关于化学选修三配合物的价键理论理论

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配合物理论简介(化学选修三)
实验:展示①CuSO 、②CuCl ?2H O 、③NaCl 、④K SO 固体的颜色,将它们溶于水, 观察水溶液的颜色。4 2 2 2 4现象:CuSO 、CuCl 的溶液呈天蓝色,NaCl 、K SO 的溶液为无色。4 2 2 4思考:1)固态时,Cu 、SO 、Cl 呈什么颜色?2+ 242)水溶液中,Cu 、SO 、Cl 呈什么颜色?2+ 243)为什么 Cu 在固态时和水溶液中的颜色不同?2+1 、配位键: (1 )概念:共用电子对由一个原子单方向提供给另一原子共用所形成的共价键。 (2 )表示: A 电子对给予体 → B 电子对接受体(3 )条件:其中一个原子必须提供孤对电子,另一原子必须有能接受孤对的原子 轨道。举例:H O+3()NH+ 4()2 、配位化合物 (1 )概念:金属离子或原子与某些分子或离子以配位键结合而形成的化合物称为 配位化合物,简称配合物。 作为电子对接受体的金属离子或原子称为中心离子(原子),又称配合物的形成 体,作为电子对给予体的分子或离子称为配体。 [Cu(H O) ] 的空间结构为平面正方形。2+ 2 4(2 )配合物的结构 [Cu(NH ) ]SO 为例说明。3 4 4注意:离子型配合物是由内界和外界组成,内界由中心离子和配体组成。 (3 )配合物的命名 例如:[Cu(NH ) ]SO3 4 4硫酸四氨合铜练习:对下列配合物进行命名 [Cu(NH ) ]Cl3 4 2K [Fe(SCN) ]3 6Na [AlF ]3 63 、几种常见的配合物 实验:硫酸四氨合铜的制备。 现象:向 CuSO 溶液中加入氨水,生成蓝色沉淀,继续加入氨水,沉淀溶解,得到 深蓝色溶液。再加入乙醇,析出深蓝色的晶体。4有关反应的离子方程式为: Cu +2NH ?H O =Cu(OH) ↓+2OH2+ 3 2 2 2+ 2 3 3 4-Cu(OH) +4NH =[Cu(NH ) ] +2OH 蓝色沉淀2+ 3 4-深蓝色溶液2+ 3 3在[Cu(NH ) ] 里,中心离子是 Cu ,配体是 NH ,NH 分子的氮原子给出孤电子对, 以配位键形成了[Cu(NH ) ] :2+ 3 4[Cu(NH ) ] 的空间结构为平面正方形。2+ 3 4实验:硫氰化铁的制备。向氯化铁溶液中滴加硫氰化钾溶液。 现象:形成血红色溶液。 有关反应的化学方程式为: FeCl +3KSCN =Fe(SCN) +3KCl3 3Fe(SCN) 呈血红色,它是一种配合物。上述实验可用于鉴定溶液中存在 Fe 。3+ 3呈血红色的是一系列配合物: Fe(SCN) 、 Fe(SCN) 、 Fe(SCN) 、 Fe(SCN) 、 Fe(SCN) 、 Fe(SCN) ,配位数从 1~6。2+ 2+ 23 4 5 36注意:配位键的强度有大有小,因而有的配合物很稳定,有的不很稳定。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。 [随堂练习] 1 .铵根离子中存在的化学键类型按离子键、共价键和配位键分类,应含有( ) A .离子键和共价键 C .配位键和共价键 B .离子键和配位键 D .离子键 答案:C 2 .下列属于配合物的是( ) A .NH Cl4B .Na CO ?10H O2 3 2 2C .CuSO ?5H O4D.Co(NH ) Cl3 63答案:CD 3 .下列分子或离子中,能提供孤对电子与某些金属离子形成配位键的是( ) ①H O2②NH3③F-④CN-⑤CO B .①②③ D .①②③④⑤A .①② C .①②④ 答案:D4 .配合物在许多方面有着广泛的应用。下列叙述不正确的是( ) A .