1、第二单元 配合物的形成和应用课程标准导航1.了解人类对配合物结构认识的历史。2.知道简单配合物的基本组成和形成条件。3.掌握配合物的结构与性质之间的关系。4.认识配合物在生产生活和科学研究方面的广泛应用。新知初探自学导引 自主学习一、配位键的形成1.配位键(1)用电子式表示 NH4 的形成过程：(2)配位键：共用电子对由一个原子单方向提供而跟另一个原子共用的共价键叫配位键。配位键可用AB形式表示，A是_的原子，叫做电子对给予体，B是_的原子叫接受体。(3)形成配位键的条件 提供孤电子对接受孤电子对有能够提供_的原子，如 _等。另一原子具有能够接受_的空轨道，如_等。孤电子对N、O、F孤电子对F
2、e3、Cu2、Zn2、Ag想一想 1.在水溶液中，Cu2与氨分子是如何结合成Cu(NH3)42的呢？提示：HNH3=NH4 的方程式中 H有空的轨道，NH3 分子中的 N 原子含有孤电子对，所以 N原子的孤电子对进入 H的空轨道，以配位键形成NH4。与之类似 Cu2也存在空轨道，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，结合成Cu(NH3)42。2.配位化合物(1)写出向CuSO4溶液中滴加氨水，得到深蓝色溶液整个过程的反应离子方程式。_;_.Cu2+2NH3H2O=Cu(OH)2+2 NH4Cu(OH)2+4NH3
3、H2O=Cu(NH3)42+2OH-+4H2O(2)Cu(NH3)4SO4的名称为_,它的外界为_，内界为_，中心原子为_，配位体为_分子，配位数为_。(3)配合物的同分异构体：含有两种或两种以上配位体的配合物，若配位体在_不同，就能形成不同几何构型的配合物，如Pt(NH3)2Cl2存在_和_两种异构体。硫酸四氨合铜SO2-4Cu(NH3)42Cu2+NH34空间的排列方式顺式反式想一想 2.顺式Pt(NH3)2Cl2和反式Pt(NH3)2Cl2的化学式相同，它们的性质也相似吗？提示：不同，由于结构不同，所以其化学性质不相同。二、配合物的应用 1.在实验研究中，人们常用形成配合物的方法来检验_
4、、分离物质、定量测定物质的组成。(1)向AgNO3溶液中逐滴加入氨水的现象为:_。产生的配合物是_。金属离子先生成沉淀，然后沉淀再溶解Ag(NH3)2OH(2)向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液的现象：_。产生的配合物是_。2.在生产中，配合物被广泛用于_、_、_、_领域。3.生命体中的许多金属元素都以配合物形式存在。4.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。有血红色溶液出现Fe(SCN)3染色电镀硬水软化金属冶炼自主体验1.配合物Zn(NH3)4Cl2的中心原子的配位数是()A.2B.3 C.4D.5 解析：选C。配合物Zn(NH3)4Cl2的中心原子是Zn2，配位体
5、是NH3，配位数是4。2.下列不能形成配位键的组合是()A.Ag、NH3B.H2O、H C.Co3、COD.Ag、H+解析：选D。配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对，另一方能提供空轨道，A、B、C三项中，Ag、H、Co3能提供空轨道，NH3、H2O、CO能提供孤电子对,所以能形成配位键，而D项Ag与H都只能提供空轨道，而无法提供孤电子对,所以不能形成配位键。3.下列不属于配离子的是()A.Ag(NH3)2B.Cu(CN)42 C.Fe(SCN)63D.MnO4 解析：选D。MnO4 无配位原子。4.向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液,不能生成AgCl沉淀的是()A.Co(NH3)4
6、Cl2ClB.Co(NH3)3Cl3 C.Co(NH3)6Cl3D.Co(NH3)5ClCl2 解析：选B。在配合物中，内界以配位键结合很牢固，难以在溶液中电离；内界和外界之间以离子键相结合，在溶液中能够完全电离。不难看出A、C、D三项中配合物在水中均电离产生Cl-，而B项无外界离子，不能电离。要点突破讲练互动 探究导引1 指出配合物Pt(NH3)4Cl2Cl2的配离子、中心离子、配位体、配位数及配位原子。提示：配离子指配合物的内界，中心原子指提供空轨道的原子或离子，配合物的组成和结构 配位体指提供孤电子对的分子或离子，配位数是配位体的总个数，配位原子指配位体中提供孤电子对的原子。配合物Pt(
