苏教版高中选修3化学课件：专题4第二单元《配合物的形成和应用》.ppt

1、第二单元 配合物的形成和应用 一、配合物的形成一、配合物的形成 1.1.探究配合物的形成过程探究配合物的形成过程: : 实验目的实验目的 探究铜氨配合物的形成探究铜氨配合物的形成 实验操实验操 作步骤作步骤 实验现象实验现象 三支试管中先生成三支试管中先生成_,_,之后随浓氨水的滴入之后随浓氨水的滴入, , 沉淀逐渐沉淀逐渐_,_,最后变为最后变为_ 结论结论 CuCu2+ 2+2NH +2NH3 3HH2 2O=Cu(OH)O=Cu(OH)2 2+2N ;+2N ; Cu(OH)Cu(OH)2 2+4NH+4NH3 3HH2 2O=Cu(NHO=Cu(NH3 3) )4 4 2+ 2+2OH

2、 +2OH- -+4H+4H2 2O O 蓝色沉淀蓝色沉淀 溶解溶解 深蓝色溶液深蓝色溶液 4 H 2.2.配合物配合物: : (1)(1)概念。概念。 由由_的配位体与的配位体与_的中心原子以的中心原子以_ 结合形成的化合物。结合形成的化合物。 提供孤电子对提供孤电子对 接受孤电子对接受孤电子对 配位键配位键 (2)(2)组成。组成。 Zn(NHZn(NH3 3) )4 4SOSO4 4 外界：外界：_ 内界：内界：_ 中心原子：中心原子：_ 配位体：配位体：_ 配位数：配位数：_ 2 4 SO Zn(NHZn(NH3 3) )4 42+ 2+ ZnZn2+ 2+ NHNH3 3分子分子 4

3、 4 (3)(3)形成条件。形成条件。 配位体有配位体有_。如中性分子有。如中性分子有_等等; ;离子有离子有 _等。等。 中心原子有中心原子有_,_,如如_等。等。 孤电子对孤电子对 H H2 2O O、NHNH3 3、COCO F F- -、ClCl- -、CNCN- - 空轨道空轨道 FeFe3+ 3+、 、CuCu2+ 2+、 、ZnZn2+ 2+、 、AgAg+ + 3.3.配合物异构现象配合物异构现象: : (1)(1)产生异构现象的原因。产生异构现象的原因。 含有含有_或或_配位体。配位体。 配位体配位体_不同。不同。 两种两种 两种以上两种以上 空间排列方式空间排列方式 (2)

4、(2)分类。分类。 (3)(3)异构体的性质。异构体的性质。 顺、反异构体在颜色、极性、溶解性、活性等方面都有差异。顺、反异构体在颜色、极性、溶解性、活性等方面都有差异。 相邻相邻 对角对角 二、配合物的应用二、配合物的应用 1.1.在实验研究方面的应用在实验研究方面的应用: : (1)(1)检验金属离子检验金属离子: :如可用如可用KSCNKSCN溶液检验溶液检验_的存在的存在,Fe,Fe3+ 3+nSCN +nSCN- - Fe(SCN)Fe(SCN)n n (3 (3- -n)+n)+( (红色溶液 红色溶液););可用可用Ag(NHAg(NH3 3) )2 2OHOH溶液检验溶液检验_

5、的存的存 在。在。 (2)(2)分离物质分离物质: :如将如将CuSOCuSO4 4和和FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3混合液中混合液中CuSOCuSO4 4与与FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3分分 离开离开, ,可用可用_,Cu_,Cu2+ 2+生成 生成Cu(NHCu(NH3 3) )4 4 2+ 2+。 。 (3)(3)定量测定物质的组成。定量测定物质的组成。 FeFe3+ 3+ 醛基醛基 浓氨水浓氨水 (4)(4)溶解某些特殊物质溶解某些特殊物质: :金和铂之所以能溶于王水中金和铂之所以能溶于王水中, ,也是与生成配离也是与生成配离 子的反应有关。子的反应有关。

