第三章 晶体结构与性质第四节　配合物与超分子【学习目标】 1.能从微观角度理解配位键的形成条件和表示方法，能判断常见的配合物。2.能利用配合物的性质去推测配合物的组成，从而形成“结构决定性质”的认知模型。3.了解超分子的结构特点与性质。【基础知识】一、配合物1、配位键(1)概念：由一个原子单方面提供 孤电子对 ，而另一个原子提供 空轨道 而形成的化学键，即“电子对给予—接受”键。(2)表示方法：配位键常用 A—B 表示，其中 A 是 提供 孤电子对的原子，叫给予体，B 是接受孤电子对的原子，叫 接受体 。如：H3O＋的结构式为 ；NH 的结构式为 。(3)形成条件：形成配位键的一方(如 A)是能够提供 孤电子对 的原子，另一方(如 B)是具有能够接受孤电子对的空轨道的原子。①孤电子对：分子或离子中，没有跟其他原子共用的电子对就是孤电子对。如 、 、分子中中心原子分别有 1、2、3 对孤电子对。含有孤电子对的微粒：分子如 CO、NH3、H2O 等，离子如 Cl－、CN－、NO 等。②含有空轨道的微粒：过渡金属的原子或离子。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目基本上是固定的，如 Ag＋形成 2 个配位键，Cu2＋形成 4 个配位键等。2、配合物(1)概念：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。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均为配合物。(2)组成：配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成如下图所示：①中心原子：提供 空轨道 接受 孤电子对 的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫 中心离子 )，最常见的有过渡金属离子：Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。②配体：提供 孤电子对 的阴离子或分子，如 Cl－、NH3、H2O 等。配体中直接同 中心原子配位 的原子叫做配位原子。配位原子必须是含有 孤电子对 的原子，如 NH3中的 N 原子，H2O 中的 O 原子等。③配位数：直接与中心原子形成的 配位键 的数目。如[Fe(CN)6]4－中 Fe2＋的配位数为 6 。(3)常见配合物的形成实验实验操作 实验现象 有关离子方程式滴加氨水后，试管中首先出现 蓝色 沉淀，氨水过量后沉淀逐渐 溶解 ，得到深蓝色的透明溶液，滴加乙醇后析出 深蓝 色晶体Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH、Cu(OH)2＋4NH3=== [Cu(NH3)4]2＋＋2OH－、[Cu(NH3)4]2＋＋SO＋H2O=====[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓溶液变为 红色 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 滴加 AgNO3溶液后，试管中出现 白色 沉淀，再滴加氨水后沉淀 溶解 ，溶液呈无色Ag＋＋Cl－===AgCl↓、AgCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－ (4)配合物的形成对性质的影响①对溶解性的影响：一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的 OH－、Cl－、Br－、I－、CN－的溶液中，形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。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，根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如 Fe3＋与 SCN－形成硫氰化铁配离子，其溶液显 红色 。③稳定性增强配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越 强 ，配合物越 稳定 。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如，血红素中的 Fe2＋与 CO 分子形成的配位键比Fe2＋与 O2分子形成的配位键强，因此血红素中的 Fe2＋与 CO 分子结合后，就很难再与 O2分子结合，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体 CO 中毒。二、超分子1、定义：超分子是由 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。特别提醒：(1)超分子定义中的分子是广义的，包括离子。(2)超分子有的是有限的，有的是无限伸展的。2、超分子的两个重要特征是 分子识别 和 自组装 。【考点剖析】考点一　配位键1．