人教版選修3 第二章 第二節(jié) 第3課時 配合物理論簡介 學案.docx

第3課時配合物理論簡介目標定位1.能正確敘述配位鍵概念及其形成條件；會分析配位化合物的形成及應用。2.熟知幾種常見的配離子：cu(h2o)42、cu(nh3)42、fe(scn)2、ag(nh3)2等的顏色及性質(zhì)。一、配位鍵1nh3、nh中共價鍵形成的比較(1)用電子式表示nh3、nh的形成n原子與h原子以共價鍵結(jié)合成nh3分子：；nh3分子與h結(jié)合成nh：。(2)中共價鍵的形成與相比較有何不同？答案中形成共價鍵時，n原子一方提供孤電子對，h提供空軌道。2由上述分析可知(1)配位鍵的概念是成鍵原子一方提供孤電子對，另一方提供空軌道形成的共價鍵。(2)配位鍵常用ab表示，其中a是提供孤電子對的原子，b是接受孤電子對的原子。3nh的立體構型是正四面體形，四個nh鍵的鍵長相同，鍵能相同，試從原子軌道雜化的角度分析其原因：nh中n原子的2s、2p軌道進行sp3雜化，形成4個能量完全相同的新軌道，故形成的四個nh鍵的鍵長、鍵能都相同。 配位鍵的理解(1)配位鍵是一種特殊的共價鍵。配位鍵中的共用電子對是由成鍵單方提供的，而其他的共價鍵的共用電子對是由成鍵雙方提供的。(2)配位鍵的形成條件成鍵原子一方能提供孤電子對。如分子有nh3、h2o、hf、co等；離子有cl、oh、cn、scn等。成鍵原子另一方能提供空軌道。如h、al3、b及過渡金屬的原子或離子。(3)配位鍵同樣具有飽和性和方向性。一般來說，多數(shù)過渡金屬的原子或離子形成配位鍵的數(shù)目是基本不變的，如ag形成2個配位鍵；cu2形成4個配位鍵等。1下列不能形成配位鍵的組合是()aag、nh3 bh2o、hcco3、co dag、h答案d解析配位鍵的形成條件必須是一方能提供孤電子對，另一方能提供空軌道，a、b、c三項中，ag、h、co3能提供空軌道，nh3、h2o、co能提供孤電子對，所以能形成配位鍵，而d項ag與h都只能提供空軌道，而無法提供孤電子對，所以不能形成配位鍵。2氣態(tài)氯化鋁(al2cl6)是具有配位鍵的化合物，分子中原子間成鍵關系如圖所示，請在圖中你認為是配位鍵的斜線上加上箭頭。答案解析cl原子最外層有7個電子(其中1個為未成對電子)，al原子最外層有3個電子，每個al原子與三個氯原子形成三對共用電子，總共為6個電子，不能滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構，而每個氯原子各有三對孤電子對，可以通過配位鍵滿足al的8電子穩(wěn)定結(jié)構。誤區(qū)警示配位鍵的箭頭必須指向提供空軌道的一方，寫成clal是常出現(xiàn)的錯誤。二、配位化合物1配合物的概念把金屬離子(或原子)與某些分子或離子(稱為配體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物，簡稱配合物。如cu(nh3)4so4、ag(nh3)2oh、nh4cl等均為配合物。2配合物的形成實驗操作實驗現(xiàn)象有關離子方程式滴加氨水后，試管中首先出現(xiàn)藍色沉淀，氨水過量后沉淀逐漸溶解，滴加乙醇后析出深藍色晶體cu(nh3)4so4h2ocu22nh3h2o=cu(oh)22nh、cu(oh)24nh3=cu(nh3)422oh溶液顏色變血紅色fe33scn=fe(scn)3上述實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要是配離子的形成。以配離子cu(nh3)42為例，nh3分子中氮原子的孤電子對進入cu2的空軌道，cu2與nh3分子中的氮原子通過共用氮原子提供的孤電子對形成配位鍵。配離子cu(nh3)42可表示為。3配合物的組成配合物cu(nh3)4so4其組成如下圖所示：(1)中心原子是提供空軌道接受孤電子對的原子。