配合物结构.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,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。,【,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。,试写出生成深蓝色溶液过程中两个反应的离子方程式？,Cu,2+,+2NH,3,H,2,O =Cu,（,OH,）,2,+2 NH,4,+,Cu,（,OH,）,2,+,4NH,3,.,H,2,O =Cu(NH,3,),4,2+,+2OH,+4H,2,O,蓝色沉淀,深蓝色溶液,2+,Cu,NH,3,H,3,N,NH,3,NH,3,Cu(NH,3,),4,2+,中,Cu,2+,和,NH,3,H,2,O,是怎样结合的？,Cu(NH,3,),4,2+,的结构简式为：,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(H,2,O),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。,2+,Cu,H,2,O,H,2,O,H,2,O,OH,2,Cu(H,2,O),4,2+,的结构简式为：,FeF,6,3-,Fe(SCN),3,Fe(CN),6,3-,Cu(NH,3,),4,2+,AlF,6,3-,Ag(NH,3,),2,+,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。,1,定义,例如,:,Cu(NH,3,),4,2+,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,-,NH,3,H,2,O,CO,等。,Ni(CO),4,HgI,4,2-,Fe(CO),5,SiF,6,2-,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。,配位体,中心原子,配位数,Zn(NH,3,),4,SO,4,外界,内界,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：,Cu,2+,，,Ag,+,，,Fe,3+,，,Fe,，,Ni,，,B,，,P,配位体：,含孤电子对的分子和离子。,如：,F,，,Cl,，,Br,，,I,，,OH,，,CN,，,H,2,O,，,NH,3,，,CO ,配位原子：,具有孤电子对的原子。如：,N,、,O,、,F,、,Cl,、,S,等。,Ni(CO),4,Fe(CO),5,中,Ni,、,Fe,为零价,FeF,6,3-,Fe(SCN),3,Fe(CN),6,3-,Cu(NH,3,),4,2+,AlF,6,3-,Ag(NH,3,),2,+,SiF,6,2-,中的,Si(),及,PF,6,-,中的,P(V),问题解决,课本,P,70,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,AgCl,2,-,、,Cu(NH,3,),2,+,、,CuCl,2,-,、,Ag(CN),2,-,配位数为,4,的配合物,sp,3,杂化：四面体构型,dsp,2,杂化：平面正方形构型,例：,28,Ni,2+,3d,8,3d,4s,4p,NiCl,4,2-,(,顺磁性,),sp,3,杂化，四面体,3d,Cl,-,例：,28,Ni,2+,3d,8,3d,4s,4p,Ni(CN),4,2-,(,抗磁性,),dsp,2,杂化，平面正方形,3d,CN,-,配位数为,6,的配合物,d,2,sp,3,杂化：八面体构型,sp,3,d,2,杂化：八面体构型,例：,26,Fe,3+,3d,5,3d,4s,4p,Fe(CN),6,3-,d,2,sp,3,杂化，八面体,3d,CN,-,例：,26,Fe,3+,3d,5,3d,4s,4p,FeF,6,3-,sp,3,d,2,杂化，八面体,CN,-,3d,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,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。