第二单元 配合物的形成和应用
基础过关练
题组一 配合物的组成与判断
1.配位化合物[Cu(NH3)4]SO4中,不含有的化学键是( )
A.离子键 B.极性键
C.非极性键 D.配位键
2.(经典题)下列微粒中,不能作为配合物的配位体的是( )
A.Cl- B.CH3NH2
C.N D.CO
3.NH3分子与Co2+结合形成配离子[Co(NH3)6]2+,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.标准状况下,3.4gNH3中所含的电子总数为2NA
B.1mol[Co(NH3)6]2+中σ键的数目为6NA
C.[Co(NH3)6]2+的中心离子的配位数为3
D.0.2molH中所含的中子数为0.4NA
4.(经典题)下列配合物的中心原子或中心离子的配位数是6的是( )
A.K2[Co(SCN)4] B.Fe(SCN)3
C.Na3[AlF6] D.[Cu(NH3)4]Cl2
5.下列有关[Ni(NH3)6]SO4的说法正确的是( )
A.配体为NH3,NH3的空间结构为平面三角形
B.1mol[Ni(NH3)6]2+中含有18molσ键
C.[Ni(NH3)6]2+中H—N—H的键角大于NH3中的键角
D.由于[Ni(NH3)6]SO4是配合物,故向其中滴加BaCl2溶液不会生成沉淀
6.许多过渡金属离子对多种配体有很强结合力,能形成种类繁多的配合物,下列说法正确的是( )
A.配合物[Ag(NH3)2]OH的外界为OH-
B.配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的中心离子的配位数为5
C.配合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O的配体为NH3和S
D.配合物K3[Fe(CN)6]中Fe的化合价为+2
7.葡萄糖的银镜反应实验如下:
步骤1:向试管中加入1mL2%AgNO3溶液,边振荡边滴加2%氨水,观察到有白色沉淀产生并迅速转化为灰褐色。
步骤2:向试管中继续滴加2%氨水,观察到沉淀完全溶解。
步骤3:再向试管中加入1mL10%葡萄糖溶液,振荡,在60~70℃水浴中加热,观察到试管内壁形成了光亮的银镜。
下列说法正确的是( )
A.步骤1产生白色沉淀的离子方程式为Ag++OH-AgOH↓
B.步骤2中沉淀溶解是因为生成了银氨配合物,1mol[Ag(NH3)2]+中含有6molσ键
C.步骤3中产生银镜,葡萄糖发生了氧化反应
D.如图所示银的晶胞中有14个银原子
题组二 配合物的空间结构
8.铂有两种化合物a和b,其中a为,b为。实验测得a和b具有不同的特性。则下列关于a、b的叙述正确的是( )
①a和b属于同一种物质
②a和b互为同分异构体
③a和b的空间结构是平面四边形
④a和b的空间结构是四面体形
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
9.已知[Co(NH3)6]3+的空间结构如图,其中数字处的小圆圈表示NH3分子,且相邻的NH3分子间的距离相等,Co3+位于八面体的中心,若其中两个NH3被Cl-取代,所形成的[Co(NH3)4Cl2]+有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
题组三 配合物的性质与应用
10.(教材习题改编)在CuCl2溶液中存在如下平衡:[CuCl4]2-(黄色)+4H2O[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-。设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中不正确的是( )
A.将CuCl2固体溶于大量水中得到蓝色溶液
B.当[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+达一定比例时,溶液呈现绿色
C.1mol配离子[Cu(H2O)4]2+中含σ键数目为4NA
D.[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+的中心原子均为Cu2+,配位数均为4,配位体分别为Cl-和H2O
11.下列现象与配合物无关的是( )
