第二单元配合物的形成和应用第二单元配合物的形成和应用学习目标学习目标1.掌握配合物的概念。掌握配合物的概念。2.了解配合物的结构、性质和应用。了解配合物的结构、性质和应用。3.能说明配合物的成键情况。能说明配合物的成键情况。 课堂互动讲练课堂互动讲练探究整合应用探究整合应用知能优化训练知能优化训练第第二二单单元元课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案自主学习自主学习自主学习自主学习一、一、 人人类对配合物配合物结构的构的认识1概念概念由由_的配位体与接受的配位体与接受_的的中中心心原原子子以以_键结合合形形成成的化合物。的化合物。提供孤提供孤电子子对孤孤电子子对配位配位2组成及表示方法组成及表示方法Zn(NH3)4SO4的的 外外 界界 为为 _， 内内 界界 为为_，中中心心原原子子为为_，配配位体为位体为_分子，配位数为分子，配位数为_。3形成配合物的条件形成配合物的条件(1)配位体有配位体有_；(2)中心原子有中心原子有 _。Zn(NH3)42 Zn2NH34孤孤电子子对空空轨道道二、配合物的结构和性质二、配合物的结构和性质1配合物形成的条件和过程配合物形成的条件和过程形形成成配配合合物物的的中中心心原原子子M必必须须存存在在接接受受孤孤电电子子对的对的_，配位体，配位体L存在着存在着_。当当配配位位体体L接接近近中中心心原原子子时时，为为了了增增加加成成键键能能力力，中中心心原原子子M用用_的的空空轨轨道道杂杂化化，配配位位体体L的的_填填到到已已杂杂化的空轨道中形成配离子。化的空轨道中形成配离子。空空轨道道孤孤电子子对外外围孤孤电子子对2空间构型空间构型配配合合物物的的_、配配位位体体的的_和和 _的的不不同同，可可以以形形成成不不同同空空间间构构型型的的配配合合物物。例例如如：Ag与与NH3反反应应生生成成Ag(NH3)2，NH3分分子子中中的的N原原子子有有一一孤孤电电子子对对，进进入入Ag空空的的 sp杂杂 化化 轨轨 道道 ， 形形 成成 直直 线线 形形 结结 构构 。 而而Zn(NH3)42、Ni(CN)42、AlF63空空间间构构型型分别为分别为_、_、_。中心原子中心原子种种类数目数目正四面体正四面体平面形平面形正八面体正八面体3顺、反异构体顺、反异构体含含有有两两种种或或两两种种以以上上_的的配配合合物物，若若配配位位体体在在空空间间排排列列方方式式不不同同，就就能能形形成成不不同同几几何何构构型型的的配配合合物物，且且性性质质不不同同。如如Pt(NH3)2Cl2有有_和和_两两种种异异构构体体，它它们们的的颜颜色色分分别别为为_和和_，分分子子极极性性为为_和和_。配位体配位体顺式式反式反式棕黄色棕黄色淡黄色淡黄色极性极性非极性非极性思考感悟思考感悟指出指出Pt(NH3)4Cl2中的配离子、中心原子、配中的配离子、中心原子、配位体、配位数及配位原子。位体、配位数及配位原子。【提示提示】ClPt2NH34N三、配合物的应用三、配合物的应用1在在实实验验研研究究中中，人人们们常常用用形形成成配配合合物物的的方方法法来来检检验验_、分分离离物物质质、定定量量测测定定物质的组成。物质的组成。2在生产中，配合物被广泛用于在生产中，配合物被广泛用于_、_、_、_领域。领域。3生生命命体体中中的的许许多多金金属属元元素素都都以以配配合合物物形形式式存存在。在。4配合物在医疗方面应用也很广泛。配合物在医疗方面应用也很广泛。5模拟生物固氮也与配合物有关。模拟生物固氮也与配合物有关。