内容正文:
第三章 晶体结构与性质
第四节 配合物 超分子
第1课时 配位键与配合物
教学目标
1.掌握配位键的特点,认识简单的配位化合物的成键特征。
2.了解配位化合物的存在与应用,如配位化合物在医药科学催化反应和材料化学等领域的应用。
重点和难点
重点:简单的配位化合物的成键特征 配位化合物的存在与应用
难点:简单的配位化合物的成键特征
◆知识点一 配位键
1.概念:成键原子一方提供孤电子对,另一方提供空轨道形成的共价键。
2.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。
如反应NH3+H+=NH4+,NH3中的N上有1对孤电子对,H+中有空轨道,二者通过配位键结合形成NH4+, NH4+的形成可表示如下:
3.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。
4.表示方法
(电子对给体)A→B(电子对接受体)或A—B。如H3O+的电子式为结构式为;[Cu(H2O)4]2+的结构式为
归纳总结
配位键是一种特殊的共价键。配位键中的共用电子对是由成键单方提供的,而其他的共价键的共用电子对是由成键双方提供的。
即学即练
1.和可以形成化合物,下列说法正确的是
A.中元素的电负性排序为:F>N>H>B
B.和的立体构型都是三角锥形
C.分子中N原子提供空轨道,B原子提供孤电子对
D.和形成后原子的杂化方式均不发生改变
2.物质的结构决定其性质。下列对事实的解释正确的是
选项
事实
解释
A
与形成配合物[]
中的B有空轨道接受中N的孤电子对
B
熔点:
键能:N—H键大于P—H键
C
为离子晶体
晶体由、、构成
D
的酸性大于
的相对分子质量大于
A.A B.B C.C D.D
3.可与HF反应生成。下列说法正确的是
A.的B-F键是由硼的轨道与氟的2p轨道重叠形成σ键
B.HF中共价键的形成:
C.中含有的配位键由B原子提供孤电子对
D.、HF均为极性分子
◆知识点二 配位化合物
1.配合物的概念:把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、NH4Cl等均为配合物。
2.配合物的形成
实验操作
实验现象
有关离子方程式
滴加氨水后,试管中首先出现 ,氨水过量后沉淀逐渐溶解,滴加乙醇后析出 色晶体
[Cu(NH3)4]SO4·
H2O
Cu2++2NH3·H2O
===Cu(OH)2↓+2NH、Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH-
溶液变血红色
Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
白色的AgCl沉淀消失,得到澄清的无色溶液
AgCl+2NH3===[Ag(NH3) 2]Cl
上述实验现象产生的原因主要是配离子的形成。以配离子[Cu(NH3)4]2+为例,NH3分子中氮原子的 进入Cu2+的 ,Cu2+与NH3分子中的氮原子通过 形成配位键。配离子[Cu(NH3)4]2+可表示为。
3.配合物的组成
配合物[Cu(NH3)4]SO4其组成如下图所示:
(1)中心原子是 的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子),过渡金属离子最常见的有Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等。
(2)配体是 的阴离子或分子,如Cl-、NH3、H2O等。配体中 的原子叫做配位原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子,如NH3中的N原子,H2O中的O原子等。
(3)配位数是直接与中心原子形成的 的数目。如[Fe(CN)6]4-中配位数为 。
归纳总结
配合物的组成
(1)配合物中必含有中心离子(原子)和一定数目的配位体。中心离子(原子)一般是金属离子(或原子),大部分是过渡金属元素的离子(或原子)。
(2)配位体是含有孤电子对的分子或离子,当配位体与中心离子(原子)形成配离子或配合物时,配位原子提供孤电子对与有空轨道的中心离子(原子)形成配位键。
(3)配位原子主要是元素周期表中第ⅤA族、第ⅥA族、第ⅦA族元素的原子。
即学即练
4.硫酸镍溶于氨水形成蓝色溶液。下列关于的说法正确的是
A.取少量该物质于洁净试管中加水溶解后,滴加少量溶液观察到有白色沉淀生成
B.该物质中配离子是,与外界之间形成的是配位键
C.该物质中是中心离子,提供孤电子对
D.该物质的配体是,配体数是3
5.下列关于配位化合物的叙述中错误的是
A.中心离子结合配体的个数称为配位数,不同离子的配位数可能不同
B.配位化合物中只存在配位键
C.中提供空轨道,中O提供孤电子对形成配位键
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
6.某物质的实验式为,其水溶液不导电,加入溶液也不产生沉淀,以强碱处理并没有放出,则关于此化合物的说法中正确的是
A.配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6
B.该配合物可能是平面正方形结构
C.和分子均与配位
D.配合物中与配位,而分子不与配位
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,另一方提供具有能够接受孤电子对的空轨道。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的实质相同。它们都被成键原子双方共用,如在NH中有三个普通共价键、一个配位键,但四者是完全相同的。
(3)同普通共价键一样,配位键可以存在于分子中[如Ni(CO)4],也可以存在于离子中(如NH)。
2.配合物的形成对物质性质的影响
(1)溶解性的影响:一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物,可以依次溶于含过量Cl-、Br-、I-、CN-和氨的溶液中,形成可溶性的配合物。
(2)颜色的改变:当简单离子形成配离子时,颜色常发生变化,根据颜色的变化可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN-在溶液中可生成配位数为1~6的配离子,这种配离子的颜色是血红色的,反应的离子方程式如下: Fe3++nSCN-===[Fe(SCN)n]3-n(n=1~6)。
(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。当作为中心原子的金属离子相同时,配合物的稳定性与配体的性质有关。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,使血红蛋白失去输送O2的功能,从而导致人体CO中毒。