A.向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液出现血红色
B.向Cu与Cl2反应后的集气瓶中先加少量水,溶液呈绿色,再加水,变蓝色
C.向KI溶液中通入Cl2,溶液由无色变为浅棕色
D.向AgNO3溶液中逐滴滴加氨水至过量,先出现白色沉淀,继而沉淀消失
12.三氯化六氨合钴[Co(NH3)6]Cl3是重要的化工原料,可用反应2[Co(H2O)6]Cl2+10NH3+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+14H2O制备,若没有活性炭催化,则生成[Co(NH3)5Cl]Cl2。下列说法错误的是( )
A.[Co(H2O)6]Cl2和[Co(NH3)6]Cl3中Co的化合价不同
B.[Co(NH3)6]Cl3的配体为NH3,中心原子的配位数为6
C.用1mol[Co(NH3)5Cl]Cl2与足量AgNO3溶液反应,得到沉淀的物质的量为3mol
D.1mol[Co(NH3)5Cl]Cl2中含有21molσ键
13.物质M的组成为CoCl3·4NH3,以强碱处理并没有NH3放出;向1molM中加入足量AgNO3溶液生成1mol白色沉淀。下列说法不正确的是( )
A.该配合物的配位体是Cl-和NH3
B.该配合物可表示为[Co(NH3)4Cl2]Cl
C.M中的配离子可能是平面四边形
D.该配合物中心离子所带的电荷数为3
14.配位化学创始人维尔纳发现,取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1mol,分别溶于水,加入足量硝酸银溶液,立即产生氯化银沉淀的物质的量分别为3mol、2mol、1mol和1mol。
(1)请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。
CoCl3·6NH3: ;
CoCl3·5NH3: ;
CoCl3·4NH3(绿色和紫色): 。
(2)后两种物质组成相同而颜色不同的原因是 。
(3)上述配合物中,中心原子的配位数都是 。
能力提升练
题组一 配位键与配位化合物
1.顺铂,又名顺式-二氯二氨合铂,是第一代铂类抗癌药物,化学式为Pt(NH3)2Cl2,其同分异构体反铂不具有抗癌作用。碳铂是1,1-环丁二羧酸二氨合铂的简称,为第二代铂类抗癌药。奥沙利铂为第三代抗癌药。这三种药物的结构分别如图所示:
则下列说法错误的是( )
A.以上三种物质均为配合物,且中心原子为Pt2+,Pt2+的配位数均为4
B.顺铂与AgNO3溶液混合后不能产生白色沉淀
C.1mol碳铂中σ键数目为26NA
D.奥沙利铂中所有碳原子和氮原子均采用sp3杂化
2.钴(Co)为铁系元素,其化合物在生产生活中应用广泛。以甲醇为溶剂,Co2+可与色胺酮分子配位结合形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示),下列说法错误的是( )
A.色胺酮分子中所含元素第一电离能由大到小的顺序为N>O>H>C
B.色胺酮分子中N原子杂化类型不同
C.色胺酮钴配合物中Co2+的配位数为4
D.X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子,CH3OH是通过配位键作用与色胺酮钴配合物相结合
3.向盛有CuSO4溶液的试管中加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解,得到深蓝色透明溶液。再向该溶液中加入一定量乙醇并用玻璃棒摩擦试管壁,析出深蓝色晶体。下列有关说法错误的是( )
A.用玻璃棒摩擦试管壁的作用是使[Cu(NH3)4]SO4·H2O尽快结晶
B.氨水是弱电解质,其电离方程式为NH3·H2ON+OH-
C.溶液呈深蓝色是由于存在[Cu(NH3)4]2+,在该配离子中Cu2+提供空轨道,N原子提供孤电子对
D.难溶物溶解且得到深蓝色透明溶液涉及的反应:Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4](OH)2
4.分子中含有两个或两个以上中心原子的配合物称为多核配合物,如图为Co(Ⅱ)双核配合物的内界。下列说法正确的是( )
