内容正文:
3.4 配合物与超分子
题型01 配合物的概念
题型02 常见配合物
题型03 配合物的应用
题型04 配位键的判断
题型05 超分子的概念及应用
题型06 混合型晶体
题型01 配合物的概念
配合物
1.配合物的结构
如[Cu(NH3)4]SO4:
配体
(配位体)
含有孤电子对的分子或离子,如NH3、H2O、CO、F-、Cl-、Br-、I-、SCN-、CN-、OH-等。当配体中有两原子有孤电子对时,电负性小的原子为配位原子,如CO作配体时C为配位原子。
配位原子
配体中提供孤对电子的原子叫配位原子,如H2O中的O原子,NH3中的N原子。
中心离子
(或原子)
一般是金属离子,特别是过渡金属离子,中心原子有空轨道,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。
配位数
直接同中心原子(或离子)配位的含有孤电子对的分子(或离子)的数目,中心原子(或离子)的配位数一般为2、4、6、8等。如:[Cu(NH3)4]2+的配位数为4,[Ag(NH3)2]+的配位数为2,[Fe(CN)6]4-中配位数为6。
配离子
由中心原子(或离子)和配位体组成的离子叫做配离子,如[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+。
内界和外界
配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分,
如2Cl-,而内界微粒很难电离,因此,配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2内界中的Cl-不能被Ag+沉淀,只有外界的Cl-才能与硝酸银溶液反应产生沉淀。
【典例1】(23-24高二下·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习)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.在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+给出孤对电子,NH3提供空轨道
C.配合物的配体为和
D.配合物中的化合价为
【变式1-1】(22-23高二下·辽宁丹东·期末)将与过量氨水、氯化铵、双氧水混合发生反应,可生成或。下列说法正确的是
A.沸点:
B.的配位数:5
C.中含有键的物质的量:
D.等物质的量的和分别与足量溶液反应,生成沉淀的物质的量相等
【变式1-2】(22-23高二下·吉林·期末)下列关于配合物和超分子的说法正确的是
A.在中,给出孤对电子,提供空轨道
B.向溶液中加入硝酸银溶液不能生成沉淀
C.利用超分子的自组装特征可以分离和
D.中存在的化学键有氢键
【变式1-3】(23-24高二下·内蒙古赤峰·阶段练习)向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续滴加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象的说法中,正确的是
A.1 mol 含有的σ键数目为
B.沉淀溶解后,将生成深蓝色的配离子
C.在中,给出孤电子对,NH3提供空轨道
D.向反应后的溶液中加入乙醇,溶液没有发生任何变化,因为不与乙醇发生反应
题型02 常见配合物
[Cu(NH3)4]SO4
K3[Fe(CN)6]
[Ag(NH3)2]OH
Na3[AlF6]
中心离子
Cu2+
Fe3+
Ag+
Al3+
配体
NH3
CN-
NH3
F-
配位原子
N
C
N
F
配位数(n)
4
6
2
6
外界
SO
K+
OH-
Na+
【典例2】(22-23高三下·辽宁·阶段练习)[Cu(NH3)4]2+其实为[Cu(NH3)4(H2O)2]2+的简略写法。该配离子的空间结构为狭长八面体(如图所示)。下列说法错误的是
A.配体结合中心离子的能力a强于b
B.a,b两种配体的中心原子的杂化方式相同
C.该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O>N>H
D.[Cu(NH3)4]SO4·H2O中存在的化学键仅有配位键、离子键和极性共价键
【变式2-1】(24-25高二下·辽宁葫芦岛·阶段练习)现代冶金工业中,发生反应2[Au(CN)2]-+Zn=2Au+[Zn(CN)4]2-。下列说法错误的是
A.[Zn(CN)4]2-中配位数为4
B.Zn是第四周期第ⅡB族元素
C.[Au(CN)2]-的配体CN-中,提供孤电子对的是N
D.[Au(CN)2]-和[Zn(CN)4]2-的中心离子所带电荷数不同
【变式2-2】(23-24高二下·辽宁·期中)许多过渡金属离子对多种配位体有很强的结合力,能形成种类繁多的配合物。下列叙述正确的是
A.配离子具有对称空间结构,其中2个被2个替代能得到2种产物
B.在配合物中,是中心离子,是配体
C.向含有1mol 的溶液中加入足量溶液,生产3mol AgCl白色沉淀
D.将溶液和氨水相互滴加时,产生的实验现象相同
【变式2-3】(24-25高二下·辽宁朝阳·期中)向含等物质的量的、、的溶液中分别加入过量的溶液,生成AgCl沉淀的质量最多的是
A. B. C. D.一样多
题型03 配合物的应用
配合物的应用
超过百万种的配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域有广泛的应用。
(1)在生命体中的应用
(2)在生产生活中的应用
【典例3】叶绿素是绿色植物进行光合作用所必需的催化剂,其结构如图所示。
(1)基态镁原子中核外电子的运动状态有 种,能量最高的电子占据的轨道呈 形。根据对角线规则,Mg的一些化学性质与元素 相似。
(2)C、N、O三种非金属元素的第一电离能由大到小顺序是 。
(3)叶绿素分子中,N原子的杂化类型是 。
(4)MgCO3的热分解温度 (填“高于”或“低于”)CaCO3的原因是 。
【变式3-1】(24-25高二下·辽宁沈阳·阶段练习)铝、铁、铜等的配合物在自然界中广泛存在,已知铜离子的配位数通常为4,Fe3+的配位数可以是1~6个,请回答下列问题:
(1)在900℃时,AlCl3的蒸气以共价的二聚分子(Al2Cl6)形式存在,分子中所有原子均满足8电子稳定结构,其结构式可表示为 。单个AlCl3分子的键角为 , 二聚分子(Al2Cl6)中心原子采取 杂化。