中心原子一般都是帶正電荷的陽離子(此時又叫中心離子)，過渡金屬離子最常見的有fe3、ag、cu2、zn2等。(2)配體是提供孤電子對的陰離子或分子，如cl、nh3、h2o等。配體中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。配位原子必須是含有孤電子對的原子，如nh3中的n原子，h2o中的o原子等。(3)配位數(shù)是直接與中心原子形成的配位鍵的數(shù)目。如fe(cn)64中fe2的配位數(shù)為6。 形成配合物的原理形成配合物的中心原子(離子)必須存在空軌道，配體一般都存在著孤電子對。當配體接近中心原子(離子)時，為了增加成鍵能力，中心原子(離子)用能量相近的空軌道雜化，配體的孤電子對填到中心原子(離子)已雜化的空軌道中形成配離子。配離子的立體構型、配位數(shù)及穩(wěn)定性等主要決定于雜化軌道的數(shù)目和類型。3回答下列問題：(1)配合物ag(nh3)2oh的中心離子是_，配位原子是_，配位數(shù)是_，它的電離方程式是_。(2)向盛有少量nacl溶液的試管中滴入少量agno3溶液，再加入氨水，觀察到的現(xiàn)象是_。(3)解釋加入氨水后，現(xiàn)象發(fā)生變化的原因_。答案(1)agn2ag(nh3)2oh=ag(nh3)2oh(2)產(chǎn)生白色沉淀，加入氨水后，白色沉淀溶解(3)agcl存在微弱的溶解平衡：agcl(s)agcl，向其中滴加氨水，ag與nh3能發(fā)生如下反應：ag2nh3=ag(nh3)2，會使沉淀溶解平衡向右移動，最終因生成ag(nh3)2cl而溶解解析在配合物ag(nh3)2oh中，中心離子是ag，配位原子是nh3分子中的n原子，配位數(shù)是2。4指出下列各配合物中的配離子、中心離子、配體、配位數(shù)及配位原子。(1)k2cu(cn)4(2)k2naco(cno)6(3)k2pt(nh3)2(oh)2cl2答案(1)k2cu(cn)4的配離子為cu(cn)42，中心離子為cu2，配體為cn，配位數(shù)為4，配位原子為c。(2)k2naco(cno)6的配離子為co(cno)63，中心離子為co3，配體為cno，配位數(shù)為6，配位原子為o。(3)k2pt(nh3)2(oh)2cl2的配離子為pt(nh3)2(oh)2cl22，中心離子為pt2，配體為nh3、oh、cl，配位數(shù)為6，配位原子為n、o、cl。解析有關配合物的組成：中心原子、配體、配位數(shù)、配離子等概念，在理解的基礎上能夠準確的從配位化合物中找出來。配位鍵與非極性鍵、極性鍵的區(qū)別與聯(lián)系 類型比較共價鍵非極性鍵極性鍵配位鍵本質(zhì)相鄰原子間的共用電子對(電子云重疊)與原子核間的靜電作用成鍵條件(元素種類)成鍵原子得、失電子能力相同(同種非金屬)成鍵原子得、失電子能力差別較小(不同非金屬或少數(shù)金屬與非金屬)成鍵原子一方有孤電子對(配體)，另一方有空軌道(中心離子)特征有方向性、飽和性1下列關于配位化合物的敘述中不正確的是()a配位化合物中必定存在配位鍵b配位化合物中只有配位鍵ccu(h2o)42中的cu2提供空軌道，h2o中的o原子提供孤電子對，兩者結(jié)合形成配位鍵d配位化合物在半導體等尖端技術、醫(yī)學科學、催化反應和材料化學等領域都有廣泛的應用答案b解析配位化合物中一定含有配位鍵，但也含有其他化學鍵；cu2提供空軌道，h2o中的o原子提供孤電子對，兩者結(jié)合形成配位鍵。2下列物質(zhì)h3ob(oh)4ch3coo nh3ch4中存在配位鍵的是()a bc d答案a3下列配合物的配位數(shù)是6的是()ak2co(scn)4 bfe(scn)3cna3(alf6) dcu(nh3)4cl2答案c解析k2co(scn)4中co2的配位數(shù)是4；fe(scn)3中fe3的配位數(shù)是3；na3(alf6)中al3的配位數(shù)是6；cu(nh3)4cl2中cu2的配位數(shù)是4。