A.每个中心原子的配位数为4,孤电子对全部由N原子提供
B.图示结构中的氯元素的存在形式为Cl-,则该内界中含有极性键、非极性键和离子键
C.配合物中的C原子的杂化方式是sp2、sp3
D.图示结构中所有原子共平面
题组二 配位化合物及其综合考查
5.Fe3+的配位化合物较稳定且运用广泛。Fe3+可与H2O、SCN-、Cl-、F-等形成使溶液呈浅紫色的[Fe(H2O)6]3+、红色的[Fe(SCN)6]3-、黄色的[FeCl4]-、无色的[FeF6]3-配离子。某同学按如下步骤完成实验:
Fe(NO3)3·9H2O(s)
已知:Fe3+与SCN-、F-的反应在溶液中存在以下平衡:
Fe3++6SCN-[Fe(SCN)6]3-(红色) K1
Fe3++6F-[FeF6]3-(无色) K2
下列说法不正确的是( )
A.Ⅰ中溶液呈黄色可能与Fe3+水解有关
B.向溶液Ⅱ中加入NaF溶液后,溶液颜色变为无色,说明K2>K1
C.为了能观察到溶液Ⅰ中[Fe(H2O)6]3+的颜色,可向该溶液中加入稀盐酸
D.向溶液Ⅲ中加入足量的KSCN固体,溶液可能再次变为红色
6.钴可形成多种配合物,其中有①[CoBr(NH3)5]SO4、②[Co(SO4)(NH3)5]Br两种,下列说法错误的是( )
A.Co和Br位于元素周期表的同一周期
B.两种物质中Co3+的外围电子轨道表示式均为
↑ ↑ ↑ ↑ ↑
C.①中中心原子的配位数为6,配位体为NH3、Br-
D.可用AgNO3溶液鉴别①和②
7.Ⅰ.铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途,如金属铜用来制造电线电缆,五水硫酸铜可用作杀菌剂等。
(1)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2-,[Cu(OH)4]2-结构可用示意图表示为 (不考虑空间构型)。
(2)胆矾CuSO4·5H2O可写为[Cu(H2O)4]SO4·H2O,其结构示意图如下,则关于[Cu(H2O)4]SO4·H2O的下列说法中错误的是 。
A.此配合物中心离子的配位数为4
B.配位体为H2O,配位原子是氧原子
C.此配合物中Cu2+提供孤电子对
D.向此配合物溶液中加入BaCl2溶液,将出现白色沉淀
Ⅱ.经研究表明,Fe(SCN)3是配合物,Fe3+与SCN-不仅能以1∶3 的个数比配合,还可以以其他个数比配合。
(3)若所得的Fe3+和SCN-的配合物中,Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合,所得离子显血红色。该离子是 。
(4)若所得的Fe3+和SCN-的配合物中,Fe3+与SCN-以个数比1∶5配合,则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式为 。
答案与分层梯度式解析
第二单元 配合物的形成和应用
基础过关练
1.C 配位化合物[Cu(NH3)4]SO4中含有[Cu(NH3)4]2+和S之间的离子键,NH3和S中都有极性键,Cu2+和NH3之间存在配位键,不含非极性键,选C。
2.C 配位化合物中能够提供孤电子对的微粒称为配位体,N中N、H都没有孤电子对,不能作为配位体,选C。
3.A 3.4gNH3的物质的量为0.2mol,1个NH3分子中含有10个电子,则0.2molNH3中所含的电子总数为2NA,A正确;1mol[Co(NH3)6]2+中,含σ键(6+6×3)mol=24mol,即24NA,B错误;[Co(NH3)6]2+的中心离子为Co2+,Co2+与配体NH3形成配位键,[Co(NH3)6]2+的中心离子的配位数为6,C错误;H中含有1个中子,0.2molH中所含的中子数为0.2NA,D错误。
4.C K2[Co(SCN)4]中Co2+的配位数是4;Fe(SCN)3中Fe3+的配位数是3;Na3[AlF6]中Al3+的配位数是6;[Cu(NH3)4]Cl2中Cu2+的配位数是4。故选C。