(2)甲同学向黄色的FeCl3溶液中加入无色的KSCN溶液,溶液变成血红色。反应可表示为FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl。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配合所得离子显血红色。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 。
(3)CuSO4·5H2O结构示意图如下,CuSO4·5H2O中不存在的相互作用有 (序号)。
A.离子键 B.极性键 C.非极性键 D.配位键 E.氢键
(4)同学甲设计如图制备铜的配合物的实验:
①请用离子方程式解释试管c中浑浊液转变为深蓝色溶液的原因 。
②由上述实验可得出以下结论:试管a、c中试管中的不同现象得知与Cu2+配位的能力: 更强(填“NH3”或“OH-”)。
【变式3-2】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)元素可形成,其中存在的化学键类型有(填序号) ;
①配位键 ②氢键 ③极性共价键 ④非极性共价键 ⑤离子键
(2)若具有对称的空间构型,且当其中的两个被两个取代时,能到两种不同结构的产物,则的空间构型为 (填字母);
a. 三角锥型 b. 平面正方形 c. 正四面体 d. 形
(3)在硫酸铜溶液中逐滴滴加氨水至过量,实验现象为先出现蓝色沉淀,最后沉淀溶解形成深蓝色的溶液,写出此蓝色沉淀溶解的离子方程式: 。
【变式3-3】(24-25高二下·辽宁大连·期中)辽宁师范大学牛淑云团队将、8-羟基喹啉(oxinate)(结构式见图a)溶解在乙醇中,在高温反应釜中合成了一种配合物(结构见图b,图中H省略),结构分析表明此配合物是一种单核Cr配合物,具有良好的光电性能。下列说法错误的是
A.图b的配合物的配位数为3 B.8-羟基喹啉中环上的五溴代物有6种
C.图b的结构可以由X射线衍射获得 D.乙醇既做溶剂,又参与了化学反应
题型04 配位键的判断
配位键
1.定义:成键原子或离子一方提供空轨道,另一方提供孤电子对而形成的共价键,这类“电子对给予—接受”键被称为配位键。提供空轨道的原子或离子称为中心原子或中心离子,提供孤电子对的原子对应的分子或离子称为配体或配位体。例如:[Cu(H2O)4]2+,Cu2+是中心离子,H2O是配体。
2.形成条件
①成键原子一方能提供孤电子对。
②成键原子另一方能提供空轨道。
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:
【典例4】(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中)铜及其化合物在日常生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)从结构上分析,比更稳定的原因是 ;基态核外电子的空间运动状态有 种。
(2)在不同的溶剂中显示的颜色有差异,是因为形成了不同的配离子,如:显浅蓝色,显深蓝色。
①中提供孤电子对的原子是 ,配位数为 。
②已知中2个被2个取代,得到两种结构的配离子,则的空间结构是 (填“正四面体形”或“正四边形”)。
(3)已知与的分子结构相似,但不易与形成配离子,从元素电负性的角度考虑,其原因是 。
【变式4-1】下列分子或离子中,能提供孤对电子与某些金属离子形成配位键的是
①②③④⑤
A.①③④⑤ B.①②③⑤ C.①③⑤ D.①②③④⑤
【变式4-2】(23-24高二下·辽宁沈阳·期中)配合物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。许多过渡金属离子能形成种类繁多的配合物。下列说法正确的是
A.中的提供接受孤电子对的空轨道,则配体是分子和Cl原子
B.配合物中含有配位键
C.、、都是配合物
D.配合物的中心离子为,该配合物与足量溶液反应,生成沉淀
【变式4-3】(23-24高二下·辽宁大连·期中)铜及其化合物在工农业生产中有广泛的应用。
I.能与等形成配位数为4的配合物.
(1)向溶液中加入过量NaOH溶液可生成.中除了配位键外,还存在的化学键类型有_______(填字母)。
A.离子键 B.金属键 C.极性共价键 D.非极性共价键
(2)将CuO投入的混合溶液中进行“氨浸”,控制温度为50~55℃,pH约为9.5,CuO能转化为溶液。
①CuO转化为的离子方程式为 。
②结构中,若用两个分子代替两个分子,可以得到两种不同结构的化合物,由此推测的空间构型为 。
③中H-N-H的键角 中H-N-H的键角(填“>、<或=”)。
II.可以与乙二胺形成配离子,如下图所示:
(3)该配离子的配位数是 。
(4)乙二胺分子中氮原子成键时采取的杂化类型是 .乙二胺和三甲胺均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高很多,原因是 。
III.已知:若物质中的元素含有未成对电子时,将该物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质。
(5)下列物质中,属于顺磁性物质的是 (填标号)。
A. B. C.
题型05 超分子的概念及应用
超分子
1.概念:由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体
【微点拨】超分子定义中的分子是广义的,包括离子
2.超分子内分子间的作用力:超分子内部分子之间通过非共价键相结合,包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等
3.超分子两个的重要特征——分子识别、自组装
4.超分子的应用:在分子水平上进行分子设计,有序组装甚至复制出一些新型的分子材料
【典例5】(22-23高二下·辽宁大连·期末)超分子有望带动我国生命、信息和材料产业的技术革命,分离和、冠醚识别碱金属离子及细胞与细胞器的双分子膜是超分子的应用实例。下列说法正确的是
A.上图中,用杯酚分离和的过程中,操作①是萃取
B.杯酚可由 与甲醛溶液发生加聚反应合成
C.杯酚、冠醚、双分子膜都是超分子,其原理反映出超分子的“分子识别”特征
D.冠醚利用环上的氧原子和不同大小的空穴识别碱金属离子
【变式5-1】(22-23高二下·辽宁·期中)团簇是比较罕见的一种表面具有柔性孔的穴醚无机类似物,我国科学家通过将和反应,计算取代反应的平衡常数(),反应示意图和所测数据如下。下列有关说法正确的是
已知:、表示平衡时粒子浓度之比。
A.团簇属于超分子
B.该团簇对于具有比大的亲和力
C.