3.配合物内界中共价键数目的判断
若配体为单核离子如Cl-等,可以不予计入,若为分子,需要用配体分子内的共价键数乘以该配体的个数,此外,还要加上中心原子与配体形成的配位键,这也是σ键。例如:配合物[Co(NH3)4Cl2]Cl的共价键数为3×4+4+2=18。
实践应用
1.下列各种说法中错误的是
A.配位键是一种特殊的共价键
B.NH4NO3、CuSO4·5H2O都含有配位键
C.共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子
D.形成配位键的条件是一方有空轨道,另一方有孤电子对
2.NO能被FeSO4溶液吸收生成[Fe(NO)(H2O)5]SO4,减少环境污染,下列说法正确的是
A.配离子为,中心离子的配位数为6
B.Fe2+提供孤电子对用于形成配位键
C.该配合物中阴离子空间构型为三角锥形
D.该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表的p区
3.配合物是化合物中较大的一个子类别,广泛应用于日常生活、工业生产及生命科学中,近些年来的发展尤其迅速,下列关于配合物的说法错误的是
A.配合物中提供空轨道的配体为和
B.配离子的中心离子为,配位数为6
C.工业上用过量氨水除去中少量:
D.相同浓度的和氧化性:前者>后者
考点一 配位键的形成及特点
【例1】向盛有溶液(含)的试管中滴加氨水,生成难溶物,继续滴加氨水并振荡试管,难溶物溶解,得到深蓝色透明溶液(含)。下列说法错误的是
A.难溶物为
B.稳定性:
C.在中,提供空轨道,提供孤电子对
D.在深蓝色透明溶液中加入95%乙醇,可析出深蓝色晶体
概念辨析
①配位键实质上是一种特殊的共价键,孤电子对是由成键原子一方提供,另一原子只提供空轨道;而普通共价键中的共用电子对是由两个成键原子共同提供的。
②与普通共价键一样,配位键可以存在于分子中[如Ni(CO)4],也可以存在于离子中(如NH4+)。
③相同原子间形成的配位键与它们之间形成的共价单键相同,如中的4个N-H(键能、键长和键角)完全相同,故其结构式也可表示为,NH4+的空间结构是正四面体形。
④配位键一般是共价单键,属于σ键。
【变式1-1】是白色难溶于水的化合物,溶于较浓盐酸时生成。可以定量吸收,也能吸收、、等气体,其吸收形成,其结构为,下列说法正确的是
A.该化合物中Cu+提供空轨道,中碳原子提供孤电子对,形成的是配位键
B.测定混合气体N2、CO和O2中CO的含量时,应先用CuCl的盐酸溶液吸收CO
C.中只有Cl-、作配体
D.中Cu的化合价为+1,配位数为3
【变式1-2】配合物是一个庞大的化合物家族,下列说法正确的是
A.由提供孤电子对,提供空轨道
B.中含有键
C.配合物的中心离子是,配体是
D.向配合物中加入足量的溶液,可以得到
考点二 配合物的结构、性质及其应用
【例2】R的一种配合物的化学式为RCl3▪6H2O。已知0.01molRCl3▪6H2O,在水溶液中用过量硝酸银溶液处理,产生0.01molAgCl沉淀,此配合物最可能是
A.[R(H2O)6]Cl3 B.[R(H2O)5Cl]Cl2▪H2O
C.[R(H2O)4Cl2]Cl▪2H2O D.[R(H2O)3Cl3]▪3H2O
易错提醒
①配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分,如 [Co(NH3)5C1]Cl2=[Co(NH3)5C1]2++2C1—,而内界微粒很难电离(电离程度很小),因此,配合物[Co(NH3)5C1]Cl2内界中的C1—不能被Ag+沉淀,只有外界的C1—才能与AgNO3溶液反应产生沉淀。
②有些配合物没有外界,如Ni(CO)4就无外界。
③配合物不一定含有离子键,如Ni(CO)4就无离子键。
④含有配位键的化合物不一定是配合物;但配合物一定含有配位键。如NH4Cl等铵盐中铵根离子虽有配位键,但一般不认为是配合物。
【变式2-1】下列关于化学式为的配合物的说法中,正确的是
A.配位体是和,配位数是9
B.中心离子是,配离子是
C.内界和外界中的数目之比是
D.加入足量溶液,所有的均被完全沉淀
【变式2-2】由硫酸铜溶液制取硫酸四氨合铜晶体的实验流程如下:
下列说法不正确的是
A.流程中“溶液”和“深蓝色溶液”中结合的微粒分别是和
B.步骤2发生反应的离子方程式是
C.在里,的H给出孤电子对,接受电子对,形成了配位键
D.步骤3加入乙醇降低了溶剂的极性从而析出晶体
基础达标
1.(24-25高二下·北京通州·期中)已知某配合物的化学式为,下列有关说法正确的是
A.该配合物中存在离子键、配位键和极性共价键
B.配体是和,配位数是9
C.中心离子是,配离子是
D.加入足量溶液,所有均以沉淀形式存在
2.(24-25高三上·浙江·期中)[Ag(NH3)2]OH(氢氧化二氨合银)属于
A.碱 B.酸 C.盐 D.氧化物
3.(24-25高二下·辽宁大连·期中)氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氮气经过一系列的变化可以合成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料:NO能被溶液吸收生成配合物,减少环境污染。下列说法错误的是
A.提供空轨道用于形成配位键
B.该配合物中阴离子空间结构为正四面体
C.配离子为中心离子的配位数为6
D.NO作为配体时,配位原子为氧原子
4.(24-25高二下·贵州铜仁·阶段练习)①、②、③是铂的三种配合物,下列说法正确的是
A.三种配合物中的化合价均为+4价
B.①中的配体是NH、Cl-
C.②中为配体,提供空轨道
D.向含③的溶液中加入足量溶液,可得到沉淀
5.(23-24高二下·四川达州·期中)下列各组中的分子或离子都含配位键的是
A.H2O、Al2Cl6 B.NH4Cl、[Cu(NH3)4]SO4
C.PCl3、[Co(NH3)4Cl2]Cl D.CO2、
6.(23-24高二下·贵州六盘水·期中)下列微粒间不能形成配位键的是
A.与 B.与 C.与 D.与
7.(23-24高二下·浙江金华·阶段练习)下列化合物属于配合物的是
A.Cu2(OH)2SO4 B.NH4Cl C.[Zn(NH3)4]SO4 D.KAl(SO4)2
8.(23-24高二下·福建泉州·期末)北大团队发现核量子效应诱导二维冰,首次在实空间里观测到水合氢离子的微观结构(两种构型的水合氢离子的结构模型如图M、N所示)。下列有关说法正确的是
A.M、N均可表示为
B.M中存在的化学键有共价键、配位键、氢键
C.M、N中O原子分别为杂化
D.水合氢离子组装形成的二维冰相和干冰均为分子晶体
9.(23-24高二下·云南·期中)是一种应用极其广泛的配位化合物,用试管制取该配合物的过程如图所示。下列说法错误的是
A.该配位化合物的配体是和
B.该配位化合物的配位数为4