金属离子金属离子染色染色电镀硬水硬水软化化金属冶金属冶炼自主体验自主体验自主体验自主体验1 配配 合合 物物 Ag(NH3)2OH的的 中中 心心 原原 子子 是是_，配配位位体体是是_，配配位位数数是是_， 发 生生 电 离离 的的 电 离离 方方 程程 式式 是是_。解解析析：Ag(NH3)2OH的的中中心心原原子子是是Ag，配配位位原原子子是是NH3分分子子中中的的N原原子子，配配位位数数是是2，由由于于配配合合物物的的内内界界是是通通过配配位位键形形成成的的，一一般般不不电离离，而而内内界界和和外外界界之之间是是通通过离离子子键相相结合合的的，可可以以 完完 全全 电 离离 ， 所所 以以 电 离离 方方 程程 式式 为Ag(NH3)2OH=Ag(NH3)2OH。答案：答案：AgNH32Ag(NH3)2OH=Ag(NH3)2OH答案：答案：D3(2011年无锡高二检测年无锡高二检测)已知已知Pt(Cl)2(OH)2有有两种不同的结构，请推测两种不同的结构，请推测Pt(Cl)2(OH)2的空间的空间构型，并简述你的理由。构型，并简述你的理由。解析：解析：Pt(Cl)2(OH)2配位数是配位数是4，可以形成四，可以形成四面体形或平面四方形两种空间构型，当面体形或平面四方形两种空间构型，当Pt(Cl)2(OH)2以四面体形存在时没有同分异构以四面体形存在时没有同分异构体，以平面四方形存在时有两种同分异构体，体，以平面四方形存在时有两种同分异构体，所以它是平面四方形。所以它是平面四方形。答案：答案：Pt(Cl2)(OH)2是平面四方形结构。因为是平面四方形结构。因为根据成键规则根据成键规则Pt(Cl)2(OH)2有两种合理结构，有两种合理结构，四面体形或平面四方形，但如果是四面体形则四面体形或平面四方形，但如果是四面体形则无同分异构体，所以它是平面四方形结构。无同分异构体，所以它是平面四方形结构。课堂互动讲练课堂互动讲练要点一要点一要点一要点一配合物配合物1概概念念：由由可可以以提提供供孤孤电子子对的的配配位位体体与与接接受受孤孤电子子对的的中中心心原原子子以以配配位位键结合合形形成成的的化合物。化合物。配配合合物物可可以以是是中中性性分分子子，也也可可以以是是带电荷荷的的离子。离子。2中心原子中心原子配配合合物物的的中中心心原原子子一一般般都都是是带带正正电电的的阳阳离离子子，过过渡渡金金属属离离子子最最常常见见，但但也也有有电电中中性性的的原原子子甚甚至还有极少数的阴离子。至还有极少数的阴离子。3配位体配位体配位体可以是阴离子，如配位体可以是阴离子，如X、SCN、CN等，等，也可以是中性分子，如也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO等。等。配位体中直接同中心原子配合的原子叫做配位配位体中直接同中心原子配合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，原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子，如如NH3中的中的N原子，原子，H2O分子中的分子中的O原子，配位原子，配位原子常是原子常是VA族、族、A族、族、A族的元素。族的元素。4配位数配位数直接同中心原子配位的原子数目叫中心原子的直接同中心原子配位的原子数目叫中心原子的配位数。如配位数。如Fe(CN)64中中Fe2的配位数为的配位数为6。5中心原子与配位体构成了配合物的内界，通中心原子与配位体构成了配合物的内界，通常把它们放在中括号内。内外界之间是离子键，常把它们放在中括号内。内外界之间是离子键，在水中全部电离。在水中全部电离。