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专题 4: 分子空间结构与物质性质

专题 4: 分子空间结构与物质性质. 第二单元 配合物是如何形成的. 人类对配合物结构的认识. 活动与探究. 【 实验 1】 取 5ml 饱和硫酸铜溶液于试管中，向其中逐滴滴入浓氨水，振荡，观察实验现象。. 【 实验 2】 取 5ml 饱和硝酸铜、氯化铜溶液于试管中，向其中逐滴滴入浓氨水，振荡，观察实验现象。. 【 实验 3】 取深蓝色溶液于试管中，向其中逐滴滴入氯化钡溶液，振荡，观察实验现象。. 活动与探究. 【 实验 4】 取 5ml 深蓝色溶液于试管中，向其中逐滴滴入浓氢氧化钠溶液，振荡，观察实验现象。.

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专题 4: 分子空间结构与物质性质

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  1. 专题4:分子空间结构与物质性质 第二单元 配合物是如何形成的 人类对配合物结构的认识

  2. 活动与探究 【实验1】取5ml饱和硫酸铜溶液于试管中，向其中逐滴滴入浓氨水，振荡，观察实验现象。 【实验2】取5ml饱和硝酸铜、氯化铜溶液于试管中，向其中逐滴滴入浓氨水，振荡，观察实验现象。 【实验3】取深蓝色溶液于试管中，向其中逐滴滴入氯化钡溶液，振荡，观察实验现象。

  3. 活动与探究 【实验4】取5ml深蓝色溶液于试管中，向其中逐滴滴入浓氢氧化钠溶液，振荡，观察实验现象。 【实验5】取5ml深蓝色溶液于试管中，向其中逐滴滴入浓硝酸，振荡，观察实验现象。再滴入浓氢氧化钠溶液，振荡，观察实验现象。

  4. Cu2+ +2NH3•H2O = Cu（OH）2 +2 NH4 + 试写出生成深蓝色溶液过程中两个反应的离子方程式？ Cu（OH）2 +4NH3. H2O = [Cu(NH3) 4]2+ +2OH—+4H2O 蓝色沉淀 深蓝色溶液

  5. NH3 2+ NH3 Cu H3N NH3 [Cu(NH3) 4]2+中Cu 2+和NH3 •H2O是怎样结合的？ [Cu(NH3) 4]2+的结构简式为：

  6. 结论：上述实验中呈天蓝色的物质叫做四水合铜离子，可表示为[Cu(H2O) 4]2+。在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子中的O原子提供孤对电子对给予铜离子（铜离子提供空轨道），铜离子接受水分子的孤对电子形成的，这类“电子对给予—接受的键”被称为配位键。

  7. H2O 2+ OH2 Cu H2O H2O [Cu(H2O) 4]2+的结构简式为：

  8. 1．定义 • 配合物: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位化合物简称配合物。 [FeF6 ]3- Fe(SCN)3 [Fe(CN)6]3- [Cu(NH3)4]2+ [AlF6]3- [Ag(NH3)2]+ 例如:

  9. [Cu(NH3)4]2+ [HgI4]2- [Ni(CO)4] [SiF6]2- [Fe(CO)5] 形成体必须具有空轨道，可接受配体提供的孤对电子。 2 配体 与中心离子(原子)以配位键结合的离子或分子，称为配位体，简称配体。能够提供配体的物质称为配合剂。 通常作为配体的是非金属的负离子或分子，例如：X-,CN-,SCN-, NCS-,OH-,NH3,H2O,CO等。

  10. 2、配合物的组成 从溶液中析出配合物时，配离子经常与带有相反 电荷的其他离子结合成盐，这类盐称为配盐。配盐的组成可以划分为内界和外界。配离子属于内界，配离子以外的其他离子属于外界。内、外界之间以离子键结合。外界离子所带电荷总数等于配离子的电荷数。

  11. 内界 外界 [ Zn (NH3 )4 ]SO4 配位数 中心原子 配位体

  12. 中心原子：通常是金属元素（离子和 原子），少数是非金属元素，例 如：Cu2+，Ag+，Fe3+，Fe，Ni， BⅢ，PⅤ…… 配位体：含孤电子对的分子和离子。 如： F－，Cl－， Br－，I－， OH－， CN－，H2O，NH3，CO … 配位原子：具有孤电子对的原子。如： N、O、F、 Cl、S等。

