資源簡介

第三章　晶體結構與性質
第四節　配合物與超分子
基礎過關練
題組一　配位鍵與配合物的組成與判斷
1.下列配合物的配位數不為6的是(　　)
A.[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4
B.[Co(NH3)3(H2O)3]SO4
C.[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]Cl2
D.[Ag(NH3)2]OH
2.下列反應過程中無配合物形成的是(　　)
A.配制銀氨溶液
B.向澄清石灰水中通入過量CO2
C.向CuSO4溶液中滴加過量氨水
D.向FeCl3溶液中加入KSCN溶液
3.配位化合物的數量巨大,組成和結構形形色色,豐富多彩。配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心離子、配體和配位數分別為(　　)
A.Cu2+、NH3、4　　　　B.Cu+、NH3、4
C.Cu2+、OH-、2　　　　D.Cu2+、NH3、2
4.水合硫酸四氨合銅可由硫酸銅與氨水作用后緩慢加入乙醇而得,其制備的主要原理是CuSO4+4NH3+2H2O[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4。已知該配合物加熱時首先失水。下列有關敘述不正確的是(　　)
A.加入乙醇可以促使水合硫酸四氨合銅晶體析出
B.該配合物中提供孤電子對的原子是N和O
C.H2O與Cu2+之間的配位鍵比NH3與Cu2+之間的配位鍵弱
D.該配合物中只含有極性鍵和配位鍵兩種類型的化學鍵
5.①(NH4)2[PtCl6]、②H2[PtCl4(OH)2]、③H2[PtCl2(OH)4]是鉑的三種配合物,下列說法正確的是(　　)
A.三種配合物中Pt的化合價均為+6價
B.①中Pt的配位數為6
C.②中Cl-、OH-為配體,提供空軌道
D.1mol③溶于水電離出4molOH-
6.關于化學式為[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物,下列說法正確的是(　　)
A.配體是Cl-和H2O,配位數是8
B.中心離子是Ti4+,配離子是[TiCl(H2O)5]2+
C.內界和外界中Cl-的數目比是1∶2
D.在1mol該配合物中加入足量AgNO3溶液,可以得到3molAgCl沉淀
題組二　配合物的結構與性質
7.配離子[Cu(NH3)2(CO)2]2+有兩種結構,下列有關該配離子的說法正確的是(　　)
A.Cu2+的雜化方式是sp3
B.Cu2+的配位數是2
C.[Cu(NH3)2(CO)2]2+的空間構型是平面四邊形
D.CO中π鍵與σ鍵的個數比為1∶2
8.(1)配位化學創始人維爾納發現,取CoCl3·6NH3(黃色)、CoCl3·5NH3(紫紅色)、CoCl3·4NH3(綠色)和CoCl3·4NH3(紫色)四種化合物各1mol,分別溶于水,加入足量硝酸銀溶液,立即產生氯化銀沉淀,沉淀的量分別為3mol、2mol、1mol和1mol。
①請根據實驗事實用配合物的形式寫出它們的化學式。
CoCl3·6NH3:　　　　　　;
CoCl3·5NH3:　　　　　　;
CoCl3·4NH3(綠色和紫色):　　　　　　。
②上述配合物中,中心離子的配位數都是　　　　　　　　　　　。
(2)向黃色的氯化鐵溶液中加入無色的KSCN溶液,溶液變成紅色。該反應在有的教材中用方程式FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl表示。經研究表明,Fe(SCN)3是配合物,Fe3+與SCN-不僅能以1∶3的個數比配合,還能以其他個數比配合。請按要求填空:
①Fe3+與SCN-反應時,Fe3+提供　　　　,SCN-提供　　　　,二者通過配位鍵結合。
②所得Fe3+與SCN-的配合物中,主要是Fe3+與SCN-以個數比1∶1配合所得離子顯紅色。含該離子的配合物的化學式是　　　　　　　。