C.③中出现的沉淀与①中不同
D.中存在配位键、共价键和离子键
10.(23-24高二下·江苏苏州·期中)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.配合物的外界为
B.配合物的配位数为5
C.配合物的配体为和
D.配合物中的化合价为
综合应用
11.(24-25高二下·广东深圳·期末)CO会与人体血红蛋白中的形成配位键,使其丧失运输氧的能力。下列有关说法正确的是
A.基态的价电子排布式为
B.和为同素异形体
C.原子利用轨道与原子以头碰头的形式形成键
D.人体血红蛋白中的形成配位键时,分子提供孤电子对
12.(24-25高二下·浙江·期中)用CuCl探究Cu(I)、Cu(Ⅱ)性质,实验步骤及观察到的现象如下:
CuCl白色粉末无色溶液蓝色溶液无色溶液蓝色溶液
该过程中可能涉及的反应有:
①
②
③
④
下列说法正确的是
A.与Cu2+的配位能力:NH3<OH-
B.蓝色
C.第四周期,最外层电子数为1且内层全充满的元素是K和Cu
D.探究过程未发生反应②
13.(25-26高二上·全国·周测)下列关于配合物的说法中不正确的是
A.许多过渡金属离子对多种配体具有很强的结合力,因而过渡金属配合物远比主族金属配合物多
B.配合物中中心离子与配体间、配离子与酸根离子间都是以配位键结合
C.配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子
D.中心离子所结合配体的个数称为配位数,不同离子的配位数可能不同
14.(24-25高二下·广东湛江·期末)硫酸四氨合铜晶体,在工业上用途广泛。实验室制备的流程如下图,下列说法不正确的是
A.Ⅱ中产生的沉淀是
B.的稳定性强于
C.硫酸四氨合铜晶体中存在的化学键有共价键、配位键、离子键和氢键
D.过程③加入95%乙醇的作用是减少溶剂极性,减小硫酸四氨合铜的溶解度
15.(24-25高二下·浙江宁波·期末)关于,下列说法不正确的是
A.中的配位体是 B.的原子均满足8电子稳定结构
C.N、C、Fe三种元素都位于p区 D.该物质中存在离子键
16.(24-25高二下·广西钦州·期末)配位化合物在生产、生活和科技等方面具有十分重要的应用。下列说法错误的是
A.配合物中,的配位数为4
B.配合物中,中心离子的化合价为+3
C.空间结构为平面四边形,其顺式结构可溶于极性溶剂,顺式结构为
D.在中加入足量溶液,可以得到3molAgCl沉淀
拓展培优
17.(25-26高二上·江苏南通·阶段练习)铜氨液可以吸收CO,其反应为:[Cu(NH3)2]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+。下列说法正确的是
A.Cu+价层电子排布式为:3d94s1
B.加压有利于铜氨液吸收CO
C.NH3空间构型为平面三角形
D.1 mol [Cu(NH3)3CO]+中含有3 mol配位键
18.(24-25高二下·北京石景山·期末)丁二酮肟(a)可与镍元素形成鲜红色沉淀二丁二酮肟合镍(b),用以检验镍元素的存在。已知二丁二酮肟合镍(b)显电中性,下列说法不正确的是
A.物质a中的键角小于的键角
B.物质b中镍提供空轨道,氮提供孤电子对
C.物质a、b中氮原子杂化类型分别为sp、
D.物质b中镍元素的化合价为+2
19.(22-23高二下·福建福州·期末)锂离子电池常用的电极材料是和石墨。
(1)画出基态离子的价电子排布图 。
(2)与结合形成配合物,1mol离子中含有 键,其中提供配位键的C原子的杂化方式是 。
(3)分子与结合成配合物,与相比,其键角 (填“较大”,“较小”或“相同”),解释原因 。
(4)的熔点为1570℃,CoO的熔点为1935℃,解释后者熔点更高的主要原因是 。
20.(24-25高二下·上海·期中)硫酸四氨合铜()广泛用于电镀工业中。
(1)中提供空轨道的微粒是 。(填微粒符号)1mol该离子中含共价键数目为 NA。
A.8 B.12 C.16 D.20
(2)若将中两个换成,则存在两种立体异构体,则的空间结构是 。
A.平面正方形 B.正四面体形 C.无法确定
(3)将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质。下列物质中,属于顺磁性物质的是 。
A. B. C.
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第三章 晶体结构与性质
第四节 配合物 超分子
第1课时 配位键与配合物
教学目标
1.掌握配位键的特点,认识简单的配位化合物的成键特征。
2.了解配位化合物的存在与应用,如配位化合物在医药科学催化反应和材料化学等领域的应用。
重点和难点
重点:简单的配位化合物的成键特征 配位化合物的存在与应用
难点:简单的配位化合物的成键特征
◆知识点一 配位键
1.概念:成键原子一方提供孤电子对,另一方提供空轨道形成的共价键。
2.配位键的形成条件
(1)成键原子一方能提供孤电子对。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空轨道。如H+、Al3+、B及过渡金属的原子或离子。
如反应NH3+H+=NH4+,NH3中的N上有1对孤电子对,H+中有空轨道,二者通过配位键结合形成NH4+, NH4+的形成可表示如下:
3.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。
4.表示方法
(电子对给体)A→B(电子对接受体)或A—B。如H3O+的电子式为结构式为;[Cu(H2O)4]2+的结构式为
归纳总结
配位键是一种特殊的共价键。配位键中的共用电子对是由成键单方提供的,而其他的共价键的共用电子对是由成键双方提供的。
即学即练
1.和可以形成化合物,下列说法正确的是
A.中元素的电负性排序为:F>N>H>B
B.和的立体构型都是三角锥形
C.分子中N原子提供空轨道,B原子提供孤电子对
D.和形成后原子的杂化方式均不发生改变
【答案】A
【解析】A.电负性与元素的非金属性一致,故电负性排序为:F>N>H>B,A正确。
B.的价电子对数为,故分子呈三角锥形,的价电子对数为,因无孤对呈平面三角形,B错误;
C.配位键由N的孤对电子和B的空轨道形成,C错误;
D.中B原为杂化,中的N原子提供孤电子对与B原子形成配位键,则B原子的价层电子对数为,为杂化,D错误;
故选A。
2.物质的结构决定其性质。下列对事实的解释正确的是
选项
事实
解释
A
与形成配合物[]
中的B有空轨道接受中N的孤电子对
B
熔点:
键能:N—H键大于P—H键
C
为离子晶体
晶体由、、构成
D
的酸性大于
的相对分子质量大于
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.BF3中的B原子价层电子对数为3,无孤电子对,采用sp2杂化,存在空p轨道,能够接受NH3中N的孤电子对,形成配位键,A正确;