5.C NH3为配体,NH3的中心原子N的价电子对数为4,有1对孤电子对,其空间结构为三角锥形,A错误;[Ni(NH3)6]2+中每个NH3与Ni2+形成1个配位键,1个NH3分子中含有3个N—H键,均为σ键,则1mol[Ni(NH3)6]2+中σ键的物质的量为(3×6+6)mol=24mol,B错误;[Ni(NH3)6]2+中每个NH3与Ni2+形成一个配位键,则其中N原子的杂化轨道上没有孤电子对,由于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对对成键电子对的排斥作用,故[Ni(NH3)6]2+中H—N—H的键角大于NH3中的键角,C正确;[Ni(NH3)6]SO4[Ni(NH3)6]2++S,故向其中滴加BaCl2溶液能够产生沉淀BaSO4,D错误。
6.A 配合物[Ag(NH3)2]OH的外界为OH-,内界为[Ag(NH3)2]+,A正确;配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配体为H2O和Cl-,其配离子的中心离子Ti3+的配位数为6,B错误;配合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O的配体为NH3,C错误;由化合物中各元素化合价代数和为0可知,配合物K3[Fe(CN)6]中Fe的化合价为+3,D错误。
7.C 步骤1产生白色沉淀的离子方程式为Ag++NH3·H2OAgOH↓+N,A错误;1个[Ag(NH3)2]+中含有6个N—H键和2个配位键,即含有8个σ键,1mol[Ag(NH3)2]+中含有8molσ键,B错误;步骤3中产生银镜,葡萄糖发生了氧化反应,C正确;根据均摊法可得,银的晶胞中有8×=4个银原子,D错误。
8.C 因为a和b具有不同的特性,所以a和b一定不是同一种物质;a和b的分子式相同,而性质不同说明结构不同,故二者互为同分异构体;a和b的空间结构是平面四边形。
9.A [Co(NH3)6]3+的空间结构是正八面体,正八面体六个顶点的位置是等同的,选取其中一个取代,剩余位置有两种,所以二氯取代产物有两种。
10.C CuCl2溶液中存在平衡[CuCl4]2-(黄色)+4H2O[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-,加入大量的水,平衡正向移动,溶液显蓝色,A正确;[CuCl4]2-显黄色,[Cu(H2O)4]2+显蓝色,当溶液中[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+达一定比例时溶液呈现绿色,B正确;Cu2+与H2O之间的配位键为σ键,每个水分子内部有2个σ键,所以1mol[Cu(H2O)4]2+中含σ键数目为12NA,C错误;两种配离子的中心原子都为Cu2+,Cu2+提供空轨道,Cl-和水分子中的O原子提供孤电子对,Cl-和H2O分别做二者的配位体,配位数均为4,D正确。
11.C Fe3+与SCN-生成[Fe(SCN)n](3-n)+(n≤6),其在水溶液中显血红色,A不符合题意;Cu2+分别与H2O、Cl-形成的配离子的颜色不同,与配合物的形成有关,B不符合题意;发生反应2I-+Cl2I2+2Cl-,使溶液由无色变为浅棕色,该颜色变化与配合物的形成无关,C符合题意;向AgNO3溶液中逐滴滴加氨水,反应先产生AgOH沉淀,当氨水过量时,AgOH与过量氨水反应生成可溶性的[Ag(NH3)2]OH,因此看到沉淀又消失,与配合物的形成有关,D不符合题意。
12.C [Co(H2O)6]Cl2中Co为+2价,[Co(NH3)6]Cl3中Co为+3价,A正确;[Co(NH3)6]Cl3的配位体为NH3,中心原子的配位数为6,B正确;[Co(NH3)5Cl]Cl2的电离方程式为[Co(NH3)5Cl]Cl2[Co(NH3)5Cl]2++2Cl-,故1mol该物质和足量AgNO3溶液反应,得到沉淀的物质的量为2mol,C错误;1mol[Co(NH3)5Cl]Cl2中含有6mol配位键,1molNH3中含有3molσ键,共含有6mol+5×3mol=21molσ键,D正确。
13.C 以强碱处理并没有NH3放出,说明NH3在内界,向1molM中加入足量AgNO3溶液生成1mol白色沉淀,说明3个氯离子中有1个位于外界,所以该配合物的化学式为[Co(NH3)4Cl2]Cl,配位体是Cl-和NH3,A、B正确;M中配离子的中心原子的配位数为6,故该配离子不可能是平面四边形,C错误;该配合物中心离子所带的电荷数为3,D正确。