,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？,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。,配合物的立体结构和异构现象,例：,平面型的,Pt(NH,3,),2,Cl,2,顺,-,二氯,二氨合铂,反,-,二氯,二氨合铂,极性,非极性,SP,3,d,2,杂化,d,2,SP,3,杂化,内轨型,外轨型,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：,FeF,6,3-,、,NiCl,4,2-,同一中心离子的内轨型配合物比外轨型配合物稳定。,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,),。,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,d,10,：只能形成外轨型,d,8,：多形成内轨型,d,4,-d,7,：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(NH,3,),6,2+,：外轨型,Co(NH,3,),6,3+,：内轨型,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。,配合物的空间构型,配位数,杂化轨道,空间构型,实例,2,SP,直线型,Ag(NH,3,),2,+,、,Cu(NH,3,),2,+,、,Cu(CN),2,-,3,sp,2,平面三角形,HgI,3,-,、,CuCl,3,2-,4,sp,3,四面体,ZnCl,4,2,-,FeCl,4,-,CrO,4,2-,BF,4,-,Ni(CO),4,、,Zn(CN),4,2-,dsp,2,平面四边,Ni(CN),4,2-,5,dsp,2,或,sp,2,d,正方形,Ni(CN),4,-,、,PdCl,4,2-,dsp,3,或,d,3,sp,三角双锥,Fe(CO),5,、,Ni(CN),6,3-,d,2,sp,2,正方锥形,SbF,5,2-,6,d,2,sp,3,或,sp,3,d,2,正八面体,Fe(CN),6,4-,FeF,5,3-,配合物的空间构型,配位数,杂化轨道,空间构型,实例,6,d,4,sp,三方棱柱,V(H,2,O),6,3+,7,d,3,sp,3,五角双锥,ZrF,7,3-,、,UO,2,F,5,3-,8,d,4,sp,3,正十二面体,Mo(CN),8,4-,、,W(CN),8,4-,强调：,在,CH,4,分子中,C,原是以,3,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(NH,3,),4,2+,为例，,Zn,2,+,离子以,sp,3,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。,配合物的立体结构和异构现象,结构异构,立体异构,对映异构,几何异构,配体在中心原子周围的几何位置不同。,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。,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。,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,CrCl,3,6H,2,O,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(H,2,O),6,Cl,3,(,紫色,),、,CrCl(H,2,O),5,Cl,2,（灰绿色）、,CrCl,2,(H,2,O),4,Cl,（深绿色）。,它们的组成相同，是异构体。,在氯化钴溶液中加入氨和氯化铵的混合溶液，用氧化剂把,Co,2+,氧化,Co,3+,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,o(NH,3,),4,Cl,2,。,请划出这四种同分异构体。