配合物是如何形成.ppt

第二單元 配合物是如何形成的,請大家思考: 我們學(xué)習(xí)了哪些化學(xué)鍵?,什么叫配位鍵?,一個原子提供一對電子，與另一個接受電子的原子形成的共價鍵。即：成鍵的兩個原子一方提供孤對電子，一方提供空軌道而形成的共價鍵。,試舉一例含配位鍵的物質(zhì)！,銨鹽,水合氫離子,配合物在生活、生產(chǎn)和科技等方面都具有十分重要的應(yīng)用：,在植物生長中起光合作用的葉綠素，是一種含鎂的配合物；人和動物血液中起著輸送氧作用的血紅素，是一種含有亞鐵的配合物；維生素B12是一種含鈷的配合物；人體內(nèi)各種酶（生物催化劑）的分子幾乎都含有以配合狀態(tài)存在的金屬元素。化工生產(chǎn)、污水處理、汽車尾氣處理、模擬生物固氮都需要一些特殊性能的配合物作催化劑。,血紅素,葉綠素,維生素B12,維爾納 (Werner, A, 18661919) 瑞士無機化學(xué)家，因創(chuàng)立配位化學(xué)而獲得1913年諾貝爾化學(xué)獎。,配位化學(xué)的奠基人維爾納,中國無機化學(xué)家和教育 家，1981年當(dāng)選為中國科學(xué)院化學(xué)部學(xué)部委員。長期從事無機化學(xué)和配位化學(xué)的研究工作，是中國最早進行配位化學(xué)研究的學(xué)者之一。,戴安邦,(1901-1999),第一課時,人類對配合物結(jié)構(gòu)的認識,認識銅氨離子,交流與討論,比較H+NH3=NH4+ Cu2+4NH3=Cu(NH3)42+ 提出Cu2+與NH3分子結(jié)合生成的Cu(NH3)42+的設(shè)想。,配體有孤電子對,中心離子 有空軌道,配位鍵的存在是配合物與其它物質(zhì)最本質(zhì)的區(qū)別,一、配合物的概念,一、配合物的概念,概念：由提供孤電子對的配體與接受孤電子對的中心原子以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配合物。,問題解決,請根據(jù)Cu(NH3)42+中配位鍵的形成，總結(jié)配位鍵的形成的條件。,配位鍵形成的條件： 一個原子有孤電子對，另一個原子有接受孤 電子對的空軌道。,二、配合物的組成,比較明礬KAl(SO4)212H2O 與硫酸四氨合銅Cu(NH3)4SO4兩者的電離,KAl(SO4)212H2O= K+Al3+2SO42-+12H2O Cu(NH3)4SO4=Cu(NH3)42+SO42-,二、配合物的組成,內(nèi)界是配位單元，外界是簡單離子。內(nèi)外界之間是完全電離的。,K3Cr(CN)6,內(nèi)界,外界,內(nèi)界又由中心原子 和配位體及配位數(shù)構(gòu)成：,(1) 內(nèi)界與外界,二、配合物的組成,Cu(NH3)4 SO4,問題解決,在Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、H2O、NH3、F-、CN-、CO中，哪些可以作為中心原子？哪些可以作為配位體？,中心原子：Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+ 配位體：H2O、NH3、F-、CN-、CO,二、配合物的組成,(2) 中心原子、配位體、配位數(shù),中心原子：能夠接受孤電子對的離子，多為過渡金屬元素的離子。 配位體：提供孤電子對的分子或離子；其中提供孤電子對的原子叫配位原子，常見的配位原子有鹵素原子X、O、S、N、P、C。,二、配合物的組成,(2) 中心原子、配位體、配位數(shù),配位數(shù),常見金屬離子的配位數(shù),二、配合物的組成,(2) 中心原子、配位體、配位數(shù),配位數(shù) ：配位體不是同一種分子或離子時，配位數(shù)要兩者相加。,如：Co(NH3)5ClCl2 這種配合物，其配位體有兩種：NH3、Cl-，配位數(shù)為5+1=6。,思考： KPtCl3(NH3) 其配位數(shù)為_。