③若Fe3+與SCN-以個數比1∶5配合,則FeCl3與KSCN在水溶液中發生反應的化學方程式可以表示為　　　　　　　　　　　　　。
題組三　超分子
9.我國科學家發現“杯酚”能與C60形成超分子,從而識別C60和C70。下列說法錯誤的是(　　)
A.C60、C70均屬于非極性分子,氯仿屬于極性分子
B.操作①是過濾、操作③是蒸餾
C.“杯酚”與C60之間利用共價鍵結合在一起
D.“杯酚”能分離C60和C70體現了超分子具有分子識別這個重要特征
10.冠醚是一類皇冠狀的分子,可有不同大小的空穴適配不同大小的堿金屬離子。18-冠-6可以通過圖示方法制備。下列說法錯誤的是(　　)
A.18-冠-6分子中C、O都采用sp3雜化
B.18-冠-6可以適配任意堿金屬離子
C.冠醚的空穴結構對離子有選擇作用,在有機反應中可作催化劑
D.制取方法中(1)為取代反應,另一種產物為HCl
11.冠醚能與陽離子作用,將陽離子以及對應的陰離子都帶入有機溶劑,因而成為有機反應中很好的催化劑。例如KMnO4水溶液對烯烴的氧化效果較差,在烯烴中溶入冠醚,可使氧化反應迅速發生,原理如圖。
下列說法錯誤的是(　　)
A.冠醚屬于超分子
B.冠醚與K+結合后將Mn帶入烯烴中,Mn與烯烴充分接觸而迅速反應
C.K+通過配位鍵與冠醚相結合
D.冠醚中C、O原子間的化學鍵為σ鍵
能力提升練
題組一　配合物的結構、性質及應用
1.某物質的結構如下所示。下列關于該物質的說法正確的是(　　)
Cl
A.該配合物中Co3+為中心離子,NH3、Cl為配體
B.1個該物質中含有25個σ鍵
C.中心離子的配位數為4
D.NH3和Cl中心原子的雜化方式相同
2.氯亞鉑酸鉀(K2PtCl4)廣泛用作制造各種鉑配合物和藥物的起始原料,一種以氯亞鉑酸鉀為原料制備有機物Ⅳ的路線如圖所示,[PtCl4]2-為平面結構,下列說法正確的是(　　)
A.Ⅱ的配體為Pt2+
B.Ⅲ中Pt2+和O的雜化方式均為sp3
C.1mol的非金屬原子中共含有6mol孤電子對
D.反應③的離子方程式為+2H2O+2Ag++2AgI↓
3.二氯二吡啶合鉑分子是一種鉑配合物,空間構型為平面四邊形,如圖有順式和反式兩種同分異構體。科學研究表明,順式分子具有抗癌活性。下列說法錯誤的是(　　)
　　
A.二氯二吡啶合鉑分子中鉑為+2價
B.順式二氯二吡啶合鉑分子的極性小于反式二氯二吡啶合鉑
C.已知吡啶為平面形,可推知吡啶中N原子的雜化方式為sp2
D.吡啶分子中與Pt形成配位鍵的電子對位于N原子的p軌道上
4.血紅蛋白結合O2后的結構如圖所示,Fe2+與周圍的6個原子均以配位鍵結合。CO也可與血紅蛋白配位,它與血紅蛋白結合的能力比O2強得多。二者與血紅蛋白(Hb)結合的反應可表示為①Hb+O2Hb(O2)　K1
②Hb+COHb(CO)　K2
下列說法不正確的是(　　)
A.Fe2+形成配位鍵時提供空軌道
B.電負性:O>C,故CO中與Fe2+配位的是O
C.由題意可得結論:相同溫度下,K2>K1
D.CO中毒者進入高壓氧艙治療,平衡①、②移動的方向相反
5.Fe3+的配位化合物較穩定且應用廣泛。Fe3+可與H2O、SCN-、F-、Cl-分別形成使溶液呈淺紫色的[Fe(H2O)6]3+、紅色的[Fe(SCN)6]3-、無色的[FeF6]3-、黃色的[FeCl4]-。某同學按如下步驟完成實驗:
已知:向含Co2+的溶液中加入KSCN溶液生成藍色的[Co(SCN)4]2-;Co2+不能與F-形成配離子。下列說法不正確的是(　　)
A.溶液Ⅰ呈黃色可能是由Fe3+水解產物的顏色造成的
B.向溶液Ⅲ中加入足量的KSCN固體,溶液可能再次變為紅色
C.可用NaF和KSCN溶液檢驗FeCl3溶液中是否含有Co2+
D.為了能觀察到溶液Ⅰ中[Fe(H2O)6]3+的顏色,可向該溶液中加入稀鹽酸