6、 Au+HNOAu+HNO3 3+4HCl=HAuCl+4HCl=HAuCl4 4+NO+2H+NO+2H2 2O O 3Pt+4HNO3Pt+4HNO3 3+18HCl=3H+18HCl=3H2 2PtClPtCl6 6+4NO+8H+4NO+8H2 2O O 2.2.在生产中的应用在生产中的应用: :在生产中在生产中, ,配合物被广泛用于染色、电镀、硬水软配合物被广泛用于染色、电镀、硬水软 化、金属冶炼等领域。化、金属冶炼等领域。 3.3.应用于尖端研究领域应用于尖端研究领域: :如激光材料、超导材料、抗癌药物的研究如激光材料、超导材料、抗癌药物的研究, ,催催 化剂的研制等。化剂的研制等

7、。 【自我小测自我小测】 1.1.思考辨析思考辨析: : (1)(1)所有的配合物都有内界和外界。所有的配合物都有内界和外界。 ( ( ) ) 分析分析: :。有些配合物没有外界。有些配合物没有外界, ,如如Fe(SCN)Fe(SCN)3 3中中FeFe3+ 3+和 和3 3个个SCNSCN- -全部处于全部处于 内界。内界。 (2)(2)对于配合物对于配合物K K2 2Cu(CN)Cu(CN)4 4来说来说, ,中心原子是中心原子是K K+ +。 ( ( ) ) 分析分析: :。对于配合物。对于配合物K K2 2Cu(CN)Cu(CN)4 4来说来说,K,K+ +是配合物的外界是配合物的外界

8、, ,配合物的内配合物的内 界是界是Cu(CN)Cu(CN)4 4 2 2- -, ,其中在内界中其中在内界中,Cu,Cu2+ 2+是中心原子 是中心原子,CN,CN- -是配位体。是配位体。 (3)(3)配位化合物中一定存在配位键。配位化合物中一定存在配位键。 ( ( ) ) 分析分析: :。由配合物的定义可知。由配合物的定义可知, ,配合物中一定含有配位键。配合物中一定含有配位键。 (4)Fe(4)Fe3+ 3+可以用 可以用KSCNKSCN溶液检验溶液检验, ,主要是利用了主要是利用了FeFe3+ 3+可以与 可以与SCNSCN- -反应生成反应生成 配合物显示红色的原理。配合物显示红色

9、的原理。 ( ( ) ) 分析分析: :。FeFe3+ 3+可以用 可以用KSCNKSCN溶液检验溶液检验, ,主要是利用了反应主要是利用了反应FeFe3+ 3+nSCN +nSCN- - =Fe(SCN)=Fe(SCN)n n (3 (3- -n)+n)+, ,而 而Fe(SCN)Fe(SCN)n n (3 (3- -n)+n)+就是一个配离子。 就是一个配离子。 (5)Cu(5)Cu2+ 2+与氨气分子中的氮原子形成配位键。 与氨气分子中的氮原子形成配位键。 ( ( ) ) 分析分析: :。CuCu2+ 2+与氨气分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤电子 与氨气分子中的氮原子通过共用氮原子

10、提供的孤电子 对形成配位键。对形成配位键。 2.2.下列关于配合物的说法中不正确的是下列关于配合物的说法中不正确的是 ( ( ) ) A.A.许多过渡金属离子对多种配位体具有很强的结合力许多过渡金属离子对多种配位体具有很强的结合力, ,因而过渡金属因而过渡金属 配合物远比主族金属配合物多配合物远比主族金属配合物多 B.B.配合物中配合物中, ,中心离子与配位体间、配离子与酸根离子间都是以配位中心离子与配位体间、配离子与酸根离子间都是以配位 键结合键结合 C.C.配离子中配离子中, ,中心离子提供空轨道中心离子提供空轨道, ,配位体提供孤电子对配位体提供孤电子对 D.D.中心离子所结合配位体的个