D.的直径一定要小于团簇表面的孔径才可发生上述取代反应
【变式5-2】(24-25高二下·吉林白山·期末)图1表示某种含氮有机化合物的结构,其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(如图2),分子内存在空腔,能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。下列分子或离子中,能被该有机化合物识别的是
A.CF4 B.CH4 C.HCl D.
【详解】分子内存在空腔,能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别,所以要能识别必须要能形成氢键,上的4个氢原子可以分别和含氮有机化合物的4个氮原子形成4个
【变式5-3】(23-24高二下·吉林白山·期末)某种超分子的结构如图所示。下列说法错误的是
A.该超分子是由两个不同的有机分子通过氢键形成的分子聚集体
B.该超分子不属于有机高分子化合物
C.该超分子间的氢键键能:
D.超分子的特征是分子识别和分子自组装
题型06 混合型晶体
混合晶体——石墨晶体
(1)石墨晶体的结构:石墨不同于金刚石,它的碳原子不像金刚石的碳原子那样呈sp3杂化,而是呈sp2杂化,形成平面六元并环结构。因此,石墨晶体是层状结构的,层内的碳原子的核间距为142pm层间距离为335pm,说明层间没有化学键相连,是靠范德华力维系的。石墨的二维结构内,每一个碳原子的配位数为3,有一个末参与杂化的2p电子,它的原子轨道垂直于碳原子平面
石墨晶体中的二维平面结构
石墨的层状结构
石墨结构中未参与杂化的p轨道
(2)石墨的“多性”
①具有共价晶体属性:在石墨晶体中,同层的碳原子以sp2杂化形成共价键,每一个碳原子以三个共价键与另外三个碳原子相连。六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环,伸展成层状结构,层内的碳原子核间为为142 pm,这正好属于共价晶体的键长范围,因此对于同一层来说,它是共价晶体
②具有金属晶体属性:在同一平面内的碳原子还各剩下一个p轨道,所有的p轨道相互重叠,电子比较自由,相当于金属晶体中的自由电子,而石墨能导热和导电,这正属于金属晶体的特征
③具有分子晶体属性:石墨晶体中层与层之间相隔335 pm,距离较大,层间是以范德华力结合起来的,即层与层之间属于分子晶体。但是,由于同一平面层上的碳原子间的结合力很强,键很难被破坏,所以石墨的熔点也很高,化学性质也很稳定
【典例6】(21-22高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)石墨烯是从石墨材料中剥离出来,由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是
A.从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
B.石墨中的碳原子采取sp3杂化
C.石墨属于混合晶体,层与层之间存在分子间作用力;层内碳原子间存在共价键
D.石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
【变式6-1】(24-25高二下·辽宁大连·期中)下列说法错误的是
A.纳米晶体相对于通常的晶体熔点会下降 B.液晶是一种介于结晶态和液态之间的聚集状态
C.大多数晶体都是四种典型晶体之间的过渡晶体 D.石墨晶体属于共价晶体
【变式6-2】(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)下列叙述说法正确的是
A.能导电的晶体一定是金属晶体 B.离子晶体在熔融状态下可以导电
C.所有分子晶体溶于水都可以导电 D.过渡晶体和混合晶体一定不导电
【变式6-3】(24-25高二下·黑龙江·阶段练习)结构决定物质性质是研究化学的重要方法,下列对结构与性质的描述不正确的是
A.①属于超分子的一种,冠醚空腔的直径大小不同,可用于识别特定的碱金属离子
B.②中在纯金属中加入其它元素,使原子层之间的相对滑动变得困难导致合金的延展性变差
C.③中烷基磺酸根离子在水中会形成亲水基向内疏水基向外的胶束,而用作表面活性剂
D.④中石墨晶体是层状结构,每个碳原子配位数为3,属于混合晶体,熔沸点高
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3.4 配合物与超分子
题型01 配合物的概念
题型02 常见配合物
题型03 配合物的应用
题型04 配位键的判断
题型05 超分子的概念及应用
题型06 混合型晶体
题型01 配合物的概念
配合物
1.配合物的结构
如[Cu(NH3)4]SO4:
配体
(配位体)
含有孤电子对的分子或离子,如NH3、H2O、CO、F-、Cl-、Br-、I-、SCN-、CN-、OH-等。当配体中有两原子有孤电子对时,电负性小的原子为配位原子,如CO作配体时C为配位原子。
配位原子
配体中提供孤对电子的原子叫配位原子,如H2O中的O原子,NH3中的N原子。
中心离子
(或原子)
一般是金属离子,特别是过渡金属离子,中心原子有空轨道,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+等。
配位数
直接同中心原子(或离子)配位的含有孤电子对的分子(或离子)的数目,中心原子(或离子)的配位数一般为2、4、6、8等。如:[Cu(NH3)4]2+的配位数为4,[Ag(NH3)2]+的配位数为2,[Fe(CN)6]4-中配位数为6。
配离子
由中心原子(或离子)和配位体组成的离子叫做配离子,如[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+。
内界和外界
配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分,
如2Cl-,而内界微粒很难电离,因此,配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2内界中的Cl-不能被Ag+沉淀,只有外界的Cl-才能与硝酸银溶液反应产生沉淀。