6.很多金屬原子可與CO形成化學式為M(CO)n的金屬羰基配合物。其中,每個CO提供一對電子與金屬原子形成配位鍵,且金屬原子的價電子與CO提供的電子總和等于18。下列化學式中符合上述描述的金屬羰基配合物的是(　　)
A.Mn(CO)5　　　　B.Fe(CO)5
C.Co(CO)5　　　　D.Ni(CO)5
題組二　超分子
7.抗癌藥阿霉素與環糊精(具有若干個葡萄糖單元的分子)在水溶液中形成超分子包合物,增大了阿霉素的水溶性,控制了阿霉素的釋放速度,從而提高其藥效。下列說法錯誤的是(　　)
A.環糊精分子具有略呈錐形的中空圓筒立體環狀結構
B.環糊精分子組成的葡萄糖單元不同,環糊精分子中空圓筒尺寸不同
C.該超分子包合物中環糊精分子和阿霉素分子間只有范德華力
D.阿霉素分子中,基態原子的第一電離能最大的元素為N
8.某種超分子結構如圖所示。下列有關說法正確的是(　　)
A.該超分子中—CH3的鍵角∠HCH小于—NH2的鍵角∠HNH
B.該超分子中存在配位鍵、氫鍵等化學鍵
C.該超分子具有自組裝的特征
D.該超分子不能發生水解反應
答案與分層梯度式解析
第三章　晶體結構與性質
第四節　配合物與超分子
基礎過關練
1.D　A項,[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4中配體為NH3和H2O,配位數為6;B項,[Co(NH3)3(H2O)3]SO4中配體為NH3和H2O,配位數為6;C項,[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]Cl2中配體為NH3、H2O和內界中的Cl-,配位數為6;D項,[Ag(NH3)2]OH中配體為NH3,配位數為2。
2.B　A項,配制銀氨溶液時,向硝酸銀溶液中加入足量氨水會生成配合物[Ag(NH3)2]OH;B項,向澄清石灰水中通入過量CO2反應生成的碳酸氫鈣不是配合物;C項,向CuSO4溶液中滴加過量氨水會生成配合物[Cu(NH3)4]SO4;D項,向FeCl3溶液中加入KSCN溶液會生成配合物。
3.A　配合物[Cu(NH3)4](OH)2中,Cu2+為中心離子,NH3為配體,配位數為4,A項正確。
4.D　加入乙醇可以降低水合硫酸四氨合銅的溶解度,促使水合硫酸四氨合銅晶體析出,A正確;該配合物中NH3中的N和H2O中的O提供孤電子對與Cu2+形成配位鍵,B正確;該配合物加熱時首先失去水,說明H2O與Cu2+之間的配位鍵比NH3與Cu2+之間的配位鍵弱,C正確;該配合物的內界和外界之間以離子鍵結合,D錯誤。
5.B　①②③中Pt的化合價均為+4價,A錯誤;①中配體為Cl-,Pt的配位數為6,B正確;配體提供孤電子對,Pt提供空軌道,C錯誤;③中OH-為配體,難電離出來,D錯誤。
6.C　配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中,配體是Cl-和H2O,配位數是6,A錯誤;中心離子是Ti3+,B錯誤;配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O,內界和外界中Cl-的數目比是1∶2,C正確;加入足量AgNO3溶液,外界Cl-與Ag+反應,內界Cl-不與Ag+反應,最多只能生成2molAgCl沉淀,D錯誤。
7.C　若Cu2+是sp3雜化,則[Cu(NH3)2(CO)2]2+為四面體結構,只有一種結構,而配離子[Cu(NH3)2(CO)2]2+有兩種結構,則Cu2+不是sp3雜化,A錯誤;[Cu(NH3)2(CO)2]2+的配位數是4,B錯誤;當[Cu(NH3)2(CO)2]2+的空間構型是平面四邊形時,2個NH3可以在四邊形的鄰位,也可以在四邊形的對位,有兩種結構,C正確;CO中π鍵與σ鍵的個數之比為2∶1,D錯誤。
8.答案　(1)①[Co(NH3)6]Cl3　[Co(NH3)5Cl]Cl2　[Co(NH3)4Cl2]Cl　②6
(2)①空軌道　孤電子對　②[Fe(SCN)]Cl2
③FeCl3+5KSCNK2[Fe(SCN)5]+3KCl