4硼砂是含結(jié)晶水的四硼酸鈉，其陰離子xm(含b、o、h 三種元素)的球棍模型如下圖所示：在xm中，硼原子軌道的雜化類型有_；配位鍵存在于_原子之間(填原子的數(shù)字標號)；m_(填數(shù)字)。答案sp2、sp34、5(或5、4)2解析由硼砂模型知1、3、5、6均代表氧原子，2、4代表b原子，利用中心原子價電子對數(shù)n鍵數(shù)孤電子對數(shù)，如果n2則為sp雜化，n3則為sp2雜化。由于2號b形成3個鍵且無孤電子對，故b原子為sp2雜化，4號b形成4個鍵，則b原子為sp3雜化；b原子提供空軌道，o原子提供孤電子對，故4、5(或5、4)原子之間形成配位鍵。由陰離子的組成可知，xm為h4b4o9m，得出m2。5(1)在fe3、cu2、zn2、ag、h2o、nh3、f、cn、co中，可以作為中心離子的是_；可以作為配體的是_。(2)在fe(cn)63配離子中，中心離子的配位數(shù)為_。(3)配合物cr(h2o)4br2br2h2o中，中心離子的化合價為_，配離子的電荷數(shù)是_。(4)短周期元素中，由三種元素組成的既有離子鍵、共價鍵，又有配位鍵且陰、陽離子含電子總數(shù)相等的物質(zhì)是_，該物質(zhì)的電子式為_。答案(1)fe3、cu2、zn2、agh2o、nh3、f、cn、co(2)6(3)3價帶1個單位正電荷(4)nh4f 基礎過關題組一配位鍵的形成與判斷1下列各種說法中錯誤的是()a形成配位鍵的條件是一方有空軌道一方有孤電子對b配位鍵是一種特殊的共價鍵cnh4no3、h2so4都含有配位鍵d共價鍵的形成條件是成鍵原子必須有未成對電子答案d解析配位鍵是成鍵的兩個原子一方提供孤電子對，另一方提供空軌道而形成的共價鍵，可見成鍵雙方都不存在未成對電子，故a、b對，d錯；nh4no3、h2so4中的nh、so含有配位鍵，故c對。2在nh中存在4個nh共價鍵，則下列說法正確的是()a4個共價鍵的鍵長完全相同b4個共價鍵的鍵長完全不同c原來的3個nh的鍵長完全相同，但與通過配位鍵形成的nh鍵不同d4個nh鍵鍵長相同，但鍵能不同答案a解析nh可看成nh3分子結(jié)合1個h后形成的，在nh3中中心原子氮采取sp3雜化，孤電子對占據(jù)一個軌道，3個未成鍵電子占據(jù)另3個雜化軌道，分別結(jié)合3個h 原子形成3個鍵，由于孤電子對的排斥，所以立體構型為三角錐形，鍵角壓縮至107。但當有h時，n原子的孤電子對會進入h的空軌道，以配位鍵形成nh，這樣n原子就不再存在孤電子對，鍵角恢復至10928，故nh為正四面體形，4個nh鍵完全一致，配位鍵與普通共價鍵形成過程不同，但性質(zhì)相同。3下列分子或離子中，能提供孤電子對與某些金屬離子形成配位鍵的是()h2onh3fcncoa bc d答案d解析配體是含有孤電子對的陰離子或分子，這幾種微粒的結(jié)構中都含有孤電子對。4既有離子鍵又有共價鍵和配位鍵的化合物是()anh4no3 bnaoh ch2so4 dh2o答案a題組二配合物的組成與判斷5下列化合物中屬于配合物的是()cuso45h2ok2ptcl6kclcucl2 cu(nh2ch2coo)2kclmgcl26h2ocu(ch3coo)2 a bc d答案c解析是復鹽，分別是甘氨酸銅、醋酸銅鹽，均屬鹽類。6某物質(zhì)的結(jié)構為。對該物質(zhì)的分析判斷正確的是()a該物質(zhì)是1個離子化合物b該物質(zhì)的分子中含有的化學鍵有共價鍵和配位鍵c該物質(zhì)是1種配合物，其中ni原子提供孤電子對d該物質(zhì)中c、n、o原子存在孤電子對答案b解析該物質(zhì)分子中沒有離子鍵，不是離子化合物而是共價化合物，a錯誤；根據(jù)結(jié)構可知該物質(zhì)中ni、n之間存在配位鍵，其他成鍵原子之間都是共價鍵，b正確；根據(jù)結(jié)構可知ni原子具有空軌道，是共用電子對的接受者，是配合物的中心原子，c錯誤；c原子最外層的4個電子全部成鍵，沒有孤電子對，d錯誤。