【典例1】(23-24高二下·黑龙江齐齐哈尔·阶段练习)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.在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+给出孤对电子,NH3提供空轨道
C.配合物的配体为和
D.配合物中的化合价为
【答案】A
【详解】A. 配合物[Ag(NH3)2]OH的外界为,A正确;
B. 在[Cu(NH3)4]2+离子中,提供空轨道,分子中的N原子提供孤对电子,B错误;
C. 配合物[Cu(NH3)4]SO4⋅H2O的配体为,C错误;
D. 配合物K3[Fe(CN)6]中,为+1价,为-1价,则的化合价为+3,D错误。
【变式1-1】(22-23高二下·辽宁丹东·期末)将与过量氨水、氯化铵、双氧水混合发生反应,可生成或。下列说法正确的是
A.沸点:
B.的配位数:5
C.中含有键的物质的量:
D.等物质的量的和分别与足量溶液反应,生成沉淀的物质的量相等
【答案】A
【详解】A.、、都很有氢键,但是氢键的个数:,沸点:,A正确;
B.的配体为5个和1个Cl,所以配位数:6,B错误;
C.中含有键包含中的化学键以及配位键,所以1mol该物质中含有键物质的量:,C错误;
D.和中物质的量不同,所以等物质的量的和分别与足量溶液反应,生成沉淀的物质的量不相等,D错误;
【变式1-2】(22-23高二下·吉林·期末)下列关于配合物和超分子的说法正确的是
A.在中,给出孤对电子,提供空轨道
B.向溶液中加入硝酸银溶液不能生成沉淀
C.利用超分子的自组装特征可以分离和
D.中存在的化学键有氢键
【答案】B
【详解】A.在中,给出孤对电子,提供空轨道,选项A错误;
B.不能电离出氯离子,加入硝酸银溶液不能生成沉淀,选项B正确;
C.分离和利用超分子“分子识别”的特征,选项C错误;
D.氢键不是化学键,选项D错误;
【变式1-3】(23-24高二下·内蒙古赤峰·阶段练习)向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续滴加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象的说法中,正确的是
A.1 mol 含有的σ键数目为
B.沉淀溶解后,将生成深蓝色的配离子
C.在中,给出孤电子对,NH3提供空轨道
D.向反应后的溶液中加入乙醇,溶液没有发生任何变化,因为不与乙醇发生反应
【答案】B
【详解】A.1 mol 中含有12mol氮氢键与4mol配位键,即含有的σ键数目为,A错误;
B.Cu(OH)2沉淀溶于氨水,生成深蓝色的配离子,B正确;
C.在中,NH3给出孤电子对,提供空轨道,C错误;
D.在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,所以向溶液中加入乙醇后会析出蓝色晶体,D错误;
题型02 常见配合物
[Cu(NH3)4]SO4
K3[Fe(CN)6]
[Ag(NH3)2]OH
Na3[AlF6]
中心离子
Cu2+
Fe3+
Ag+
Al3+
配体
NH3
CN-
NH3
F-
配位原子
N
C
N
F
配位数(n)
4
6
2
6
外界
SO
K+
OH-
Na+
【典例2】(22-23高三下·辽宁·阶段练习)[Cu(NH3)4]2+其实为[Cu(NH3)4(H2O)2]2+的简略写法。该配离子的空间结构为狭长八面体(如图所示)。下列说法错误的是
A.配体结合中心离子的能力a强于b
B.a,b两种配体的中心原子的杂化方式相同
C.该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O>N>H
D.[Cu(NH3)4]SO4·H2O中存在的化学键仅有配位键、离子键和极性共价键
【答案】A
【详解】A.由题干图示信息可知,配体a为H2O,配体b为NH3,非金属性:O>N,非金属性越强,给出电子的能力越弱,配体结合中心离子的能力a弱于b,A错误;
B.在a,b两种配体即分别为H2O和NH3中,中心原子的价层电子对数分别为:2+=4,3+=4,杂化方式均为sp3杂化,B正确;
C.根据同一周期从左往右元素电负性依次增强,且在H2O、NH3中H均显正电性,故该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O>N>H,C正确;
D.[Cu(NH3)4]SO4•H2O中存在的化学键有4个N→Cu配位键,[Cu(NH3)4]2+与之间的离子键,NH3、H2O、内的极性共价键,D正确;
【变式2-1】(24-25高二下·辽宁葫芦岛·阶段练习)现代冶金工业中,发生反应2[Au(CN)2]-+Zn=2Au+[Zn(CN)4]2-。下列说法错误的是
A.[Zn(CN)4]2-中配位数为4
B.Zn是第四周期第ⅡB族元素
C.[Au(CN)2]-的配体CN-中,提供孤电子对的是N
D.[Au(CN)2]-和[Zn(CN)4]2-的中心离子所带电荷数不同
【答案】C
【详解】A.[Zn(CN)4]2-中CN-为配体,配位数为4,故A正确;
B.Zn的原子序数为30,位于第四周期第ⅡB族,故B正确;
C.提供孤电子对的是C,C的电负性比N小,吸引孤电子对的能力比N弱,C更易形成配位键,故C错误;
D.[Au(CN)2]-的中心离子带一个单位正电荷, [Zn(CN)4]2-的中心离子带两个单位正电荷,故D正确;
【变式2-2】(23-24高二下·辽宁·期中)许多过渡金属离子对多种配位体有很强的结合力,能形成种类繁多的配合物。下列叙述正确的是
A.配离子具有对称空间结构,其中2个被2个替代能得到2种产物
B.在配合物中,是中心离子,是配体
C.向含有1mol 的溶液中加入足量溶液,生产3mol AgCl白色沉淀
D.将溶液和氨水相互滴加时,产生的实验现象相同
【答案】A
【详解】A.配离子呈平面结构,其中2个被2个替代后,两个Cl-可能在同一条边上,也可能在对角上,所以能得到2种产物,A正确;
B.在配合物中,是中心离子,NH3是配体,是外界,B不正确;
C.向含有1mol 的溶液中加入足量溶液,只有外界中的2molCl-能与AgNO3反应,从而生成2mol AgCl白色沉淀,C不正确;
D.因为AgOH能与氨水继续反应,所以将溶液和氨水相互滴加时,产生的实验现象不相同,D不正确;