B.NH3熔点高于PH3是由于NH3分子间存在氢键,B错误;
C.KHSO4晶体由K+和构成,C错误;
D.F为吸电子基团,使得FCH2COOH中羧基中的羟基的极性大于CH3COOH中羟基的极性,从而FCH2COOH的酸性强于CH3COOH的酸性,D错误;
故选A。
3.可与HF反应生成。下列说法正确的是
A.的B-F键是由硼的轨道与氟的2p轨道重叠形成σ键
B.HF中共价键的形成:
C.中含有的配位键由B原子提供孤电子对
D.、HF均为极性分子
【答案】A
【解析】A.BF3中B形成3个共价键且无孤电子对,采用sp2杂化,故B-F键是由硼的sp2杂化轨道与氟的2p轨道重叠形成的σ键,A正确;
B.HF中H的1s轨道与F的2p轨道之间形成s-pσ键,可表示为:,B错误;
C.B最外层有3个电子,结合HBF4结构可知,其中含有的配位键由B原子提供空轨道,F原子提供孤电子对,C错误;
D.中B的价层电子对数为3,没有孤电子对,是平面三角形,是非极性分子,D错误;
故选A。
◆知识点二 配位化合物
1.配合物的概念:把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、NH4Cl等均为配合物。
2.配合物的形成
实验操作
实验现象
有关离子方程式
滴加氨水后,试管中首先出现蓝色沉淀,氨水过量后沉淀逐渐溶解,滴加乙醇后析出深蓝色晶体
[Cu(NH3)4]SO4·
H2O
Cu2++2NH3·H2O
===Cu(OH)2↓+2NH、Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH-
溶液变血红色
Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
白色的AgCl沉淀消失,得到澄清的无色溶液
AgCl+2NH3===[Ag(NH3) 2]Cl
上述实验现象产生的原因主要是配离子的形成。以配离子[Cu(NH3)4]2+为例,NH3分子中氮原子的孤电子对进入Cu2+的空轨道,Cu2+与NH3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤电子对形成配位键。配离子[Cu(NH3)4]2+可表示为。
3.配合物的组成
配合物[Cu(NH3)4]SO4其组成如下图所示:
(1)中心原子是提供空轨道接受孤电子对的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子),过渡金属离子最常见的有Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等。
(2)配体是提供孤电子对的阴离子或分子,如Cl-、NH3、H2O等。配体中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子,如NH3中的N原子,H2O中的O原子等。
(3)配位数是直接与中心原子形成的配位键的数目。如[Fe(CN)6]4-中配位数为6。
归纳总结
配合物的组成
(1)配合物中必含有中心离子(原子)和一定数目的配位体。中心离子(原子)一般是金属离子(或原子),大部分是过渡金属元素的离子(或原子)。
(2)配位体是含有孤电子对的分子或离子,当配位体与中心离子(原子)形成配离子或配合物时,配位原子提供孤电子对与有空轨道的中心离子(原子)形成配位键。
(3)配位原子主要是元素周期表中第ⅤA族、第ⅥA族、第ⅦA族元素的原子。
即学即练
4.硫酸镍溶于氨水形成蓝色溶液。下列关于的说法正确的是
A.取少量该物质于洁净试管中加水溶解后,滴加少量溶液观察到有白色沉淀生成
B.该物质中配离子是,与外界之间形成的是配位键
C.该物质中是中心离子,提供孤电子对
D.该物质的配体是,配体数是3
【答案】A
【解析】A.配合物,在溶液中会电离出外界离子,与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀,A正确;
B.配离子与之间通过离子键结合,而非配位键,B错误;
C.作为中心离子,提供空轨道接受NH3中N的孤电子对,C错误;
D.该物质的配体是NH3,配体数为6,D错误;
故答案选A。
5.下列关于配位化合物的叙述中错误的是
A.中心离子结合配体的个数称为配位数,不同离子的配位数可能不同
B.配位化合物中只存在配位键
C.中提供空轨道,中O提供孤电子对形成配位键
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.中心离子的配位数是指结合配体的数目,不同离子因电荷、半径等因素配位数可能不同,A正确;
B.配位化合物中必定存在配位键,但同时可能含有其它化学键,例如在[Cu(H2O)4]SO4中,与形成配位键,配离子与间为离子键,、内部含共价键,B错误;
C.配合物中,中心原子或离子提供空轨道,配体提供孤电子对,二者通过配位键结合;因有空轨道,H2O中的O原子有孤电子对,二者能形成配位键而得到,符合配位键的形成规律,C正确;
D.配位化合物在半导体、医药、催化和材料等领域应用广泛,如半导体制造中利用配合物的特殊结构调控电子传输,医药里金属配合物可作为抗癌药物精准作用于靶点,催化反应中借助配合物活性中心加速反应,材料领域用配合物实现特殊光学、电学性能,推动多行业技术发展,D正确;
故选B。
6.某物质的实验式为,其水溶液不导电,加入溶液也不产生沉淀,以强碱处理并没有放出,则关于此化合物的说法中正确的是
A.配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6
B.该配合物可能是平面正方形结构
C.和分子均与配位
D.配合物中与配位,而分子不与配位
【答案】C
【分析】由信息可知,与均与中心原子配位,由化合价代数和为零可知铂为+4价。
【解析】A.中心原子的电荷数为+4,配位数为6,两者不相等,A错误;
B.平面正方形结构的配位数为4,而该配合物配位数为6,应为八面体结构,B错误;
C.Cl⁻和NH3均在内界作为配体,与Pt4+配位,符合题意,C正确;
D.若NH3不配位,强碱处理会释放NH3,与题意矛盾,D错误;
故选C。
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,另一方提供具有能够接受孤电子对的空轨道。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的实质相同。它们都被成键原子双方共用,如在NH中有三个普通共价键、一个配位键,但四者是完全相同的。
(3)同普通共价键一样,配位键可以存在于分子中[如Ni(CO)4],也可以存在于离子中(如NH)。
2.配合物的形成对物质性质的影响