,答案,：,H,3,N,H,3,N,Cl,Cl,NH,3,NH,3,H,3,N,NH,3,Cl,Cl,NH,3,NH,3,H,3,N,NH,3,Cl,Cl,H,3,N,NH,3,H,3,N,NH,3,Cl,Cl,H,3,N,NH,3,配位原子,配位体举例,卤素,F,-,，,C,-,，,Br,-,I,-,O,H,2,O,，,RCOO,-,，,C,2,O,4,2-,（草酸根离子）,N,NH,3,，,NO,（亚硝基），,NH,2,-CH,2,-CH,2,-NH,2,（乙二胺）,C,CN,-,（氰离子）,S,SCN,-,（硫氰根离子）,常见的配位体,配位体的分类,单齿配体,：,NH,3,、,Cl,常见的配位体,双齿配体,：,en,四齿配体,：氨基三乙酸,常见离子的配位数,配位数,中心离子,2,Ag,+,，,Cu,2+,，,Au,+,4,Zn,2+,，,Cu,2+,，,Hg,2+,，,Ni,2+,，,Co,2+,，,Pt,2+,，,Pd,2+,，,Si,4+,，,Ba,2+,6,Fe,2+,，,Fe,3+,，,Co,2+,，,Co,3+,，,Cr,3+,，,Pt,4+,，,Pd,4+,，,Al,3+,，,Si,4+,，,Ca,2+,8,少,Mo,4+,，,W,4+,，,Ca,2+,，,Ba,2+,，,Pb,2+,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(NH,3,),4,Cl,2,和,Pt(NH,3,),2,Cl,2,中的中心离子都是,Pt,2+,，而配位体前者是,NH,3,，后者是,NH,3,和,Cl,-,，这些配位体都是单齿的，因此它们的配位数都是,4,。,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,常见的配合物和配位体,练习：请判断下列配合物的配位数。,Co(NH,3,),6,Cl,3,Co(NH,3,),5,(H,2,O)Cl,3,Pt(NH,3,),4,Cl Pt(NH,3,),2,Cl,2,Pt(en),2,Cl,2,二氯化二乙二胺合铂,(),en,为乙二胺,H,2,NCH,2,CH,2,NH,2,Co(en),3,Cl,3,6,6,4,4,4,6,配 合 物 的 应 用,实验,1,实验,2,实验,3,活动与探究（,P72,）,：,银镜反应：,Ag,+,+NH,3,H,2,O=AgOH+NH,4,+,AgOH+2NH,3,H,2,O=Ag(NH,3,),2,+,+OH,-,+2H,2,O,CH,3,CHO+2Ag(NH,3,),2,+,+2OH,-,CH,3,COO,-,+NH,4,+,+2Ag+3NH,3,+H,2,O,返回,配 合 物 的 应 用,1,离子鉴定：,用,KSCN:,Fe,3+,Fe(SCN),X,3-X,（,X=1-6,，血红）,用,Fe(CN),6,3-,：,Zn,2+,Zn,3,Fe(CN),6,2,（黄色）,Fe,2+,KFe(CN),6,Fe,X,（深蓝）,用,Fe(CN),6,4-,：,Fe,3+,KFe(CN),6,Fe,X,（深蓝）,配 合 物 的 应 用,1,离子鉴定：,用,KSCN:,Fe,3+,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。,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,形成配合物时性质的改变：,1,、颜色的改变：,Fe,3+,+nSCN,-,=Fe(SCN),n,(n-3)-,2,、溶解度的改变：,AgCl,HCl,AgCl,2,-,+H,+,AgCl+2NH,3,=Ag(NH,3,),2,+,+Cl,-,Au+HNO,3,+4HCl,=,HAuCl,4,+NO+2H,2,O,3Pt+4HNO,3,+18HCl=3H,2,PtCl,6,+4NO,+8H,2,O,铂、金能溶于王水,3,、酸碱性的改变：,HF,（,K,3.5310,4,）,HCN,（,K,4.9310,10,）,HF+BF,3,=HBF,4,强酸,HCN+AgCN=HAg(CN),2,强酸,Cu(NH,3,),4,(OH),2,的碱性大于,Cu(OH),2,，,为什么？