  13. SiF62-中的Si(Ⅳ)及PF6-中的P(V) [FeF6 ]3- Fe(SCN)3 [Fe(CN)6]3- [Cu(NH3)4]2+ [AlF6]3- [Ag(NH3)2]+ Ni (CO)4 Fe (CO)5中Ni、 Fe为零价

  14. 问题解决 课本P70

  15. 配合物的配位键的成键情况 SP杂化 配位数为2的配合物：SP杂化 [AgCl2]- 、[Cu(NH3)2]+ 、 [CuCl2]-、[Ag(CN)2]-

  16. sp3杂化：四面体构型 dsp2杂化：平面正方形构型 配位数为4的配合物

  17. 4p 4s 3d 3d Cl- 例：28Ni2+ 3d8 [NiCl4]2- (顺磁性) sp3杂化，四面体

  18. 4p 4s 3d 3d CN- 例：28Ni2+ 3d8 [Ni(CN)4]2- (抗磁性) dsp2杂化，平面正方形

  19. d2sp3杂化：八面体构型 sp3d2杂化：八面体构型 配位数为6的配合物

  20. 3d CN- 例：26Fe3+ 3d5 4p 4s 3d [Fe(CN)6]3- d2sp3杂化，八面体

  21. 4p 4s 3d 3d CN- 例：26Fe3+ 3d5 sp3d2杂化，八面体 [FeF6]3-

  22. 价键理论的要点 1 在配合物形成时，由配体提供的孤对电子进入中心离子(原子) 空的价电子轨道，形成配位键。 2 为了形成结构均匀的配合物，中心离子(原子)采取杂化轨道与配体成键。 3 杂化轨道的类型决定了配合物的几何构型

  23. 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？ 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。

  24. 配合物的立体结构和异构现象 配合物的异构现象： 配合物化学组成相同，但原子间连接方式或空间排列方式不同 而引起配合物结构性质不同的现象。

  25. 配合物的立体结构和异构现象 例：平面型的Pt(NH3)2Cl2 顺-二氯·二氨合铂 反-二氯·二氨合铂 极性 非极性

  26. d2SP3杂化 内轨型 SP3d2杂化 外轨型

  27. 内轨型配合物和外轨型配合物 内轨型配合物：形成体采用(n-1)d,ns,np 轨道杂化所形成的配合物， 叫作 内轨型配合物，其配键叫内轨配键。 例如： [Fe(CN)6]3-、 [Ni(CN)4]2- 外轨型配合物：形成体采用ns,np ,nd轨道 杂化所形成的配合物，叫作外轨型配合物，其配键叫外轨配键。 例如： [FeF6]3- 、[NiCl4]2- 同一中心离子的内轨型配合物比外轨型配合物稳定。

  28. 价键理论的要点 1 在配合物形成时，由配体提供的孤对电子进入中心离子(原子) 空的价电子轨道，形成配位键。 2 为了形成结构均匀的配合物，中心离子(原子)采取杂化轨道与配体成键。 3 杂化轨道的类型决定了配合物的几何构型和配位键型(内轨型或外轨型)。

  29. 配合物究竟是内轨型还是外轨型， 与下列因素有关： 1 中心离子的电子构型 d10：只能形成外轨型 d8：多形成内轨型 d4-d7：可形成内轨型，也可形成外轨型 2 中心离子的电荷——电荷增多，利于形 成内轨型 例：[Co(NH3)6]2+：外轨型 [Co(NH3)6]3+：内轨型

  30. 3 配位原子的电负性 一般说来，电负性较大的配位原子如F,O，易形成外轨型配合物。 C原子作为配位原子，多形成内轨型配合物，CN-能与多种中心离子形成内轨型配合物。

  31. 配合物的空间构型

  32. 配合物的空间构型 强调： 在CH4分子中C原是以ＳＰ3杂化轨道与4个H原子以共价键结合； 在配位化合物中以[Zn(NH3)4]2+为例，Zn2+离子以sp3杂化轨道 接受4个配位原子所给予的4对孤电子对，以配位共价键结合。

  33. 配合物的立体结构和异构现象 几何异构 配体在中心原子周围的几何位置不同。 立体异构 若分子与其镜像不能重叠，则该分子与其镜像互为对映异构体。 对映异构 结构异构 所有组成相同而配合物（包括络离子）结构不同的异构现象都可统称为结构异构。