11、数称为配位数中心离子所结合配位体的个数称为配位数, ,不同离子的配位数可能不同离子的配位数可能 不同不同 【解析解析】选选B B。过渡金属原子核外电子的排布特点决定了过渡金属离。过渡金属原子核外电子的排布特点决定了过渡金属离 子能提供空轨道子能提供空轨道, ,容易与多种配位体结合容易与多种配位体结合, ,因而能形成多种配合物因而能形成多种配合物,A,A项项 正确正确; ;配合物中配离子内的中心离子与配位体间是以配位键结合配合物中配离子内的中心离子与配位体间是以配位键结合, ,配离配离 子与酸根离子间是以离子键结合子与酸根离子间是以离子键结合,B,B项不正确项不正确; ;配离子中配离子中, ,中

12、心离子提供中心离子提供 空轨道空轨道, ,配位体提供孤电子对配位体提供孤电子对,C,C项正确项正确; ;不同离子的配位数可能不不同离子的配位数可能不 同同,Cu(H,Cu(H2 2O)O)4 4 2+ 2+中 中CuCu2+ 2+的配位数为 的配位数为4,Ag(NH4,Ag(NH3 3) )2 2 + +中中AgAg+ +的配位数为的配位数为 2,Fe(SCN)2,Fe(SCN)6 6 3 3- -中中FeFe3+ 3+的配位数为 的配位数为6,D6,D项正确。项正确。 3.(SJP833.(SJP83改编改编) )向含有向含有1 mol1 mol配合物配合物Co(NHCo(NH3 3) )5

13、 5ClClClCl2 2的溶液中加入的溶液中加入 足量的足量的AgNOAgNO3 3溶液溶液, ,生成氯化银沉淀的物质的量为生成氯化银沉淀的物质的量为 ( ( ) ) A.0 molA.0 mol B.1 molB.1 mol C.2 molC.2 mol D.3 molD.3 mol 【解析解析】选选C C。对于配合物。对于配合物Co(NHCo(NH3 3) )5 5ClClClCl2 2, ,外界是外界是2 2个个ClCl- -, ,内界是内界是 Co(NHCo(NH3 3) )5 5ClCl2+ 2+, ,所以该配合物若与足量的 所以该配合物若与足量的AgNOAgNO3 3溶液反应溶液

14、反应, ,由于只有外由于只有外 界的界的ClCl- -能与能与AgNOAgNO3 3溶液中的溶液中的AgAg+ +反应生成氯化银沉淀反应生成氯化银沉淀, ,所以生成氯化银所以生成氯化银 的物质的量是的物质的量是2 mol2 mol。 4.(SJP834.(SJP83改编改编) )下列配合物中配位数为下列配合物中配位数为2 2的是的是 ( ( ) ) A.Ag(NHA.Ag(NH3 3) )2 2 + + B.PtClB.PtCl2 2(NH(NH3 3) )2 2 C.Co(NHC.Co(NH3 3) )6 6 3+ 3+ D.Ni(CN)D.Ni(CN)4 4 2 2- - 【解析解析】选选

15、A A。配位数是指直接同中心原子配位的原子或分子的数。配位数是指直接同中心原子配位的原子或分子的数 目目,B,B、D D两项配位数为两项配位数为4,C4,C项配位数为项配位数为6 6。 一、配位键与配合物一、配位键与配合物 1.1.配位键配位键: : (1)(1)形成条件形成条件: :中心原子必须有空轨道中心原子必须有空轨道; ;配位原子必须有孤电子对。配位原子必须有孤电子对。 (2)(2)表示方法表示方法: :配位键用“配位键用“AB”AB”表示表示,A,A为提供孤电子对的原为提供孤电子对的原( (离离) ) 子子,B,B为接受孤电子对的原为接受孤电子对的原( (离离) )子。子。 2.2.