(1)溶解性的影响:一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物,可以依次溶于含过量Cl-、Br-、I-、CN-和氨的溶液中,形成可溶性的配合物。
(2)颜色的改变:当简单离子形成配离子时,颜色常发生变化,根据颜色的变化可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN-在溶液中可生成配位数为1~6的配离子,这种配离子的颜色是血红色的,反应的离子方程式如下: Fe3++nSCN-===[Fe(SCN)n]3-n(n=1~6)。
(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。当作为中心原子的金属离子相同时,配合物的稳定性与配体的性质有关。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,使血红蛋白失去输送O2的功能,从而导致人体CO中毒。
3.配合物内界中共价键数目的判断
若配体为单核离子如Cl-等,可以不予计入,若为分子,需要用配体分子内的共价键数乘以该配体的个数,此外,还要加上中心原子与配体形成的配位键,这也是σ键。例如:配合物[Co(NH3)4Cl2]Cl的共价键数为3×4+4+2=18。
实践应用
1.下列各种说法中错误的是
A.配位键是一种特殊的共价键
B.NH4NO3、CuSO4·5H2O都含有配位键
C.共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子
D.形成配位键的条件是一方有空轨道,另一方有孤电子对
【答案】C
【解析】A.共价键是原子间通过共用电子对形成的化学键,配位键由一方提供空轨道,另一方提供孤电子对形成,属于共价键的特殊类型,A正确;
B.NH4NO3的中含N→H配位键(N提供孤电子对,提供空轨道),CuSO4·5H2O结构中Cu2+与H2O可形成配位键(H2O中的O提供孤电子对,Cu2+提供空轨道),B正确;
C.共价键形成时,成键原子可以通过共用电子对结合,不一定是成键原子必须有未成对电子,如配位键中,一方提供孤电子对,另一方提供空轨道,C错误;
D.配位键是一种特殊的共价键,形成条件是一方有空轨道,另一方有孤电子对,形成后与常规共价键无异,D正确;
故选C。
2.NO能被FeSO4溶液吸收生成[Fe(NO)(H2O)5]SO4,减少环境污染,下列说法正确的是
A.配离子为,中心离子的配位数为6
B.Fe2+提供孤电子对用于形成配位键
C.该配合物中阴离子空间构型为三角锥形
D.该配合物中所含非金属元素均位于元素周期表的p区
【答案】A
【解析】A.配离子为,中心离子的配体为5个、1个,配位数为6,A正确;
B.提供空轨道用于形成配位键,B错误;
C.该配合物中阴离子为,中中心S原子的价层电子对数为4+=4,空间构型为四面体,C错误;
D.该配合物中所含非金属元素为H、N、O、S元素,其中N、O、S元素位于元素周期表的p区,H元素位于元素周期表的s区,D错误;
故选A。
3.配合物是化合物中较大的一个子类别,广泛应用于日常生活、工业生产及生命科学中,近些年来的发展尤其迅速,下列关于配合物的说法错误的是
A.配合物中提供空轨道的配体为和
B.配离子的中心离子为,配位数为6
C.工业上用过量氨水除去中少量:
D.相同浓度的和氧化性:前者>后者
【答案】A
【解析】A.配合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O中,NH3是配体(提供孤对电子),是外界离子(不参与配位),提供空轨道的是中心离子Cu2+,而非配体,A错误;
B.配离子[Fe(CN)6]3-的中心离子为Fe3+,配位数是配体CN-的数目6,B正确;
C.Cu(OH)2可溶于过量氨水生成[Cu(NH3)4]2+,而Mg(OH)2不溶,反应式电荷和原子守恒均正确,C正确;
D.形成配合物后,Cu2+的氧化性减弱,因此游离的Cu2+氧化性更强,D正确;
故答案选A。
考点一 配位键的形成及特点
【例1】向盛有溶液(含)的试管中滴加氨水,生成难溶物,继续滴加氨水并振荡试管,难溶物溶解,得到深蓝色透明溶液(含)。下列说法错误的是
A.难溶物为
B.稳定性:
C.在中,提供空轨道,提供孤电子对
D.在深蓝色透明溶液中加入95%乙醇,可析出深蓝色晶体
【答案】B
【解析】A.硫酸铜溶液中滴加氨水,Cu2+与OH-结合生成Cu(OH)2沉淀,难溶物为Cu(OH)2,A正确;
B.电负性O>N,NH3的配位能力强于H2O,形成的[Cu(NH3)4]2+比[Cu(H2O)4]2+更稳定,因此稳定性应为[Cu(NH3)4]2+ > [Cu(H2O)4]2+,B错误;
C.在配离子中,中心金属离子Cu2+提供空轨道,配体NH3中N原子提供孤电子对形成配位键,C正确;
D.加入乙醇可降低配合物的溶解度,促使深蓝色晶体析出,D正确;
故选B。
概念辨析
①配位键实质上是一种特殊的共价键,孤电子对是由成键原子一方提供,另一原子只提供空轨道;而普通共价键中的共用电子对是由两个成键原子共同提供的。
②与普通共价键一样,配位键可以存在于分子中[如Ni(CO)4],也可以存在于离子中(如NH4+)。
③相同原子间形成的配位键与它们之间形成的共价单键相同,如中的4个N-H(键能、键长和键角)完全相同,故其结构式也可表示为,NH4+的空间结构是正四面体形。
④配位键一般是共价单键,属于σ键。
【变式1-1】是白色难溶于水的化合物,溶于较浓盐酸时生成。可以定量吸收,也能吸收、、等气体,其吸收形成,其结构为,下列说法正确的是
A.该化合物中Cu+提供空轨道,中碳原子提供孤电子对,形成的是配位键
B.测定混合气体N2、CO和O2中CO的含量时,应先用CuCl的盐酸溶液吸收CO
C.中只有Cl-、作配体
D.中Cu的化合价为+1,配位数为3
【答案】A
【解析】A.Cu+含有空轨道,中碳原子含有孤电子对,由的结构可知,该化合物中Cu+提供空轨道,中碳原子提供孤电子对,形成的是配位键,A正确;
B.测定混合气体N2、CO和O2中CO的含量时,根据题干信息,用 CuCl的盐酸溶液吸收CO时,也能吸收O2,所以无法根据气体体积差异确定混合气体中CO的含量,B错误;
C.由结构可知,中除、作配体外,也是配体,C错误;
D.由结构可知,中Cu+形成4个配位键,配位数为4,D错误;
故答案为:A。
【变式1-2】配合物是一个庞大的化合物家族,下列说法正确的是
A.由提供孤电子对,提供空轨道
B.中含有键
C.配合物的中心离子是,配体是
D.向配合物中加入足量的溶液,可以得到
【答案】D
【解析】A.中心离子Cu2+提供空轨道,Cl⁻提供孤电子对,A错误;
B.[Al(OH)4]⁻中,每个OH⁻配体各含1个Al-O配位键(σ键)和1个O-H键(σ键),共4×2=8mol σ键,B错误;
C.[Ag(NH3)2]OH的中心离子是Ag⁺,配体是NH3,OH⁻ 为外界离子,C错误;
D.配合物中,外界Cl⁻ 为1mol,与Ag⁺反应生成1mol AgCl,D正确;
