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1、第二单元 配合物是如何形成的,请大家思考:我们学习了哪些化学键?,什么叫配位键?,一个原子提供一对电子，与另一个接受电子的原子形成的共价键。即：成键的两个原子一方提供孤对电子，一方提供空轨道而形成的共价键。,试举一例含配位键的物质！,铵盐,水合氢离子,配合物在生活、生产和科技等方面都具有十分重要的应用：,在植物生长中起光合作用的叶绿素，是一种含镁的配合物；人和动物血液中起着输送氧作用的血红素，是一种含有亚铁的配合物；维生素B12是一种含钴的配合物；人体内各种酶（生物催化剂）的分子几乎都含有以配合状态存在的金属元素。化工生产、污水处理、汽车尾气处理、模拟生物固氮都需要一些特殊性能的配合物作催化剂
2、。,血红素,叶绿素,维生素B12,维尔纳(Werner,A,18661919)瑞士无机化学家，因创立配位化学而获得1913年诺贝尔化学奖。,配位化学的奠基人维尔纳,中国无机化学家和教育 家，1981年当选为中国科学院化学部学部委员。长期从事无机化学和配位化学的研究工作，是中国最早进行配位化学研究的学者之一。,戴安邦,(1901-1999),第一课时,人类对配合物结构的认识,认识铜氨离子,交流与讨论,比较H+NH3=NH4+Cu2+4NH3=Cu(NH3)42+提出Cu2+与NH3分子结合生成的Cu(NH3)42+的设想。,配体有孤电子对,中心离子有空轨道,配位键的存在是配合物与其它物质最本质的
3、区别,一、配合物的概念,一、配合物的概念,概念：由提供孤电子对的配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称为配合物。,问题解决,请根据Cu(NH3)42+中配位键的形成，总结配位键的形成的条件。,配位键形成的条件：一个原子有孤电子对，另一个原子有接受孤电子对的空轨道。,二、配合物的组成,比较明矾KAl(SO4)212H2O与硫酸四氨合铜Cu(NH3)4SO4两者的电离,KAl(SO4)212H2O=K+Al3+2SO42-+12H2O Cu(NH3)4SO4=Cu(NH3)42+SO42-,二、配合物的组成,内界是配位单元，外界是简单离子。内外界之间是完全电离的。,K3Cr(CN)
4、6,内界,外界,内界又由中心原子和配位体及配位数构成：,(1)内界与外界,二、配合物的组成,Cu(NH3)4 SO4,问题解决,在Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、H2O、NH3、F-、CN-、CO中，哪些可以作为中心原子？哪些可以作为配位体？,中心原子：Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+配位体：H2O、NH3、F-、CN-、CO,二、配合物的组成,(2)中心原子、配位体、配位数,中心原子：能够接受孤电子对的离子，多为过渡金属元素的离子。配位体：提供孤电子对的分子或离子；其中提供孤电子对的原子叫配位原子，常见的配位原子有卤素原子X、O、S、N、P、C。,二、配合物的组成,(2)中心原子、
5、配位体、配位数,配位数,常见金属离子的配位数,二、配合物的组成,(2)中心原子、配位体、配位数,配位数：配位体不是同一种分子或离子时，配位数要两者相加。,如：Co(NH3)5ClCl2 这种配合物，其配位体有两种：NH3、Cl-，配位数为5+1=6。,思考：KPtCl3(NH3)其配位数为_。,4,问题解决,现有两种配合物晶体Co(NH3)6Cl3和Co(NH3)5ClCl2，一种为橙黄色，另一种为紫红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来。,提示：先写出两者的电离方程式进行比较。,问题解决,两者在水中发生电离：Co(NH3)6Cl3=Co(NH3)63+3Cl-Co(NH3)5ClCl2=