以 Mg 为中心的大环配合物叶绿素能催化光合作用2+B .Fe 的卟啉配合物是输送 O2 的血红素2+C .[Ag(NH ) ] 是化学镀银的有效成分+ 3 2D .向溶液中逐滴加入氨水,可除去硫酸锌溶液中的 Cu 答案:D 5 .下列微粒:①H O3 +2+②NH+ 4③CH COO3-④NH3⑤CH 中含有配位键的是( )4A .①② C .④⑤ 答案:AB .①③ D .②④6 .下列不属于配位化合物的是( ) A .六氟和铝酸钠 C .六氰合铁酸钾 B .氢氧化二氨合银(银氨溶液) D .十二水硫酸铝钾 答案:D 7 .指出配合物 K [Cu(CN) ] 的配离子、中心离子、配位体、配位数及配位原子。2 48 .亚硝酸根 NO 作为配体,有两种方式。其一是氮原子提供孤对电子与中心原子配位; 另一是氧原子提供孤对电子与中心原子配位。前者称为硝基,后者称为亚硝酸根。2[Co(NH ) NO ]Cl 就有两种存在形式,试画出这两种形式的配离子的结构式。3 5 2 2
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化学选修三配合物
复习杂化轨道理论的理论要点①形成分子时,由于原子间的相互作用,使 同一原子中能量相近的不同类型原子轨道,发生混合,重新组合为一组能量相等的新轨道.称为杂化轨道。 ②杂化轨道的角度部分一头大,一头小, 成键时利用大的一头,可以使轨道重叠 程度更大,从而形成稳定的化学键。即 杂化轨道增强了成键能力。 ③杂化前后原子轨道数目不变。 ④杂化后轨道伸展方向,形状发生改变。 三种SP杂化轨道的比较杂 化 类 型杂 化 轨 道 数杂化轨道 间夹角 空 间 构 型spsp2sp3参与杂化的 1个 s + 1个p 1个s + 2个p 1个s + 3个p 原子轨道2个sp 杂化轨道 1800直 线3个sp2 杂化轨道 1200正三角形4个sp3 杂化轨道 1090 28’正四面体实例 BeCl2 , C2H2 BF3 , C2H4 CH4 , CCl4 杂化轨道的应用范围: 杂化轨道只应用于形成σ键或者用 来容纳未参加成键的孤对电子。 杂化方式的判断方法: 价层电子对数n (主族元素)ABn n=2 n=3 n=4 …… 立体结构 直线形 平面三角形 正四面体形 中心原子杂化方式 sp sp2 sp3杂化轨道数 = 价层电子对数=中心原子孤对电子对数+中心原子结合的原子数 中心原子结 合的原子数中心原子孤 对电子数中心原子结 合的原子数杂化轨道数杂化类型空间结构HCN SO20 1 2 0 1 0 0 0 022 2 3 3 4 4 4 4NH2- BF3H3O+ SiCl42 3 4 3 4 4 4 4 4sp sp2 sp3 sp2 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3直线形V形 V形平面三角形 三角锥形 正四面体 四面体 正四面体 正四面体CHCl3NH4+ SO42- 1、下列分子中的中心原子杂化轨道 的类型相同的是 (B )A.CO2与SO2C.BeCl2与BF3B.CH4与NH3D.C2H2与C2H4 2、对SO2与CO2说法正确的是( D ) 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原子上都没有孤对电子 D.SO2为V形结构, CO2为直线形结构 中心原子结 合的原子数中心原子孤 对电子数中心原子结 合的原子数杂化轨道数杂化类型空间结构PCl3 BCl3 CS21 033 2 24 3sp3 sp2 sp2 sp3三角锥形 平面三角形02Cl2O2 4直线形V形3、写出下列分子的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)PCI3 (2)BCl3 (3)CS2 (4) C12O 第二节分子的立体构型第三课时 CuSO4?5H2OCuSO4 ?5H2O晶体 四、配合物理论简介[Cu(NH3)4]2+ 思考与 为什么CuSO4 ?5H2O晶体是蓝 交流1 色而无水CuSO4 是白色?