,形成配合物时性质的改变：,阅读,P7374,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,1,、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是,(),A,CO,2,与,SO,2,B,CH,4,与,NH,3,C,BeCl,2,与,BF,3,D,C,2,H,2,与,C,2,H,4,B,2,、下列分子或离子中都存在着配位键的是,A,NH,3,、,H,2,O,B,NH,4,+,、,H,3,O,+,C,N,2,、,HClO D,Cu(NH,3,),4,2+,、,PCl,3,B,3,、对,SO,2,与,CO,2,说法正确的是,(),A,都是直线形结构,B,中心原子都采取,sp,杂化轨道,C,S,原子和,C,原子上都没有孤电子对,D,SO,2,为,V,形结构，,CO,2,为直线形结构,D,4,、下列各种说法中错误的是（）,A,、形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤电子对。,B,、配位键是一种特殊的共价键。,C,、配合物中的配体可以是分子也可以是阴离子。,D,、共价键的形成条件是成键粒子必须有未成对电子。,D,3H,3,PO,4,-2H,2,O-3H,5,P,3,O,10,(P,3,O,10,),5-,+Mg,2+,=Mg,5,(P,3,O,10,),2,Hb+O,2,HbO,2,HbCO,Hb+CO,Au+HNO,3,+4HCl,=,HAuCl,4,+NO +2H,2,O,3Pt+4HNO,3,+18HCl=,3H,2,PtCl,6,+4NO+8H,2,O,5,、写出下列分子的路易斯结构式,(,是用短线表示成键电子对,小黑点表示未成键的价电子的结构式,),并指出中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。,(1)PCl,3,(2)BCl,3,(3)CS,2,(4)C1,2,O,(1)PCI,3,：,SP,3,三角锥形,.,P,CI,CI,解析：,.,.,.,.,.,.,CI,.,.,.,CI,.,.,(2)BCl,3,：,SP,2,平面三角形,B,CI,.,.,.,.,Cl,.,.,.,(3)CS,2,：,SP,直线形,C,=,S,=,S,.,.,.,.,(4)C1,2,O,：,SP,3,V,形,O,.,.,Cl,.,.,.,CI,.,.,.,6.,能区别,Co(NH,3,),4,Cl,2,Cl,和,Co(NH,3,),4,Cl,2,NO,3,两种溶液的试剂是,A,AgNO,3,溶液,B,NaOH,溶液,C,CCl,4,D,浓氨水,7.,有两种化合物，,A,：,C,O,Cl,3,5NH,3,H,2,O,；,B,：,C,O,Cl,3,5NH,3,H,2,O,，根据下面的实验结果，确定它们的络离子、中心离子和配体。,分别取,A,和,B,的固体于试管中微热，,A,中未见明显现象，,B,中试管口出现少量水珠。,向,A,和,B,的溶液中加入,AgNO,3,溶液后均有,AgCl,沉淀。,沉淀过滤后，分别向滤液中加,AgNO,3,溶液均无变化，但加热煮沸，,B,溶液中又有,AgCl,沉淀生成，其沉淀量为原来,B,溶液中,AgCl,的一半。,又已知该化合物中心离子配位数均为,6,，试写出,A,、,B,的化学式：,A _,，,B _,。,8,、中学课堂实验提到：让蒸馏水通过酸式滴定管慢慢下流如线状，把摩擦带电的玻璃棒靠近水流，发现水流的方向发生偏转。如果把盛在玻璃容器中的蒸馏水置于强磁场的两极之间，蒸馏水的体积是,（增大、缩小还是保持不变），简述原因：,。,体积变大。由于水是极性分子置于强磁场中间时，受磁场作用，水分子在一定程度上被迫做定向排列，导致部分水分子之间互相以同一电（磁）极相近，产生斥力，体积因而增大。,答案,:,配合物的性质和配合反应,配合物的稳定性：,配离子的稳定常数,也叫平衡常数,：,Cu,2+,+4NH,3,=Cu(NH,3,),4,2+,K,稳,=Cu(NH,3,),4,2+,/Cu,2+,NH,3,4,强调：中心金属离子与几个配体分子或离子形成的配离子或络离子，金属与配体之间的结合非常稳定。即,K,稳,很大。,例如：,Ag(NH,3,),2,+,Ag,+2NH,3,这反应的程度非常小，平衡常数,Ki,很小；,相反,Ag,+2NH,3,Ag(NH,3,),2,+,反应平衡常数,K,f,大；,K,f,1/K,i,K,f,就叫稳定常数，,K,i,不稳常数，也叫离解常数,配合物的性质和配合反应,稳定常数,(K,f,),的应用：,（,1,）判断配位反应进行的方向：,Ag(NH,3,),2,+,+2CN,-,=Ag(CN),2,-,+2NH,3,(2),计算配离子溶液中有关离子浓度：,(3),讨论难溶盐生成或其溶解的可能性：,例如,：在,1mL0.04mol/L AgNO,3,溶液中加入,1mL2mol/LNH,3,.,H,2,O,计算平衡后溶液中的,Ag,+,?,例如,：,100mL 1mol/LNH,3,中，能溶解固体,AgBr,多少克？