6、Co(NH3)5Cl2+2Cl-比较可知：两者电离出的Cl-的量不同，设计实验时可从这一条件入手，加Ag+沉淀Cl-，然后测量所得沉淀量就可加以区别。,提供1molCl，Co(NH3)6Cl3需89.2g，Co(NH3)5ClCl2需125.3g,问题解决,具体步骤：1、称取相同质量的两种晶体，分别配成溶液。2、向两种溶液中加入足量的AgNO3溶液。3、静置，过滤。4、洗涤沉淀，干燥5、称量。结果：所得固体质量多的即为Co(NH3)6Cl3，所得固体质量少的即为Co(NH3)5ClCl2。,课堂小结,一、配合物的概念：配位键二、配合物的组成：配位体+中心原子,什么叫配合物,由提供孤电子对的配体
7、与接受孤电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物称为配合物。,请思考NH4Cl是否是配合物？,配合物的组成,Cu(NH3)4 SO4,NH3中的N为配位原子,分析下列配合物的组成,Ag(NH3)2OHCo(NH3)6Cl3 K4Fe(CN)6 KPt(NH3)Cl3 Co(NH3)5Cl(NO3)2Cr(H2O)5ClCl2H2O,配合物中心原子(离子)价态的判断,Ag(NH3)2OHCo(NH3)6Cl3 K4Fe(CN)6 KPt(NH3)Cl3 Co(NH3)5Cl(NO3)2Cr(H2O)5ClCl2H2O,配合物的结构和性质,原子在形成分子时，为了增强成键能力，使分子的稳定性增加，趋
8、向于将不同类型的原子轨道重新组合成能量、形状和方向与原来不同的新原子轨道。这种重新组合称为杂化；杂化后的原子轨道称为杂化轨道。,（1）只有能量相近的轨道才能相互杂化。（2）形成的杂化轨道数目等于参加杂化的原子轨道数目。（3）杂化轨道成键能力大于原来的原子轨道。因为杂化轨道的形状变成一头大一头小了，用大的一头与其他原子的轨道重叠，重叠部分显然会增大。,关于杂化轨道的注意点,配合物的结构和性质,Ag(NH3)2+的成键情况,Ag+空的5s轨道和5p轨道形成sp杂化轨道，接受2个NH3分子提供的孤电子对，形成直线形的Ag(NH3)2+。,配合物的结构和性质,Zn(NH3)42+的成键情况和空间结构,
9、Zn2+形成sp3杂化轨道，接受4个NH3分子提供的孤电子对形成4个配位键，得到正四面体型的Zn(NH3)42+。,配合物的结构和性质,Cu(NH3)42+的成键情况和空间结构,Cu2+形成dsp2杂化轨道，接受4个NH3分子提供的孤电子对，形成平面正方形的Cu(NH3)42+。,配合物的结构和性质,Pt(NH3)2Cl2的成键情况和空间结构,Pt2+形成dsp2杂化轨道，接受2个NH3 和2个Cl-离子提供的孤电子对，形成平面正方形的Pt(NH3)2Cl2。,练习题1,向AgNO3溶液中滴加氨水至沉淀溶解可形成Ag(NH3)2+配离子。Ag+空的 轨道和 轨道可以形成 杂化轨道。NH3分子中
10、N原子有 对孤电子对，N原子上的孤电子对进入Ag+空的 杂化轨道形成配位键。Ag+有 个空的 杂化轨道，可以接受2个NH3分子提供的孤电子对，形成 型的Ag(NH3)2+。,5s,5p,sp,1,sp,2,sp,直线,练习题2,Zn(NH3)4SO4中，Zn2+与NH3以 相结合，形成配合物的内界，为配合物的外界。Zn2+接受4个NH3分子中氮原子提供的孤电子对，形成 个配位键，Zn2+提供4个空 杂化轨道接受孤电子对是，NH3分子中氮原子提供孤电子对，是配位原子，NH3分子是，Zn(NH3)42+中，Zn2+的配位数是。,配位键,Zn(NH3)42+,SO42,4,sp3,中心原子(离子),
