直线形结构B.B.中心原子都采取中心原子都采取s

5、psp杂化轨道杂化轨道C.SC.S原子和原子和C C原子上都没有孤对电子原子上都没有孤对电子D.SOD.SO2 2为为V V形结构，形结构， COCO2 2为直线形结构为直线形结构D中心原子结中心原子结合的原子数合的原子数中心原子孤中心原子孤对电子数对电子数中心原子结中心原子结合的原子数合的原子数杂化轨道数杂化轨道数杂化类型杂化类型空间结构空间结构PCl3BCl3CS2Cl2O134直线形直线形033sp2sp3V形形022sp2平面三角形平面三角形224sp3三角锥形三角锥形3 3、写出下列分子的中心原子可能采用的杂化轨、写出下列分子的中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。道

6、类型，并预测分子的几何构型。 (1)PCI(1)PCI3 3 (2)BCl (2)BCl3 3 (3)CS (3)CS2 2 (4) C1 (4) C12 2O O第二节第二节 分子的立体构型分子的立体构型第三课时CuSO45H2OCuSO4 5H2O晶体晶体四、配合物理论简介四、配合物理论简介Cu(NH3)42+Cu(H2O)42+SO42 天蓝色天蓝色 天蓝色天蓝色天蓝色天蓝色 无色无色 无色无色 无色无色Na+Cl-K +Br -K +实验探究实验探究2121固体固体溶液溶液颜色颜色无色离子：无色离子：CuSO4CuCl22H2O CuBr2NaClK2SO4KBr向盛有固体样品的试管中

7、，分别加向盛有固体样品的试管中，分别加1/31/3试管试管水溶解固体，观察实验现象并填写下表水溶解固体，观察实验现象并填写下表什么离子什么离子呈天蓝色：呈天蓝色：白色白色白色白色白色白色 白色白色绿色绿色深褐色深褐色思考与思考与交流交流1 1为什么为什么CuSO4 5H2O晶体是蓝晶体是蓝色而无水色而无水CuSO4 是白色？是白色？思考与思考与交流交流2 2CuCu2+2+与与H H2 2O O是如何结合的呢？是如何结合的呢？ 1 1、在强酸溶液电离的过程中，、在强酸溶液电离的过程中， H H2 2O O能与能与H H+ +结结合形成合形成H H3 3O O+ +，请用电子式表示请用电子式表示

8、H H与与O O形成形成H H2 2O O的的过程，比较过程，比较H H2 2O O和和H H3 3O O+ +的电子式，讨论的电子式，讨论H H2 2O O与与H H+ +是如何形成是如何形成H H3 3O O+ +？OH2XOXHHX+H2O和和H+是如何结合的？是如何结合的？OXHHXH+XH O +HHX+1s0孤电子对孤电子对共用电子对共用电子对一）配位键一）配位键 1 1 定义定义： 2 2 配位键的形成条件配位键的形成条件一方提供一方提供孤电子对孤电子对另一方提供另一方提供空轨道空轨道提供孤电子对提供孤电子对的原子的原子( (或分子或分子) )与与接接受孤电子对受孤电子对的原子（

9、或离子）之间的原子（或离子）之间形成的共价键形成的共价键注意：注意： 配位键是配位键是特殊特殊的共价键的共价键XH O +HHX 3 3 配位键的表示方法配位键的表示方法HHO HHH+O HHH可用可用AB表示表示A表示提供孤对电子的原子，叫电子给予体或配表示提供孤对电子的原子，叫电子给予体或配位体，常为位体，常为N、O、P、S、卤素的原子或离子、卤素的原子或离子B表示接受电子的原子，叫接受体，一般为表示接受电子的原子，叫接受体，一般为过渡过渡金属金属Cu2+与与H2O是如何结合的呢？是如何结合的呢？Cu2+提供提供空轨道接空轨道接受孤对电子受孤对电子提供提供孤电子对孤电子对H2OCu(H2

