（选必2）3.4 配合物与超分子（解析版）（导学案2）

skybamboo · 发表于昨天 06:27

第三章晶体结构与性质

第四节配合物与超分子

1、通过熟悉的无水硫酸铜与其溶液颜色不同这一现象，认识配位键的特征，并能与共价键进行简单比较。
2、在配位键的基础上，认识配合物的存在、结构特点及常见配合物的制取等。
3、了解超分子与分子的区别、超分子的简单应用。

教学重点：配位键、配合物的概念，形成条件和组成
教学难点：配位键、配合物的概念，形成条件和组成

【探究活动】
【实验3-2】

固体	(1)CuSO4 (2)CuCl (3)CuBr2 (4)NaCl (5)K2SO4 (6)KBr 白色绿色深褐色白色白色白色
哪些溶液呈天蓝色
实验说明什么离子呈天蓝色，什么离子没有颜色

[实验结论]

【知识建构】
1.配位键
(1)配位键定义：成键原子或离子一方提供，另一方提供而形成的，这类
被称为配位键。
(2)基本概念：
①中心原子（离子）：。通常是过渡元素的原子或离子，如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。
②配位体：，如分子CO、NH3、H2O等，阴离子F-、CN-、CI-等。配位原子必须有孤电子对。
③配位数：直接同中心原子（离子）配位的分子或离子的数目叫中心原子（离子）的配位数。
(3)配位键的形成条件
①成键原子一方能提供。如分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等。
②成键原子另一方能提供。如H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子。

配位键同样具有饱和性和方向性。

一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的，如Ag＋形成2个配位键；Cu2＋形成4个配位键等。

(5)配位键的表示：

。例如H3O+

2、配合物(2)组成：配合物由和组成，分为内界和外界。
【学生活动】
标出[Cu(NH3)4]SO4的组成部分。
中心离子：；配位体：；配位数：；
外界离子：。
【探究活动】
【实验3-3】制取[Cu(NH3)4](OH)2

实验操作	实验现象	实验结论
向盛有4mL 0.1mol/L CuSO4溶液的试管里滴加几滴1 mol/L 氨水
继续添加氨水并振荡试管
再向试管中加入极性较小的溶剂(如加入8 mL 95%乙醇)，并用玻璃棒摩擦试管壁

[实验结论]无论在得到的深蓝色透明溶液中，还是在析出的深蓝色的晶体中，深蓝色都是由于存在，它是Cu2+的另一种常见配离子，中心离子仍然是，而配体是，配位数为。
【实验3-4】制取 Fe(SCN)3
实验操作：向盛有少量0.1 mol/L FeCl3溶液（或任何含Fe3+的溶液）的试管中
滴加1滴0.1 mol/L硫氰化钾(KSCN)溶液。
实验现象：。
配合物Fe(SCN)3中，中心离子是，配体是，配位数是。
【实验3-5】制取 [Ag(NH3)2]Cl

实验操作	①向盛有少量0.1 mol/L NaCl溶液的试管里滴几滴0.1 mol/L AgNO3溶液，产生难溶于水的白色的AgCl沉淀； ②再滴入1 mol/L 氨水，振荡。
实验现象	① ②
实验结论	① ②

3、超分子
(1)由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的称为超分子。超分子定义中的分子是广义的，包括离子。
(2)特性:
①分子间相互作用：通过非共价键结合，包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。
②分子聚集体大小：分子聚集体有的是有限的，有的是。
3、应用实例—分子识别：、。
【答案】
【探究活动】
【实验3-2】

固体	(1)CuSO4 (2)CuCl (3)CuBr2 (4)NaCl (5)K2SO4 (6)KBr 白色绿色深褐色白色白色白色
哪些溶液呈天蓝色	(1)、(2)、(3)
实验说明什么离子呈天蓝色，什么离子没有颜色	溶液呈天蓝色是由阳离子Cu2+引起的，SO42-、Cl-、Br-、Na+、K+在溶液中均无色

[实验结论]上述实验中呈蓝色的物质是水合铜离子，可表示为[Cu(H2O)4]2+ ，叫做四水合铜离子。
【知识建构】
1.配位键
(1)配位键定义
空轨道孤电子对 “电子对给予-接受键”
(2)基本概念：
提供空轨道，接受孤电子对提供孤电子对的离子或分子
(3)配位键的形成条件
孤电子对空轨道