解析　(1)①由題意知,四種配合物的化學式中處于外界的Cl-數目分別為3、2、1、1,則以配合物的形式表示它們的化學式分別為[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl、[Co(NH3)4Cl2]Cl。②根據它們配合物形式的化學式可知,中心離子的配位數都是6。
(2)①Fe3+與SCN-反應生成的配合物中,Fe3+提供空軌道,SCN-提供孤電子對。②Fe3+與SCN-以個數比1∶1配合所得配離子為[Fe(SCN)]2+,故FeCl3與KSCN在水溶液中反應生成[Fe(SCN)]Cl2與KCl。③Fe3+與SCN-以個數比1∶5配合所得配離子為[Fe(SCN)5]2-,故FeCl3與KSCN在水溶液中反應生成K2[Fe(SCN)5]與KCl,反應的化學方程式為FeCl3+5KSCNK2[Fe(SCN)5]+3KCl。
9.C　C60和C70分子空間對稱,是非極性分子,氯仿是四面體形,屬于極性分子,A正確;甲苯將C70溶解,而超分子不能溶解,操作①是過濾,分離氯仿與“杯酚”的操作③是蒸餾,B正確;“杯酚”與C60之間通過分子間作用力形成超分子,C錯誤;C60和C70的混合物加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”中可進行分離,這是利用了超分子的分子識別特征,D正確。
10.B　18-冠-6分子中,C、O的價層電子對數都為4,都采用sp3雜化,A正確;由題干信息“不同大小的空穴適配不同大小的堿金屬離子”可知,18-冠-6只能適配相應大小的堿金屬離子,B錯誤;由題干信息可知,冠醚的空穴結構對離子有選擇作用,在有機反應中可作催化劑,C正確;制取方法(1)中,生成18-冠-6的同時,還有HCl生成,為取代反應,D正確。
11.A　冠醚是單獨的一個分子結構,不是超分子,A錯誤;已知冠醚能與陽離子作用,將陽離子以及對應的陰離子帶入有機溶劑,則冠醚與K+結合后將Mn帶入烯烴中,Mn與烯烴充分接觸而迅速反應,B正確;冠醚提供孤電子對,K+提供空軌道,兩者通過配位鍵形成超分子,C正確;冠醚中碳原子雜化類型為sp3,C、O原子間形成σ鍵,D正確。
能力提升練
1.D　由題給結構可知該配合物的中心離子為Co3+,配體為NH3和,故A錯誤;1個NH3分子中有3個σ鍵,1個中有2個σ鍵,1個Cl中有4個σ鍵,配位鍵也是σ鍵,配位鍵有6個,共有3×4+2×2+4+6=26個σ鍵,故B錯誤;該配合物中有4個NH3和2個作配體,中心離子的配位數為6,故C錯誤;NH3的中心原子氮原子的價層電子對數為3+的中心原子氯原子的價層電子對數為4+(7+1-4×2)=4,中心原子都是sp3雜化,故D正確。
方法點津
配合物內界中σ鍵數目的計算
　　用配體內的共價鍵數乘以該配體的個數,再加上中心原子與配體形成的配位鍵數,即是配合物中內界所含的σ鍵數。如配合物[Co(NH3)4Cl2]Cl的共價鍵數為3×4+4+2=18。
2.D　Ⅱ的中心離子為Pt2+,配體為鄰二苯胺和I-,A錯誤;[PtCl4]2-為平面結構,則Ⅲ中Pt2+與2個N原子、2個O原子形成平面結構,Pt2+不是sp3雜化,B錯誤;中的N、O原子均與Pt2+形成配位鍵,但只有每個O原子含有1個孤電子對,則1mol的非金屬原子中共含有2mol孤電子對,C錯誤;AgI為難溶性鹽,反應③的離子方程式為+2H2O+2Ag++2AgI↓,D正確。
3.B　二氯二吡啶合鉑是由Pt2+、Cl-和吡啶結合形成的鉑配合物,鉑為+2價,A正確;順式二氯二吡啶合鉑分子結構不對稱,為極性分子,反式二氯二吡啶合鉑分子中Cl-、吡啶均關于Pt2+呈對稱結構,分子中正電中心和負電中心重合,屬于非極性分子,順式二氯二吡啶合鉑分子的極性大于反式二氯二吡啶合鉑,B錯誤;吡啶的結構簡式中N原子形成2個σ鍵,N上還有1個孤電子對,雜化方式為sp2,C正確;吡啶分子中與Pt形成配位鍵的電子對位于N原子的2p軌道上,D正確。