10、O)42+思考CuOH2H2OH2OH2O2+ 除水外，是否有其他配体？ 实验实验2-22-2 思考 向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续添加氨水，沉淀溶解首先形成蓝色沉淀，继续添加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，若加入极性较小的，得到深蓝色的透明溶液，若加入极性较小的溶剂（如乙醇），将析出深蓝色的晶体。溶剂（如乙醇），将析出深蓝色的晶体。天蓝色天蓝色溶液溶液蓝色蓝色沉淀沉淀深蓝色深蓝色溶液溶液Cu(OH)Cu(OH)2 2H H2 2O OCu Cu H H2 2O OH H2 2O OOHOH2 22+Cu Cu H H3 3

11、N N2+NHNH3 3NHNH3 3NHNH3 3深蓝色深蓝色晶体晶体Cu(NH3) 4 SO4H2O+乙醇乙醇静置静置思考与交流思考与交流3 3 原因是乙醇溶解后，降低了原因是乙醇溶解后，降低了 Cu(Cu(NHNH3 3) )4 4 SOSO4 4 H H2 2O O 的溶解度的溶解度氨水氨水氨水氨水原因分析原因分析：Cu2+2NH3H2O = Cu(OH)2+2NH4+Cu(OH)2+4NH3H2O = + 2OH-+4H2OCu2+4NH3H2O = Cu(NH3)42+4H2O总反应的离子方程式总反应的离子方程式第一步得蓝色沉淀第一步得蓝色沉淀第二步沉淀溶解，得深蓝色透明溶液第二步

12、沉淀溶解，得深蓝色透明溶液 Cu(NH3)42+NH3 的电子式为的电子式为NHHH：Cu1s22s22p63s23p63d104s1Ar 3d104s13d4s4pdsp2杂化轨道杂化轨道 Cu2+ Ar 3d94s04p0sp3杂化轨道杂化轨道 Cu(NH3)42+离子离子NH3NH3NH3H3NCu2 2+ +平面正方形平面正方形向实验向实验2222深蓝色溶液中深蓝色溶液中滴加硫酸滴加硫酸，观察，观察实验现象，由此现象变化说明了什么实验现象，由此现象变化说明了什么天蓝色天蓝色溶液溶液+ +硫酸硫酸H H2 2O OCu Cu H H2 2O OH H2 2O OOHOH2 22+CuCu

13、2+2+ OHOH2 2CuCu2+2+ NHNH3 3H H+ + NHNH3 3配位键的稳定性配位键的稳定性H HN N H HH HH H+深蓝色深蓝色溶液溶液Cu Cu H H3 3N N2+NHNH3 3NHNH3 3NHNH3 3H H2 2O OCu Cu H H2 2O OH H2 2O OOHOH2 22+天蓝色天蓝色溶液溶液NH3 + H+ NH4+N:HHH+ H+NHHHH+孤对电子孤对电子空轨道空轨道 配位键的强度有大有小配位键的强度有大有小，当遇上配合能，当遇上配合能力更强的配体时，一种配离子可能会转变成力更强的配体时，一种配离子可能会转变成另一种另一种更稳定的配离

14、子更稳定的配离子。在盛有未知溶液的试管中滴在盛有未知溶液的试管中滴加硫氰化钾（加硫氰化钾（KSCNKSCN）溶液）溶液现象：现象：生成血红色溶液生成血红色溶液原因：原因：生成生成Fe(SCN)n3-n(n=16)作用：作用：检验或鉴定检验或鉴定Fe3+Fe3+3SCN = Fe(SCN)3 血红色血红色实验实验2-32-3 由于该离子的颜色极似血液，常被用于电由于该离子的颜色极似血液，常被用于电影特技和魔术表演。影特技和魔术表演。二）配合物二）配合物 1 1 定义定义 通常把通常把接受孤电子对接受孤电子对的金属离子的金属离子（或原子）与某些（或原子）与某些提供孤电子对提供孤电子对的分的分子或离