14.答案 (1)[Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)5Cl]Cl2 [Co(NH3)4Cl2]Cl
(2)它们结构不同
(3)6
解析 由题意知,四种配合物的化学式中处于外界的Cl-数目分别为3、2、1、1,则以配合物形式表示它们的化学式分别为[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl、[Co(NH3)4Cl2]Cl,由最后两种物质颜色不同,可知其结构也不同。
能力提升练
1.D 由题给三种物质结构可知,这三种物质均为配合物,且中心原子均为Pt2+,Pt2+的配位数均为4,A正确;顺铂中的Cl-为配位体,不能电离,顺铂与AgNO3溶液混合后不能产生AgCl白色沉淀,B正确;共价单键全是σ键,1个共价双键中含1个σ键,故1mol碳铂中σ键数目为26NA,C正确;奥沙利铂中饱和碳原子和氮原子均采用sp3杂化,但也存在采用sp2杂化的碳原子,D错误。
2.D 元素第一电离能:N>O>H>C,A项正确;由色胺酮分子的结构简式可知,色胺酮分子中N有sp2、sp3两种杂化方式,B项正确;色胺酮钴配合物中Co2+与2个氮原子和2个氧原子形成配位键,其配位数为4,C项正确;甲醇分子中的羟基可与该配合物形成氢键,CH3OH通过氢键作用与色胺酮钴配合物相结合,D项错误。
3.B 用玻璃棒摩擦试管壁,使[Cu(NH3)4]SO4·H2O尽快结晶,A正确;氨水是混合物,不是电解质,B错误;硫酸铜与氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸铵,继续添加氨水,难溶物溶解,得到深蓝色透明溶液,该溶液呈深蓝色是由于存在配离子[Cu(NH3)4]2+,在配离子[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供空轨道,NH3中的N提供孤电子对,形成配位键,C正确;难溶物是Cu(OH)2,Cu(OH)2溶解得到深蓝色透明溶液涉及反应:Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4](OH)2,D正确。
4.C 中心原子Co与5个N原子、1个Cl-形成了配位键,则中心原子的配位数为6,孤电子对由N原子和Cl-提供,A错误;图示结构中不存在离子键,B错误;该配合物中的C原子的杂化方式有sp2、sp32种,C正确;分子中有采用sp3杂化的原子,则图示结构中不可能所有原子共平面,D错误。
5.C [Fe(H2O)6]3+为浅紫色,但溶液Ⅰ却呈黄色,原因可能是Fe3+发生水解生成红褐色的Fe(OH)3,与浅紫色的[Fe(H2O)6]3+形成混合体系,使溶液呈黄色,A正确;加入NaF溶液后,溶液Ⅱ由红色变为无色,[Fe(SCN)6]3-转变为[FeF6]3-,说明K2>K1,B正确;为了观察到浅紫色,需要除去Fe(OH)3,即应抑制铁离子的水解,可向溶液中加稀硝酸,若加稀盐酸会生成黄色的[FeCl4]-,C错误;向溶液Ⅲ中加入足量的KSCN固体,可使平衡Fe3++6SCN-[Fe(SCN)6]3-(红色)正向移动,溶液可能再次变为红色,D正确。
6.B Co和Br原子核外都有4个电子层,因此二者是位于元素周期表的同一周期的元素,A正确;在题述两种化合物中Co元素的化合价都为+3价,是Co原子失去最外层的2个4s电子和失去1个3d电子后得到的离子,两种物质中Co3+的外围电子轨道表示式均为,B错误;根据物质化学式可知①的中心原子为Co3+,其配位数为6,配位体为NH3和Br-,C正确;配合物中内界的配位体不容易电离出来,而外界离子容易发生电离。①中Br-为配位体,向①溶液中加入AgNO3溶液,生成白色的Ag2SO4,②中Br-为外界,在溶液中容易电离出来,向②溶液中加入AgNO3溶液,会产生浅黄色沉淀,实验现象不同,因此可用AgNO3溶液鉴别①和②,D正确。
7.答案 Ⅰ.(1)
(2)C
Ⅱ.(3)[Fe(SCN)]2+
(4)FeCl3+5KSCNK2[Fe(SCN)5]+3KCl