4.B　Fe2+存在空軌道,形成配位鍵時提供空軌道,A正確;電負性:O>C,O在成鍵時不易給出孤電子對,故CO中與Fe2+配位的是C,B錯誤;CO也可與血紅蛋白配位,它與血紅蛋白結合的能力比O2強得多,可知反應②正向進行程度比①大,故相同溫度下,K2>K1,C正確;CO中毒者進入高壓氧艙治療,氧氣濃度增大,反應①平衡正向移動,反應②平衡逆向移動,二者平衡移動的方向相反,D正確。
5.D　Fe(NO3)3溶液中部分Fe3+水解生成Fe(OH)3,部分Fe3+形成[Fe(H2O)6]3+;向Fe(NO3)3溶液中加入KSCN溶液,有紅色的[Fe(SCN)6]3-生成,再加入NaF溶液,[Fe(SCN)6]3-轉化為無色的[FeF6]3-。[Fe(H2O)6]3+使溶液呈淺紫色,Fe3+易水解,Fe(NO3)3溶液呈黃色可能是由Fe3+水解造成的,故A正確;向溶液Ⅲ中加入足量的KSCN固體,SCN-濃度增大,使[Fe(SCN)6]3-(aq)+6F-(aq)[FeF6]3-(aq)+6SCN-(aq)平衡逆向移動,溶液可能再次變為紅色,故B正確;先向溶液中加足量NaF溶液,再加KSCN溶液,若溶液呈藍色,則說明含有Co2+,否則不含Co2+,故C正確;Fe(NO3)3溶液中加稀鹽酸形成黃色的[FeCl4]-,觀察不到[Fe(H2O)6]3+的顏色,故D錯誤。
6.B　金屬羰基配合物中每個CO提供一對電子與金屬原子形成配位鍵,且金屬原子的價電子和CO提供的電子總和等于18,Fe、Co、Ni、Mn原子的價電子數分別為8、9、10、7,符合條件的羰基鐵的化學式為Fe(CO)5,羰基鎳的化學式為Ni(CO)4,故選B。
7.C　根據題圖可知,環糊精分子具有略呈錐形的中空圓筒立體環狀結構,故A正確;環糊精分子組成的葡萄糖單元不同,環糊精分子中空圓筒尺寸不同,故B正確;該超分子包合物中環糊精分子和阿霉素分子間有范德華力和氫鍵(環糊精中含有羥基),故C錯誤;阿霉素分子中含有H、C、N、O四種元素,同周期元素,從左往右第一電離能呈增大的趨勢,N位于第ⅤA族,2p軌道電子半充滿較穩定,第一電離能大于O,則這四種元素中第一電離能最大的元素為N,故D正確。
8.C　—CH3中的碳原子為sp3雜化,無孤電子對,—NH2中的氮原子為sp3雜化,有1個孤電子對,孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力>成鍵電子對之間的排斥力,—CH3的鍵角∠HCH大于—NH2的鍵角∠HNH,A錯誤;該分子中無配位鍵,氫鍵不是化學鍵,B錯誤;超分子具有自組裝的特征,C正確;該超分子中具有酰胺基,可以發生水解反應,D錯誤。
16(共30張PPT)
1.配位鍵
(1)概念:成鍵原子或離子一方提供孤電子對,另一方提供空軌道形成的“電子對給予—接
受”鍵被稱為配位鍵。
(2)形成條件(詳見定點)
(3)表示方法:配位鍵常用A—B表示,其中A是提供孤電子對的原子,叫配體(或配位體),B是接
受孤電子對的原子或離子,叫中心原子或中心離子。如:配離子[Cu(NH3)4]2+可表示為
[ ]2+。
必備知識 清單破
知識點 1　配合物
第四節　配合物與超分子
2.配位化合物
(1)定義:金屬離子或原子(稱為中心離子或原子)與某些分子或離子(稱為配體或配位體)以配
位鍵結合形成的化合物稱為配位化合物,簡稱配合物。
(2)實驗探究配合物的形成
實驗操作 實驗現象 有關離子方程式
滴加氨水后,試管中首先出現藍色沉淀;氨水過量后沉淀逐漸溶解,得到深藍色透明溶液;滴加乙醇后析出深藍色晶體 Cu2++2NH3·H2O Cu(OH)2↓+2N
Cu(OH)2+4NH3 [Cu(NH3)4]2++2OH-
[Cu(NH3)4]2++S +H2O
[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓
溶液顏色變為紅色 Fe3++nSCN- [Fe(SCN)n]3-n
(n=1~6)
滴加氨水后,試管中首先出現白色沉淀,氨水過量后沉淀溶解,溶液呈無色 Ag++NH3·H2O AgOH↓+