15、子以子或离子以配位键配位键结合形成的化合物结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物称为配位化合物，简称配合物2 配合物的组成配合物的组成主要是一些过渡金属主要是一些过渡金属，如铁、钴、镍、铜、，如铁、钴、镍、铜、银、金、铂等金银、金、铂等金 属元素的离子；属元素的离子； 或是具有高化合价的非金属元素，或是具有高化合价的非金属元素，硼，硅、硼，硅、磷等，如磷等，如NaBF4 中的中的B()、K2SiF6中的中的Si()和和NH4PF6中的中的P()；或是不带电荷的中性原子，或是不带电荷的中性原子，如如Ni(CO)4, Fe(CO)5中的中的Ni, Fe都是中性原子，都是中性原子，（1 1）中心

16、原子（离子）中心原子（离子 提供空轨道提供空轨道接受接受孤对电子的原子（离子）孤对电子的原子（离子） Cu(NH3)4SO4中，中，NH3是配位体，是配位体，N为配位原子。为配位原子。a. 单齿配位体单齿配位体(一个配位体中只有一个配位原子一个配位体中只有一个配位原子)含氮配位体含氮配位体 NH3 , NCS - ;含硫配位体含硫配位体 SCN- ;含卤素配位体含卤素配位体 F- , Cl- , Br- , I- ; 含碳配位体含碳配位体 CN- , CO 含氧配位体含氧配位体 H2O, OH- ，羧酸，醇，醚等，羧酸，醇，醚等b. 多齿配位体多齿配位体(有两个或两个以上的配位原子有两个或两个

17、以上的配位原子) 如乙二胺如乙二胺 NH2一一CH2一一CH2一一NH2 简写为简写为en，（2）配位体配位体和配位原子和配位原子 ：提供提供孤对电子的离子或分子；可以是中性分子或阴离子孤对电子的离子或分子；可以是中性分子或阴离子配位原子通常是配位原子通常是主族非金属原子主族非金属原子 （3 3）配位数）配位数与中心离子直接以配位键结合的配位体原子个数与中心离子直接以配位键结合的配位体原子个数例：例：AlF63- 配位数配位数6 、 Cu(NH3)4SO4 配位数配位数4 、 Co(NH3)2(en)2(NO3)3 配位数配位数6 *中心离子的电荷高，对配位体的吸引力较强中心离子的电荷高，对配

18、位体的吸引力较强，有，有利于形成配位数较高的配合物。利于形成配位数较高的配合物。 常见的配位数与中心离子的电荷数有如下的关系：常见的配位数与中心离子的电荷数有如下的关系： 中心离子的电荷：中心离子的电荷：+1 +2 +3 +4 常见的配位数：常见的配位数： 2 4(或或6) 6(或或4) 6(或或8)*中心离子半径越大，其周围可容纳配体就越多，中心离子半径越大，其周围可容纳配体就越多，配位数越大配位数越大。（4）内界离子很难电离，其电 离程度很小 Cu(NH3)4SO4=Cu(NH3)42+SO42- Cu(NH3)42+ Cu2+4NH3 3. 3. 配离子的电荷配离子的电荷配离子的电荷等于

19、中心离子电荷与配位体总电配离子的电荷等于中心离子电荷与配位体总电荷的代数和荷的代数和。 如如 K2PtCl44 4 配合物的命名配合物的命名（1 1）配离子配离子 ：从右向左从右向左六氰合铁（六氰合铁（）酸钾）酸钾氢氧化二氨合银（氢氧化二氨合银（）三氯一氨合铂（三氯一氨合铂（）酸钾）酸钾硫酸四氨合铜（硫酸四氨合铜（）Cu(NHCu(NH3 3) )4 4 SOSO4 4K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 Ag(NHAg(NH3 3) )2 2OH OH KPt(NHKPt(NH3 3)Cl)Cl3 3 练习：练习：配位数配位数配位体名称配位体名称合合中心离子中心离子(用罗马数用罗马数字