实验探究[2―1] 向盛有固体样品的试管中,分别加1/3试管 水溶解固体,观察实验现象并填写下表CuSO4 CuCl2?2H2O CuBr2 NaCl K2SO4 KBr固体白色绿色深褐色 白色 白色 白色溶液 天蓝色 天蓝色 天蓝色 无色 无色 无色 颜色 无色离子:Na+ Cl- K + SO42 C Br - K + 什么离子 [Cu(H2O)4]2+ 呈天蓝色: 思考与 Cu2+与H2O是如何结合的呢? 交流2 1、在强酸溶液电离的过程中, H2O能与H+结 合形成H3O+,请用电子式表示H与O形成H2O的 过程,比较H2O和H3O+的电子式,讨论H2O与 H+是如何形成H3O+??O ? + 2H ????XH? O ? H ??XX?? H2O和H 是如何结合的?H? O ? HX X+?? ??+H+→[H? O ? H ?? HX X??+ ]孤电子对1s0共用电子对 一)配位键提供孤电子对的原子(或分子)与接 1 定义:受孤电子对的原子(或离子)之间 形成的共价键注意: 配位键是特殊的共价键2配位键的形成条件一方提供孤电子对[ H ? O ? H ]+ ?? HX X??另一方提供空轨道 3配位键的表示方法可用A→B表示 A表示提供孤对电子的原子,叫电子给予体或配 位体,常为N、O、P、S、卤素的原子或离子 B表示接受电子的原子,叫接受体,一般为过渡 金属[H O H]H+ 思考[Cu(H2O)4]2+2+与H O是如何结合的呢? Cu 2提供孤电子对H2O2+ Cu提供空轨道接 受孤对电子H2OH2O2+Cu OH2H2O 思考除水外,是否有其他配体?实验[2-2]向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水, 首先形成蓝色沉淀,继续添加氨水,沉淀溶解 ,得到深蓝色的透明溶液,若加入极性较小的 溶剂(如乙醇),将析出深蓝色的晶体。 思考与交流3天蓝色 溶液H 2O氨水蓝色 沉淀2+氨水深蓝色 溶液H 3N+乙醇 静置深蓝色 晶体H 2OCu OH2 H 2OCu(OH)22+ NH3 Cu NH3 [Cu(NH3) 4 ] SO4?H2O NH3原因是乙醇溶解后,降低了[Cu(NH3)4]SO4 的溶解度?H 2O 原因分析:第一步得蓝色沉淀Cu2 +2NH3? 2O = Cu(OH)2↓+2NH4 H+ +第二步沉淀溶解,得深蓝色透明溶液Cu(OH)2+4NH3? 2O = [Cu(NH3)4] H2++ 2OH +4H2O-总反应的离子方程式2++4NH ? O Cu 3 H2=2++4H O [Cu(NH3)4] 2 NH3 的电子式为Cu Cu2+2 2 6 2E H :N :H EH1s 2s 2p 3s 3p63d 4s101[Ar] 3d104s1[Ar] 3d94s04p0 3d 4s 4psp3杂化轨道dsp2杂化轨道 平面正方形NH32+[H N3Cu NH3NH3][Cu(NH3)42+离子 ] 向实验[2―2]深蓝色溶液中滴加硫酸,观察 实验现象,由此现象变化说明了什么 天蓝色 溶液H 2O H 2O Cu OH2 H 2O2+深蓝色 溶液NH3 Cu NH3 NH32+天蓝色 溶液H 2O H 2O2+H 3N配位键的稳定性Cu2+ OH2 & Cu2+ NH3 & H+ NH3Cu OH2 H 2O H +H N H H 配位键的强度有大有小,当遇上配合能 力更强的配体时,一种配离子可能会转变成 另一种更稳定的配离子。 