7、NH3)4Cl2Cl2的配离子为Pt(NH3)4Cl22,中心原子是Pt4，配位体是NH3、Cl，配位数为6，配位原子为N和Cl。探究导引2 配离子Ag(NH3)2是如何形成的？提示：配离子Ag(NH3)2是由Ag和NH3分子反应生成的，由于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，该过程图示如下。要点归纳1.配合物的组成内界：中心体(原子或离子)与配位体，以配位键成键。外界：与内界电荷平衡的相反离子。有些配合物不存在外界，如PtCl2(NH3)2、CoCl3(NH3)3等。另外，有些配合物是由中心原子与配位体构成，如Ni(CO
8、)4、Fe(CO)5等。2.配合物的结构配位数 杂化轨道类型 空间构型 结构示意图 实例 2 sp 直线形 Ag(NH3)2Cu(NH3)2 配位数 杂化轨道类型 空间构型 结构示意图 实例 4 sp3 正四面体形 Zn(NH3)42ZnCl42 dsp2(sp2d)平面正方形 Ni(CN)42Cu(NH3)42 6 sp3d2(d2sp3)正八面体 AlF63Co(NH3)63 即时应用1.化学家维多克格利雅因发明了格氏试剂(RMgX)而荣获诺贝尔化学奖。RMgX是金属镁和卤代烃反应的产物，它在醚的稀溶液中以单体形式存在，并与二分子醚络合，在浓溶液中以二聚体存在，结构如下图：上述2种结构中均
9、存在配位键，把你认为是配位键的用“”在结构图中标出。解析:配位键是由孤电子对与空轨道形成的,Mg最外层有两个电子，可以与R、X形成离子键，而O原子中存在孤电子对，所以两个O(C2H5)2可以与Mg形成配位键。在二聚体中，同理，一个Mg与R、X相连，则另外一个X和O(C2H5)2，则与Mg形成配位键。答案：配合物的性质 探究导引 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：在Co(NH3)6Cl3中Co3与6个NH3 分子配合成Co(NH3)63，3个Cl都是外界离子。而Co(NH3)5ClCl2
10、中Co3与5个NH3 分子和1个Cl配合成Co(NH3)5Cl2,只有两个Cl是外界离子。由于配合物中内界以配位键结合很牢固，难以在溶液中电离，而内界和外界之间以离子键结合，在溶液中能够完全电离。不难看出，相同质量的两种晶体在溶液中能够电离出的Cl数是不同的，我们可以利用这一点进行鉴别。要点归纳1.配合物的颜色：当简单离子形成配合物时,其性质往往有很大的差异，颜色发生改变就是一种常见的现象，多数配离子都有颜色，如 Fe(SCN)63为血红色、Cu(NH3)42为深蓝色、Cu(H2O)42为蓝色、CuCl42为黄色、Fe(C6H6O)63为紫色等等。我们根据颜色的变化就可以判断配离子是否生成，如
11、Fe3离子与SCN离子在溶液中可生成配位数为16的硫氰合铁()配离子，这种配离子的颜色是血红色的，反应如下：Fe3nSCN=Fe(SCN)n3n，实验室通常用这一方法检验铁离子的存在。2.配合物的溶解性:有的配合物易溶于水，如Ag(NH3)2OH、Cu(NH3)4SO4、Fe(SCN)3等。利用配合物的这一性质，可将一些难溶于水的物质如AgOH、AgCl、Cu(OH)2等溶解在氨水中形成配合物。如在照相底片的定影过程中，未曝光的AgBr常用硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶解，反应的化学方程式为：AgBr2Na2S2O3=Na3Ag(S2O3)2NaBr。金和铂之所以能溶于王水中，也是与生成配合物