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．配位化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原子必须有未成对电子2．既有离子键又有共价键和配位键的化合物是(　　)A．NH4NO3 B．NaOHC．H2SO4 D．H2O3．以下微粒含配位键的是(　　)① N2H　② CH4　③ OH－　④ NH　⑤ Fe(CO)3　⑥ Fe(SCN)3　⑦ H3O＋　⑧[Ag(NH3)2]OHA．①②④⑦⑧ B．①④⑤⑥⑦⑧C．③④⑤⑥⑦ D．全部考点二　配合物的理解及应用4．下列不属于配合物的是(　　)A．[Cu(H2O)4]SO4·H2OB．[Ag(NH3)2]OHC．KAl(SO4)2·12H2OD．Na[AlF6]5．下列过程与配合物的形成无关的是(　　)A．除去 Fe 粉中的 SiO2可用于强碱溶液B．向一定量的 AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失C．向 Fe3＋溶液中加入 KSCN 溶液D．向一定量的 CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失6．下列说法中错误的是(　　)A．[Ag(NH3)2]＋中 Ag＋空的 5s 轨道和 5p 轨道以 sp 杂化成键，空间结构为直线形B．配位数为 4 的配合单元一定呈正四面体结构，配位数为 6 的配合单元一定呈正八面体结构C．[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性共价键和配位键D．[Pt(NH3)6]2＋和[PtCl4]2－中，其中心离子的化合价都是＋2 价7．下列关于配合物的说法中不正确的是(　　)A．许多过渡金属离子对多种配体具有很强的结合力，因而过渡金属配合物远比主族金属配合物多B．配合物中中心离子与配体间、配离子与酸根离子间都是以配位键结合 C．配离子中，中心离子提供空轨道，配体提供孤电子对D．中心离子所结合配体的个数称为配位数，不同离子的配位数可能不同8．把 CoCl2溶于水后加氨水先生成的 Co(OH)2沉淀后溶解，再加氨水，生成了[Co(NH3)6]Cl2，此时向溶液中通入空气，得到的产物中有一种其组成可以用 CoCl3·5NH3表示，Co 的配位数是 6，把分离出的 CoCl3·5NH3溶于水后立即加硝酸银溶液，则析出氯化银沉淀。经测定，每 1 mol CoCl3·5NH3只生成2 mol AgCl。下列说法错误的是(　　)A．产物中 CoCl3·5NH3的配位体为氨分子和氯离子B．通入空气后得到的溶液中含有[Co(NH3)5Cl]2＋C．[Co(NH3)6]Cl2中心离子的价电子排布式为 3d54s2D．[Co(NH3)6]Cl2中含有配位键、极性共价键、离子键9．下列配合物或配离子的配位数是 6 的是(　　)A．K2[Co(SCN)4] B．[Fe(CN)5(CO)]3－C．[Zn(CN)4]2－ D．Na[Al(OH)4]10．已知 Zn2＋的 4s 轨道和 4p 轨道可以形成 sp3型杂化轨道，那么[ZnCl4]2—的空间结构为(　　)A．直线形 B．平面正方形C．正四面体形 D．正八面体形11．[Cu(NH3)4]2＋具有对称的空间结构，[Cu(NH3)4]2＋中的 2 个 NH3被 2 个 Cl－取代，能得到 2 种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2＋的空间结构为(　　)A．正四面体形 B．正方形C．三角锥形 D．无法确定12．某物质的实验式为 PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入 AgNO3溶液反应也不产生沉淀，以强碱处理并没有 NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是(　　)A．配合物中中心原子的电荷数和配位数均为 6B．该配合物可能是平面正方形结构C．Cl－和 NH3分子均为 Pt4＋配体D．配合物中 Cl－与 Pt4＋配位，而 NH3分子不配位13．关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O 的配合物的下列说法中正确的是(　　)A．配位体是 Cl－和 H2O，配位数是 9B．中心离子是 Ti4＋，配离子是 Ti2＋C．内界和外界中的 Cl－的数目之比是 1∶2D．加入足量 AgNO3溶液，所有 Cl－均被完全沉淀14．Co(Ⅲ)的八面体配合物 CoClm·nNH3，若 1 mol 该配合物与 AgNO3作用生成 1 mol AgCl 沉淀，则m、n的值是(　　)A．m＝1，n＝5 B．m＝3，n＝4C．m＝5，n＝1 D．m＝4，n＝515．Co3＋的八面体配合物 CoClm·nNH3如图所示，其中数字处的小圆圈表示 NH3分子或 Cl－，Co3＋位于八面体的中心。若 1 mol 配合物与 AgNO3作用生成 2 mol AgCl 沉淀，则n的值是(　　)A．2 B．3 C．4 D．5