解析 Ⅰ.(1)[Cu(OH)4]2-中,中心Cu2+上有空轨道,OH-的O原子上有孤电子对,因此4个OH-与Cu2+形成4个配位键,故其结构为。(2)[Cu(H2O)4]SO4·H2O的中心离子Cu2+的配位数是4,A正确;[Cu(H2O)4]SO4·H2O的内界是[Cu(H2O)4]2+,与其中心离子Cu2+结合的配位体是H2O,配位原子为O,B正确;此配合物中Cu2+提供空轨道,而配位体H2O中的O原子提供孤电子对,C错误;[Cu(H2O)4]SO4·H2O溶于水,电离产生S,因此向该溶液中加入BaCl2溶液,Ba2+与S反应产生BaSO4沉淀,D正确。
Ⅱ.(3)若所得的Fe3+和SCN-的配合物中,Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合,所得离子显血红色,可知该离子为[Fe(SCN)]2+。(4)若所得的Fe3+和SCN-以个数比1∶5配合,则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应生成KCl、K2[Fe(SCN)5],该反应的化学方程式为FeCl3+5KSCNK2[Fe(SCN)5]+3KCl。
16(共24张PPT)
第二单元 配合物的形成和应用
1.实验探究配合物的形成
知识点 1 配合物的形成
必备知识 清单破
实验
实验 现象 三支试管中先生成蓝色沉淀,之后随浓氨水的滴入,沉淀逐渐溶解,最
后变为了深蓝色溶液 离子 反应 Cu2++2NH3·H2O Cu(OH)2↓+2N Cu(OH)2+4NH3·H2O [Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O 2.配位化合物的概念
由提供孤电子对的配位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。配合物
是配位化合物的简称。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均为配合物。
3.配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成如图所示:
(1)中心原子是提供空轨道的金属离子(或原子)。
(2)配位体是提供孤电子对的阴离子或分子。
(3)配位数是直接与中心原子形成的配位键的数目。
(4)内界和外界:配合物分为内界和外界,其中配离子称为内界,与内界发生电性匹配的阳离子
或阴离子称为外界。配合物在水溶液中电离成为内界和外界两部分。
4.形成条件
(1)配位体有孤电子对
如中性分子H2O、NH3、CO等;离子有F-、Cl-、CN-等。
(2)中心原子有空轨道
如Fe3+、Cu2+、Ag+、Zn2+等。
5.配合物异构现象
(1)产生异构现象的原因
a.含有两种或两种以上配位体。
b.配位体空间排列方式不同。
(2)
对于配位数为4的配离子[MA2B2]n±,若其空间构型为四面体形,则不存在异构现象;若其空间构
型为平面四边形,则有两种结构,相同配位体位于同侧的称为“顺式”,相同配位体位于不同
侧的称为“反式”。
(3)顺、反异构体在颜色、极性、溶解性等方面都有差异。
1.性质实验探究
(1)Ag+氧化葡萄糖的实验
知识点 2 配合物的性质与应用
实验
实验现象 在试管内壁上出现光亮的银镜
(2)检验金属离子的实验
实验 操作
实验 现象 溶液变成血红色 出现沉淀并得到无色
溶液 开始出现沉淀,继续滴加,沉淀又减少,得红褐色沉淀和深蓝色溶液
反应 方程式 Fe3++nSCN- Cu2++2OH- Cu (OH)2↓ Fe3++3OH- Fe (OH)3↓ Cu2++2NH3·H2O 2N +Cu(OH)2↓
Fe3++3NH3·H2O 3N +Fe(OH)3↓
Cu(OH)2+4NH3·H2O 2OH-+[Cu(NH3)4]2++4H2O
2.配合物的应用
(1)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。
(2)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。
(3)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
发挥着越来越大的作用。
1.有配位键的化合物就是配位化合物。这种说法对吗 ( )
例如NH4Cl、CO等化合物中存在配位键,但不属于配合物。
2.所有配合物均有内界和外界。这种说法对吗 ( )