N
AgOH+2NH3 [Ag(NH3)2]++OH-
(3)配位化合物[Co(NH3)6]Cl3中,Co3+稱為中心離子(Co稱為中心原子),NH3稱為配體。中心離
子與配體構成了配合物的內配位層(或內界),通常把它們放在方括號內。內界中配體的總數
叫配位數,Cl-稱為外配位層(或外界)。內、外界之間是離子鍵,在水中完全電離。如圖所示:

知識拓展　配合物內界的空間結構與中心原子雜化方式、配位數多少有關,如表:
配位數 雜化方式 空間結構 實例
2 sp [Ag(NH3)2]+
4 sp3 [Zn(NH3)4]2+
4 dsp2 [Cu(NH3)4]2+
6 sp3d2 [AlF6]3-
1.概念:由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體。超分子定義中的
分子是廣義的,包括離子。
2.分子聚集體大小:有的是有限的,有的是無限伸展的。
3.特征:分子識別、自組裝。
知識點 2　超分子
知識拓展 超分子是組成復雜的、有組織的聚集體,并保持一定的完整性使其具有明確的微
觀結構和宏觀特性。
1.配位鍵是一種共價鍵,配位鍵的形成過程與共價鍵完全相同,這種說法正確嗎
形成配位鍵的共用電子對是由一方提供而不是由雙方共同提供的,配位鍵的形成
過程與共價鍵不同,但是一旦形成之后與共價鍵沒有本質區別。
2.含有配位鍵的化合物中一定含過渡元素,這種說法正確嗎
含配位鍵的化合物中不一定含過渡元素,如NH4Cl。
3.中心原子采取sp3雜化形成的配離子均呈正四面體結構,這種說法正確嗎
中心原子采取sp3雜化形成的配離子,只有當4個配體完全相同時,其空間結構才是
正四面體形。
4.當中心離子的配位數為6時,配離子常呈八面體結構,這種說法正確嗎
按價層電子對互斥模型,配位數為6的配離子,空間結構呈八面體時最穩定。
知識辨析 判斷正誤，正確的畫“ √” ，錯誤的畫“ ” 。
提示
提示
提示
提示
(　 )

(　 )

(　 )

(　 )
√
5.向配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的溶液中加入足量的AgNO3溶液,所有的Cl-均沉淀,這種說法
正確嗎
加入足量的AgNO3溶液,外界Cl-與Ag+反應生成AgCl沉淀,內界中Cl-與Ag+不反
應。
6.超分子的分子識別特征可以分離C60和C70,這種說法正確嗎
將C60和C70的混合物放入一種空腔大小適配C60的超分子中,可以分離C60和C70。
7.葉綠素、血紅素和維生素B12都是配合物,它們的配體大同小異,中心離子完全相同,這種說
法正確嗎
葉綠素、血紅素和維生素B12的中心離子分別是鎂離子、亞鐵離子和鈷離子。
提示
提示
提示
(　 )

(　 )
√
(　 )

1.配位鍵的形成條件
(1)成鍵原子(或離子)一方能提供孤電子對。如NH3、H2O、HF、CO、Cl-、OH-、CN-、SCN-
等。
(2)成鍵原子(或離子)另一方能提供空軌道。如H+、Al3+、B及一些過渡金屬的原子或離子。
一般來說,過渡金屬的原子或離子形成配位鍵的數目是固定的,如Ag+形成2個配位鍵,Cu2+形
成4個配位鍵等。
2.配位鍵與共價鍵的關系
(1)形成過程不同:在配位鍵中一方提供孤電子對,另一方提供空軌道;普通共價鍵的共用電子
對是由成鍵原子雙方共同提供的。
(2)配位鍵與普通共價鍵實質是相同的:配位鍵實質上是一種特殊的共價鍵,如N 中有三個
關鍵能力 定點破
定點　配位鍵與配位化合物
普通共價鍵、一個配位鍵,成鍵后4個鍵完全相同。
(3)同普通共價鍵一樣,配位鍵可以存在于分子之中[如Ni(CO)4],也可以存在于離子之中(如N )。
3.配合物的形成對物質性質的影響
(1)對溶解性的影響:一些難溶于水的金屬氯化物、溴化物、碘化物、氰化物,可以分別溶于
含過量Cl-、Br-、I-、CN-的溶液中,形成可溶性的配合物。一些難溶于水的金屬化合物還可