故选D。
考点二 配合物的结构、性质及其应用
【例2】R的一种配合物的化学式为RCl3▪6H2O。已知0.01molRCl3▪6H2O,在水溶液中用过量硝酸银溶液处理,产生0.01molAgCl沉淀,此配合物最可能是
A.[R(H2O)6]Cl3 B.[R(H2O)5Cl]Cl2▪H2O
C.[R(H2O)4Cl2]Cl▪2H2O D.[R(H2O)3Cl3]▪3H2O
【答案】C
【解析】A.[R(H2O)6]Cl3中所有3个Cl-均在外界,会生成0.03mol AgCl,不符合题意,A错误;
B.[R(H2O)5Cl]Cl2·H2O中外界有2个Cl-,会生成0.02mol AgCl,不符合题意,B错误;
C.[R(H2O)4Cl2]Cl·2H2O中外界有1个Cl-,恰好生成0.01mol AgCl,符合题意,C正确;
D.[R(H2O)3Cl3]·3H2O中所有Cl-均在内界,无法生成AgCl,不符合题意,D错误;
故选C。
易错提醒
①配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分,如 [Co(NH3)5C1]Cl2=[Co(NH3)5C1]2++2C1—,而内界微粒很难电离(电离程度很小),因此,配合物[Co(NH3)5C1]Cl2内界中的C1—不能被Ag+沉淀,只有外界的C1—才能与AgNO3溶液反应产生沉淀。
②有些配合物没有外界,如Ni(CO)4就无外界。
③配合物不一定含有离子键,如Ni(CO)4就无离子键。
④含有配位键的化合物不一定是配合物;但配合物一定含有配位键。如NH4Cl等铵盐中铵根离子虽有配位键,但一般不认为是配合物。
【变式2-1】下列关于化学式为的配合物的说法中,正确的是
A.配位体是和,配位数是9
B.中心离子是,配离子是
C.内界和外界中的数目之比是
D.加入足量溶液,所有的均被完全沉淀
【答案】C
【解析】A.配体是Cl-和H2O,配位数是1(Cl-)+5(H2O)=6,A错误;
B.中心离子电荷计算:内界电荷为+2(因外界Cl-总电荷为-2),故中心离子为Ti3+,配离子为[TiCl(H2O)5]2+,B错误;
C.内界含1个Cl-,外界含2个Cl-,数目比为1:2,C正确;
D.外界Cl-与Ag+反应生成沉淀,内界Cl-作为配体不参与反应,D错误;
故选C。
【变式2-2】由硫酸铜溶液制取硫酸四氨合铜晶体的实验流程如下:
下列说法不正确的是
A.流程中“溶液”和“深蓝色溶液”中结合的微粒分别是和
B.步骤2发生反应的离子方程式是
C.在里,的H给出孤电子对,接受电子对,形成了配位键
D.步骤3加入乙醇降低了溶剂的极性从而析出晶体
【答案】C
【分析】往硫酸铜溶液中加入少量氨水,生成氢氧化铜蓝色沉淀。若往沉淀中继续加入过量氨水,沉淀溶解形成深蓝色溶液,加入乙醇,晶体析出,据此分析;
【解析】A.流程中“溶液”中结合的微粒是形成, “深蓝色溶液”中结合的微粒是形成,A正确;
B.根据分析可知,步骤2氢氧化铜转化为硫酸四氨合铜,离子方程式是,B正确;
C.在里,的N给出孤电子对,接受电子对,形成了配位键,C错误;
D.根据相似相溶原理,乙醇分子的极性小于水,步骤3加入乙醇降低了溶剂的极性从而析出晶体,D正确;
故选C。
基础达标
1.(24-25高二下·北京通州·期中)已知某配合物的化学式为,下列有关说法正确的是
A.该配合物中存在离子键、配位键和极性共价键
B.配体是和,配位数是9
C.中心离子是,配离子是
D.加入足量溶液,所有均以沉淀形式存在
【答案】A
【解析】A.配合物中,内界与外界Cl⁻之间以离子键结合,内界中Ti与Cl⁻、H2O之间形成配位键,H2O中的O-H键为极性共价键,因此存在离子键、配位键和极性共价键,A正确;
B.配体是内界的1个Cl⁻和5个H2O,配位数为6,而非9,B错误;
C.配离子电荷为+2(外界2个Cl⁻总电荷-2,整体电中性),则中心离子Ti的电荷为+3,因此中心离子是Ti3+而非Ti4+,C错误;
D.内界的Cl⁻为配体,无法离解,只有外界的2个Cl⁻会与Ag⁺反应生成沉淀,D错误;
故选A。
2.(24-25高三上·浙江·期中)[Ag(NH3)2]OH(氢氧化二氨合银)属于
A.碱 B.酸 C.盐 D.氧化物
【答案】A
【解析】A.电离出阴离子全部是OH-,[Ag(NH3)2]OH电离出[Ag(NH3)2]+和OH-,属于碱,A符合题意;
B.酸是指电离时生成的阳离子全部是氢离子的化合物,[Ag(NH3)2]OH不能电离出H+,不属于酸,B不符合题意;
C.盐是指由金属离子和酸根离子构成的化合物,[Ag(NH3)2]OH 阴离子是OH-,不是酸根离子,不属于盐,C不符合题意;
D.氧化物是指由两种元素组成的且其中一种是氧元素的化合物,[Ag(NH3)2]OH由Ag、N、H、O四种元素组成,不属于氧化物,D不符合题意;
故选A。
3.(24-25高二下·辽宁大连·期中)氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。氮气经过一系列的变化可以合成氨、氮的氧化物、硝酸等重要的化工原料:NO能被溶液吸收生成配合物,减少环境污染。下列说法错误的是
A.提供空轨道用于形成配位键
B.该配合物中阴离子空间结构为正四面体
C.配离子为中心离子的配位数为6
D.NO作为配体时,配位原子为氧原子
【答案】D
【解析】A.作为中心离子,提供空轨道用于形成配位键,A正确;
B.阴离子为,的中心原子S原子的价层电子对数为,为sp3杂化,空间构型为正四面体形,B正确;
C.配离子[中,NO和5个H2O均为单齿配体,配位数为6,C正确;
D.NO作为配体时,配位原子是N(因N含有孤对电子、电负性比氧小),而非O,D错误;
故选D。
4.(24-25高二下·贵州铜仁·阶段练习)①、②、③是铂的三种配合物,下列说法正确的是
A.三种配合物中的化合价均为+4价
B.①中的配体是NH、Cl-
C.②中为配体,提供空轨道
D.向含③的溶液中加入足量溶液,可得到沉淀
【答案】A
【解析】A.根据化合价代数和为0,①②③中Pt的化合价均为+4价,故A正确;
B.①中配离子的配体为Cl-,故B错误;
C.配体提供孤电子对,Pt提供空轨道,故C错误;
D.③的Cl-均为配离子的配体,难电离出来,故向③的溶液中加入硝酸银,不能得到氯化银沉淀,故D错误;
故答案为A。
5.(23-24高二下·四川达州·期中)下列各组中的分子或离子都含配位键的是
A.H2O、Al2Cl6 B.NH4Cl、[Cu(NH3)4]SO4
C.PCl3、[Co(NH3)4Cl2]Cl D.CO2、
【答案】B
【解析】A.H2O分子中含有2个O-H键,不含配位键;两分子AlCl3通过配位键结合为Al2Cl6,故不选A;
B.NH4Cl中N和H之间有1个配位键,[Cu(NH3)4]SO4中Cu2+和4个氨分子形成4个配位键,故选B;