有些配合物不存在外界,如Pt(NH3)2Cl2、Ni(CO)4、Fe(CO)5等。
3.配合物Pt(NH3)2Cl2的中心原子是Pt2+,配位体是NH3。这种说法对吗 ( )
配合物Pt(NH3)2Cl2不存在外界,它的中心原子是Pt2+,配位体是NH3和Cl-。
4.配离子[Cu(H2O)4]2+和[Cu(NH3)4]2+相比,[Cu(H2O)4]2+更稳定。这种说法对吗 ( )
[Cu(NH3)4]2+更稳定。N和O都有孤电子对,但O的电负性大,吸引孤电子对的能力强,
NH3提供孤电子对的能力比H2O强。
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ” 。
提示
提示
提示
提示
5.[Co(NH3)5Cl]2+的中心原子为Co2+。这种说法对吗 ( )
中心原子是Co3+,而不是Co2+。
6.1 mol [Cu(NH3)4]2+含有12 mol σ键。这种说法对吗 ( )
1 mol NH3分子中存在3 mol σ键,Cu2+与4个NH3分子之间存在配位键,配位键也属于σ
键,所以1 mol[Cu(NH3)4]2+含有3×4 mol+4 mol=16 mol σ键。
提示
提示
1.配位键与共价键的关系
(1)形成过程不同:配位键实质上是一种特殊的共价键,在配位键中一方提供孤电子对,另一方
提供空轨道;普通共价键的共用电子对是由成键原子双方共同提供的。
(2)配位键与普通共价键实质是相同的:它们都被成键原子双方共用。如N 中有三个普通
共价键、一个配位键。
(3)同普通共价键一样,配位键可以存在于分子之中(如CO),也可以存在于离子之中(如N )。
关键能力 定点破
定点 配位键与配位化合物
知识点拨 配位键的形成条件
(1)成键原子(或离子)一方能提供孤电子对。如分子有NH3、H2O、CO等,离子有Cl-、OH-、
CN-、SCN-等。
(2)成键原子(或离子)另一方能提供空轨道。如Al3+、B及一些过渡金属的原子或离子。一般
来说,过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是固定的,如Ag+形成2个配位键,Cu2+形成4个
配位键等。
2.配合物的形成对物质性质的影响
(1)颜色的改变
当简单离子形成配离子时其性质往往有较大的差异。颜色发生变化就是一种常见的现象,据
此可以判断配离子是否生成。如Fe3+与SCN-在溶液中可生成配位数为1~6的配离子(血红色),
反应的离子方程式为Fe3++nSCN- [Fe(SCN)n](3-n)+。
(2)溶解性的改变
一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物可以形成可溶性的配合物。
如难溶于水的AgCl可溶于过量的氨水中,形成配合物,反应的离子方程式为AgCl+2NH3·H2O
[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O。
(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。例如,血红蛋白中的Fe2+与
CO分子形成的配位键比Fe2+与O2分子形成的配位键强,因此血红蛋白中的Fe2+与CO分子结合
后,就很难再与O2分子结合,血红蛋白失去输送氧气的功能,从而导致人体CO中毒。
配合物 内界 外界 中心原子(离子) 配位体 配位数
[Ag(NH3)2]OH [Ag(NH3)2]+ OH- Ag+ NH3 2
K4[Fe(CN)6] [Fe(CN)6]4- K+ Fe2+ CN- 6
Na3[AlF6] [AlF6]3- Na+ Al3+ F- 6
[Co(NH3)5Cl]Cl2 [Co(NH3)5Cl]2+ Cl- Co3+ NH3、Cl- 6
3.配合物的组成以及配位数的计算方法
(1)几种配合物的组成
(2)配位数的计算方法
配位体不是同一种分子或离子时,配位数要两者相加。如[Co(NH3)5Cl]Cl2,其配位体有两种:
NH3、Cl-,配位数为5+1=6,再如K[PtCl3(NH3)],其配位数为3+1=4。
典例 (1)缺铁性贫血是当前主要的营养缺乏病之一,而食用“铁强化酱油”是补铁的一种重
要途径。在酱油中加入的是EDTA 铁钠盐,即乙二胺四乙酸铁钠
盐,结构如图所示。则下列说法正确的是 。