  34. 配合物的立体结构和异构现象 结构异构 例如：有三种组成相同的水合氯化铬晶体，都可用CrCl3·6H2O表示其组成，它们的颜色不同，大量实验证明，这是由于它们所含离子是不同的，分别为[Cr(H2O)6]Cl3(紫色)、 [CrCl(H2O)5]Cl2（灰绿色）、[CrCl2(H2O)4]Cl（深绿色）。 它们的组成相同，是异构体。

  35. 在氯化钴溶液中加入氨和氯化铵的混合溶液，用氧化剂把Co2+氧化Co3+后再加入盐酸，在不同反应条件下可得到在氯化钴溶液中加入氨和氯化铵的混合溶液，用氧化剂把Co2+氧化Co3+后再加入盐酸，在不同反应条件下可得到 4种化合物，颜色不同，但组成相同，均为Ｃo(NH3)4Cl2。 请划出这四种同分异构体。

  36. NH3 NH3 H3N H3N Cl Cl H3N Cl Cl NH3 Cl NH3 Cl NH3 H3N H3N NH3 Cl H3N H3N NH3 NH3 NH3 Cl 答案：

  37. 常见的配位体

  38. 常见的配位体 配位体的分类 单齿配体：NH3、Cl－ 双齿配体：en 四齿配体：氨基三乙酸

  39. 常见离子的配位数

  40. 常见离子的配位数 在计算中心离子的配位数时，一般是先在配合物中确定中心离子和配位体，接着找出配位原子的数目。如果配位体是单齿的，配位体的数目就是该中心离子的配位数。 例如，[Pt(NH3)4]Cl2和[Pt(NH3)2Cl2]中的中心离子都是Pt2+，而配位体前者是NH3，后者是NH3和Cl-，这些配位体都是单齿的，因此它们的配位数都是4。

  41. 强调：如果配位体是多齿的，那么配位体 的数目显然不等于中心离子的配位数。 双齿配体：en 四齿配体：氨基三乙酸

  42. 常见的配合物和配位体 练习：请判断下列配合物的配位数。 6 6 [Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)5(H2O)]Cl3 [Pt(NH3)4]Cl [Pt(NH3)2Cl2] [Pt(en)2]Cl2 二氯化二乙二胺合铂(Ⅱ) en为乙二胺H2NCH2CH2NH2 [Co(en)3]Cl3 4 4 4 6

  43. 配 合 物 的 应 用 活动与探究（P72）： • [实验1] • [实验2] • [实验3]

  44. 银镜反应： Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+ AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH- CH3COO-+ NH4++2Ag↓+3NH3+H2O 返回

  45. 配 合 物 的 应 用 1 离子鉴定： 用KSCN: Fe3+→[Fe(SCN)X]3-X（X=1-6，血红） 用[Fe(CN)6]3-： Zn2+→Zn3[Fe(CN)6]2↓（黄色） Fe2+→[KFe(CN)6Fe]X↓（深蓝） 用[Fe(CN)6]4-： Fe3+→[KFe(CN)6Fe]X↓（深蓝）

  46. 配 合 物 的 应 用 1 离子鉴定： 用KSCN: Fe3+→[Fe(SCN)X]3-X（X=1-6，血红） 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。

  47. 2 离子分离： 3 定量、定性测定物质的组成 • 应用于染色、电镀、硬水软 • 化、金属冶炼等领域

  48. 形成配合物时性质的改变： 1、颜色的改变： Fe3+ + nSCN- =[Fe(SCN)n](n-3)- 2、溶解度的改变： AgCl ＋ HCl ＝[AgCl2]- + H+ AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]+ + Cl- Au + HNO3 + 4HCl = H[AuCl4] + NO + 2H2O 3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O 铂、金能溶于王水

  49. 形成配合物时性质的改变： 3、酸碱性的改变： HF（K ＝3.53×10－4） HCN （K ＝4.93×10－10） HF + BF3 === H[BF4] 强酸 HCN + AgCN === H[Ag(CN)2] 强酸 [Cu(NH3)4](OH)2 的碱性大于Cu(OH)2， 为什么？

  50. 阅读P73~74 • 配合物在生命体中的作用 • 药物中的配合物 • 配合物与生物固氮

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