NH3 + H+ → NH4+H H N: H + H+ H H N H H +孤对电子 空轨道 实验2-3 在盛有未知溶液的试管中滴 加硫氰化钾(KSCN)溶液 现象:生成血红色溶液 原因:生成[Fe(SCN)n]3-n(n=1~6) 3++3SCN― = Fe(SCN) Fe 3血红色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。作用:检验或鉴定Fe3+ 二)配合物1 定义通常把接受孤电子对的金属离子 (或原子)与某些提供孤电子对的分 子或离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 2 配合物的组成 (1)中心原子(离子提供空轨道接受孤对电子的原子(离子)① 主要是一些过渡金属,如铁、钴、镍、铜、银、金、铂等金 属元素的离子;② 或是具有高化合价的非金属元素,硼,硅、磷等,如Na[BF4] 中的B(Ⅲ)、K2[SiF6]中的Si(Ⅳ) 和NH4[PF6]中的P(Ⅴ); ③或是不带电荷的中性原子,如[Ni(CO)4], [Fe(CO)5]中的Ni, Fe都是中性原子, (2)配位体和配位原子 :提供孤对电子的离子或分子;可以是中性分子或阴离子[Cu(NH3)4]SO4中,NH3是配位体,N为配位原子。 配位原子通常是主族非金属原子 a. 单齿配位体(一个配位体中只有一个配位原子) 含氮配位体 NH3 , NCS - ;含硫配位体 SCN- ; 含卤素配位体 F- , Cl- , Br- , I- ; 含碳配位体 CN- , CO 含氧配位体 H2O, OH- ,羧酸,醇,醚等 b. 多齿配位体(有两个或两个以上的配位原子) 如乙二胺 NH2一CH2一CH2一NH2 简写为en, (3)配位数 与中心离子直接以配位键结合的配位体原子个数 例:[AlF6]3- 配位数6 、 [Cu(NH3)4]SO4 配位数4 、 [Co(NH3)2(en)2](NO3)3 配位数6*中心离子的电荷高,对配位体的吸引力较强,有 利于形成配位数较高的配合物。 *中心离子半径越大,其周围可容纳配体就越多, 配位数越大。 常见的配位数与中心离子的电荷数有如下的关系: 中心离子的电荷:+1 常见的配位数: 2 +2 4(或6) +3 +46(或4) 6(或8) (4)内界离子很难电离,其电 离程度很小2++SO 2[Cu(NH3)4]SO4=[Cu(NH3)4] 4[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3 3. 配离子的电荷配离子的电荷等于中心离子电荷与配位体总电 荷的代数和。 如 K2[PtCl4] 4 配合物的命名 (1)配离子 :从右向左 配位数―配位体名称―合―中心离子(用罗马数 字表示化合价), (2)配合物→类似于酸、碱、盐练习:K3[Fe(CN)6]六氰合铁(Ⅲ)酸钾氢氧化二氨合银(Ⅰ)[Ag(NH3)2]OHK[Pt(NH3)Cl3] 三氯一氨合铂(Ⅱ)酸钾 [Cu(NH3)4] SO4 硫酸四氨合铜(Ⅱ) 形成配合物时性质的改变1、颜色的改变 Fe3+ + nNCS- == [Fe(NCS)n](n-3)2、溶解度的改变: AgCl + HCl =[AgCl2]- + H+ AgCl + 2NH3 == [Ag(NH3)2]+ + ClAu + HNO3 + 4HCl == H[AuCl4] + NO + 2H2O 3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O 5 配合物的性质1)配合物有较强的稳定性配合物中,中心原子在配位体的影响下,其 价层电子原子轨道进行杂化,配位原子的孤对电 子进入中心原子的空轨道,产生较强的作用,因 而配合物有较强的稳定性。