,4,問題解決,現(xiàn)有兩種配合物晶體Co(NH3)6Cl3和Co(NH3)5ClCl2，一種為橙黃色，另一種為紫紅色。請設(shè)計實驗方案將這兩種配合物區(qū)別開來。,提示：先寫出兩者的電離方程式進行比較。,問題解決,兩者在水中發(fā)生電離： Co(NH3)6Cl3=Co(NH3)63+3Cl- Co(NH3)5ClCl2=Co(NH3)5Cl2+2Cl- 比較可知：兩者電離出的Cl-的量不同，設(shè)計實驗時可從這一條件入手，加Ag+沉淀Cl-，然后測量所得沉淀量就可加以區(qū)別。,提供1molCl，Co(NH3)6Cl3需89.2g， Co(NH3)5ClCl2需125.3g,問題解決,具體步驟： 1、稱取相同質(zhì)量的兩種晶體，分別配成溶液。 2、向兩種溶液中加入足量的AgNO3溶液。 3、靜置，過濾。 4、洗滌沉淀，干燥 5、稱量。 結(jié)果：所得固體質(zhì)量多的即為Co(NH3)6Cl3， 所得固體質(zhì)量少的即為Co(NH3)5ClCl2 。,課堂小結(jié),一、配合物的概念：配位鍵 二、配合物的組成：配位體+中心原子,什么叫配合物,由提供孤電子對的配體與接受孤電子對的中心原子以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配合物。,請思考NH4Cl是否是配合物？,配合物的組成,Cu(NH3)4 SO4,NH3中的N為配位原子,分析下列配合物的組成,Ag(NH3)2OH Co(NH3)6Cl3 K4Fe(CN)6 KPt(NH3)Cl3 Co(NH3)5Cl( NO3)2 Cr(H2O)5ClCl2H2O,配合物中心原子(離子)價態(tài)的判斷,Ag(NH3)2OH Co(NH3)6Cl3 K4Fe(CN)6 KPt(NH3)Cl3 Co(NH3)5Cl( NO3)2 Cr(H2O)5ClCl2H2O,配合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),原子在形成分子時，為了增強成鍵能力，使分子的穩(wěn)定性增加，趨向于將不同類型的原子軌道重新組合成能量、形狀和方向與原來不同的新原子軌道。這種重新組合稱為雜化；雜化后的原子軌道稱為雜化軌道。,（1）只有能量相近的軌道才能相互雜化。 （2）形成的雜化軌道數(shù)目等于參加雜化的原子軌道數(shù)目。 （3）雜化軌道成鍵能力大于原來的原子軌道。因為雜化軌道的形狀變成一頭大一頭小了，用大的一頭與其他原子的軌道重疊，重疊部分顯然會增大。,關(guān)于雜化軌道的注意點,配合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),Ag(NH3)2+的成鍵情況,Ag+空的5s軌道和5p軌道形成sp雜化軌道，接受2個NH3分子提供的孤電子對，形成直線形的Ag(NH3)2+ 。,配合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),Zn(NH3)42+的成鍵情況和空間結(jié)構(gòu),Zn2+形成sp3雜化軌道，接受4個NH3分子提供的孤電子對形成4個配位鍵，得到正四面體型的Zn(NH3)42+ 。,配合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),Cu(NH3)42+的成鍵情況和空間結(jié)構(gòu),Cu2+形成dsp2雜化軌道，接受4個NH3分子提供的孤電子對，形成平面正方形的Cu(NH3)42+ 。,配合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),Pt(NH3)2Cl2的成鍵情況和空間結(jié)構(gòu),Pt2+形成dsp2雜化軌道，接受2個NH3 和2個Cl-離子提供的孤電子對，形成平面正方形的Pt(NH3)2Cl2 。,練習(xí)題1,向AgNO3溶液中滴加氨水至沉淀溶解可形成Ag(NH3)2+配離子。Ag+空的 軌道和 軌道可以形成 雜化軌道。