7下列關于cu(nh3)4so4的說法中，正確的有()acu(nh3)4so4中所含的化學鍵有離子鍵、極性鍵和配位鍵bcu(nh3)4so4含有nh3分子，其水溶液中也含有nh3分子ccu(nh3)4so4的組成元素中第一電離能最大的是氧元素dcu(nh3)4so4中so的立體構型為平面三角形答案a解析在cu(nh3)4so4中含有nh3，但其水溶液中不含有nh3，因為配離子很難再電離；在該配合物的組成元素中，n的第一電離能最大。題組三配合物的結(jié)構與性質(zhì)8由配位鍵形成的pt(nh3)62和ptcl42中，其中心離子的化合價分別為()a2、2 b6、2c4、2 d2、2答案d解析配體nh3是中性分子、不帶電，故pt(nh3)62中pt為2價；而cl作為配體，帶1個單位負電荷，故ptcl42中pt為2價。9已知co()的八面體配合物的化學式為coclmnnh3，若1 mol配合物與agno3溶液反應生成1 mol agcl沉淀，則m、n的值是()am1，n5 bm3，n4cm5，n1 dm4，n5答案b解析由1 mol配合物與agno3反應生成1 mol agcl，得知1 mol配合物電離出1 mol cl，即配離子顯1價、外面還有一個cl。又因為是co3，所以coclm1nnh3中有兩個cl。又因為是八面體構型，所以n624。配合物為co(nh3)4cl2cl。能力提升10某物質(zhì)的實驗式為ptcl42nh3，其水溶液不導電，加入agno3溶液反應也不產(chǎn)生沉淀，以強堿處理并沒有nh3放出，則關于此化合物的說法中正確的是()a配合物中中心離子的電荷數(shù)和配位數(shù)均為6b該配合物可能是平面正方形結(jié)構ccl和nh3分子均與pt4配位d配合物中cl與pt4配位，而nh3分子不配位答案c解析在ptcl42nh3水溶液中加入agno3溶液無沉淀生成，經(jīng)強堿處理無nh3放出，說明cl、nh3均為配體，故該配合物中中心離子的配位數(shù)為6，電荷數(shù)為4，cl和nh3分子均與pt4配位，a、d錯誤，c正確；因為配體在中心離子周圍配位時采取對稱分布狀態(tài)以達到能量上的穩(wěn)定狀態(tài)，pt配位數(shù)為6，則其立體構型為八面體形，b錯誤。11化合物nh3與bf3可以通過配位鍵，形成nh3bf3。(1)配位鍵的形成條件是_。(2)在nh3bf3中，_原子提供孤電子對，_原子接受孤電子對。(3)寫出nh3bf3的結(jié)構式并用“”標出配位鍵。答案(1)形成配位鍵的一方能夠提供孤電子對，另一方具有能夠接受孤電子對的空軌道(2)氮硼(3)12回答下列問題：(1)將白色cuso4粉末溶解于水中，溶液呈藍色，是因為生成了一種呈藍色的配位數(shù)是4的配合離子，請寫出生成此配合離子的離子方程式：_，藍色溶液中的陽離子內(nèi)存在的全部化學鍵類型有_。(2)cuso45h2o(膽礬)中含有水合銅離子因而呈藍色，寫出膽礬晶體中水合銅離子的結(jié)構簡式(必須將配位鍵表示出來)_。(3)向cuso4溶液中滴加氨水會生成藍色沉淀，在滴加氨水到沉淀剛好全部溶解可得到深藍色溶液，繼續(xù)向其中加入極性較小的乙醇可以析出深藍色的cu(nh3)4so4h2o晶體。下列說法不正確的是_(填字母序號)。acu(nh3)4so4組成元素中電負性最大的是n元素bcuso4晶體及cu(nh3)4so4h2o中s原子的雜化方式均為sp3ccu(nh3)4so4所含有的化學鍵有離子鍵、極性共價鍵和配位鍵dnh3分子內(nèi)的hnh鍵角大于h2o分子內(nèi)的hoh 鍵角eso的立體構型為正四面體形fcu(nh3)42中，n原子是配位原子gnh3分子中氮原子的軌道雜化方式為sp2雜化(4)配離子cu(nh3)2(h2o)22的中心離子是_，配體是_，配位數(shù)為_，其含有的微粒間的作用力類型有_。