16、配合物配合物: : (1)(1)组成。组成。 配合物的组成包含中心原子、配位体、配位数、内界和外界等概念。配合物的组成包含中心原子、配位体、配位数、内界和外界等概念。 以以Cu(NHCu(NH3 3) )4 4SOSO4 4为例说明如下。为例说明如下。 (2)(2)电离。电离。 配合物的内界和外界之间多是以离子键结合配合物的内界和外界之间多是以离子键结合, ,因而属于离子化合物、因而属于离子化合物、 强电解质强电解质, ,能完全电离成内界离子和外界离子能完全电离成内界离子和外界离子, ,内界离子也能电离内界离子也能电离, ,但但 程度非常小程度非常小, ,可谓“强中有弱”。可谓“强中有弱”。

17、如如Co(NHCo(NH3 3) )5 5ClClClCl2 2=Co(NHCo(NH3 3) )5 5ClCl2+ 2+2Cl +2Cl- -。 3.3.配合物的空间构型。配合物的空间构型。 配合物的空间构型指的是配位体围绕着中心原子排布的几何构型。配配合物的空间构型指的是配位体围绕着中心原子排布的几何构型。配 合物的中心原子、配位体的种类和数目的不同合物的中心原子、配位体的种类和数目的不同, ,可以形成不同空间构可以形成不同空间构 型的配合物。型的配合物。 配位数配位数 空间构型空间构型 结构示意图结构示意图 实例实例 2 2 直线形直线形 Ag(NHAg(NH3 3) )2 2 + +

18、Ag(CN)Ag(CN)2 2 - - 配位数配位数 空间构型空间构型 结构示意图结构示意图 实例实例 4 4 正四面体正四面体 ZnClZnCl4 4 2 2- - Cd(CN)Cd(CN)4 4 2 2- - CoClCoCl4 4 2 2- - Cd(NHCd(NH3 3) )4 4 2+ 2+ 平面正方形平面正方形 PtClPtCl4 4 2 2- - Ni(CN)Ni(CN)4 4 2 2- - Cu(NHCu(NH3 3) )4 4 2+ 2+ 配位数配位数 空间构型空间构型 结构示意图结构示意图 实例实例 6 6 八面体八面体 AlFAlF6 6 3 3- - SiFSiF6 6

19、 2 2- - Fe(CN)Fe(CN)6 6 3 3- - 二、配合物的应用二、配合物的应用 配合物在许多方面有着广泛的应用。在实验研究中配合物在许多方面有着广泛的应用。在实验研究中, ,人们常用形成配人们常用形成配 合物的方法来检验金属离子、分离物质、定量测定物质的组成合物的方法来检验金属离子、分离物质、定量测定物质的组成; ;在生在生 产中产中, ,配合物也发挥着重大的作用。配合物也发挥着重大的作用。 如配合物在实验研究中的重要作用如配合物在实验研究中的重要作用: : 1.1.银镜反应。银镜反应。 AgAg+ +NH+NH3 3HH2 2O=AgOH+NO=AgOH+N AgOH+2NH

20、AgOH+2NH3 3=Ag(NH=Ag(NH3 3) )2 2 + +OH+OH- - CHCH2 2OH(CHOH)OH(CHOH)4 4CHO+2Ag(NHCHO+2Ag(NH3 3) )2 2OHOH CHCH2 2OH(CHOH)OH(CHOH)4 4COONHCOONH4 4+2Ag+3NH+2Ag+3NH3 3+H+H2 2O O 2.Fe2.Fe3+ 3+的检验。 的检验。 FeFe3+ 3+nSCN +nSCN- -=Fe(SCN)=Fe(SCN)n n (3 (3- -n)+n)+ 4 H 3.3.用于物质的分离。用于物质的分离。 用浓氨水可分离用浓氨水可分离CuSOCuS