【变式2-3】(24-25高二下·辽宁朝阳·期中)向含等物质的量的、、的溶液中分别加入过量的溶液,生成AgCl沉淀的质量最多的是
A. B. C. D.一样多
【答案】C
【详解】配合物中外界可电离并与反应生成沉淀,而内界作为配体不参加与生成沉淀的反应,设、、所取的物质的量都为1mol;则的外界为1mol,则可产生沉淀;的外界为3mol,则可产生沉淀;的外界为2mol,则可产生沉淀;根据上述分析可知生成的沉淀最多,则四个选项中,符合的选项为C。
题型03 配合物的应用
配合物的应用
超过百万种的配合物在医药科学、化学催化剂、新型分子材料等领域有广泛的应用。
(1)在生命体中的应用
(2)在生产生活中的应用
【典例3】叶绿素是绿色植物进行光合作用所必需的催化剂,其结构如图所示。
(1)基态镁原子中核外电子的运动状态有 种,能量最高的电子占据的轨道呈 形。根据对角线规则,Mg的一些化学性质与元素 相似。
(2)C、N、O三种非金属元素的第一电离能由大到小顺序是 。
(3)叶绿素分子中,N原子的杂化类型是 。
(4)MgCO3的热分解温度 (填“高于”或“低于”)CaCO3的原因是 。
【答案】 12 球 Li; N>O>C sp2、sp3 低于 r(Mg2+)﹤r(Ca2+),晶格能MgO大于CaO,故MgCO3更易分解为MgO
【详解】(1) 基态镁原子核外有12个电子,则核外电子的运动状态有12种,电子占据的最高能层M层中的3s能级,能量最高的电子占据的轨道呈球形。根据对角线规则,Mg的一些化学性质与元素Li相似。
(2) 同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,氮元素原子2p轨道为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素的,C、N、O三种非金属元素的第一电离能由大到小顺序是 。
(3) 叶绿素分子中连接双键的氮原子价层电子对个数是4,连接3个单键的氮原子价层电子对个数是3,根据价层电子对互斥理论知,N原子的杂化类型是sp2、sp3。
(4) 碳酸盐的热分解本质是金属阳离子结合酸根离子中的氧离子,Mg2+的离子半径小于Ca2+的,Mg2+对氧离子的吸引作用比Ca2+的强,故MgCO3需要较少的外界能量来分解,故热分解温度:MgCO3低于CaCO3 。也就是说:原因是r(Mg2+)﹤r(Ca2+),晶格能MgO大于CaO,故MgCO3更易分解为MgO。
【变式3-1】(24-25高二下·辽宁沈阳·阶段练习)铝、铁、铜等的配合物在自然界中广泛存在,已知铜离子的配位数通常为4,Fe3+的配位数可以是1~6个,请回答下列问题:
(1)在900℃时,AlCl3的蒸气以共价的二聚分子(Al2Cl6)形式存在,分子中所有原子均满足8电子稳定结构,其结构式可表示为 。单个AlCl3分子的键角为 , 二聚分子(Al2Cl6)中心原子采取 杂化。
(2)甲同学向黄色的FeCl3溶液中加入无色的KSCN溶液,溶液变成血红色。反应可表示为FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl。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配合所得离子显血红色。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 。
(3)CuSO4·5H2O结构示意图如下,CuSO4·5H2O中不存在的相互作用有 (序号)。
A.离子键 B.极性键 C.非极性键 D.配位键 E.氢键
(4)同学甲设计如图制备铜的配合物的实验:
①请用离子方程式解释试管c中浑浊液转变为深蓝色溶液的原因 。
②由上述实验可得出以下结论:试管a、c中试管中的不同现象得知与Cu2+配位的能力: 更强(填“NH3”或“OH-”)。
【答案】(1) 120° sp3
(2) [Fe(SCN)]2+ FeCl3+5KSCN=K2[Fe(SCN)5]+3KCl
(3)C
(4) Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH- NH3
【详解】(1)
900℃时,AlCl3的蒸气以共价的二聚分子(Al2Cl6)形式存在,分子中所有原子均满足8电子稳定结构,则铝、氯原子间形成配位键,每个铝和4个氯形成4个共价键,其结构式可表示为。单个AlCl3分子中铝形成3个共价键且无孤电子对,为平面三角形结构,键角为120°,二聚分子(Al2Cl6)中心原子形成4个共价键,采取sp3杂化;
(2)①Fe3+与SCN-以个数比1:1配合所得离子显血红色,结合离子电荷,则该离子的离子符号是[Fe(SCN)]2+。
②若Fe3+与SCN-以个数比1 :5配合,结合质量守恒,则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应生成K2[Fe(SCN)5]和KCl,化学方程式可以表示为FeCl3+5KSCN=K2[Fe(SCN)5]+3KCl;
(3)由结构,CuSO4·5H2O中存在氢氧、硫氧极性键,存在铜氧配位键,存在虚线部分的氢键,结构中存在阴阳离子间的离子键,则不存在的相互作用有非极性键;
(4)①试管c中氢氧化铜沉淀和氨水形成配离子[Cu(NH3)4]2+,使得浊液变为深蓝色溶液:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-。
②ab的变量为配体的浓度、ac变量为配体的种类,结合实验现象,可得出以下结论:结论1:配合物的形成与配体的种类、配体的浓度有关。
结论2:试管a中仍为浊液、c中形成配离子得到深蓝色溶液,可知与Cu2+配位的能力:NH3更强。
【变式3-2】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)元素可形成,其中存在的化学键类型有(填序号) ;
①配位键 ②氢键 ③极性共价键 ④非极性共价键 ⑤离子键
(2)若具有对称的空间构型,且当其中的两个被两个取代时,能到两种不同结构的产物,则的空间构型为 (填字母);
a. 三角锥型 b. 平面正方形 c. 正四面体 d. 形