20、表示化合价字表示化合价)，（2 2）配合物）配合物类似于酸、碱、盐类似于酸、碱、盐 形成配合物时性质的改变形成配合物时性质的改变1、颜色的改变、颜色的改变Fe3+ + nNCS- = Fe(NCS)n(n-3)- 2、溶解度的改变：、溶解度的改变：AgCl HCl AgCl2- + H+ AgCl + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + Cl-Au + HNO3 + 4HCl = HAuCl4 + NO + 2H2O 3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2PtCl6 + 4NO + 8H2O 5 配合物的性质配合物的性质 配合物中，中心原子在配位体的影响下，其配合物中，中心原子在

21、配位体的影响下，其价层电子原子轨道进行杂化，配位原子的孤对电价层电子原子轨道进行杂化，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，因子进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。而配合物有较强的稳定性。配位键越强，配合物越稳定配位键越强，配合物越稳定1 1）配合物有较强的稳定性）配合物有较强的稳定性2 2）配合物溶于水后配离子难电离）配合物溶于水后配离子难电离 能形成配离子的离子间不能共存能形成配离子的离子间不能共存6 6 配合物的应用配合物的应用（1 1）在生命体中的应用）在生命体中的应用叶绿素叶绿素血红蛋白血红蛋白酶酶含锌的配合物含锌的配合物维生素维生素B

22、B1212(2) (2) 医药中的抗癌物质医药中的抗癌物质 （3 3）生活中的应用）生活中的应用电解氧化铝的助熔剂电解氧化铝的助熔剂Na3AlF6热水瓶胆镀银热水瓶胆镀银王水溶金王水溶金HAuCl4叶绿素结构示意图叶绿素结构示意图NNNNFeCH3CH3H3CCOHOCOOHH3C血红素血红素(Fe2+ )结构示意图结构示意图OCNH3CH2Pt2+第二代铂类抗癌药（碳铂）第二代铂类抗癌药（碳铂）MoFeS固氮酶中固氮酶中FeMo中心结构示意图中心结构示意图巩固练习巩固练习气态氯化铝（气态氯化铝（AlAl2 2ClCl6 6）是具有配位键的化合物，是具有配位键的化合物，分子中原子间成键关系如图

23、所示，请将下列分子中原子间成键关系如图所示，请将下列结构中你认为是配位键的斜线上加上箭头。结构中你认为是配位键的斜线上加上箭头。1AlAlClClClClClClClClAlAlClClClCl巩固练习巩固练习向下列配合物的水溶液中加入向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶溶液，不能生成液，不能生成AgCl沉淀的是（沉淀的是（ ）A:Co(NH3) 4Cl2 ClB:Co(NH3) 3Cl3 C:Co(NH3) 6 Cl3D:Co(NH3) 5Cl Cl22、B3、人体内血红蛋白是、人体内血红蛋白是Fe2+卟林配合物，卟林配合物， Fe2+与与O2结合形成配合物，而结合形成配合物，而CO与血红

24、蛋与血红蛋白中的白中的Fe2+也能生成配合物，根据生活常也能生成配合物，根据生活常识，比较说明其配合物的稳定性。若发生识，比较说明其配合物的稳定性。若发生CO使人中毒事故，首先该如何处理？还有使人中毒事故，首先该如何处理？还有哪种氧化物也可与血红蛋白中的哪种氧化物也可与血红蛋白中的Fe2+结合？结合？血红蛋白血红蛋白COCO形成的配合物更稳定形成的配合物更稳定发生发生COCO中毒事故，应首先将病人移至通风处，中毒事故，应首先将病人移至通风处，必要时送医院抢救。必要时送医院抢救。NONO中毒原理同中毒原理同COCO巩固练习巩固练习 4、下列分子或离子中都存在着配、下列分子或离子中都存在着配位键的是位键的是 ( )ANH3、H2O BNH4 + 、H3O+ CN2、HClO D Cu(NH3) 42+ 、PCI3B 小结小结1 1、配位键、配位键定义定义配位键的形成条件配位键的形成条件一方一方提供孤电子对提供孤电子对一方一方提供空轨道提供空轨道“电子对给予电子对给予接受键接受键”2 2、配合物、配合物配合物的组成配合物的组成定义定义 配合物的应用配合物的应用 配合物的性质配合物的性质