21、O4 4溶液和溶液和FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3溶液溶液, ,而不能用而不能用NaOHNaOH溶液。溶液。 CuCu2+ 2+2NH +2NH3 3HH2 2O=O= Cu(OH)Cu(OH)2 2+2N+2N Cu(OH)Cu(OH)2 2+4NH+4NH3 3HH2 2O=O= Cu(NHCu(NH3 3) )4 42+ 2+2OH +2OH- -+4H+4H2 2O O 4 H 产生蓝色沉淀产生蓝色沉淀, ,加过量氨水沉淀加过量氨水沉淀 又溶解变成深蓝色溶液又溶解变成深蓝色溶液 FeFe3+ 3+3NH +3NH3 3HH2 2OFe(OH)OFe(OH)3 3+3N ,

22、+3N ,产生红褐色沉淀不溶于过量氨水产生红褐色沉淀不溶于过量氨水 用用NaOHNaOH溶液溶液, ,均出现沉淀且均出现沉淀且 得到无色溶液得到无色溶液 CuCu2+ 2+2OH +2OH- -=Cu(OH)=Cu(OH)2 2 FeFe3+ 3+3OH +3OH- -=Fe(OH)=Fe(OH)3 3 4 H 【拓展深化拓展深化】配合物的性质配合物的性质 (1)(1)配合物的稳定性。配合物的稳定性。 配合物中配合物中, ,中心原子在配位体的影响下中心原子在配位体的影响下, ,其价层轨道进行杂化其价层轨道进行杂化, ,配位原配位原 子的孤电子对进入中心原子的空轨道产生较强的作用子的孤电子对进入

23、中心原子的空轨道产生较强的作用, ,因而配合物有因而配合物有 较强的稳定性。显然配合物的稳定性与配位键的强弱有关较强的稳定性。显然配合物的稳定性与配位键的强弱有关, ,配合物中配合物中 配位键越强配位键越强, ,配合物越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时配合物越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时, ,配合配合 物的稳定性与配位体的性质有关。物的稳定性与配位体的性质有关。 (2)(2)配合物的颜色。配合物的颜色。 多数配合物都有颜色多数配合物都有颜色, ,如如Fe(SCN)Fe(SCN)6 6 3 3- -为红色为红色,Cu(NH,Cu(NH3 3) )4 4 2+ 2+为深蓝 为深蓝 色色

24、,Fe(C,Fe(C6 6H H5 5O)O)6 6 3 3- -为紫色。为紫色。 (3)(3)配合物的溶解性。配合物的溶解性。 有的配合物易溶于水有的配合物易溶于水, ,如如Ag(NHAg(NH3 3) )2 2OHOH、Fe(SCN)Fe(SCN)3 3, ,有的配合物难溶于有的配合物难溶于 水。尽管大部分配合物易溶于水水。尽管大部分配合物易溶于水, ,但溶于水后配离子却难电离。如向但溶于水后配离子却难电离。如向 含含FeClFeCl4 4 - -的溶液中滴加的溶液中滴加AgNOAgNO3 3溶液溶液, ,不会产生白色沉淀。不会产生白色沉淀。 配合物的颜色、溶解性还与其空间构型有关。如顺式

25、配合物的颜色、溶解性还与其空间构型有关。如顺式Pt(NHPt(NH3 3) )2 2ClCl2 2为棕为棕 黄色黄色, ,在水中溶解度较大在水中溶解度较大; ;反式反式Pt(NHPt(NH3 3) )2 2ClCl2 2为淡黄色为淡黄色, ,难溶于水。难溶于水。 【针对训练针对训练】 1.(20151.(2015无锡高二检测无锡高二检测)(1)Zn)(1)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物的氯化物与氨水反应可形成配合物 X(NHX(NH3 3) )4 4ClCl2 2,1 mol,1 mol该配合物中含有该配合物中含有 键的数目为键的数目为 。 (2)(2)若若BClBCl3 3与与XYXYn