(3)在硫酸铜溶液中逐滴滴加氨水至过量,实验现象为先出现蓝色沉淀,最后沉淀溶解形成深蓝色的溶液,写出此蓝色沉淀溶解的离子方程式: 。
【答案】(1)①③⑤
(2)b
(3)Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
【详解】(1)络合物[Cu(NH3)4]SO4中,[Cu(NH3)4]2+离子与SO离子间形成离子键,[Cu(NH3)4]2+离子中Cu2+离子与NH3分子间形成配位键,NH3分子N原子和H原子形成极性共价键,故答案为:①③⑤;
(2)[Cu(NH3)4]2+离子中含有4个配位键,具有对称的空间构型,可能为平面正方形或正四面体,若离子的空间构型为正四面体形,[Cu(NH3)4]2+离子中的两个NH3分子被两个Cl-离子取代,只有1种结构,由[Cu(NH3)4]2+离子中的两个NH3分子被两个Cl-离子取代有2种结构可知,[Cu(NH3)4]2+离子的空间构型为平面正方形,故答案为:b;
(3)蓝色沉淀溶解的反应为氢氧化铜沉淀与过量的氨水反应生成铜氨络离子、氢氧根离子和水,反应的离子方程式为Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,故答案为:Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O;
【变式3-3】(24-25高二下·辽宁大连·期中)辽宁师范大学牛淑云团队将、8-羟基喹啉(oxinate)(结构式见图a)溶解在乙醇中,在高温反应釜中合成了一种配合物(结构见图b,图中H省略),结构分析表明此配合物是一种单核Cr配合物,具有良好的光电性能。下列说法错误的是
A.图b的配合物的配位数为3 B.8-羟基喹啉中环上的五溴代物有6种
C.图b的结构可以由X射线衍射获得 D.乙醇既做溶剂,又参与了化学反应
【答案】A
【详解】A.根据图示,图b的配合物的配位数为6,A错误;
B.8-羟基喹啉中环上有6个氢原子可以被取代,环上的五溴代物种类等于一溴代物种类,有6种,B正确;
C.分子结构信息可由X射线衍射获得,C正确;
D.、8-羟基喹啉(oxinate)溶解在乙醇中,在高温反应釜中合成了一种配合物,可知乙醇既做溶剂,又参与了化学反应,D正确;
题型04 配位键的判断
配位键
1.定义:成键原子或离子一方提供空轨道,另一方提供孤电子对而形成的共价键,这类“电子对给予—接受”键被称为配位键。提供空轨道的原子或离子称为中心原子或中心离子,提供孤电子对的原子对应的分子或离子称为配体或配位体。例如:[Cu(H2O)4]2+,Cu2+是中心离子,H2O是配体。
2.形成条件
①成键原子一方能提供孤电子对。
②成键原子另一方能提供空轨道。
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:
【典例4】(24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期中)铜及其化合物在日常生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)从结构上分析,比更稳定的原因是 ;基态核外电子的空间运动状态有 种。
(2)在不同的溶剂中显示的颜色有差异,是因为形成了不同的配离子,如:显浅蓝色,显深蓝色。
①中提供孤电子对的原子是 ,配位数为 。
②已知中2个被2个取代,得到两种结构的配离子,则的空间结构是 (填“正四面体形”或“正四边形”)。
(3)已知与的分子结构相似,但不易与形成配离子,从元素电负性的角度考虑,其原因是 。
【答案】(1) 的价电子排布为,的价电子排布为,全充满结构更稳定(合理即可) 14
(2) O(或氧原子) 4 正四边形
(3)N、F、H三种元素的电负性:,在中,共用电子对偏向F原子,偏离N原子,使得N原子上的孤电子对难与形成配位键,难形成配离子(合理即可)
【详解】(1)从结构上分析,比更稳定的原因是的价电子排布为,的价电子排布为,全充满结构更稳定;基态核外电子排布为,核外电子的空间运动状态等于所占用原子轨道数,有14种;
(2)①水分子中氧原子有孤电子对,中提供孤电子对的原子是O(或氧原子),配位数为4;
②已知中2个被2个取代,得到两种结构的配离子,说明是平面结构,空间结构是正四边形;
(3)不易与形成配离子,从元素电负性的角度考虑,其原因是N、F、H三种元素的电负性:,在中,共用电子对偏向F原子,偏离N原子,使得N原子上的孤电子对难与形成配位键,难形成配离子。
【变式4-1】下列分子或离子中,能提供孤对电子与某些金属离子形成配位键的是
①②③④⑤
A.①③④⑤ B.①②③⑤ C.①③⑤ D.①②③④⑤
【答案】A
【详解】①中心原子孤电子对数为=2;②中心原子孤电子对数为=0;③含有4个孤电子对;④中N原子含有孤对电子;⑤中的氧元素都含有孤对电子;则①③④⑤能提供孤对电子与某些金属离子形成配位键,故选A。
【变式4-2】(23-24高二下·辽宁沈阳·期中)配合物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。许多过渡金属离子能形成种类繁多的配合物。下列说法正确的是
A.中的提供接受孤电子对的空轨道,则配体是分子和Cl原子
B.配合物中含有配位键
C.、、都是配合物
D.配合物的中心离子为,该配合物与足量溶液反应,生成沉淀
【答案】B
【详解】A.Co3+的价电子排布式为3d6,含有空轨道,NH3分子和Cl离子含有孤电子对,根据配位键形成条件可知,[Co(NH3)5Cl]Cl2中中心离子为Co3+,配体是NH3分子和Cl离子,A错误;
B.配合物Fe(CO)5中,中心原子是Fe,CO是配体,1个分子中含有5个配位键;每个CO中含有一个配位键,则1mol Fe(CO)5配合物中含有10mol配位键,B正确;
C.K4[Fe(CN)6]、[Ag(NH3)2]OH都是配合物,但NH4Cl不是配合物、无中心原子,C错误;
D.配合物[TiCl(H2O)5]Cl2•H2O的中心离子为Ti3+,溶于水能电离出2个Cl-,则1mol该配合物与足量AgNO3溶液反应生成2mol AgCl沉淀,D错误;
【变式4-3】(23-24高二下·辽宁大连·期中)铜及其化合物在工农业生产中有广泛的应用。
I.能与等形成配位数为4的配合物.
