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第18讲 分子间作用力 配合物 超分子
[课标要求] 1.了解配位键的形成和配合物的组成。2.能根据分子结构特点和键的极性来判断分子的极性,并据此对分子的一些典型性质及其应用做出解释。3.能说明分子间作用力含氢键对物质熔、沸点等性质的影响,能列举含有氢键的物质及其性质特点。
考点一 配位键 配合物
1.配位键
(1)配位键的形成:成键原子一方提供孤电子对,另一方提供空轨道形成共价键。
(2)配位键的表示:常用“A→B”来表示配位键,箭头指向接受孤电子对的原子,如NH可表示为,在NH中,虽然有1个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同,但是一旦形成之后,4个共价键就完全相同。
2.配位化合物
(1)概念: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。
(2)形成条件
①配位体有孤电子对,中性分子如H2O、NH3和CO等;离子如F-、Cl-、CN-等。
②中心原子有空轨道,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。
(3)组成
(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
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。
1.(2022·湖北模拟)一种钴的配合物乙二胺四乙酸合钴的结构为,下列说法错误的是( )
A.Co2+的价电子排布式为3d54s2
B.碳原子的杂化轨道类型为sp2和sp3
C.该配合物中配位原子是N和O
D.1 mol该配合物形成的配位键有6 mol
解析 钴元素的原子序数为27,Co2+离子的价电子排布式为3d7,A错误。
答案 A
2.(2022·南通高三期末)NH3是重要的化工原料,可用于某些配合物的制备,如NiSO4溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4。下列有关[Ni(NH3)6]SO4的说法正确的是( )
A.配体为NH3,其空间结构为平面三角形
B.1 mol [Ni(NH3)6]2+中σ键的数目为18 mol
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
解析 NH3的价层电子对数=3+=4,由于含有1对孤电子对,故空间结构为三角锥形,A错误;1个[Ni(NH3)6]2+含有18个N—H σ键,6个配位键(也属于σ键),故1 mol[Ni(NH3)6]2+含有24 mol σ键,B错误;[Ni(NH3)6] SO4电离产生[Ni(NH3)6]2+和SO,故加入BaCl2溶液后会产生BaSO4沉淀,D错误。
答案 C
3.(1)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。
①向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2-。不考虑空间结构,[Cu(OH)4]2-结构可用示意图表示为________________。
②胆矾CuSO4·5H2O可写作[Cu(H2O)4]SO4·H2O,其结构示意图如下:
下列有关胆矾的说法正确的是________(填字母)。
A.所有氧原子都采取sp3杂化
B.氧原子存在配位键和氢键两种化学键
C.Cu2+的价电子排布式为3d84s1
D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去
(2)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,还可以其他个数比配合。请按要求填空:
①若所得的Fe3+和SCN-的配合物中,主要是Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合所得离子显红色。该离子的离子符号是____________。
②若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可以表示为_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 (1)①Cu2+中存在空轨道,而OH-中O原子有孤电子对,