11、配位体,4,配合物的结构和性质,Ag(NH3)2+的成键情况和空间结构,Ag+空的5s轨道和5p轨道形成sp杂化轨道，接受2个NH3分子提供的孤电子对，形成直线形的Ag(NH3)2+。,配合物的结构和性质,Zn(NH3)42+的成键情况和空间结构,Zn2+形成sp3杂化轨道，接受4个NH3分子提供的孤电子对形成4个配位键，得到正四面体型的Zn(NH3)42+。,配合物的结构和性质,Cu(NH3)42+的成键情况和空间结构,Cu2+形成dsp2杂化轨道，接受4个NH3分子提供的孤电子对形成配位键，得到平面正方形的Cu(NH3)42+。,配合物的结构和性质,Pt(NH3)2Cl2的成键情况和空间结
12、构,Pt2+形成dsp2杂化轨道，接受2个NH3分子和2个Cl提供的孤电子对形成配位键，得到平面正方形的Pt(NH3)2Cl2。,中结构对称，分子无极性；的分子有极性，据相似相溶规则可知，前者溶解度小而后者大。,含有两种或两种以上配位体的配合物，若配合物在空间排列方式不同，就能形成不同几何构型的配合物。,什么叫同分异构体？请举2例。什么叫手性异构体？什么叫手性碳原子？什么叫顺反异构体？,反式 顺式,思考题：顺式Pt(NH3)2Cl2和反式Pt(NH3)2Cl2属于手性异构体吗？,思考题：向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不能生成白色沉淀的是 A、Co(NH3)4Cl2Cl B、Co(N
13、H3)3Cl3 C、Co(NH3)6Cl3 D、Co(NH3)5ClCl2,答案：B,思考题：向银氨溶液中加入NaCl溶液，无白色沉淀产生，说明银氨溶液中（填离子符号）离子浓度很小。若加入 KI溶液有黄色沉淀产生，说明 很小。若向银氨溶液中加入盐酸立即产生白色沉淀，写出此反应的离子方程式。,Ag+,AgI的溶解度,Ag(NH3)2+2H+Cl=AgCl+2NH4+,Ag(NH3)2+OH+3H+Cl=AgCl+H2O+2NH4+,思考题：硝酸银溶液中分别滴加NaOH溶液，氯化铵溶液，都会立即产生沉淀。请分别写出反应的离子方程式。如果把它们三者以一定的浓度比混合，得到的却是澄清透明的溶液，请加以
14、解释，并写出相关的反应方程式。,Ag+OH=AgOH,2AgOH=Ag2O+H2O,Ag+Cl=AgCl,AgNO3+2NH4Cl+2NaOH=Ag(NH3)2Cl+NaNO3+NaCl+2H2O,同分异构体,什么叫同分异构体？配合物是否存在同分异构体?配合物的同分异构体的性质是否有区别?,思考题：0.01mol氯化铬(CrCl36H2O)在水溶液中用过量硝酸银溶液处理，产生0.02mol AgCl沉淀。此氯化铬最可能是 ACr(H2O)6Cl3 BCr(H2O)5ClCl2H2O CCr(H2O)4Cl2Cl2H2O DCr(H2O)3Cl33H2O,答案：B,思考题：写出Ag(NH3)2O
15、H的中心离子、配位原子、配位数并写出它电离的离子方程式。,中心离子：Ag+配位原子：NH3分子中的N原子配位数：2,Ag(NH3)2OHAg(NH3)2+OH,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离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。,配合物的稳定性,（1）中心离子的影响 简单阳离子，半径越小稳定性越强。（2）配位原子电负性的影响 配位原子的电负性越大，配合物越稳定；配位原子电负性越小，配合物越不稳定。（3）配位体碱性越强，配合物越稳定。,配合物的稳定性,下列各配合物的稳定性，判断不正确的是 A、Fe(CN)63Fe(SCN)6