配位键越强,配合物越稳定 2)配合物溶于水后配离子难电离 能形成配离子的离子间不能共存 6配合物的应用叶绿素 血红蛋白(1)在生命体中的应用 (2) 医药中的抗癌物质酶―含锌的配合物 维生素B12电解氧化铝的助熔剂Na3[AlF6](3)生活中的应用热水瓶胆镀银 王水溶金 H[AuCl4] 叶绿素结构示意图 O C OHHO C OH3CN NFeN NCH3CH3血红素(Fe2+ )结构示意H3C O C NH3 CH2 Pt2+第二代铂类抗癌药(碳铂) Fe SMo固氮酶中Fe―Mo中心结构示意图 巩固练习1气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物, 分子中原子间成键关系如图所示,请将下列 结构中你认为是配位键的斜线上加上箭头。ClAl ClClAl ClCl Cl 巩固练习2、向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶 液,不能生成AgCl沉淀的是( B ) A:[Co(NH3) 4Cl2] Cl B:[Co(NH3) 3Cl3]C:[Co(NH3) 6] Cl3D:[Co(NH3) 5Cl] Cl2 巩固练习3、人体内血红蛋白是Fe2+卟林配合物, Fe2+与O2结合形成配合物,而CO与血红蛋 白中的Fe2+也能生成配合物,根据生活常 识,比较说明其配合物的稳定性。若发生 CO使人中毒事故,首先该如何处理?还有 哪种氧化物也可与血红蛋白中的Fe2+结合?血红蛋白CO形成的配合物更稳定 发生CO中毒事故,应首先将病人移至通风处, 必要时送医院抢救。 NO中毒原理同CO 4、下列分子或离子中都存在着配 位键的是 ( ) BA.NH3、H2O B.NH4 + 、H3O+C.N2、HClOD. [Cu(NH3) 4]2+ 、PCI3 小结1、配位键 “电子对给予―接受键” 定义 一方提供孤电子对 配位键的形成条件 一方提供空轨道 2、配合物 定义 配合物的组成 配合物的性质 配合物的应用
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第二节 分子的立体结构
1.&配位键、配位化合物的概念
2.&配位键、配位化合物的表示方法
&&&& 配位键、配位化合物的概念
配位键、配位化合物的概念
1.通过图片模型演示,让学生对增强配合物感性认识。
2.通过随堂实验、观察思考、查阅资料等手段获取信息,学习科学研究的方法。
1. 多媒体教学投影平台,试管、胶头滴管
2. ①CuSO4& ②CuCl2&2H2O& ③CuBr2 ④NaCl& ⑤K2SO4& ⑥KBr ⑦氨水 ⑧乙醇
⑨FeCl3& ⑩KSCN
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【人教版】高中化学选修三《杂化轨道理论与配合物理论简介》ppt课件
第二课时杂化轨道理论与配合物理论简介知导学堂检测难探究首页学习目标思维脉络1了解杂化轨道理论的基本内容。2能根据有关理论判断简单分子或离子的立体构型。3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。知导学堂检测难探究首页一二一、杂化轨道理论1杂化与杂化轨道知导学堂检测难探究首页一二2杂化轨道的类型及立体构型杂化类型1个S轨道1个P轨道1个S轨道2个P轨道1个S轨道3个P轨道杂化轨道的数目234杂化轨道间的夹角杂化轨道的立体构型直线形平面三角形正四面体形实例知导学堂检测难探究首页一二练一练1下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是ABEC2化,S二者不相同,故A项不正确。N二者相同,故B项正确。BEC化,B故C项不正确。化,二者不相同,故D项不正确。答案B知导学堂检测难探究首页一二练一练2有关杂化轨道的说法不正确的是A但轨道的形状发生了改变B化轨道的夹角分别为1、180C角锥形、V形分子的结构可以用D解析杂化轨道不一定都参与成键,如2O分子中的C、N、O均为C而N、O分别有一个、两个杂化轨道未参与成键,D项错误。