(1)向溶液中加入过量NaOH溶液可生成.中除了配位键外,还存在的化学键类型有_______(填字母)。
A.离子键 B.金属键 C.极性共价键 D.非极性共价键
(2)将CuO投入的混合溶液中进行“氨浸”,控制温度为50~55℃,pH约为9.5,CuO能转化为溶液。
①CuO转化为的离子方程式为 。
②结构中,若用两个分子代替两个分子,可以得到两种不同结构的化合物,由此推测的空间构型为 。
③中H-N-H的键角 中H-N-H的键角(填“>、<或=”)。
II.可以与乙二胺形成配离子,如下图所示:
(3)该配离子的配位数是 。
(4)乙二胺分子中氮原子成键时采取的杂化类型是 .乙二胺和三甲胺均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高很多,原因是 。
III.已知:若物质中的元素含有未成对电子时,将该物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质。
(5)下列物质中,属于顺磁性物质的是 (填标号)。
A. B. C.
【答案】(1)AC
(2) ① 平面正方形 >
(3)4
(4) sp3 乙二胺分子间能形成氢键
(5)BC
【详解】(1)Na2[Cu(OH)4]中除了配位键外,还存在的化学键类型有离子键和H—O极性共价键,即AC符合题意,故答案为:AC;
(2)①将CuO投入NH3、(NH4)2SO4的混合溶液中进行“氨浸”,控制温度为50~55℃,pH约为9.5,CuO转化为[Cu(NH3)4]SO4的离子方程式为:CuO+2NH3+2=[Cu(NH3)4]2++H2O;
②[Cu(NH3)4]2+结构中,若用两个H2O分子代替两个NH3分子,可以得到两种不同结构的化合物,由此推测[Cu(NH3)4]2+的空间构型为平面正方形,故答案为:平面正方形;
③[Cu(NH3)4]2+中N形成了配位键,不再含有孤电子对,NH3中N存在1个孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用更大,所以[Cu(NH3)4]2+中H—N—H的键角比NH3中要大,故答案为:>;
(3)由图可知,该配离子的配位键数目为4,则配位数也是4,故答案为:4;
(4)乙二胺分子中氮原子成键时,σ键数目为3,含有1个孤电子对,价层电子对数为(3+1)=4,所以N原子采取的杂化类型是sp3,乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高很多,原因是乙二胺分子间能形成氢键,使其熔沸点升高,故答案为:sp3;乙二胺分子间能形成氢键;
(5)A.[Cu(NH3)2]Cl中Cu+的外围电子排布为3d10,没有未成键电子,不属于顺磁性物质,故A错误;
B.[Cu(NH3)4]SO4中Cu2+的外围电子排布为3d9,有未成键电子,属于顺磁性物质,故B正确;
C.Na2[Cu(OH)4]中Cu2+的外围电子排布为3d9,有未成键电子,属于顺磁性物质,故C正确;
故答案为:BC。
题型05 超分子的概念及应用
超分子
1.概念:由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体
【微点拨】超分子定义中的分子是广义的,包括离子
2.超分子内分子间的作用力:超分子内部分子之间通过非共价键相结合,包括氢键、静电作用、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等
3.超分子两个的重要特征——分子识别、自组装
4.超分子的应用:在分子水平上进行分子设计,有序组装甚至复制出一些新型的分子材料
【典例5】(22-23高二下·辽宁大连·期末)超分子有望带动我国生命、信息和材料产业的技术革命,分离和、冠醚识别碱金属离子及细胞与细胞器的双分子膜是超分子的应用实例。下列说法正确的是
A.上图中,用杯酚分离和的过程中,操作①是萃取
B.杯酚可由 与甲醛溶液发生加聚反应合成
C.杯酚、冠醚、双分子膜都是超分子,其原理反映出超分子的“分子识别”特征
D.冠醚利用环上的氧原子和不同大小的空穴识别碱金属离子
【答案】D
【详解】A.由于杯酚和结合后,不溶于甲苯,所以操作①为过滤,故A错误;
B.杯酚可由 与甲醛溶液发生缩聚反应合成,不是加聚反应,故B错误;
C.超分子化合物是指由两个或更多个分子通过分子间相互作用在一起形成的分子聚集体。而杯酚和冠醚是一种特殊的结构,它们由多个分子反应形成的一个稳定的结构,但它们不是超分子,故C错误;
D.冠醚利用环上的氧原子和不同大小的空穴识别碱金属离子,故D正确;
【变式5-1】(22-23高二下·辽宁·期中)团簇是比较罕见的一种表面具有柔性孔的穴醚无机类似物,我国科学家通过将和反应,计算取代反应的平衡常数(),反应示意图和所测数据如下。下列有关说法正确的是
已知:、表示平衡时粒子浓度之比。
A.团簇属于超分子
B.该团簇对于具有比大的亲和力
C.
D.的直径一定要小于团簇表面的孔径才可发生上述取代反应
【答案】B
【详解】A.超分子通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起,组成复杂的、有组织的聚集体,并保持一定的完整性使其具有明确的微观结构和宏观特性,该团簇不属于超分子,故A错误;
B.根据Cs+取代Rb+反应的平衡常数Keq≈10,{Ti12O18}团簇对Cs+的亲和力比对Rb+大,故B正确;
C.,根据右边图像的意义看,Keq=直线的斜率==10,故C错误;
D.根据题干信息,该团簇是一种表面具有柔性孔的穴醚无机类似物,的直径若是大于{Rb@Ti12O18}团簇表面的孔径的,也可能发生上述的取代反应,故D错误。
【变式5-2】(24-25高二下·吉林白山·期末)图1表示某种含氮有机化合物的结构,其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(如图2),分子内存在空腔,能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。下列分子或离子中,能被该有机化合物识别的是
A.CF4 B.CH4 C.HCl D.