16、3 B、Co(NH3)62+Co(NH3)63+C、AlF63AlBr63 D、Cu(NH3)42+Zn(NH3)42+（Cu2+的半径小于Zn2+的半径）,答案：B,思考题：向CoCl2溶液中滴加氨水，使生成的Co(OH)2沉淀溶解生成Co(NH3)62。此时向溶液中通入空气，得到的产物中有一种其组成可用CoCl35NH3表示。把分离出的CoCl35NH3溶于水后立即加硝酸银溶液，则析出AgCl沉淀。经测定，每1mol CoCl35NH3只生成2mol AgCl。请写出表示此配合物结构的化学式(钴的配位数为6)：_，此配合物中Co的化合价为_。,Co(NH3)5ClCl2,+3,配合物的应用
17、,配合物在许多方面有广泛的应用,在实验研究中，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。,在生产中，配合物被广泛应用于染色、电镀、硬水软化、金属冶炼领域。,在许多尖端领域如激光材料、超导材料、抗癌药物的研究、催化剂的研制等方面，配合物发挥着越来越大的作用。,一、科学研究中的应用,1、离子鉴定：,Ni2+与丁二肟反应，生成血红色配合物。,2、离子分离：,配合物的应用,乙烯催化氧化制乙醛,催化机理,配合物的应用,二、工业催化中的应用,三、冶金电镀中的应用,高纯度金属制备（Fe,Ni,Co）,贵金属的提取,配合物的应用,四、生物医药中的应用,医药行业治癌药物顺铂Pt(NH3)
18、2Cl2,生物大分子,（有抗癌活性）（无抗癌活性）,配合物的应用,五、配合物与生物固氮,合氮酶中Fe-Mo中心结构示意图,配合物的应用,将大气中游离态氮转化为化合态氮的过程叫氮的固定,（1998年高考）起固定氮作用的化学反应是A、氮气与氢气在一定条件下反应生成氨气B、一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮C、氨气经催化氧化生成一氧化氮 D、由氨气制碳酸氢铵和硫酸铵,答案：A,思考题：,要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+，进行如下实验操作时，最佳顺序为 加入足量氯水 加入足量酸性高锰酸钾溶液 加入少量NH4SCN溶液 A B C D,答案：C,思考题：,在做银镜反应实验时，需要配制银氨溶液。请
19、回答：银氨溶液的配制过程，实验现象，写出相应的化学方程式。,配制过程：在5%的硝酸银溶液中逐滴加入2mol/L的氨水，直至生成的沉淀恰好完全溶解。,思考题：,实验现象：先出现沉淀，继续滴加氨水后沉淀溶解生成无色澄清溶液。,AgNO3+NH3H2O=AgOH+NH4NO3,AgOH+2NH3H2O=Ag(NH3)2OH+2H2O,某白色固体可能由NH4Cl AlCl3 NaCl AgNO3 KOH中的一种或几种组成，此固体投入水中得澄清溶液，该溶液可使酚酞呈红色，若向溶液中加稀硝酸到过量，有白色沉淀生成。对原固体的判断不正确的是 A肯定存在 B至少存在和 C无法确定是否有 D至少存在、,答案：B,思考题：,从金矿中提取金，传统的方法是用氰化提金法。氰化提金法的原理是：用稀的氰化钠溶液处理粉碎了的金矿石，通入空气，使金矿中的金粒溶解，生成能溶于水的物质NaAu(CN)2。试写出并配平金粒溶解的化学方程式。然后再用锌从溶液中把金置换出来，试写出并配平该化学方程式。,4Au+8NaCN+O2+2H2O=4 NaAu(CN)2+4NaOH,+1,Zn+2NaAu(CN)2=2Au+Na2Zn(CN)4,思考题：,Au+NaCN+O2+H2O NaAu(CN)2+NaOH,
