1、第二节第二节 分子的立体结构分子的立体结构天马行空官方博客：http:/ 配合物在生活、生产和科技等方面都具配合物在生活、生产和科技等方面都具有十分重要的应用：有十分重要的应用：o在植物生长中起光合作用的在植物生长中起光合作用的叶绿素叶绿素，是一，是一种含镁的配合物；人和动物血液中起着输送种含镁的配合物；人和动物血液中起着输送氧作用的氧作用的血红素血红素，是一种含有亚铁的配合物；，是一种含有亚铁的配合物；维生素维生素B B1212是一种含钴的配合物；人体内各种是一种含钴的配合物；人体内各种酶酶（生物催化剂）的分子几乎都含有以配合（生物催化剂）的分子几乎都含有以配合状态存在的金属元素。化工生产、
2、污水处理、状态存在的金属元素。化工生产、污水处理、汽车尾气处理、模拟生物固氮都需要一些汽车尾气处理、模拟生物固氮都需要一些特特殊性能的配合物殊性能的配合物作催化剂。作催化剂。血红素血红素叶叶绿绿素素维生素维生素B12 维尔纳维尔纳 (Werner,A,1866(Werner,A,18661919)1919)瑞士无机化学家，瑞士无机化学家，因创立配位化学而获得因创立配位化学而获得19131913年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。配位化学的奠基人配位化学的奠基人维尔纳维尔纳 中国无机化学家和教育中国无机化学家和教育 家，家，19811981年当选为中国科年当选为中国科学院化学部学部委员。长期从事无机
3、化学和配位化学的研究学院化学部学部委员。长期从事无机化学和配位化学的研究工作，是中国最早进行配位化学研究的学者之一。工作，是中国最早进行配位化学研究的学者之一。戴安邦戴安邦(1901-1999)(1901-1999)四、配合物理论简介天蓝色天蓝色天蓝色天蓝色天蓝色天蓝色无色无色无色无色无色无色配合物理论简介：配合物理论简介：实验实验2-1 固体颜色固体颜色溶液颜色溶液颜色CuSO4CuCl2.2H2O CuBr2NaClK2SO4KBr白色白色绿色绿色深褐色深褐色白色白色白色白色白色白色思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有思考：前三种溶液呈天蓝色大概与什么物质有关？依据是什么？关？依据是什
4、么？CuOH2 H2OH2O H2O2+实验实验2-2 已知硫酸铜与足量氨水反已知硫酸铜与足量氨水反应后溶解是因为生成应后溶解是因为生成Cu(NH3)42+，其结构简式为：，其结构简式为：2+CuNH3H3NNH3NH3Cu 2+2NH3.H2O Cu（OH）2 +2 NH4+Cu（OH）2+4NH3.H2O Cu(NH3)42+2OH-+4H2O蓝色沉淀蓝色沉淀深蓝色深蓝色溶液溶液试写出实验中发生的两个反应的离子方程式？试写出实验中发生的两个反应的离子方程式？实验实验2-32-3Fe 3+SCN Fe(SCN)2+硫氰酸根硫氰酸根血红色血红色由于该离子的颜由于该离子的颜色极似血液，常色极似血
5、液，常被用于电影特技被用于电影特技和魔术表演。和魔术表演。配位化合物，简称配合物，通常是由中心离配位化合物，简称配合物，通常是由中心离子（或原子）子（或原子）与配位体与配位体(某些分子或阴离子某些分子或阴离子)以配位键的形式结合而成的复杂离子或分子。以配位键的形式结合而成的复杂离子或分子。认识铜氨离子认识铜氨离子交流与讨论交流与讨论o比较比较H+NH3=NH4+Cu2+4NH3=Cu(NH3)42+o提出提出Cu2+与与NH3分子结合生成分子结合生成的的Cu(NH3)42+的设想。的设想。配体有孤配体有孤电子对电子对中心离子中心离子有空轨道有空轨道配位键配位键的存在是配合物与其它物质最本质的区
6、别的存在是配合物与其它物质最本质的区别一、配合物的概念一、配合物的概念一、配合物的概念一、配合物的概念o概念：由概念：由提供提供孤电子对的孤电子对的配体配体与与接受接受孤电子孤电子对的对的中心原子中心原子以以配位键配位键结合形成的化合物称结合形成的化合物称为配合物。为配合物。问题解决问题解决o请根据请根据Cu(NH3)42+中配位键的形成，总中配位键的形成，总结配位键的形成的条件。结配位键的形成的条件。o配位键形成的配位键形成的条件条件：一个原子有孤电子对，另一个原子有接受一个原子有孤电子对，另一个原子有接受孤电子对的空轨道。孤电子对的空轨道。配位键可以用配位键可以用ABAB来表示，其中来表示
7、其中A A是提供是提供孤对电子的原子，孤对电子的原子，B B是具有空轨道接受电是具有空轨道接受电子的原子。子的原子。二、配合物的组成二、配合物的组成o比较明矾比较明矾KAl(SO4)212H2O与硫酸四氨合铜与硫酸四氨合铜Cu(NH3)4SO4两者的电离两者的电离oKAl(SO4)212H2O=K+Al3+2SO42-+12H2O Cu(NH3)4SO4=Cu(NH3)42+SO42-o二、配合物的组成二、配合物的组成分析下列配合物的组成分析下列配合物的组成Ag(NH3)2OHCo(NH3)6Cl3 K4Fe(CN)6 KPt(NH3)Cl3 Co(NH3)5Cl(NO3)2Cr(H2O)5
