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微专题(二) 配合物和大π键
配位化合物是物质结构所研究物质的重要组成部分,广泛应用于日常生活、工业生产及生命科学中。新高考从科学前沿的配位化合物的配位原子及配位化合物的性质等角度进行命题,充分体现了利用化学知识解决新情境中的实际问题。大π键作为π键相关知识的延伸与拓展,常见于物质结构与性质信息题中,充分体现了高中知识与大学知识的有机衔接,意在考查学生获取信息和利用信息的能力。
命题点(一) 新情境下配合物结构分析
配位键及配合物
配合物的组成
[中心离子(配体)n][外界]
典型配合物
Cu(NH3)4SO4
Fe(SCN)3
[Ag(NH3)2]OH
中心离子
Cu2+
Fe3+
Ag+
中心离子结构特点
一般是金属离子,特别是过渡金属离子,必须有空轨道
配体
NH3
SCN-
NH3
配体结构特点
分子或离子必须含有孤电子对(如NH3、H2O、CO、Cl-、SCN-等)
配位数(n)
4
3
2
外界
SO
无
OH-
颜色
深蓝色
血红色
无色
配离子所含化学键
配体通过配位键与中心离子结合
配合物所含化学键
配位键、离子键;配体或外界中可能还含有共价键
配合物的常见性质
较多属于离子化合物,多数能溶解、电离,多数有颜色
金属羰基配合物
是过渡金属和一氧化碳配位形成的配合物,如四羰基镍[Ni(CO)4]。在许多有机化合物的合成反应中,金属羰基配合物常常作为这些反应的催化剂
二茂铁的结构为一个铁原子处在两个平行的环戊二烯的环之间。在固体状态下,两个茂环相互错开成全错位构型,温度升高时则绕垂直轴相对转动。二茂铁的化学性质稳定,类似芳香族化合物
[提能集训]
1.(2023·湖南省名校联盟第二次联考)某小组同学用乙醛进行银镜反应实验时,补充做了以下实验{已知:+Ag++2NH3}。
下列说法不正确的是( )
A.+中,NH3中的N给出孤电子对,Ag+提供空轨道
B.实验①中加入NaOH溶液后,溶液中c(NH3)增大
C.实验①②表明,配制银氨溶液时,加过量氨水不利于银镜反应
D.对比实验①和②知,+的浓度越大,Ag(Ⅰ)氧化性越强
解析:选D 银氨络离子中,配体氨分子提供孤电子对,与具有空轨道的中心离子银离子形成配位键,故A正确;银氨溶液中存在平衡:+Ag++2NH3,则实验①向银氨溶液中滴加1滴氢氧化钠溶液,银离子与氢氧根离子反应生成沉淀,会使平衡正向移动,溶液中氨分子浓度增大,故B正确;由实验①②现象可知,配制银氨溶液时,加入过量氨水,会使平衡逆向移动,不利于银镜反应的发生,故C正确;由实验①②现象可知,溶液中银氨络离子的浓度越大,银离子的氧化性越弱,故D错误。
2.把CoCl2溶于水后加氨水,先生成的Co(OH)2沉淀溶解,再加氨水,生成了[Co(NH3)6]Cl2,此时向溶液中通入空气,得到的产物中有一种组成可以用CoCl3·5NH3表示,其Co的配位数是6,把分离出的CoCl3·5NH3溶于水后立即加硝酸银溶液,析出氯化银沉淀。经测定,每1 mol CoCl3·5NH3只生成2 mol AgCl。下列说法错误的是( )
A.产物中CoCl3·5NH3的配位体为氯离子
B.通入空气后得到的溶液中含有[Co(NH3)5Cl]2+
C.[Co(NH3)6]Cl2的中心离子的价层电子排布式为3d7
D.[Co(NH3)6]Cl2中含有配位键、极性共价键、离子键,1 mol该物质含有24 mol σ键
解析:选A 已知产物CoCl3·5NH3中Co的配位数是6,则其配体为氨分子和氯离子,故A错误;向溶液中通入空气后得到的产物中有一种组成可以用CoCl3·5NH3表示,其Co的配位数是6,用配合物形式表示为[Co(NH3)5Cl]2+,故B正确;[Co(NH3)6]Cl2的中心离子为Co2+,其价层电子排布式为3d7,故C正确;[Co(NH3)6]Cl2中[Co(NH3)6]2+和Cl-之间的化学键为离子键,[Co(NH3)6]2+中Co2+与NH3之间的化学键为配位键,N—H为极性共价键,配位键和单键都属于σ键,1 mol该物质含有24 mol σ键,故D正确。
3.含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示,下列说法不正确的是( )
A.1 mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有7 mol
B.N所形成的六元环中N的杂化方式为sp2
C.结构图右边NO与O3互为等电子体
D.图中所涉及元素的电负性由大到小顺序为O>N>C>H>Cd
解析:选A 螯合物是一种环状配合物,在螯合物结构中,一定有多个多齿配体提供多对电子与中心原子配位形成环,1 mol该