溶于過量氨水中,如銀氨溶液的制備原理:Ag++NH3·H2O AgOH↓+N 、AgOH+2NH3
[Ag(NH3)2]++OH-。
(2)顏色的改變:當簡單離子形成配離子時,顏色常發生變化,根據顏色的變化可以判斷是否有
配離子生成。如Fe3+與SCN-在溶液中可形成配離子,形成的配離子的顏色是紅色的,反應的離
子方程式如下:
Fe3++nSCN- [Fe(SCN)n]3-n(n=1~6)
(3)穩定性增強:配合物具有較強的穩定性,配合物中的配位鍵越強,配合物越穩定。當配離子
的中心原子相同時,配合物的穩定性與配體的性質有關。如血紅素中的Fe2+與CO分子形成的
配位鍵比Fe2+與O2分子形成的配位鍵強,因此血紅素中的Fe2+與CO分子結合后,就很難再與O2
分子結合,使血紅蛋白失去輸送O2的功能,從而導致人體CO中毒。
典例　配位鍵是一種特殊的共價鍵,某原子單方面提供共用電子對和另一提供空軌道的粒子
結合。如 N 就是由NH3(氮原子提供孤電子對)和H+(提供空軌道)通過配位鍵形成的。據此
回答下列問題:
(1)下列粒子中存在配位鍵的是　　 (填字母)。
A.CO2　　　B.H3O+　　　C.CH4
(2)硼酸(H3BO3)溶液呈酸性,試寫出其電離方程式:　　　　　　　　　　　　　　　 。
(3)科學家對H2O2結構的認識經歷了較為漫長的過程,最初科學家提出了兩種觀點:
甲: 、乙:H—O—O—H,甲中O—O表示配位鍵,在化學反應中該鍵遇到還原劑時
易斷裂。化學家Baeyer和Villiyer為研究H2O2的結構,設計并完成了下列實驗:
a.C2H5OH與濃H2SO4反應生成(C2H5)2SO4和水;
b.將制得的(C2H5)2SO4與H2O2反應,只生成A和H2SO4;
c.將生成的A與H2反應(已知該反應中H2作還原劑)。
①如果H2O2的結構如甲所示,實驗c中發生反應的化學方程式為(其中A寫結構簡式)　　　
　　　　　　　　 。
②為了進一步確定H2O2的結構,還需要在實驗c后添加一個實驗d,請設計該實驗方案:　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
(4)Cu2+能與NH3、H2O、OH-、Cl-等形成配位數為4的配離子。
①向CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液可生成Na2[Cu(OH)4]。畫出配離子[Cu(OH)4]2-中的配
位鍵:　　　　　　　　 。
②金屬銅單獨與氨水或過氧化氫溶液不能反應,但可與氨水和過氧化氫溶液的混合物發生反
應:Cu+H2O2+4NH3 [Cu(NH3)4]2++2OH-,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　
　　 。
思路點撥 明確配合物的形成條件、配合物的組成以及配合物的性質是解題的關鍵。
解析 (1)由題中信息可知H+提供空軌道,O提供孤電子對,形成的H3O+中存在配位鍵。
(2)硼酸中的硼原子提供空軌道,水中的氧原子提供孤電子對,H3BO3的電離是B原子和水中的
OH-形成配位鍵,從而使硼酸溶液顯酸性。
(3)如果H2O2的結構如甲所示,則A為 ,與H2反應生成C2H5OC2H5和水;如果H
2O2的結構如乙所示,則A為C2H5—O—O—C2H5,與H2反應生成C2H5OH。
(4)①Cu2+含有空軌道,OH-含有孤電子對,可形成配位鍵,配離子[Cu(OH)4]2-中1個Cu2+與4個OH-
形成配位鍵,可表示為[ ]2-。
②過氧化氫可將Cu氧化為Cu2+,Cu2+與氨分子形成配離子。
答案 (1)B
(2)H3BO3+H2O H++[B(OH)4]-
(3)① +H2 C2H5OC2H5+H2O
②用無水硫酸銅檢驗實驗c中反應的生成物中有沒有水(或其他合理答案)
(4)①[ ]2-
②過氧化氫為氧化劑,可將Cu氧化為Cu2+,氨分子與Cu2+形成配離子從而促進反應進行