NH3分子中N原子有 對孤電子對，N原子上的孤電子對進入Ag+空的 雜化軌道形成配位鍵。Ag+有 個空的 雜化軌道，可以接受2個NH3分子提供的孤電子對，形成 型的Ag(NH3)2+。,5s,5p,sp,1,sp,2,sp,直線,練習(xí)題2,Zn(NH3)4SO4中，Zn2+與NH3以 相結(jié)合，形成配合物的內(nèi)界 ， 為配合物的外界。Zn2+接受4個NH3分子中氮原子提供的孤電子對，形成 個配位鍵，Zn2+提供4個空 雜化軌道接受孤電子對是 ，NH3分子中氮原子提供孤電子對，是配位原子，NH3分子是 ，Zn(NH3)42+中，Zn2+的配位數(shù)是 。,配位鍵,Zn(NH3)42+,SO42,4,sp3,中心原子(離子),配位體,4,配合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),Ag(NH3)2+的成鍵情況和空間結(jié)構(gòu),Ag+空的5s軌道和5p軌道形成sp雜化軌道，接受2個NH3分子提供的孤電子對，形成直線形的Ag(NH3)2+。,配合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),Zn(NH3)42+的成鍵情況和空間結(jié)構(gòu),Zn2+形成sp3雜化軌道，接受4個NH3分子提供的孤電子對形成4個配位鍵，得到正四面體型的Zn(NH3)42+。,配合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),Cu(NH3)42+的成鍵情況和空間結(jié)構(gòu),Cu2+形成dsp2雜化軌道，接受4個NH3分子提供的孤電子對形成配位鍵，得到平面正方形的Cu(NH3)42+。,配合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),Pt(NH3)2Cl2的成鍵情況和空間結(jié)構(gòu),Pt2+形成dsp2雜化軌道，接受2個NH3分子和2個Cl提供的孤電子對形成配位鍵，得到平面正方形的Pt(NH3)2Cl2。,中結(jié)構(gòu)對稱，分子無極性；的分子有極性，據(jù)相似相溶規(guī)則可知，前者溶解度小而后者大。,含有兩種或兩種以上配位體的配合物，若配合物在空間排列方式不同，就能形成不同幾何構(gòu)型的配合物。,什么叫同分異構(gòu)體？請舉2例。 什么叫手性異構(gòu)體？什么叫手性碳原子？ 什么叫順反異構(gòu)體？,反式 順式,思考題： 順式Pt (NH3)2Cl2和反式Pt (NH3)2Cl2屬于手性異構(gòu)體嗎？,思考題： 向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不能生成白色沉淀的是 A、Co(NH3)4Cl2Cl B、Co(NH3)3Cl3 C、Co(NH3)6Cl3 D、Co(NH3)5ClCl2,答案：B,思考題： 向銀氨溶液中加入NaCl溶液，無白色沉淀產(chǎn)生，說明銀氨溶液中 （填離子符號）離子濃度很小。若加入 KI溶液有黃色沉淀產(chǎn)生，說明 很小。若向銀氨溶液中加入鹽酸立即產(chǎn)生白色沉淀，寫出此反應(yīng)的離子方程式 。,Ag+,AgI的溶解度,Ag(NH3)2+2H+Cl=AgCl+2NH4+,Ag(NH3)2+OH+3H+Cl= AgCl+H2O+2NH4+,思考題： 硝酸銀溶液中分別滴加NaOH溶液，氯化銨溶液，都會立即產(chǎn)生沉淀。請分別寫出反應(yīng)的離子方程式。如果把它們?nèi)咭砸欢ǖ臐舛缺然旌?，得到的卻是澄清透明的溶液，請加以解釋，并寫出相關(guān)的反應(yīng)方程式。,Ag+OH=AgOH,2AgOH=Ag2O+H2O,Ag+Cl=AgCl,AgNO3+2NH4Cl+2NaOH = Ag(NH3)2Cl +NaNO3+NaCl+2H2O,同分異構(gòu)體,什么叫同分異構(gòu)體？ 配合物是否存在同分異構(gòu)體? 