配位键的表示

(电子对给予体)A→B(电子对接受体)或A—B

2、配合物(1)金属离子或原子（称为中心离子或原子）某些分子或离子（称为配体或配位体）
配位键配位化合物
(2)中心离子或原子（提供空轨道）配体（提供孤电子对）
【学生活动】

【实验3-3】制取[Cu(NH3)4](OH)2

实验操作	实验现象	实验结论
向盛有4mL 0.1mol/L CuSO4溶液的试管里滴加几滴1 mol/L 氨水	形成难溶物	Cu2+ + 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓+2NH4+
继续添加氨水并振荡试管	难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液	Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2
再向试管中加入极性较小的溶剂(如加入8 mL 95%乙醇)，并用玻璃棒摩擦试管壁	析出深蓝色晶体	深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O，说明该配合物在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度

[实验结论]
[Cu(NH3)4]2+ Cu2+ NH3 4
【实验3-4】制取 Fe(SCN)3
实验现象：溶液变为红色
Fe3+ SCN- 3
【实验3-5】制取 [Ag(NH3)2]Cl

实验操作	①向盛有少量0.1 mol/L NaCl溶液的试管里滴几滴0.1 mol/L AgNO3溶液，产生难溶于水的白色的AgCl沉淀； ②再滴入1 mol/L 氨水，振荡。
实验现象	①得到白色沉淀 ②沉淀溶解，得到澄清的无色溶液
实验结论	①Ag+ + Cl- = AgCl↓ ②AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl

3、超分子
(1)分子聚集体
(2)无限伸展的
(3)分离C60和C70 冠醚识别碱金属离子

下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是

A. 配位化合物中必定存在配位键B. 配位化合物中只有配位键C. 中的提供空轨道，中的O原子提供孤电子对，两者结合形成配位键D. 配位化合物在半导体等尖端技术、医药科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛的应用

【答案】B

【解析】

A.配合物中一定含有配位键，故A正确；B.配位化合物中不仅含有配位键，还含有共价键等，故B错误；C.中的提供空轨道，中的O原子提供孤对电子，两者结合形成配位键，故C正确；D.配位化合物在半导体等尖端技术、医药科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛的应用，故D正确。

下列关于超分子的叙述中正确的是

A. 超分子就是高分子B. 超分子都是无限伸展的C. 形成超分子的微粒都是分子D. 超分子具有分子识别和自组装的特征

【答案】D

【解析】

A.超分子通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起，组成复杂的、有组织的聚集体，有的是高分子，有的不是，故A错误；B.超分子这种分子聚集体有的是无限伸展的，有的的是有限的，故B错误；C.形成超分子的微粒也包括离子，故C错误；D.超分子的特征是分子识别和自组装，故D正确。

下列说法错误的是

A. 在和中都存在配位键B. 是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央C. 、、、都是极性分子D. 向含有的水溶液中加入足量溶液只能生成沉淀

【答案】C

【解析】

A.在中存在一个氮氢键为配位键，中铜原子与氮原子间存在配位键，故A正确；B.是极性分子，分子结构为V形，O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央，故B正确；C.、都是极性分子，、为非极性分子，故C错误；D.向含有的水溶液中加入足量溶液，外界的氯离子能反应，则生成沉淀，故D正确。

许多过渡金属离子对多种配体有很强的结合力，能形成多种配合物。下列说法正确的是

A. 向配合物的溶液中加入足量的溶液，所有的均被沉淀B. 配合物常温下呈液态，易溶于、苯等有机溶剂C. 配合物的配体为和D. 配合物的配位数为6

【答案】B

【解析】

A.向配合物的溶液中加入足量的溶液，外界的能被沉淀，内界的氯离子不能反应，故A错误；B.配合物常温下呈液态，为非极性分子，易溶于、苯等有机溶剂，故B正确；C.配合物的配体为，为外界，不是配体，故C错误；D.配合物的配体为氨分子，则配位数为2，故D错误。

如图所示，a为乙二胺四乙酸，易与金属离子形成螯合物，b为EDTA与形成的螯合物。下列叙述正确的是 ab

A. a和b中N原子均采取杂化 B. b中的配位数为4C. a中配位原子是C原子 D. b中含有离子键和配位键

【答案】A

【解析】

A.a中氮原子形成3个键，还有一对孤电子对，b中氮原子形成4个键其中有一个配位键，N原子均采取杂化，故A正确；B.由图可知，b中的配位数为6，故B错误；C.a中不存在配位键，故C错误；D.b中不含有离子键，故D错误。