特别提醒：特别提醒：记住配合物结构，如：记住配合物结构，如：例例例例1 1【解析解析】K2Co(NCS)4Na2SiF6 Na3AlF6Cu(NH3)4Cl2配位配位体体NCSFFNH3配位配位数数4664【答案答案】AD答答案案：Cu2有有空空轨轨道道，NH3分分子子中中氮氮原原子子的的孤孤电电子子对对进进入入Cu2的的空空轨轨道道，Cu2与与NH3分分子子中中氮氮原原子子提提供供的的孤孤电电子子对对形形成成配配位位键键，结结合合成成 Cu(NH3)42。要点二要点二要点二要点二配离子的空间结构配离子的空间结构1当当配配位位体体在在中中心心原原子子周周围配配位位时，为了了减减小小配配位位体体(尤尤其其是是阴阴离离子子配配位位体体)之之间的的静静电排排斥斥作作用用(或或成成键电子子对之之间的的斥斥力力)，以以达达到到能能量量上上的的稳定定状状态，配配位位体体要要尽尽量量互互相相远离离，因因而而在在中中心心原原子子周周围采采取取对称称分分布布的的状状态。表表中中列列出出了了不同配位数的配合不同配位数的配合单元的空元的空间结构。构。配位配位数数配合单元的空配合单元的空间结构间结构实例实例2Co(NH3)22、Ag(NH3)2、Ag(CN)24ZnCl42、Cd(NH3)42、Cd(CN)42、CoCl4PtCl42、PdCl42、PtCl2(NH3)2、Ni(CN)426Co(NH3)63、AlF63、SiF62注注：图图中中“ ”代代表表中中心心原原子子，“”代代表表配配位位体。体。从从表表中中看看出出，不不仅仅配配位位数数不不同同时时，配配离离子子的的空空间间结结构构不不同同，即即使使配配位位数数相相同同，由由于于中中心心离离子子和和配配位位体体的的种种类类以以及及相相互互作作用用的的情情况况不不同同，空空间间结结构构也也可可能能不不同同。例例如如ZnCl42为为四四面面体体，PtCl42则为平面正方形。则为平面正方形。2配合物的结构配合物的结构化化学学组组成成相相同同的的配配合合物物可可以以有有不不同同的的结结构构，这这就就是是配配合合物物的的异异构构现现象象。如如Pt(NH3)2Cl2有有顺顺式式和反式两种异构体：和反式两种异构体： (2011年年新新沂沂高高二二检检测测)已已知知Co(NH3)63的的立立体体结结构构如如图图，其其中中数数字字处处的的小小圆圆圈圈表表示示NH3分分子子，且且各各相相邻邻的的NH3分分子子间间的的距距离离相相等等，Co3位位于于八八面面体体的的中中心心。若若其其中中两两个个NH3被被Cl取取代代，所所形形成成的的Co(NH3)4Cl2同同分分异异构构体体的的种数有种数有()A2种种 B3种种C4种种 D5种种例例例例2 2【思思路路点点拨拨】配配离离子子的的构构型型由由配配位位体体的的数数目目决决定定，考考虑虑Co(NH3)63是是完完全全对对称称的的结结构构，其其中中两两个个NH3被被Cl取取代代生生成成Co(NH3)4Cl2时时，要要考考虑虑Cl取代取代NH3的相对位置，确定其结构。的相对位置，确定其结构。【解解析析】Co(NH3)63中中6个个配配位位体体NH3分分子子的的位位置置完完全全相相同同，因因此此，任任意意取取代代两两个个相相邻邻位位置置只只有有一一种种结结构构，任任意意取取代代两两个个不不相相邻邻的的位位置置也也只只有有一种结构，故其同分异构体只有两种。一种结构，故其同分异构体只有两种。