C.PCl3中含有3个P-Cl键,不含配位键;[Co(NH3)4Cl2]Cl中Co3+和4个氨分子、2个氯离子形成6个配位键,故不选C;
D.CO2分子中有2个C=O键,不含配位键;中存在S与O的配位键,故不选D;
答案选B。
6.(23-24高二下·贵州六盘水·期中)下列微粒间不能形成配位键的是
A.与 B.与 C.与 D.与
【答案】D
【解析】A.含有空轨道,含有孤对电子,可形成配位键,故A不符合题意;
B.含有空轨道,含有孤对电子,可形成配位键,故B不符合题意;
C.含有空轨道,含有孤对电子,可形成配位键,故C不符合题意;
D.无孤对电子,中存在孤对电子,没有例离子能提供空轨道,不能形成配位键,故D符合题意;
故选D。
7.(23-24高二下·浙江金华·阶段练习)下列化合物属于配合物的是
A.Cu2(OH)2SO4 B.NH4Cl C.[Zn(NH3)4]SO4 D.KAl(SO4)2
【答案】C
【解析】A.Cu2(OH)2SO4属于碱式盐,不属于配合物,故A错误;
B.NH4Cl中含有1个配位键,其属于离子化合物,故B错误;
C.硫酸四氨合锌([Zn(NH3)4]SO4)中二价锌离子是中心离子,四个氨分子在锌离子的四周,是配体,中心离子和配体以配位键结合形成内界,也叫配离子,硫酸根离子处于外界,也叫外界离子,内界和外界组成配合物,故C正确;
D.KAl(SO4)2含有离子键,属于离子化合物,是复盐,故D错误;
故选C。
8.(23-24高二下·福建泉州·期末)北大团队发现核量子效应诱导二维冰,首次在实空间里观测到水合氢离子的微观结构(两种构型的水合氢离子的结构模型如图M、N所示)。下列有关说法正确的是
A.M、N均可表示为
B.M中存在的化学键有共价键、配位键、氢键
C.M、N中O原子分别为杂化
D.水合氢离子组装形成的二维冰相和干冰均为分子晶体
【答案】D
【解析】A.M结构中,1个水合氢离子通过氢键和3个水分子作用,N结构中,1个氢离子通过氢键和2个水分子作用,二者均不可表示为,故A错误:
B.M中水分子中含有共价键,氧原子上的孤电子对与氢离子通过配位键形成水合氢离子,水合氢离子通过氢键和3个水分子作用,但氢键不属于化学键,故B错误;
C.M、N中O原子价层电子对数均为4,均为sp3杂化,故C错误;
D.水合氢离子组装形成的二维冰相和干冰均属于分子晶体,故D正确;
故选D。
9.(23-24高二下·云南·期中)是一种应用极其广泛的配位化合物,用试管制取该配合物的过程如图所示。下列说法错误的是
A.该配位化合物的配体是和
B.该配位化合物的配位数为4
C.③中出现的沉淀与①中不同
D.中存在配位键、共价键和离子键
【答案】A
【分析】硫酸铜溶液中加入氨水,首先生成沉淀;继续滴加氨水至过量,生成。
【解析】A.该配位化合物的配体是,在外界,不是配体,A项错误;
B.该配位化合物的配体为,配位数为4,B项正确;
C.加入乙醇后,溶于水的配位化合物溶解度变小析出,③的沉淀是,①的沉淀是,二者沉淀不同,C项正确;
D.中存在配位键、共价键和离子键,内界与外界之间是离子键,与之间是配位键,D项正确;
答案选A。
10.(23-24高二下·江苏苏州·期中)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.配合物的外界为
B.配合物的配位数为5
C.配合物的配体为和
D.配合物中的化合价为
【答案】A
【解析】A.配合物的外界为,A正确;
B.配合物中配体为H2O和Cl-,配位数为6,B错误;
C.配合物的配体为,C错误;
D.由化合物代数和为零可知,配合物中的化合价为,D错误;
故选A。
综合应用
11.(24-25高二下·广东深圳·期末)CO会与人体血红蛋白中的形成配位键,使其丧失运输氧的能力。下列有关说法正确的是
A.基态的价电子排布式为
B.和为同素异形体
C.原子利用轨道与原子以头碰头的形式形成键
D.人体血红蛋白中的形成配位键时,分子提供孤电子对
【答案】D
【解析】A.基态Fe2+的电子排布为[Ar]3d6,价电子排布应为3d6,而非3d5,故A错误;
B.16O2和18O2是同位素形成的同种分子,同素异形体需为不同结构(如O2与O3),故B错误;
C.σ键由头碰头形成,π键由肩并肩形成,CO中的π键应为p轨道肩并肩重叠,故C错误;
D.配体(CO)中C提供孤电子对,中心金属(Fe2+)提供空轨道,D正确;
故答案为D。
12.(24-25高二下·浙江·期中)用CuCl探究Cu(I)、Cu(Ⅱ)性质,实验步骤及观察到的现象如下:
CuCl白色粉末无色溶液蓝色溶液无色溶液蓝色溶液
该过程中可能涉及的反应有:
①
②
③
④
下列说法正确的是
A.与Cu2+的配位能力:NH3<OH-
B.蓝色
C.第四周期,最外层电子数为1且内层全充满的元素是K和Cu
D.探究过程未发生反应②
【答案】D
【解析】A.由实验可得,Cu2+优先与NH3形成配合物,则NH3的配位能力通常强于OH-,A错误;
B.实验现象显示,[Cu(NH3)2]+的溶液为无色,蓝色溶液对应的是[Cu(NH3)4]2+,B错误;
C.第四周期中,最外层电子数为1且内层全充满的元素只有Cu(3d104s1),而K的3d轨道未填充,内层未全充满,C错误;
D.反应②会产生Cu沉淀,但实验中未提及沉淀,蓝色溶液应由反应④形成,即氧气氧化[Cu(NH3)2]+,D正确;
故选D。
13.(25-26高二上·全国·周测)下列关于配合物的说法中不正确的是
A.许多过渡金属离子对多种配体具有很强的结合力,因而过渡金属配合物远比主族金属配合物多
B.配合物中中心离子与配体间、配离子与酸根离子间都是以配位键结合
C.配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子
D.中心离子所结合配体的个数称为配位数,不同离子的配位数可能不同
【答案】B
【解析】A.过渡金属离子因空轨道多,易结合多种配体,故其配合物比主族金属多,A正确;
B.中心离子与配体以配位键结合,但配离子与酸根离子间为离子键,B错误;
C.配体可以是分子(如NH3)或阴离子(如Cl⁻),C正确;
D.配位数由配体数目决定,不同中心离子配位数可能不同(如[Ag(NH3) 2]⁺配位数为2,[Fe(CN)6]3-为6),D正确;
故选B。
14.(24-25高二下·广东湛江·期末)硫酸四氨合铜晶体,在工业上用途广泛。实验室制备的流程如下图,下列说法不正确的是
A.Ⅱ中产生的沉淀是
B.的稳定性强于
C.硫酸四氨合铜晶体中存在的化学键有共价键、配位键、离子键和氢键
D.过程③加入95%乙醇的作用是减少溶剂极性,减小硫酸四氨合铜的溶解度
【答案】C
【分析】在硫酸铜溶液中加入几滴氨水,先出现蓝色的Cu(OH)2沉淀,然后继续加氨水,沉淀溶解为,加入乙醇,降低溶剂的极性,减小硫酸四氨合铜的溶解度,析出晶体。
【解析】A.根据分析可知,Ⅱ中产生的沉淀是,故A正确;
