营口开发区第一高级中学2013-2014学年度高二化学下学期导学案课题:选修3第二章《分子结构与性质》使用时间:2014.4.8编码:6知识改变命运,学习成就未来。第二节分子的立体结构第3课时配合物理论四、配合物理论简介1.配位键配位键:“电子对给予—接受键”,是一种特殊的共价键。(1)定义:成键的两个原子一方提供,一方提供而形成的共价键。即共用电子对由一个原子单方向提供给另一原子共用,所形成的共价键。如NH4+的形成:氨分子的电子式是,氮原子上有对孤对电子。当氨分子跟氢离子相作用时,氨分子中氮原子提供一对电子与氢原子共享,形成了配位键。(2)成键粒子:原子(3)成键性质:共用电子对对两原子的电性作用(4)成键条件:一个原子提供孤对电子,叫做给予体;另一原子接受电子(提供空轨道),叫做接受体。用电子式表示NH4+的形成过程:(5)表示方法:为了区别于普通共价键与离子键,配位键用A“→”B表示,A提供_________,B提供____________。NH4+的结构式可表示为:从形成过程看,尽管一个N-H键与其它的三个不同,但形成NH4+后,这四个共价键无论从、、三个参数看都是完全相同的。表现的化学性质也完全相同,所以NH4+空间构型为____________,与CH4、CCl4相似。【思考】分析H3O+中的配位键成键情况:分析CO中的配位键成键情况:据此思考,气态氯化铝(Al2Cl6)中具有配位键,分解原子间的共价键关系如图所示,将图中的配位键标上箭头。Al2Cl6其中Al采取了_______杂化,再如SO42-2.配合物1、定义:通常把金属离子....(.或原子...)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物,又叫络合物。目前已知配合物的品种超过数百万,是一个庞大的化合物家族。如Fe(H2O)62+、Cu(H2O)42+、Fe(H2O)63+、Ni(CO)4(四羰基镍)、Fe(CO)5(五羰基铁)等。3.配合物的组成:①中心原子——金属阳离子或金属原子。一般是金属离子,大多是过渡金属离子,如Cr、Fe、Ni、Cu、Zn、Ag,也有少数主族金属如_______、_________。但也有中性原子做配合物形成体的。如Fe(CO)5(五羰基铁)。作为中心原子必须有________.②配体:至少有一对_________,可为中性分子或阴离子,常见的配体:H2O、NH3、CO、PH3、N2、SCN—、X—、OH—、NO2—、CN—等。提供孤对电子的原子又叫配位原子,如H2O中的O,NH3中的N等。③配位数:直接同中心原子(或离子)配位的配位原子的数目,为该中心原子(或离子)的配位数。配位数由中心原子的空轨道数决定,常见的配位数是2,4,6,8,大多数金属离子的配位数等于它的电荷的两倍。如:[Co(NH3)5Cl]Cl2这种配合物,其配位体有两种:NH3、Cl-,配位数为5+1=6。如:Ag+的配位数为2,Cu2+、Zn2+的配位数为4,Al3+、Fe3+、Cr3+的配位数为6。但也有例外,如FeCl4—、Fe(H2O)62+等。④水溶液中无其它配体时,金属离子都以H2O作为配体而存在,不同的络合离子中H2O分子的数目不同。中学里通常不考虑水合离子,习惯上仍用简单离子表示。⑤配合物的内界和外界:配合物溶于水易电离为内界配离子和外界离子,而内界的配体离子和分子通常不能电离。如[Co(NH3)5Cl]Cl2======[Co(NH3)5Cl]2++2Cl-,有___分之___的氯不能电离。再如:在配合物[Co(NH3)6]Cl3中,中心离子是,配位体是__,中心离子和配位体构成了配合物的,通常把它们放在括号内,内界中配位体总数称为____。Cl-称为,内外界之间形成了键,在水中_____电离。4.配合物的形成【问题导入】为什么CuSO4•5H2O晶体是蓝色而无水CuSO4是白色?【实验2-1】将下表中的少量固体溶于足量的水,观察实验现象并填写表格。