A.EDTA铁钠盐易溶于水,性质稳定,易被氧化和分解
B.EDTA铁钠盐中只有氮原子是配位原子
C.EDTA分子中羧基上的碳原子采取sp2杂化
D.乙二胺四乙酸铁钠盐中氮原子最外层电子未全部参与形成化学键
(2)Cu2+能与NH3、H2O、Cl-等形成配位数为4的配合物。[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间结构,
[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间结
构为 。
思路点拨 (1)Fe原子与2个N原子、4个O原子形成配位键,然后根据选项具体分析即可。(2)
由[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代后得到两种产物,推知其空间结构为平面正方形。
解析 (1)由于EDTA铁钠盐是加入酱油中的,故该盐易溶于水,而且难被氧化,A选项错误;
EDTA铁钠盐中两个氮原子和四个氧原子都参与配位,B选项错误;—COOH上的碳原子采取
sp2杂化,C选项正确;根据图示知一个氮原子与三个碳原子形成三个共价键,氮原子上的一对
孤电子对与Fe3+形成配位键,D选项错误。
(2)[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代,能得到如下两种结构不同的产物:
、 ,说明[Cu(NH3)4]2+的空间结构为平面正方形。
答案 (1)C (2)平面正方形
知识拓展 (1)配合物的中心原子不一定是阳离子,也可以是电中性的原子,如Ni(CO)4;配合物
中的配位体可能是电中性的分子,也可能是离子;两种配合物中配位数相同,空间结构不一定
相同,还要看轨道的杂化方式。
(2)配合物的颜色、溶解性等性质还与形成的配合物的空间结构有关。如顺式Pt(NH3)2Cl2的
颜色为棕黄色,溶解度较大;反式Pt(NH3)2Cl2的颜色为淡黄色,难溶于水。
情境探究
经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图所示。
R中阴离子 中有相互平行的p轨道,它们重叠在一起构成一个整体,p电子在多个原子
间运动形成π型化学键,这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键或共轭大π键,简称大π
键。
学科素养 情境破
素养 证据推理与模型认知——认识大π键及其应用
(1)图示
(2)大π键表示的方法为
m为平行p轨道的数目;n为平行p轨道里的电子数,且总电子数小于轨道数的2倍,即n<2m。如
苯分子中大π键可表示为 。
问题1 根据上述材料,分析形成大π键的条件(从中心原子的杂化方式、参与形成大π键的原
子是否在一个平面上和形成大π键的原子轨道的位置关系三个方面考虑)。
①中心原子杂化方式:sp或sp2;
②参与形成大π键的多个原子应在同一个平面上;
③每个原子可提供一个相互平行并垂直于该平面的p轨道。
问题2 用 表示下列物质的大π键。
萘: ;吡啶: 。
问题3 SO3的结构如图,用 表示SO3的大π键。
SO3的π电子数=24-(3+6)×2=6,大π键可表示为 。
例题 吡咯和卟吩都是平面形分子。已知处于同一平面的多原子分子中如有相互平行的p轨
道,p轨道电子在多个原子间运动形成不局限在两个原子之间的π型化学键,称为离域π键,表示
为 ,m是成键原子数,n是成键电子数。下列说法错误的是( )
A.电负性:N>C>H
B.吡咯中C原子的杂化方式为sp2
典例呈现
C.吡咯中存在离域π键
D.肼(H2N—NH2)分子中也存在离域π键
素养解读 本题以吡咯和卟吩为情境素材,考查陌生物质中原子杂化轨道类型的判断,离域π
键的判断等,提升学生学以致用的能力,培养证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
信息提取 吡咯中C原子上有3个价层电子对;H2N—NH2分子中都是共价单键。
解题思路 电负性:N>C>H,故A正确;吡咯中的C原子都采用sp2杂化,故B正确;吡咯分子中环
上每一个碳原子提供1个电子、N原子提供2个电子形成离域π键,该离域π键为 ,故C正确;H
2N—NH2分子中只存在σ键,不存在π键,故D错误。
答案 D
