1、第四第四节节 配合物与超配合物与超分子分子 学习目标学习目标 1了解配位键的特点及配合物理论，能说明简单配合物的成键情况。 2了解几种常见的配离子的性质。 3了解超分子特点和应用 无水CuSO4是白色的，为什么CuSO4 5H2O晶体却是蓝色的？ 情景引入情景引入 固体 溶液颜色 无色离子： CuSO4 CuCl22H2O CuBr2 NaCl K2SO4 KBr 什么离子呈 天蓝色： 白色 白色 白色 白色 绿色 深褐色 水溶液中Cu2+主要以水合离子Cu(H2O)42+存在，呈天蓝色 SO4 2 天蓝色 天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色 Na+ Cl- K + Br - K + 向盛有下表
2、中固体样品的试管中，分别加入足量的水，观察实验现象并填 写下表 实验实验3-2 Cu2+与H2O是如何结合成Cu(H2O)42+的呢？ Cu(H2O)42+叫做四水合铜离子 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提供孤电 子对给予铜离子,铜离子接受水分子的孤电子对形成的。 化学键 提供孤电子对 接受孤电子对 实验实验3-2 成键原子或离子一方提供空轨道，另一方提供孤电子对而形成的，这 类“电子对给予-接受”键被称为配位键。 形 成 条 件 一方能提供孤电子对 另一方能提供空轨道 如分子有NH3、H2O、HF、CO等； 离子有Cl、OH、CN、SCN等。 如Fe、Ni、Fe3+、
3、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、 Cr3+等过渡金属的原子或离子。 配位键是一种特殊的共价键，同样具有饱和性和方向性。 一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基 本不变的，如Ag形成2个配位键；Cu2形成4个配位键等。 一一、配合物配合物 通常把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配 体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物。 配位化合物一定含有配位键，但含有配位键的化合物不一定是配位化 合物。 例如：CO、NH4+、H3O+、SO4 2、P 2O5 一一、配合物配合物 (1)中心原子(离子)：提供空轨道的金属离子或原子。一般是过
4、渡金属， 必须有空轨道。 (2)配位体：含有孤电子对的分子或离子，如 NH3 H2O CO Cl- SCN- CN- (3)配位原子：配位体中具有孤电子对的原子N O P S，一般是A A A的非金属原子 (4)配位数：直接同中心原子配位的原子数目，一般是2、4、6、8 (5)配离子的电荷：等于中心离子和配体总电荷的代数和，如： Fe(SCN)63- 一一、配合物配合物 归纳总结 对于配合物，外界在水溶液中易电离，但内界却难电离。 Cu(H2O)4SO4 中 心 离 子 配 体 配 位 数 内界 外界 一一、配合物配合物 跟踪练习 0.01 mol氯化铬(CrCl3 6H2O)在水溶液中用过量
5、硝酸银溶液处理，产生 0.02 mol AgCl沉淀。此氯化铬最可能是（ ） ACr(H2O)6Cl3 BCr(H2O)5ClCl2 H2O CCr(H2O)4Cl2Cl 2H2O DCr(H2O)3Cl3 3H2O B 一一、配合物配合物 实验操作 实验现象 实验原理 向盛有4mL 0.1mol/L CuSO4溶液的试管里滴加 几滴1 mol/L 氨水 继续添加氨水并振荡试管 再向试管中加入极性较小 的溶剂(如加入8 mL 95% 乙醇)，并用玻璃棒摩擦 试管壁 形成难溶物 Cu2+ + 2NH3 H2O = Cu(OH)2+2NH4 + 难溶物溶解，得到 深蓝色的透明溶液 Cu(OH)2
6、+ 4NH3 = Cu(NH3)4(OH)2 析出深蓝色晶体 深蓝色晶体为Cu(NH3)4SO4 H2O， 说明该配合物在乙醇中的溶解度小 于在水中的溶解度 实验实验3-3 实验证明，无论在得到的深蓝色透明溶液 中，还是在析出的深蓝色的晶体中，深蓝 色都是由于存在 Cu(NH3)42+，它是Cu2+的 另一种常见配离子，中心离子仍然是Cu2+ ，而配体是NH3，配位数为4。 实验实验3-3 实验操作 向盛有少量0.1 mol/L FeCl3溶液（或任何含Fe3+的溶液）的试管 中滴加1滴0.1 mol/L硫氰化钾(KSCN)溶液。 实验现象 实验原理 溶液变为红色 利用硫氰化铁配离子等颜色，可
7、用于鉴别溶液中存在Fe3+； 又由于硫氰化铁配离子的颜色极似血液，常被用于电影特技和魔术 Fe3+nSCN- = Fe(SCN)n3-n n = 16，随SCN-的浓度而异 配位数可为16 实验实验3-4 实验操作 向盛有少量0.1 moI/ L NaCl溶液的试管里滴几滴0.1 mol/L AgNO3溶液,产生难溶于水的白色的AgCl沉淀,再滴入1 mol/L 氨水,振荡,观察实验现象。 实验现象 实验原理 AgCl+2NH3= Ag(NH3)2Cl Ag+Cl-=AgCl 先产生白色沉淀,滴加氨水后白色沉淀溶解 实验实验3-5 配合物具有一定的稳定性，配位键越强，配合物越稳定。许多过渡金
8、属元素的离子对多种配体具有很强对结合力，因而，过渡金属配合物 远比主族金属配合物多。 一一、配合物配合物 （1） 在生命体中的应用 （2）在医药中的应用 叶绿素 血红素 抗癌药物 酶 维生素B12 钴配合物 含锌的配合物 含锌酶有80多种 Fe2+的配合物 Mg2+的配合物 （3） 配合物与生物固氮 固氮酶 （4）在生产生活中的应用 王水溶金 电解氧化铝的助熔剂 Na3AlF6 热水瓶胆镀银 Ag(NH3)2+ HAuCl4 一一、配合物配合物 由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体称 为超分子。 超分子定义中的分子是广义的，包括离子。 二、超分子二、超分子 （1）分离C60
9、和C70 二、超分子二、超分子 (2)冠醚识别碱金属离子(如K+)。 冠醚是皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子 冠醚识别碱金属离子。不同大小的冠醚可以识别不同大小的碱金属离子。 冠醚 冠醚空腔直径/pm 适合的粒子（直径/pm） 12-冠-4 15-冠-5 18-冠-6 21-冠-7 120150 170220 260320 340430 Li+（152） Na+（204） K+（276） Rb+（304） Cs+（334） 二、超分子二、超分子 (2)冠醚识别碱金属离子(如K+)。 二、超分子二、超分子 分子识别分子识别 自组装自组装 二、超分子二、超分子 学习小结学习小结