歸納總結　配合物結構
(1)配合物有些存在外界,有些無外界;
(2)中心粒子可以是陽離子,也可以是原子;
(3)配位體可以是離子或分子,可以有一種或同時存在多種;
(4)配位數通常為2、4、6、8這樣的偶數。
情境探究
1.晶胞參數
晶胞的形狀和大小可以用6個參數來表示,包括晶胞的棱長a、b、c和棱相互間的夾角α、β、
γ,此即晶胞參數。

學科素養 情境破
素養　證據推理與模型認知——晶胞參數在晶體計算中的應用
2.晶胞參數的計算
3.晶胞密度的計算方法
注意 單位換算:1 nm=1×10-7 cm=1×10-9 m;1 pm=1×10-10 cm。
問題1 晶胞參數中,是否存在晶胞的3組棱長相等,三個夾角相等的情況 如果存在,晶胞的形
狀是什么
存在;立方晶胞中,晶胞參數a=b=c,α=β=γ=90°。
問題2 某晶胞結構如圖所示,原子的半徑為r,立方體的邊長為2r,試列式求算該晶胞的空間利
用率。
該晶胞中含有的原子數為8× =1,V球= πr3,V晶胞=(2r)3=8r3,空間利用率= ×100%=
×100%≈52%。
問題3 近期我國科學家合成了一種電化學性能優異的銅硒化合物,其晶胞結構如圖所示,其中
銅元素以Cu+和Cu2+存在。試列式求算該晶胞的密度。(用代數式表示,Cu的相對原子質量為
64,Se的相對原子質量為79,設NA為阿伏加德羅常數的值)
由晶胞結構示意圖知,該銅硒化合物中Cu的數目為8× +2× +4=6,Se的數目為4,該晶
體的密度即晶胞密度ρ= = g/cm3= g/cm3。
典例呈現
例題　現有第四周期某過渡金屬元素A,其基態原子中有四個未成對電子,由此元素可構成固
體X。
(1)若此固體結構如圖甲、乙所示,則按甲虛線方向切乙得到的截面A~D圖中正確的是　 　 。
(2)固體X中原子的半徑為r,試列式求算該晶胞的空間利用率為　　　　 。
(3)A可與另兩種元素B、C構成某種化合物,B、C的價層電子排布式分別為3d104s1、3s23p4,其
晶胞如圖所示,則其化學式為　　　 。該晶胞上、下底面為正方形,側面與底面垂直,根據
圖中所示的數據計算該晶體的密度d=　 g·cm-3(保留兩位小數)。
素養解讀 本題以元素A及其相關化合物為情境素材,考查晶體的相關計算,提升學生學以致
用的能力,培養證據推理與模型認知的化學學科核心素養。
信息提取 第四周期某元素基態原子中有四個未成對電子,該元素是鐵元素;圖甲中晶胞的
結構如圖1所示,幾何關系如圖2所示:
解題思路 (1)根據題干信息可知元素A為Fe。甲中Fe位于頂點和體心,乙由8個甲組成,按甲
虛線方向切乙形成的截面是長方形,則排除B、D,由于甲的體心含有1個Fe原子,則A圖符合
題意。(2)圖2中,體對角線c為4r,面對角線b為 a,由(4r)2=a2+b2得a= r。1個晶胞中有2個
原子,故空間利用率= ×100%= ×100%= ×100%≈68%。(3)根據B、C的價
層電子排布式可判斷B為Cu、C為S。該晶胞中,Fe原子有6個位于面上、4個位于棱上,個數
為4× +6× =4,Cu原子有4個位于面上、1個位于體內、8個位于頂點,個數為8× +4× +1=4,
S原子數為8。晶體中N(Cu)∶N(Fe)∶N(S)=4∶4∶8=1∶1∶2,故該晶體的化學式為CuFeS2。
晶胞質量= ,晶胞體積=(524×10-10 cm)2×1 030×10-10 cm,故該晶體的密
度d= ≈4.32 g·cm-3。
答案 (1)A (2)68% (3)CuFeS2　4.32
思維升華
晶體的摩爾質量M g·mol-1、密度ρ g·cm-3、晶胞邊長a cm之間的關系
　　若1個晶胞中含有x個粒子,則1 mol該晶胞中含有x mol粒子,其質量為xM g;該晶胞的質量
為ρa3 g,則1 mol晶胞的質量為ρa3NA g(NA為阿伏加德羅常數的值),因此有xM=ρa3NA。

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