固体①CuSO4②CuCl2·2H2O③CuBr2白色绿色深褐色④NaCl⑤K2SO4⑥KBr白色白色白色哪些溶液呈天蓝色实验说明什么离子呈天蓝色,什么离子没有颜色可知______、______、_______、______、______等离子无色。而_______在水溶液中有颜色营口开发区第一高级中学2013-2014学年度高二化学下学期导学案课题:选修3第二章《分子结构与性质》使用时间:2014.4.8编码:6知识改变命运,学习成就未来。上述实验中呈天蓝色的物质是水合铜离子,可表示为叫做离子。在此离子中,铜离子与水分子之间的化学键是由提供孤对电子对给予,接受孤对电子形成的。【实验2—2】实验操作实验现象有关离子方程式向盛有硫酸铜水溶液(__________色)的试管中逐滴加入氨水滴加氨水后,试管中首先得到________色______________继续添加氨水至过量,难溶物溶解,得到溶液颜色_______________________。+=(蓝色沉淀)++(深蓝色溶液)若加入极性较小的溶剂(如乙醇)将析出________________。[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O==[Cu(NH3)4]SO4·H2O(乙醇中)(深蓝色晶体)上述实验中无论是晶体还是溶液中,深蓝色都是由于存在,它是Cu2+的另一种常见配离子,中心离子是_____,配体是________。_______提供孤对电子对,______接受孤对电子对。其结构式如右图:【实验2—3】向盛有氯化铁溶液(或任何含Fe3+的溶液)的试管中滴加1滴硫氰化钾(KSCN)溶液,实验现象:分析:这种颜色是三价铁离子跟硫氰酸根(SCN—)离子形成的配离子。利用该离子的颜色,可鉴定溶液中存在;又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。在中学化学中,常见的以配位键形成的配合物还有:Ag(NH3)2+、Fe(SCN)n3—n。5.配合物的命名:配合物的命名的关键在于配合物内界(即配离子)的命名,命名顺序:自右向左:配位体数(即配位体右下角的数字)——配位体名称——配体与中心原子间加“合”字或“络”字——中心离子的名称——中心离子的化合价——配合物为阴离子时需加“酸”结尾。如[Zn(NH3)2]SO4读作硫酸二氨合锌如:[Zn(NH3)2]SO4内界名称为(Ⅱ),K3[Fe(CN)6]内界名称为,[Zn(NH3)4]Cl2命名为,[Cu(NH3)4]Cl2命名为,Na3[AlF6]命名为,K3[Fe(CN)6]命名为,Cu(NH3)4]SO4命名为,[Ag(NH3)2]OH命名为。若有不同配位体,可按先阴离子后中性分子的顺序依次读出:K[Pt(NH3)Cl3]读作三氯一氨合铂(Ⅱ)酸钾。6.配合物的结构和性质------------作为了解性内容(1)配离子[Ag(NH3)2]+是由……通过配位键结合而成的,这种配位键的本质是……形成配位键。在[Ag(NH3)2]+配离子中,中心离子Ag+采用sp杂化轨道接受配位体NH3中配位氮原子的孤电子对形成配键。(2)颜色的改变:当简单离子形成配离子时其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象,我们根据颜色的变化就可以判断配离子是否生成。如Fe3+离子与SCN-离子在溶液中可生成配位数为1~6的铁的硫氰酸根配离子,这种配离子的颜色是血红色的,反应式如下:Fe3++nSCN-=====[Fe(SCN)n]3-n[投影]科学视野:已知的配合物种类繁多,新的配合物由于纷繁复杂的有机物配体而层出不穷,使得无机化合物的品种迅速增长。叶绿素、血红素和维生素B12都是配合物,它们的配体大同小异,是一种称为卟啉的大环有机物,而中心离子分别是镁离子、亚铁离子和钴离子。图2—25是叶绿素的结构示意图:[小结]在工业生产中,配合物的性质应用于湿法冶金、物质的分离和提纯、合成功能分子。在定量分析中,用于检验离子、作隐蔽剂、有机沉淀剂和萃取分离等。配合物还和生物体内许多酶与金属离子的配合物有关。