【答案】D
【详解】分子内存在空腔,能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别,所以要能识别必须要能形成氢键,上的4个氢原子可以分别和含氮有机化合物的4个氮原子形成4个
【变式5-3】(23-24高二下·吉林白山·期末)某种超分子的结构如图所示。下列说法错误的是
A.该超分子是由两个不同的有机分子通过氢键形成的分子聚集体
B.该超分子不属于有机高分子化合物
C.该超分子间的氢键键能:
D.超分子的特征是分子识别和分子自组装
【答案】C
【详解】A.超分子通常是指由两种或两种以上分子通过分子间相互作用力形成的分子聚集体,题给超分子是由两个不同的分子通过氢键形成的分子聚集体,A正确;
B.高分子化合物相对分子质量一般在1万以上,所以题给超分子不属于高分子化合物,B正确;
C.电负性,原子的电负性越大,形成氢键的键能越大,则氢键键能为,C错误;
D.分子识别和分子自组装是超分子的重要特征,D正确;
题型06 混合型晶体
混合晶体——石墨晶体
(1)石墨晶体的结构:石墨不同于金刚石,它的碳原子不像金刚石的碳原子那样呈sp3杂化,而是呈sp2杂化,形成平面六元并环结构。因此,石墨晶体是层状结构的,层内的碳原子的核间距为142pm层间距离为335pm,说明层间没有化学键相连,是靠范德华力维系的。石墨的二维结构内,每一个碳原子的配位数为3,有一个末参与杂化的2p电子,它的原子轨道垂直于碳原子平面
石墨晶体中的二维平面结构
石墨的层状结构
石墨结构中未参与杂化的p轨道
(2)石墨的“多性”
①具有共价晶体属性:在石墨晶体中,同层的碳原子以sp2杂化形成共价键,每一个碳原子以三个共价键与另外三个碳原子相连。六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环,伸展成层状结构,层内的碳原子核间为为142 pm,这正好属于共价晶体的键长范围,因此对于同一层来说,它是共价晶体
②具有金属晶体属性:在同一平面内的碳原子还各剩下一个p轨道,所有的p轨道相互重叠,电子比较自由,相当于金属晶体中的自由电子,而石墨能导热和导电,这正属于金属晶体的特征
③具有分子晶体属性:石墨晶体中层与层之间相隔335 pm,距离较大,层间是以范德华力结合起来的,即层与层之间属于分子晶体。但是,由于同一平面层上的碳原子间的结合力很强,键很难被破坏,所以石墨的熔点也很高,化学性质也很稳定
【典例6】(21-22高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)石墨烯是从石墨材料中剥离出来,由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法中正确的是
A.从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
B.石墨中的碳原子采取sp3杂化
C.石墨属于混合晶体,层与层之间存在分子间作用力;层内碳原子间存在共价键
D.石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
【答案】C
【详解】A.石墨晶体中层与层之间的作用力为分子间作用力,从石墨中剥离石墨烯需要破坏分子间作用力,A错误;
B.石墨中的碳原子采取杂化,B错误;
C.石墨晶体中层与层之间的作用力为分子间作用力,层内碳原子间存在碳碳共价键,C正确;
D.每个C原子被3个六元碳环共有,则石墨烯中平均每个六元碳环含有的碳原子数为,D错误;
【变式6-1】(24-25高二下·辽宁大连·期中)下列说法错误的是
A.纳米晶体相对于通常的晶体熔点会下降 B.液晶是一种介于结晶态和液态之间的聚集状态
C.大多数晶体都是四种典型晶体之间的过渡晶体 D.石墨晶体属于共价晶体
【答案】D
【详解】A.纳米晶体因表面原子比例高,表面能大,导致熔点低于普通晶体,A正确;
B.液晶具有部分晶体有序性和液体流动性,属于中间态,是一种介于结晶态和液态之间的聚集状态,B正确;
C.四类典型晶体分别是分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体等,但纯粹的典型晶体是不多的,大多数晶体是它们之间的过渡晶体,C正确;
D.石墨层内为共价键,层间为范德华力,且含离域电子,属于混合型晶体而非单纯共价晶体,D错误;
【变式6-2】(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)下列叙述说法正确的是
A.能导电的晶体一定是金属晶体 B.离子晶体在熔融状态下可以导电
C.所有分子晶体溶于水都可以导电 D.过渡晶体和混合晶体一定不导电
【答案】B
【详解】A.石墨也能导电,石墨是混合型晶体,A错误;
B.离子晶体在熔融状态下有自由移动的离子,可以导电,B正确;
C.分子晶体溶于水不一定导电,例如氧气,C错误;
D.过渡晶体和混合晶体可能导电,例如石墨,D错误;
【变式6-3】(24-25高二下·黑龙江·阶段练习)结构决定物质性质是研究化学的重要方法,下列对结构与性质的描述不正确的是
A.①属于超分子的一种,冠醚空腔的直径大小不同,可用于识别特定的碱金属离子
B.②中在纯金属中加入其它元素,使原子层之间的相对滑动变得困难导致合金的延展性变差
C.③中烷基磺酸根离子在水中会形成亲水基向内疏水基向外的胶束,而用作表面活性剂
D.④中石墨晶体是层状结构,每个碳原子配位数为3,属于混合晶体,熔沸点高
【答案】C
【详解】A.①属于超分子的一种,冠醚空腔的直径大小不同,超分子具有分子识别特征,可用于识别特定的离子,A正确;
B.在纯金属中加入其他元素,由于不同原子直径不同,会使合金中原子层错位滑动变得更困难,从而使延展性变差,B正确;
C.表面活性剂在水中会形成亲水基团向外、疏水基团向内的胶束,由于油污等污垢是疏水的,全被包裹在胶束内,从而达到去污效果,烷基磺酸根离子在水中会形成亲水基向外疏水基向内的胶束,C错误;
D.石墨层间则通过范德华力相互作用,同时石墨有类似金属晶体的导电性,因此可视作“混合晶体”,石墨晶体中每个碳原子以sp2杂化方式与同层其他碳原子形成平面网状结构,每个碳原子的配位数为3,碳原子之间形成的共价键键长较短,键能较大,因此石墨熔点很高,D正确;
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