答案(1)cu24h2o=cu(h2o)42共價鍵、配位鍵(2) (3)ag(4)cu2nh3、h2o4配位鍵、極性共價鍵解析(1)cu2提供空軌道，h2o分子中的o原子提供孤對電子形成配合物cu(h2o)42。(2)h2o中的o原子提供孤對電子，cu2提供空軌道，所以配位鍵表示為。(3)電負性：on，a不正確；s原子與4個o原子形成共價鍵，所以s原子采取sp3雜化，b正確；cu(nh3)4so4晶體中so與cu(nh3)42以離子鍵結(jié)合，nh3、so中含有共價鍵，cu(nh3)42中含有配位鍵，c正確；nh3分子內(nèi)n原子有1對孤電子對，h2o分子中o原子有2對孤電子對，h2o分子中孤電子對對共用電子排斥作用大，所以h2o分子中hoh鍵角小于nh3分子中hnh鍵角，d正確；so中s原子以4個鍵與4個o原子結(jié)合，s采取sp3雜化，故so為正四面體形，e正確；cu(nh3)42中n原子提供孤電子對，f正確；nh3中n為sp3雜化，g不正確。(4)由書寫形式可以看出其中心原子是cu2，配體是h2o、nh3兩種，配位數(shù)為4。cu(nh3)2(h2o)22中含有微粒間作用力有配位鍵及極性共價鍵。13(1) cr3基態(tài)核外電子排布式為_；配合物cr(h2o)63中，與cr3形成配位鍵的原子是_(填元素符號)。(2)在ni基催化劑作用下，ch4和co2反應可獲得化工原料co和h2?；鶓B(tài)ni原子的電子排布式為_，該元素位于元素周期表的第_族。ni能與co形成正四面體形的配合物ni(co)4，1 mol ni(co)4中含有_ mol 鍵。(3)若bcl3與xyn通過b原子與x原子間的配位鍵結(jié)合形成配合物，則該配合物中提供孤電子對的原子是_。答案 (1)1s22s22p63s23p63d3或ar3d3o(2)1s22s22p63s23p63d84s2或ar3d84s28(3)x解析 (1)根據(jù)鉻是第24號元素，其失去3個電子，還剩21個電子，排布式為1s22s22p63s23p63d3。因為水分子中氧原子有孤電子對可以排在空軌道中，所以與鉻離子形成配位鍵的是氧元素。(2)28號元素ni的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或ar3d84s2，該元素位于元素周期表的第四周期第族。ni能與co形成正四面體形的配合物ni(co)4，在每個配位體中含有一個鍵，在每個配位體與中心原子之間形成一個鍵，所以1 mol ni(co)4中含有8 mol 鍵。(3)b原子與x原子形成配位鍵，因為b為缺電子原子，只能作中心原子，故形成配位鍵時提供孤電子對的原子是x。14銅單質(zhì)及其化合物在很多領域都有著重要用途，如金屬銅可用來制造各項體育賽事的獎牌、電線、電纜，膽礬可用作殺菌劑等。請回答下列問題：(1)已知cu位于元素周期表第四周期第b族，則cu原子的價電子排布式為_。(2)向盛有硫酸銅溶液的試管中加入氨水，首先形成難溶物，繼續(xù)加入氨水，難溶物溶解并得到深藍色的透明溶液。下列對此現(xiàn)象敘述正確的是_。a反應后溶液中不存在任何沉淀，所以反應前后cu2的濃度不變b沉淀溶解后生成深藍色的cu(nh3)42c若硫酸銅溶液中混有少量硫酸，則可用氨水除去硫酸銅溶液中的硫酸d在cu(nh3)42中，cu2提供孤電子對，nh3提供空軌道(3)向硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成cu(nh3)42，已知nf3與nh3的立體構型均是三角錐形，但nf3不易與cu2形成配離子，其原因是_。答案(1)3d104s1(2)b(3)f的電負性比n大，nf成鍵電子對向f偏移，導致nf3