8、ClCl2H2O 问题解决问题解决o在在Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、H2O、NH3、F-、CN-、CO中，哪些可以作为中心中，哪些可以作为中心原子？哪些可以作为配位体？原子？哪些可以作为配位体？o中心原子：中心原子：Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+o配位体：配位体：H2O、NH3、F-、CN-、CO二、配合物的组成二、配合物的组成(2)(2)中心原子、配位体、配位数中心原子、配位体、配位数中心原子、配位体、配位数中心原子、配位体、配位数中心原子：中心原子：能够能够接受接受孤电子对的离子，孤电子对的离子，多为过渡多为过渡金属元素的离子。金属元素的离子。配位体：配位体：提供提供孤电子
9、对的分子或离子；其中提供孤电子对的分子或离子；其中提供孤电子对的原子叫孤电子对的原子叫配位原子配位原子，常见的配位原子，常见的配位原子有有卤素原子卤素原子X、O、S、N、P、C。二、配合物的组成二、配合物的组成(2)(2)中心原子、配位体、配位数中心原子、配位体、配位数中心原子、配位体、配位数中心原子、配位体、配位数配位数配位数 常见金属离子的配位数常见金属离子的配位数常见金属离子的配位数常见金属离子的配位数1价金属离子价金属离子2价金属离子价金属离子3价金属离子价金属离子Cu+2,4 Ca2+6 Al3+4,6Ag+2 Mg2+6 Cr3+6Au+2,4 Fe2+6 Fe3+6 Co2+4,
10、6 Co3+6 Cu2+4,6 Au3+4 Zn2+4,6二、配合物的组成二、配合物的组成(2)(2)中心原子、配位体、配位数中心原子、配位体、配位数中心原子、配位体、配位数中心原子、配位体、配位数配位数配位数：配位体不是同一种分子或离子时，配位：配位体不是同一种分子或离子时，配位数要两者相加。数要两者相加。如如：Co(NH3)5ClCl2 这种配合物，其配位体这种配合物，其配位体有两种：有两种：NH3、Cl-，配位数为，配位数为5+1=6。思考：思考：KPtCl3(NH3)其配位数为其配位数为_。4配合物的应用配合物的应用配合物在许多方面有广泛的应用配合物在许多方面有广泛的应用 在实验研究中
11、常用形成配合物的方法来检验在实验研究中，常用形成配合物的方法来检验金属离子、分离物质、定量测定物质的组成。金属离子、分离物质、定量测定物质的组成。在生产中，配合物被广泛应用于染色、电镀、在生产中，配合物被广泛应用于染色、电镀、硬水软化、金属冶炼领域。硬水软化、金属冶炼领域。在许多尖端领域如激光材料、超导材料、抗癌在许多尖端领域如激光材料、超导材料、抗癌药物的研究、催化剂的研制等方面，配合物发挥药物的研究、催化剂的研制等方面，配合物发挥着越来越大的作用。着越来越大的作用。一、科学研究中的应用一、科学研究中的应用1 1、离子鉴定、离子鉴定：Ni2+与丁二肟反应，生成血红色配合物。与丁二肟反应，生
12、成血红色配合物。2 2、离子分离、离子分离：配合物的应用配合物的应用乙烯催化氧化制乙醛乙烯催化氧化制乙醛催化机理催化机理配合物的应用配合物的应用二、工业催化中的应用二、工业催化中的应用三、冶金电镀中的应用三、冶金电镀中的应用高纯度金属制备高纯度金属制备（Fe,Ni,Co）贵金属的提取贵金属的提取配合物的应用配合物的应用四、生物医药中的应用四、生物医药中的应用医药行业医药行业治癌药物顺铂治癌药物顺铂Pt(NH3)2Cl2生物大分子生物大分子（有抗癌活性有抗癌活性）（无抗癌活性）（无抗癌活性）配合物的应用配合物的应用五、配合物与生物固氮五、配合物与生物固氮合氮酶中合氮酶中Fe-Mo中中心结构示意图
13、心结构示意图配合物的应用配合物的应用 将大气中游离态氮将大气中游离态氮转化为化合态氮的过转化为化合态氮的过程叫氮的固定程叫氮的固定问题解决问题解决o现有两种配合物晶体现有两种配合物晶体Co(NH3)6Cl3和和Co(NH3)5ClCl2，一种为橙黄色，另一，一种为橙黄色，另一种为紫红色。请设计实验方案将这两种配合种为紫红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来。物区别开来。o提示：先写出两者的电离方程式进行比较。提示：先写出两者的电离方程式进行比较。问题解决问题解决o两者在水中发生电离：两者在水中发生电离：oCo(NH3)6Cl3=Co(NH3)63+3Cl-oCo(NH3)5ClCl2=Co
14、NH3)5Cl2+2Cl-o比较可知：两者电离出的比较可知：两者电离出的Cl-的量不同，设计实的量不同，设计实验时可从这一条件入手，加验时可从这一条件入手，加Ag+沉淀沉淀Cl-，然后，然后测量所得沉淀量就可加以区别。测量所得沉淀量就可加以区别。提供提供1molCl，Co(NH3)6Cl3需需89.2g，Co(NH3)5ClCl2需需125.3g问题解决问题解决o具体步骤：具体步骤：1、称取相同质量的两种晶体，分别配成溶液。、称取相同质量的两种晶体，分别配成溶液。2、向两种溶液中加入足量的、向两种溶液中加入足量的AgNO3溶液。溶液。3、静置，过滤。、静置，过滤。4、洗涤沉淀洗涤沉淀，干燥，干燥5、称量。、称量。结果：所得固体质量多的即为结果：所得固体质量多的即为Co(NH3)6Cl3，所得固体质量少的即为所得固体质量少的即为Co(NH3)5ClCl2。课堂小结课堂小结o一、配合物的概念：配位键一、配合物的概念：配位键o二、配合物的组成：配位体二、配合物的组成：配位体+中心原子中心原子