B.硫酸铜溶液中存在的是,不断加入氨水的过程中先生成Cu(OH)2,最后生成,说明的稳定性强于,故B正确;
C.氢键不属于化学键,故C错误;
D.95%乙醇的极性较小,加入95%乙醇可以降低溶剂的极性,减小硫酸四氨合铜的溶解度,故D正确;
故选C。
15.(24-25高二下·浙江宁波·期末)关于,下列说法不正确的是
A.中的配位体是 B.的原子均满足8电子稳定结构
C.N、C、Fe三种元素都位于p区 D.该物质中存在离子键
【答案】C
【解析】A.K3[Fe(CN)6]中的配位体是CN−,每个CN−作为配体与Fe3+通过配位键结合,A正确;
B.的电子式为,各原子均满足8电子稳定结构,B正确;
C.Fe为过渡金属,价电子填入d轨道,位于d区,而非p区,C错误;
D.K3[Fe(CN)6]中K+与[Fe(CN)6]3−通过离子键结合,D正确;
故答案为C。
16.(24-25高二下·广西钦州·期末)配位化合物在生产、生活和科技等方面具有十分重要的应用。下列说法错误的是
A.配合物中,的配位数为4
B.配合物中,中心离子的化合价为+3
C.空间结构为平面四边形,其顺式结构可溶于极性溶剂,顺式结构为
D.在中加入足量溶液,可以得到3molAgCl沉淀
【答案】D
【解析】A.配合物中,Zn2+为中心离子, NH3是配体,与4个NH3形成配位键,则的配位数为4,故A正确;
B.配合物中,带一个单位负电荷,带一个单位负电荷,NH3不带电荷,则中心离子带三个单位正电荷,为Co3+,其化合价为+3价,故B正确;
C.空间结构为平面四边形,其顺式结构可溶于极性溶剂,根据相似相溶原理,极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂,则其顺式结构为极性分子,顺式结构为,故C正确;
D.内界为1,外界为2,内界不与反应,外界与反应生成AgCl沉淀,则在中加入足量溶液,可以得到2molAgCl沉淀,故D错误;
故选D。
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17.(25-26高二上·江苏南通·阶段练习)铜氨液可以吸收CO,其反应为:[Cu(NH3)2]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+。下列说法正确的是
A.Cu+价层电子排布式为:3d94s1
B.加压有利于铜氨液吸收CO
C.NH3空间构型为平面三角形
D.1 mol [Cu(NH3)3CO]+中含有3 mol配位键
【答案】B
【解析】A.Cu的基态原子电子排布为[Ar]3d104s1,失去4s轨道的一个电子形成Cu+,其价层电子排布为3d10,而非3d94s1,A错误;
B.反应中CO、NH3为气体,加压会增加其浓度,根据勒夏特列原理,促进反应向气体体积减小的方向(正向)进行,有利于吸收CO,B正确;
C.NH3的中心N原子为sp3杂化,含一对孤电子对,空间构型为三角锥形,而非平面三角形,C错误;
D.[Cu(NH3)3CO]+中,Cu+提供空轨道,3个NH3和1个CO各提供一个孤电子对形成配位键,共4mol配位键,D错误;
答案选B。
18.(24-25高二下·北京石景山·期末)丁二酮肟(a)可与镍元素形成鲜红色沉淀二丁二酮肟合镍(b),用以检验镍元素的存在。已知二丁二酮肟合镍(b)显电中性,下列说法不正确的是
A.物质a中的键角小于的键角
B.物质b中镍提供空轨道,氮提供孤电子对
C.物质a、b中氮原子杂化类型分别为sp、
D.物质b中镍元素的化合价为+2
【答案】C
【解析】A.物质a中甲基碳为sp3杂化,a中N原子的σ键电子对数为2,孤电子对数为1,则价层电子对数为3,故N的杂化轨道类型是sp2杂化,则的键角小于的键角,A正确;
B.物质b中镍提供空轨道,氮提供孤电子对,在两者之间形成配位键,B正确;
C.a中N的杂化轨道类型是sp2杂化;b中氮原子价层电子对数为3,无孤电子对,杂化类型sp2杂化,C错误;
D.已知二丁二酮肟合镍(b)显电中性,而2分子a失去2个氢后与镍结合,则镍化合价为+2,D正确;
故选C。
19.(22-23高二下·福建福州·期末)锂离子电池常用的电极材料是和石墨。
(1)画出基态离子的价电子排布图 。
(2)与结合形成配合物,1mol离子中含有 键,其中提供配位键的C原子的杂化方式是 。
(3)分子与结合成配合物,与相比,其键角 (填“较大”,“较小”或“相同”),解释原因 。
(4)的熔点为1570℃,CoO的熔点为1935℃,解释后者熔点更高的主要原因是 。
【答案】(1)
(2) 12
(3) 较大 通过配位键与结合后,原来的孤电子对变为成键电子对,对其他N-H成键电子对的排斥力减小,N-H键之间的键角增大;
(4)带两个正电荷,带一个正电荷,CoO的晶格能大于Li2O晶格能,因此熔点高于
【解析】(1)
Co为27号元素,价电子排布式为,失去外层2个电子后,价电子排布式为,根据洪特规则和泡利原理,的价电子排布式图是。
(2)中C和N共用三键,其中C-N之间有一个键,Co-C之间有1个配位键(也属于键),1mol配合物的键有6+6=12mol;
的价层电子对数为2,杂化轨道数=价层电子对数=2,即C的杂化类型为。
(3)在中,提供孤对电子形成配位键,N原子价层电子对变为4个成键电子对,增大至接近;而中P原子存在1对孤对电子,孤对电子的排斥作用更强,仅约,故前者键角较大。
(4)、为离子晶体,影响熔沸点高低的是离子半径和所带电荷数,中带两个正电荷,带一个正电荷,CoO的晶格能大于Li2O晶格能,因此熔点高于。
20.(24-25高二下·上海·期中)硫酸四氨合铜()广泛用于电镀工业中。
(1)中提供空轨道的微粒是 。(填微粒符号)1mol该离子中含共价键数目为 NA。
A.8 B.12 C.16 D.20
(2)若将中两个换成,则存在两种立体异构体,则的空间结构是 。
A.平面正方形 B.正四面体形 C.无法确定
(3)将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质。下列物质中,属于顺磁性物质的是 。
A. B. C.
【答案】(1) Cu2+ C
(2)A
(3)BC
【解析】(1)中,NH3提供孤电子对,Cu2+提供空轨道,形成配位键;1mol该离子中,含有3个共价键,同时形成一个配位键,故含共价键数目为16mol,选C;
(2)四氨合铜离子中的两个换成,则存在顺式和反式两种不同的立体异构体,说明其不是正四面体结构,则应为平面正方形,故选A;
(3)A.中Cu元素显+1价,价电子排布式为3d10,不含未成对电子,不属于顺磁性物质,故A错误;
B.中Cu元素显+2,价电子排布式为3d9,含未成对电子,属于顺磁性物质,故B正确;
C.中Cu元素显+2,价电子排布式为3d9,含未成对电子,属于顺磁性物质,故C正确;
故选BC。
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