【答案答案】A【规规律律方方法法】配配合合物物中中由由于于配配位位体体连连接接的的位位置置和和顺顺序序不不同同，可可能能产产生生不不同同的的空空间间结结构构，得得到到性性质质不不同同的的配配合合物物，因因此此，解解答答这这类类问问题题的的关关键键是是理理解解同同分分异异构构体体的的概概念念，准准确确把把握握概概念念的的要要点点(分分子子式式相相同同，结结构构不不同同)，从从概概念念入入手手进进行行分分析析判判断断，同同时时要要借借助助几几何何知知识识进进行行合合理理的空间结构分析。的空间结构分析。变式训练变式训练2根据下表所示回答下列问题：根据下表所示回答下列问题：顺式、反式顺式、反式Pt(NH3)2Cl2的性质差异的性质差异配合配合物物颜色颜色极性极性在水中的溶解在水中的溶解性性抗癌活抗癌活性性A棕黄棕黄色色极性极性0.2577 g/100 g H2O有活性有活性B淡黄淡黄色色非极非极性性0.0366 g/100 g H2O无活性无活性(1)指出指出A、B各为哪种结构的各为哪种结构的Pt(NH3)2Cl2，写，写出相关的结构简式。出相关的结构简式。(2)哪一种结构的哪一种结构的Pt(NH3)2Cl2易溶解于易溶解于H2O，为，为什么？什么？(3)若为若为Pt(NH3)2Cl4且在且在H2O中溶解度较大，试中溶解度较大，试写出其结构式。写出其结构式。解析：解析：(1)根据分子极性可知根据分子极性可知A为顺式为顺式(2)结构结构B对称，正负电荷中心重合，因此分子对称，正负电荷中心重合，因此分子无极性，由相似相溶经验规律可知，它在极性无极性，由相似相溶经验规律可知，它在极性分子中溶解度小，而分子中溶解度小，而A分子结构不对称，分子分子结构不对称，分子中正负电荷中心不能重合，分子有极性，所以中正负电荷中心不能重合，分子有极性，所以水溶性大。水溶性大。(3)Pt(NH3)2Cl4中中Pt原子为八面体的中心，四个原子为八面体的中心，四个氯原子和两个氨分子在八面体六个顶点的位置氯原子和两个氨分子在八面体六个顶点的位置上，可有以下两种：上，可有以下两种：结构结构c对称，分子无极性，对称，分子无极性，cd在水中溶解度较小，结构在水中溶解度较小，结构d不对称，分子有极性，不对称，分子有极性，在水中溶解度较大，故在水中溶解度较大，故d结构符合题意。结构符合题意。要点三要点三要点三要点三配合物的性质配合物的性质1配配合合物物中中，中中心心原原子子在在配配位位体体的的影影响响下下，其其价价层轨道道进行行杂化化，配配位位原原子子的的孤孤对电子子进入入中中心心原原子子的的空空轨道道产生生较强强的的作作用用，因因而而配配合物有合物有较强强的的稳定性。定性。2(1)Cu(NH3)4SO4H2O的制取：的制取：(2)Fe3的检验：的检验：生成了血红色的生成了血红色的Fe(SCN)2等等。Fe3SCN=Fe(SCN)2例例例例3 3【解解析析】在在配配合合物物中中，内内界界以以配配位位键键结结合合很很牢牢固固，难难以以在在溶溶液液中中电电离离；而而内内界界和和外外界界之之间间以以离离子子键键相相结结合合，在在溶溶液液中中能能够够完完全全电电离离。不不难难看看出出A、C、D三三项项中中配配合合物物在在水水中中均均电电离离产产生生Cl，而，而B项无外界离子，不能电离。项无外界离子，不能电离。【答案答案】B【规律方法规律方法】作为配位体的作为配位体的Cl不能电离。不能电离。变变式式训训练练3现现有有两两种种配配合合物物晶晶体体Co(NH3)6Cl3和和Co(NH3)5ClCl2，一一种种为为橙橙黄黄色色，另另一一种种为为紫紫红红色色。请请设设计计实实验验方方案案将将这这两两种种配配合合物物区区别别开来。开来。解解析析：在在Co(NH3)6Cl3中中Co3与与6个个NH3分分子子配配合合成成Co(NH3)63，3个个Cl都都是是外外界界离离子子。