配合物的同分異構(gòu)體的性質(zhì)是否有區(qū)別?,思考題： 0.01mol氯化鉻(CrCl36H2O)在水溶液中用過量硝酸銀溶液處理，產(chǎn)生0.02mol AgCl沉淀。此氯化鉻最可能是 ACr(H2O)6Cl3 BCr(H2O)5ClCl2H2O CCr(H2O)4Cl2Cl2H2O DCr(H2O)3Cl33H2O,答案：B,思考題： 寫出Ag(NH3)2OH的中心離子、配位原子、配位數(shù)并寫出它電離的離子方程式。,中心離子：Ag+ 配位原子：NH3分子中的N原子 配位數(shù)：2,Ag(NH3)2OHAg(NH3)2+OH,配合物的穩(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。 當(dāng)作為中心原子的金屬離子相同時，配合物的穩(wěn)定性與配體的性質(zhì)有關(guān)。,配合物的穩(wěn)定性,（1）中心離子的影響 簡單陽離子，半徑越小穩(wěn)定性越強。 （2）配位原子電負性的影響 配位原子的電負性越大，配合物越穩(wěn)定；配位原子電負性越小，配合物越不穩(wěn)定。 （3）配位體堿性越強，配合物越穩(wěn)定。,配合物的穩(wěn)定性,下列各配合物的穩(wěn)定性，判斷不正確的是 A、Fe(CN)63Fe(SCN)63 B、Co(NH3)62+Co(NH3)63+ C、AlF63AlBr63 D、Cu(NH3)42+Zn(NH3)42+ （Cu2+的半徑小于Zn2+的半徑）,答案：B,思考題： 向CoCl2溶液中滴加氨水，使生成的Co(OH)2沉淀溶解生成Co(NH3)62。此時向溶液中通入空氣，得到的產(chǎn)物中有一種其組成可用CoCl35NH3表示。把分離出的CoCl35NH3溶于水后立即加硝酸銀溶液，則析出AgCl沉淀。經(jīng)測定，每1mol CoCl35NH3只生成2mol AgCl。請寫出表示此配合物結(jié)構(gòu)的化學(xué)式(鈷的配位數(shù)為6)：_，此配合物中Co的化合價為_。,Co(NH3)5ClCl2,+3,配合物的應(yīng)用,配合物在許多方面有廣泛的應(yīng)用,在實驗研究中，常用形成配合物的方法來檢驗金屬離子、分離物質(zhì)、定量測定物質(zhì)的組成。,在生產(chǎn)中，配合物被廣泛應(yīng)用于染色、電鍍、硬水軟化、金屬冶煉領(lǐng)域。,在許多尖端領(lǐng)域如激光材料、超導(dǎo)材料、抗癌藥物的研究、催化劑的研制等方面，配合物發(fā)揮著越來越大的作用。,一、科學(xué)研究中的應(yīng)用,1、離子鑒定：,Ni2+與丁二肟反應(yīng)，生成血紅色配合物。,2、離子分離：,配合物的應(yīng)用,乙烯催化氧化制乙醛,催化機理,配合物的應(yīng)用,二、工業(yè)催化中的應(yīng)用,三、冶金電鍍中的應(yīng)用,高純度金屬制備（Fe,Ni,Co）,貴金屬的提取,配合物的應(yīng)用,四、生物醫(yī)藥中的應(yīng)用,醫(yī)藥行業(yè) 治癌藥物順鉑Pt(NH3)2Cl2,生物大分子,（有抗癌活性） （無抗癌活性）,配合物的應(yīng)用,五、配合物與生物固氮,合氮酶中Fe-Mo中心結(jié)構(gòu)示意圖,配合物的應(yīng)用,將大氣中游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過程叫氮的固定,（1998年高考）起固定氮作用的化學(xué)反應(yīng)是 A、氮氣與氫氣在一定條件下反應(yīng)生成氨氣 B、一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮 C、氨氣經(jīng)催化氧化生成一氧化氮 D、由氨氣制碳酸氫銨和硫酸銨,答案：A,思考題：,要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+而可能含有Fe2+，進行如下實驗操作時，最佳順序為 加入足量氯水 加入足量酸性高錳酸鉀溶液 加入少量NH4SCN溶液