若X、Y两种粒子之间可形成配位键，则下列说法正确的是

A. X、Y只能是离子B. 若X提供空轨道，则配位键表示为C. X、Y分别为、时，作配体D. 若X提供空轨道，则Y至少要提供一对孤电子对

【答案】D

【解析】略

下列物质：中存在配位键的是

A. B. C. D.

【答案】B

【解析】略

下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是

A. 利用超分子的分子识别特征，可以分离和B. 配合物中只含配位键C. 中提供空轨道，中氧原子提供孤对电子，从而形成配位键D. 配合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛应用

【答案】B

【解析】

A.利用超分子的分子识别特征，可以分离和，A正确；

B.配位化合物中不一定只含有配位键，可能含有共价键、离子键，如

，B错误；
C.配离子中中心原子提供空轨道，配体提供孤电子对，所以

中的

提供空轨道，

中的O原子提供孤对电子，两者结合形成配位键，C正确；
D.配合物的应用：

生命体中，许多酶与金属离子的配合物有关；

科学研究和生产实践：进行溶解、沉淀或萃取等操作来达到分离提纯、分析检测等目的，D正确；
故选B。

铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途。一金属铜用来制造电线电缆，超细铜粉可应用于导电材料、催化剂等领域中；CuCl和都是重要的化工原料，常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等。超细铜粉的某制备方法如下：中的配体是_________________。

氯化亚铜

的制备过程：向

溶液中通入一定量

，微热，反应一段时间后即生成CuCl白色沉淀，反应的离子方程式为___________________________________。

二

波尔多液是一种杀菌剂，广泛应用于树木和花卉上，蓝色的胆矾是配制波尔多液的主要原料。

与铜同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素有
_________

填元素符号

。

往浓

溶液中加入过量较浓的

，直到生成的沉淀恰好溶解为止，得到深蓝色溶液。小心加入约和溶液等体积的

并使之分成两层。经过一段时间后可观察到在两层“交界处”下部析出深蓝色晶体，该晶体是________

写化学式

；实验中所加

的作用是________________________________。

晶体中呈正四面体的粒子是_______，杂化轨道类型是

的原子是_______。

【答案】一

二

、Cr

减小“溶剂”的极性，降低溶质溶解度

N、S、O

【解析】略

氮化硼晶体是一种新型无机合成材料。用硼砂和尿素反应可以得到氮化硼：。根据要求回答下列问题：

组成反应物的所有元素中，第一电离能最大的是______

填元素符号

。

尿素分子

中

键与

键数目之比为______。

一定条件下尿素分子可形成六角形超分子

结构如图所示

。超分子中尿素分子间主要通过______结合。

图示超分子的纵轴方向有一“通道”。直链烷烃分子刚好能进入通道，并形成超分子的包合物；支链烷烃因含有侧链，空间体积较大而无法进入“通道”。利用这一性质可以实现直链烷烃和支链烷烃的分离。

直链烷烃分子进入“通道”时，通过______与超分子结合，从而形成超分子包合物。

下列物质可以通过尿素超分子进行分离的是______

填标号

。
A.乙烷和丁烷

丁烷和异丁烷

异戊烷和新戊烷

氯化钠和氯化钾

【答案】：7 氢键范德华力

【解析】

同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势；同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小，又由于第ⅡA族、第VA族元素的第一电离能反常，故，所以组成反应物的所有元素中，N元素第一电离能最大。

尿素分子内只含一个双键，即只含一个

键，

键数目为7，二者数目之比为1：7。

由于存在的微粒为分子，应从分子间作用力方面考虑，H与N相连，且分子内还含有极性较强的碳氧双键，可以想到分子间可形成氢键。

微粒为烷烃分子，不具备形成分子间氢键的条件，故作用力为范德华力。

不含支链的烷烃分子可进入“通道”，含有支链的烷烃分子不能进入“通道”。乙烷和丁烷都不含支链，不可分离；丁烷不含支链，异丁烷含有支链，可以分离；异戊烷和新戊烷都含有支链，不可分离；氯化钠和氯化钾均以离子形式存在，不可分离。

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