第四節(jié)

配合物與超分子【思考與討論】無水硫酸銅是白色的，但CuSO4?5H2O晶體卻是藍色的，這是為什么呢？硫酸銅晶體硫酸銅粉末固體顏色CuSO4白色CuCl2綠色CuBr2深褐色K2SO4白色NaCl白色KBr白色溶液顏色無色離子什么離子呈天藍色【實驗探究】【實驗3-2】取下表中的少量固體溶于足量的水中，觀察實現(xiàn)現(xiàn)象并填寫表格天藍色天藍色天藍色無色無色無色SO42-

Na+Cl-K+Br-Cu2+？[Cu(H2O)4]2+四水合銅離子Cu2+與H2O結合形成[Cu(H2O)4]2+顯藍色，它們是怎么結合的？【任務一】配位鍵1.概念：一個單方面提供孤電子對的原子或離子，另一方提供空軌道而形成的一類“電子對給予—接受”鍵被稱為配位鍵。2.形成條件：電子對給予體有孤電子對如：分子有NH3、H2O、HF、CO等；離子有Cl-、OH-、CN-、SCN-等電子對接受體有空軌道如：H+、Al3+、B及過渡金屬的原子/離子(Fe、Ni、Fe2+、Cu2+、Ag+等)。[Cu(H2O)4]2＋有空軌道接受孤電子對

提供孤電子對電子對給予體電子對接受體Cu2+H2O【任務一】配位鍵3.表示方法：電子對給予體電子對接受體AB/A—B

[Cu(NH3)4]2+中的配位鍵表示為

。【任務一】配位鍵4.特點：具有方向性、飽和性配位鍵實質(zhì)上是一種特殊的共價鍵[Cu(H2O)4]2+H3O+NH4+一般：過渡金屬原子/離子形成的配位鍵數(shù)目不變。Ag+形成2個配位鍵、Cu2+形成4個配位鍵【任務二】配合物1.概念：通常由金屬離子或原子與某些分子或離子以配位鍵結合形成的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物。2.組成：配合物溶于水易電離為內(nèi)界配離子和外界離子，內(nèi)界配離子一般很穩(wěn)定，不易電離=[Cu(NH3)4]2++SO42-【任務二】配合物①中心原子(或離子)：提供空軌道接受孤電子對的原子(或離子)。一般都是帶正電荷,最常見的有過渡金屬離子：Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等。②配體：提供孤電子對的陰離子或分子配位體中提供孤電子對的原子。④配位數(shù)：直接同中心原子（離子）配位的分子或離子的數(shù)目③配位原子：常見的配位原子有C、O、N、P、S、X等【訓練鞏固】配合物內(nèi)界外界中心粒子配位體配位數(shù)[Ag(NH3)2]OHK3[Fe(CN)6][Co(NH3)5Cl]Cl2Ni(CO)4[Ag(NH3)2]+[Fe(CN)6]3-[Co(NH3)5Cl]2+Ni(CO)4OH-K+Cl-無Ag+Fe3+Co3+NiNH3CN-NH3、Cl-CO2664配合物不一定存在外界，配體可以一種或同時存在多種。【訓練鞏固】1.1mol[Zn(NH3)4]Cl2中有

個σ鍵.分析配合物中的σ鍵數(shù)目時:一要考慮中心離子與配位原子之間的配位鍵數(shù)目;二要考慮配體離子或分子內(nèi)含有的σ鍵數(shù)目;三要考慮外界離子或分子中含有的σ鍵數(shù)目。2.1mol[Cu(NH3)4]SO4中有

個σ鍵.3.配合物形成實驗：CuSO4aq加入氨水藍色沉淀繼續(xù)加入氨水藍色沉淀溶解深藍色溶液加入乙醇深藍色晶體【實驗3-3】

[Cu(NH3)4]SO4的形成實驗【任務二】配合物3.配合物形成實驗：Cu(OH)2+4NH3

=[Cu(NH3)4]2++2OH-Cu2++2NH3·H2O

=

Cu(OH)2↓+2NH4+[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O

=

[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓Step1：生成藍色沉淀：Step2：藍色沉淀溶解，得到深藍色溶液：Step3：深藍色晶體析出：溶劑極性：乙醇<水、[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中的溶解度小【實驗3-3】