26、 n通过硼原子与通过硼原子与X X原子间的配位键结合形成配合物原子间的配位键结合形成配合物, ,则该则该 配合物中提供孤电子对的原子是配合物中提供孤电子对的原子是 。 【解题指南解题指南】解答本题时要注意以下两点解答本题时要注意以下两点: : (1)(1)配位键属于配位键属于键键; ; (2)B(2)B为缺电子结构。为缺电子结构。 【解析解析】(1)Zn(NH(1)Zn(NH3 3) )4 4ClCl2 2中中NHNH3 3与与ZnZn2+ 2+形成配位键 形成配位键,NH,NH3 3中有中有3 3个个键键, , 所以所以1 mol1 mol配合物中共有配合物中共有16 mol(16 mol(

27、或或16166.026.02101023 23个 个)键。键。 (2)BCl(2)BCl3 3与与XYXYn n通过硼原子和通过硼原子和X X原子间的配位键形成配合物原子间的配位键形成配合物, ,硼原子只有硼原子只有 空轨道空轨道, ,无孤电子对无孤电子对, ,因此形成配位键时因此形成配位键时,X,X原子提供孤电子对原子提供孤电子对, ,硼原子硼原子 提供空轨道。提供空轨道。 答案答案: :(1)16(1)16NA A( (或或16166.026.02101023 23) ) (2)X (2)X 2.2.关于关于Cr(HCr(H2 2O)O)4 4BrBr2 2BrBr2H2H2 2O O的说

28、法正确的是的说法正确的是 ( ( ) ) A.A.配位体为水分子配位体为水分子, ,配位原子是配位原子是O,O,外界为外界为BrBr- - B.B.中心原子的配位数为中心原子的配位数为6 6 C.C.中心原子中心原子CrCr采取采取spsp3 3杂化杂化 D.D.中心原子的化合价为中心原子的化合价为+2+2价价 【解析解析】选选B B。Cr(HCr(H2 2O)O)4 4BrBr2 2BrBr2H2H2 2O O中的内界为中的内界为Cr(HCr(H2 2O)O)4 4BrBr2 2 + +,Cr,Cr3+ 3+ 为中心原子为中心原子, ,配位体为配位体为H H2 2O O和和BrBr- -,

29、,配位数为配位数为6,6,外界为外界为BrBr- -,Cr,Cr3+ 3+提供空轨 提供空轨 道数为道数为6,6,不是不是spsp3 3杂化。杂化。 【补偿训练补偿训练】(2015(2015常州高二检测常州高二检测) )下列关于配合物的说法中下列关于配合物的说法中, ,正确正确 的是的是 ( ( ) ) A.A.配合物的外界是指配合物中的阴离子配合物的外界是指配合物中的阴离子 B.B.只有过渡金属元素能形成配合物只有过渡金属元素能形成配合物 C.C.化学式为化学式为Pt(NHPt(NH3 3) )2 2ClCl2 2的物质只有一种的物质只有一种 D.NaD.Na3 3AlFAlF6 6 的中心原子的配位数为的中心原子的配位数为6 6 【解析解析】选选D D。本题考查的是配合物的结构。配合物的外界可以是阳。本题考查的是配合物的结构。配合物的外界可以是阳 离子也可以是阴离子离子也可以是阴离子; ;不仅仅是过渡金属元素能形成配合物不仅仅是过渡金属元素能形成配合物,Al,Al3+ 3+也可 也可, , 如如NaNa3 3AlFAlF6 6 。NaNa3 3AlFAlF6 6 的中心原子是的中心原子是AlAl3+ 3+, ,配位体是 配位体是F F- -, ,其配位数是其配位数是 6;Pt(NH6;Pt(NH3 3) )2 2ClCl2 2存在顺反异构体。存在顺反异构体。