而而Co(NH3)5ClCl2中中Co3与与5个个NH3分分子子和和1个个Cl配配合合成成Co(NH3)5Cl2，只只有有两两个个Cl是是外外界界离离子子。由由于于配配合合物物中中内内界界以以配配位位键键结结合合很很牢牢固固，难难以以在在溶溶液液中中电电离离，而而内内界界和和外外界界之之间间以以离离子子键结合，在溶液中能够完全电离。键结合，在溶液中能够完全电离。不不难难看看出出，相相同同质质量量的的两两种种晶晶体体在在溶溶液液中中能能够够电电离离出出的的Cl数数是是不不同同的的，我我们们可可以以利利用用这这一一点进行鉴别。点进行鉴别。答案：答案：称取相同质量的两种晶体分别配成溶液，称取相同质量的两种晶体分别配成溶液，向两种溶液中分别滴加足量的向两种溶液中分别滴加足量的AgNO3溶液，静溶液，静置、过滤、干燥、称量，所得置、过滤、干燥、称量，所得AgCl固体多的，固体多的，原晶体为原晶体为Co(NH3)6Cl3，另一种为，另一种为Co(NH3)5ClCl2。配合物的配合物的计算算配配合合物物的的计算算主主要要是是通通过定定量量计算算来来确确定定配配合合物物的的配配离离子子、中中心心原原子子和和配配位位数数。其其主主要要手手段段是是通通过实验中沉淀的中沉淀的质量量变化来做定量分析、推理。化来做定量分析、推理。 (2011年年浙浙江江温温州州高高二二检测)有有两两种种配配合合物物A和和 B， 它它 们 的的 组 成成 为 21.95%的的 Co,39.61%的的Cl,26.09%的的N，6.39%的的H,5.96%的的O，且且中中心心原原子子Co的的配配位位数数为6，试根根据据下下面面的的实验结果果确确定它定它们的化学式及配离子。的化学式及配离子。探究整合应用探究整合应用例例例例(1)A和和B的水溶液都呈微酸性，加入强碱并加热至的水溶液都呈微酸性，加入强碱并加热至沸腾时，有氨放出，同时析出沸腾时，有氨放出，同时析出Co2O3沉淀。沉淀。(2)向向A和和B的溶液中加入硝酸银溶液时都生成的溶液中加入硝酸银溶液时都生成AgCl沉淀。沉淀。(3)过滤除去两种溶液中的沉淀后，再加硝酸银均过滤除去两种溶液中的沉淀后，再加硝酸银均无变化，但加热至沸腾时，在无变化，但加热至沸腾时，在B的溶液中又有的溶液中又有AgCl沉淀生成，其质量为原来析出沉淀的一半。沉淀生成，其质量为原来析出沉淀的一半。21.95%的的Co,39.61%的的Cl,26.09%的的N，6.39%的的H,5.96%的的O，且中心原子，且中心原子Co的配位数为的配位数为6由实验由实验(3)可知：将沉淀过滤后，可知：将沉淀过滤后，A再滴加再滴加AgNO3溶液，并加热至沸腾时无沉淀，说明溶液，并加热至沸腾时无沉淀，说明Cl全部在外界；而全部在外界；而B再滴加再滴加AgNO3溶液，加热至溶液，加热至沸腾后出现沉淀沸腾后出现沉淀AgCl，且沉淀为原来的一半，且沉淀为原来的一半，证明证明B中有两个中有两个Cl在外界，一个在外界，一个Cl在内界，在内界，再结合配位数是再结合配位数是6，可知两种化合物分别为：，可知两种化合物分别为：ACo(NH3)5(H2O)Cl3，配离子：配离子：Co(NH3)5(H2O)3；BCo(NH3)5ClCl2H2O，配离子：，配离子：Co(NH3)5Cl2。【答案答案】ACo(NH3)5(H2O)Cl3；配离子：配离子：Co(NH3)5(H2O)3；BCo(NH3)5ClCl2H2O；配离子：配离子：Co(NH3)5Cl2。知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进入入课件目件目录按按ESC键退出全屏播放退出全屏播放谢谢使用使用