[Cu(NH3)4]SO4的形成實驗【任務二】配合物3.配合物形成實驗：配位鍵穩(wěn)定性配位能力：NH3

>

H2O配位鍵越強，配合物越穩(wěn)定配合物穩(wěn)定性：eg：[Cu(H2O)4]2+<[Cu(NH3)4]2+接受配體能力：H+

>過渡金屬>主族金屬【實驗3-3】

[Cu(NH3)4]SO4的形成實驗【任務二】配合物配位原子半徑越小，穩(wěn)定性越高配位鍵的數(shù)量越多，穩(wěn)定性越高3.配合物形成實驗：【實驗3-4】硫氰化鐵配離子的形成實驗FeCl3溶液加入KSCN溶液【任務二】配合物Fe3++SCN-

Fe(SCN)2+…………n

=1-6，隨SCN-的濃度而異Fe(SCN)2++SCN-

Fe(SCN)2+Fe(SCN)52-

+SCN-

Fe(SCN)63-Fe3++nSCN-=[Fe(SCN)n]3-n3.配合物形成實驗：【實驗3-5】[Ag(NH3)2]+的形成實驗NaCl中滴加AgNO3溶液加入氨水至沉淀恰好溶解【任務二】配合物3.配合物形成實驗：+2NH3

[Ag(NH3)2]+=Ag++Cl-

=

AgCl↓AgCl+2NH3

=

[Ag(NH3)2]++Cl-

AgCl(s)Ag+(aq)

+Cl－(aq)【實驗3-5】[Ag(NH3)2]+的形成實驗【任務二】配合物4.配合物的形成對性質(zhì)的影響(1)改變?nèi)芙庑裕阂恍╇y溶于水的金屬氫氧化物、鹵化物、氰化物，可以溶解于氨水中，形成可溶性的配合物。(2)改變顏色：某些簡單離子形成配離子時，顏色會發(fā)生變化。如Fe3+與SCN－形成硫氰化鐵配離子，其溶液顯紅色。(3)改變穩(wěn)定性：配合物具有一定的穩(wěn)定性，配合物中的配位鍵越強，配合物越穩(wěn)定。【任務二】配合物5.配合物的應用

熱水瓶膽鍍銀（銀鏡反應）

[Ag(NH3)2]OH

電解氧化鋁的助熔劑Na3[AlF6](1)在生產(chǎn)、生活中的應用王水溶金配合物H[AuCl?]【任務二】配合物5.配合物的應用葉綠素(2)生命體中的應用血紅蛋白維生素B12【任務二】配合物5.配合物的應用(3)在醫(yī)藥中的應用第二代鉑類抗癌藥（碳鉑）【任務二】配合物【任務三】超分子1.定義：由兩種或兩種以上的分子(或離子)通過分子間相互作用形成的分子聚集體。2.特性：(1)分子間相互作用：通過非共價鍵結合，包括氫鍵、靜電作用、疏水作用以及一些分子與金屬離子形成的弱配位鍵等。(2)分子聚集體大小：分子聚集體有的是有限的，有的是無限伸展的。3.重要特征：分子識別和自組裝3.超分子的特性：分子識別和自組裝。(1)分離C60和C70【任務三】超分子思考：

1.冠醚靠什么原子吸引陽離子？

2.堿金屬離子或大或小，冠醚如何識別它們的？氧原子冠醚空腔直徑的大小與堿金屬離子匹配，才能識別3.超分子的特性：分子識別和自組裝。【任務三】超分子自組裝是指基本結構單元(分子、納米材料、微米或更大尺度的物質(zhì))自發(fā)形成有序結構的一種技術。在自組裝的過程中，基本結構單元在基于非共價鍵的相互作用下自發(fā)地組織或聚集為一個穩(wěn)定、具有一定規(guī)則幾何外觀的結構。（2）自組裝細胞膜的兩側都是水溶液，水是極性分子，而構成膜的兩性分子的頭基是極性基團而尾基是非極性基團。頭基為親水基團，頭部會朝向水溶液一側，從而實現(xiàn)自組裝。1.下列關于超分子的敘述正確的是（

）A.超分子就是高分子B.C70是超分子C.形成超分子的微粒都是分子D.超分子具有分子識別和自組裝的特征【訓練鞏固】D【訓練鞏固】10.“杯酚”能與C60形成超分子、但不能與