答案D知导学堂检测难探究首页一二二、配合物理论简介1配位键1概念共用电子对由一个原子单方面提供而跟另一个原子共用的共价键,即“电子对给予接受键”,是一类特殊的共价键。如在四水合铜离子中,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。2表示配位键可以用A→B来表示,其中A是提供孤电子对的原子,叫作配体B是接受电子对的原子。例如H∶HH∶H或2配位化合物1概念通常把金属离子或原子与某些分子或离子称为配体以配位键结合形成的化合物称为配位化合物。如CU2中为中心离子,为配体,4称为配位数。知导学堂检测难探究首页一二2配合物的形成举例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,滴加乙醇后析出深蓝色晶体2NH2↓2NH24NUN22O2SS溶液颜色红色3SES3知导学堂检测难探究首页一二练一练3下列过程与配合物的形成无关的是AIBGNC液中加入KSCN溶液后溶液呈红色DUS解析对于A项,除去铁粉中的SI利用SI与配合物的形成无关对于B项,AGNGOH沉淀,再生成AGN对于C项,FKSCN反应生成配离子,颜色发生改变对于D项,CUSUOH2沉淀,再生成CUN2。答案A知导学堂检测难探究首页探究一探究二杂化轨道类型与立体构型问题导引碳原子的杂化过程知导学堂检测难探究首页探究一探究二1提示杂化轨道只用于形成Σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对,不能形成Π键,未参与杂化的P轨道可用于形成Π键。2提示在形成碳原子的一个2S轨道和三个2P轨道发生混杂,形成四个能量相等的个S轨道重叠成键形成甲烷分子,所以四个CH键是等同的。可表示为知导学堂检测难探究首页探究一探究二名师精讲1杂化过程的理解知导学堂检测难探究首页探究一探究二2杂化轨道与分子立体构型的关系杂化方式等性杂化不等性杂化中心原子在元素周期表中的位置ⅡAⅡBⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA中心原子孤电子对数000123分子立体构型直线形平面三角形正四面体形三角锥形V形直线形实例HGSIH注意①等性杂化指无孤电子对所在原子轨道参与的杂化。②不等性杂化指有孤电子对所在的原子轨道参与的杂化。知导学堂检测难探究首页探究一探究二例题1指出下列原子的杂化轨道类型及分子的结构式、立体构型。1C为杂化,分子的结构式,立体构型2C的C为杂化,分子的结构式,立体构型3CC为杂化,分子的结构式,立体构型4子中的S为杂化,分子的结构式,立体构型。知导学堂检测难探究首页探究一探究二答案1SPSCS直线形2S3S4S方法技巧根据杂化轨道的空间分布判断中心原子杂化轨道类型的方法1若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形,则分子的中心原子发生2若杂化轨道在空间的分布为平面三角形,则分子的中心原子发生3若杂化轨道在空间的分布为直线形,则分子的中心原子发生知导学堂检测难探究首页探究一探究二?变式训练1?小明同学上网查阅了如下资料中心原子杂化类型的判断方法1公式N12中心原子的价电子数配位原子的成键电子数电荷数说明配位原子为氧原子或硫原子时,成键电子数看为0当电荷数为正值时,公式中取“”号,当电荷数为负值时,公式中取“”号。2根据N值判断杂化类型当N2时为化N3时为N4时为请你运用该方法计算下列微粒的N值,并判断中心原子的杂化类型。①N.N,杂化②N.N,杂化③N.N,杂化④S.N,杂化。知导学堂检测难探究首页探究一探究二答案①4142603知导学堂检测难探究首页探究一探究二配位键与配位化合物问题导引H2O42模型X
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