12、的溶解性有关，反应式为：AuHNO34HCl=HAuCl4NO2H2O，3Pt4HNO318HCl=3H2PtCl64NO8H2O。配合物的颜色和溶解性还与配合物的空间结构有关，如顺式Pt(NH3)2Cl2和反式Pt(NH3)2Cl2的溶解性和颜色等性质有一定的差异，其中顺式Pt(NH3)2Cl2为极性分子,根据相似相溶原理,它在水中的溶解度较大,具体情况见前面的表格。3.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位体的性质有关。例如，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
13、血红素中的Fe2与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血红素就失去了输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。即时应用2.配合物CrCl36H2O的中心原子Cr3的配位数为6，H2O和Cl均可作配位体，H2O、Cl和Cr3有三种不同的连接方式，形成三种物质：一种呈紫罗兰色、一种呈暗绿色、一种呈亮绿色。将它们配成相同物质的量浓度溶液，各取相同体积的溶液，向其中分别加入过量的AgNO3溶液，完全反应后，所得沉淀的物质的量之比为321。(1)请推断出三种配合物的内界，并简单说明理由；(2)写出三种配合物的电离方程式。解析：CrCl36H2O的中心原子Cr3的配位数为6，H2O和Cl均可作配位体，则其
14、化学式可表示为：Cr(H2O)6nClnCl3nnH2O，当其与AgNO3反应时，只有外界的氯离子可形成AgCl沉淀，再根据它们与AgNO3反应时生成AgCl沉淀的物质的量之比为321，可知分别有3个氯离子、2个氯离子、1个氯离子在外界，进而可分别写出各自的化学式，紫罗兰色：Cr(H2O)6Cl3，暗绿色：Cr(H2O)5ClCl2H2O，亮绿色：Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O，再分别写出其内界.答案:(1)紫罗兰色：Cr(H2O)63,暗绿色：Cr(H2O)5Cl2，亮绿色：Cr(H2O)4Cl2.根据它们与AgNO3反应时生成沉淀的物质的量之比为321，可知分别有3个氯离子、2个氯离子
15、、1个氯离子在外界。(2)Cr(H2O)6Cl3=Cr(H2O)633Cl;Cr(H2O)5ClCl2 H2O=Cr(H2O)5Cl2 2ClH2O；Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O=Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O。题型探究技法归纳 配位键例1下图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分血红素的结构简式。血红素的结构简式 血红素中N原子的杂化方式为_，在右上图的方框内用“”标出Fe2的配位键。【思路点拨】理解配位键的形成条件，一种原子提供孤电子对,一种原子存在空轨道.【解析】从血红素的结构简式看，N原子有两种成键方式，一种是形成四根键，其中一根是配位键，该N原子为sp3杂化。一种是形成三根键，
16、N为sp2杂化。【答案】sp2、sp3【规律方法】根据原子的最外层电子数知,该原子可以形成共价键的数目，如N最外层为5个电子，所以它应该最多能形成三根共价键。若其与其他原子还存在化学键，则只能是配位键。配合物的性质例2水能与多种过渡金属离子形成络合物,已知某红紫色络合物的组成为CoCl35NH3H2O.其水溶液显弱酸性，加入强碱并加热至沸腾有氨放出，同时产生Co2O3沉淀；加AgNO3于该化合物溶液中，有AgCl沉淀生成，过滤后再加AgNO3溶液于滤液中无变化，但加热至沸腾有AgCl沉淀生成，且其质量为第一次沉淀量的二分之一。则该配合物的化学式最可能为()ACoCl2(NH3)4ClNH3H2OBCo(NH3)5(H2O)Cl3CCoCl2(NH3)3(H2O)Cl2NH3DCoCl(NH3)5Cl2H2O【思路点拨】配合物的内外界的原子或离子性质不同。【解析】由“AgCl沉淀生成的质量为第一次沉淀量的二分之一”可知，有一个Cl在内界，有两个Cl在外界，很快得出答案为D项。【答案】D【规律方法】外界的离子可以电离，参与化学反应。而内界的离子，不参与复分解反应。由此可以判断出内外界的离子数目比。