,（,4,）计算金属与其配离子间的,E,值：,例如,：计算,Ag(NH,3,),2,+,+e=Ag+2NH,3,体系的标准电势。,为什么使用,Ag(CN),2,+,进行电镀？,配合物的性质和配合反应,形成配合物时性质的改变：,1,、颜色的改变,：,Fe,3+,+nSCN,-,=Fe(SCN),n,(n-3)-,3,、,E,0,的改变：,Hg,2+,+2e=Hg E,0,=+0.85V,Hg(CN),4,2-,+2e=Hg+4CN,-,E,0,=-0.37V,，,氧化性减弱,4,、酸碱性的改变：,HF,（,K,3.5310,4,）,HCN,（,K,4.9310,10,）,HF+BF,3,=HBF,4,强酸,HCN+AgCN=HAg(CN),2,强酸,Cu(NH,3,),4,(OH),2,的碱性大于,Cu(OH),2,，为什么？,2,、溶解度的改变：,AgCl,HCl,AgCl,2,-,+H,+,AgCl+2NH,3,=Ag(NH,3,),2,+,+Cl,-,Au+HNO,3,+4HCl=HAuCl,4,+NO+2H,2,O,3Pt+4HNO,3,+18HCl=3H,2,PtCl,6,+4NO+8H,2,O,铂、金能溶,于王水,配合物的性质和配合反应,常见的金属的配合物：,Cu(I),的配合物：,Cu(NH,3,),2,+,(sp,杂化）直线型,CuCl,3,2-,(sp,2,杂化）平面三角型,Cu(CN),4,3-,(dsp,2,杂化）平面正方形,无色的,Cu(NH,3,),2,+,在空气中易氧化成深蓝色,Cu(NH,3,),4,2+,，所以,Cu(NH,3,),4,2+,被,Na,2,S,2,O,4,定量地还原为,Cu(NH,3,),2,+,。,2Cu(NH,3,),4,2+,S,2,O,4,2,4OH,2Cu(NH,3,),2,+,2SO,3,2,2NH,3,.,H,2,O,2NH,3,Cu(NH,3,),2,Ac+CO+NH,3,=Cu(NH,3,),2,Ac,.,CO,H=-35kJ,低温加压,减压加热,Cu,2,5CN,=Cu(CN),4,3-,+0.5(CN),2,K,稳,210,30,（极为稳定，加入,H,2,S,也无沉淀，,Ksp,2.510,-50,),）,配合物的性质和配合反应,Cu(II),的配合物：,(3d,10,),常见配合离子：,Cu(H,2,O),4,2+,、,CuCl,4,2-,Fehling,溶液：,（检验葡萄糖）,配合物的性质和配合反应,Ag(I),配合物：,4d,10,以,sp,杂化形成配合物,Ag,（,NH,3,）,2,：鉴定醛基，制银业。但可转化为,Ag,2,NH,AgNH,2,爆炸！,Ag,（,CN,）,2,：作为电镀液逐渐被,Ag,（,SCN),2,-,和,KSCN,代替。,配合物的性质和配合反应,Zn(II),配合物：,电子构型：,3d,10,配位无杂化形式：,4 sp,3,杂化,6 sp,3,d,2,杂化,Zn(NH,3,),4,2+,K,稳,2.910,9,Hg,（,II,）配合物：,电子构型：,5d,10,EDTA,螯合物,可以发生六配位,二水合乙二胺四乙酸根,中学化学资料网,e-,Cu(II),的配合物：,(3d,10,),常见配合离子：,Cu(H,2,O),4,2+,、,CuCl,4,2-,Fehling,溶液：,（检验葡萄糖）,Ag(I),配合物：,4d,10,以,sp,杂化形成配合物,Ag,（,NH,3,）,2,：鉴定醛基，制银业。但可转化为,Ag,2,NH,AgNH,2,爆炸！,Ag,（,CN,）,2,：作为电镀液逐渐被,Ag,（,SCN),2,-,和,KSCN,代替。,Zn(II),配合物：,电子构型：,3d,10,配位无杂化形式：,4 sp,3,杂化,6 sp,3,d,2,杂化,Hg,（,II,）配合物：,电子构型：,5d,10,EDTA,螯合物,可以发生六配位,二水合乙二胺四乙酸根,中学化学资料网,e-,