2018-2019版高中化學(xué) 專題4 分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì) 第二單元 配合物的形成和應(yīng)用 第1課時學(xué)案 蘇教版選修3.docx

第二單元配合物的形成和應(yīng)用第1課時配合物的形成與空間構(gòu)型學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.認識簡單配合物的概念、基本組成及形成條件。2.能夠根據(jù)配位數(shù)及中心原子軌道雜化類型判斷配離子的空間構(gòu)型。一、配合物的形成1按表中實驗操作步驟完成實驗，并填寫下表：實驗操作步驟實驗現(xiàn)象三支試管中先生成藍色沉淀，之后隨濃氨水的滴入，沉淀逐漸溶解，最后變?yōu)樯钏{色溶液。結(jié)論生成Cu(OH)2藍色沉淀且溶于濃氨水(1)寫出上述反應(yīng)的離子方程式。答案Cu22NH3H2O=Cu(OH)22NH，Cu(OH)24NH3H2O=Cu(NH3)422OH4H2O(2)Cu(NH3)42(配離子)的形成：氨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可表示為下圖所示結(jié)構(gòu)。2配位化合物：由提供孤電子對的配位體與接受孤電子對的中心原子以配位鍵結(jié)合形成的化合物，簡稱配合物。如Cu(NH3)4SO4、Ag(NH3)2OH等均為配合物。3配合物Cu(NH3)4SO4的組成如下圖所示：(1)中心原子是提供空軌道接受孤電子對的金屬離子(或原子)。中心原子一般都是帶正電荷的陽離子，過渡金屬離子最常見的有Fe3、Ag、Cu2、Zn2等。(2)配位體是提供孤電子對的陰離子或分子，如Cl、NH3、H2O等。配位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分子中的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。(4)內(nèi)界和外界：配合物分為內(nèi)界和外界，其中配離子稱為內(nèi)界，與內(nèi)界發(fā)生電性匹配的陽離子或陰離子稱為外界。(1)形成配合物的中心原子(離子)必須存在空軌道，配位體一般都存在著孤電子對。當(dāng)配位體接近中心原子時，為了增加成鍵能力，中心原子用能量相近的空軌道雜化，配位體的孤電子對填到中心原子已雜化的空軌道中形成配離子。配離子的空間構(gòu)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。(2)配合物可看作鹽類，若內(nèi)界為陽離子，外界必為陰離子。若內(nèi)界為陰離子，外界必為陽離子。一般情況下，外界和內(nèi)界可完全電離。例10.01mol氯化鉻(CrCl36H2O)在水溶液中用過量AgNO3處理，產(chǎn)生0.02molAgCl沉淀，此氯化鉻最可能為()ACr(H2O)6Cl3BCr(H2O)5ClCl2H2OCCr(H2O)4Cl2Cl2H2ODCr(H2O)3Cl33H2O答案B解析根據(jù)題意知，氯化鉻(CrCl36H2O)和氯化銀的物質(zhì)的量之比是12，根據(jù)氯離子守恒知，一個氯化鉻(CrCl36H2O)中含有2個氯離子，剩余的1個氯離子是配位體，所以氯化鉻(CrCl36H2O)的化學(xué)式可能為Cr(H2O)5ClCl2H2O，故選B。例2回答下列問題：(1)配合物Ag(NH3)2OH的中心原子是_，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)Ag(aq)Cl(aq)，向其中滴加氨水，Ag與NH3能發(fā)生如下反應(yīng)：Ag2NH3=Ag(NH3)2，會使沉淀溶解平衡向右移動，最終因生成Ag(NH3)2Cl而使沉淀溶解解析在配合物Ag(NH3)2OH中，中心原子是Ag，配位原子是NH3分子中的N原子，配位數(shù)是2。由于配合物的內(nèi)界是以配位鍵形成的，一般不電離，而內(nèi)界和外界之間是通過離子鍵結(jié)合的，可以完全電離。二、配合物的空間構(gòu)型1配離子的空間構(gòu)型主要決定于雜化軌道的數(shù)目和類型。填寫下表：配離子配位數(shù)雜化軌道類型空間構(gòu)型Ag(NH3)22sp直線形Cu(CN)323sp2平面三角形Zn(NH3)424sp3四面體型2.配合物Pt(NH3)2Cl2的中心原子是Pt2，配位體是NH3和Cl。(1)Pt(NH3)2Cl2為平面正方形構(gòu)型，2個相同的配位體在Pt原子的同一側(cè)的稱為順式(常稱為“順鉑”)，不在同一側(cè)的稱為反式(常稱為“反鉑”)。分別寫出其結(jié)構(gòu)簡式。答案順式反式(2)順式、反式Pt(NH3)2Cl2的性質(zhì)如下表所示：配合物顏色極性在水中的溶解性抗癌活性A棕黃色極性0.2577g/100gH2O有活性B淡黃色非極性0.0366g/100gH2O無活性則配合物A是順式Pt(NH3)2Cl2，配合物B是反式Pt(NH3)2Cl2(填“反式”或“順式”)。(3)結(jié)論：含有2種或2種以上配位體的配合物，若配位體在空間的排列方式不同，就能形成幾種不同構(gòu)型的配合物，其結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)也有差異，互為同分異構(gòu)體。(1)在判斷配合物的空間構(gòu)型時，首先要確定中心原子的軌道雜化類型，結(jié)合典型實例的結(jié)構(gòu)示意圖再判斷其空間構(gòu)型。(2)如果給定配合物的空間構(gòu)型，則可推測中心原子的軌道雜化類型。例3已知Zn2的4s和4p軌道可以形成sp3型雜化軌道，那么ZnCl42的空間構(gòu)型為()A直線形B平面正方形C正四面體型D正八面體型答案C解析本題考查雜化軌道類型與配合物的空間構(gòu)型的關(guān)系。Zn2的4s和4p軌道形成的4個sp3雜化軌道，與4個Cl形成4個配位鍵，所以ZnCl42的空間構(gòu)型為正四面體型。1下列不屬于配位化合物的是()A六氟合鋁酸鈉：Na3AlF6B氫氧化二氨合銀：AgNH32OHC六氟合鐵酸鉀：K3FeF6D十二水硫酸鋁鉀：KAl(SO4)212H2O答案D2下列配合物的配位數(shù)是6的是()AK2Co(SCN)4BFe(SCN)3CNa3AlF6DCu(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；Na3AlF6中Al3的配位數(shù)是6；Cu(NH3)4Cl2中Cu2的配位數(shù)是4。3向盛有少量NaCl溶液的試管中滴入少量AgNO3溶液，再加入氨水。下列關(guān)于實驗現(xiàn)象的敘述不正確的是()A先生成白色沉淀，加入足量氨水后沉淀消失B生成的沉淀為AgCl，它不溶于水，但溶于氨水，重新電離成Ag和ClC生成的沉淀是AgCl，加入氨水后生成了可溶性的配合物Ag(NH3)2ClD若向AgNO3溶液中直接滴加氨水，產(chǎn)生的現(xiàn)象也是先出現(xiàn)白色沉淀后沉淀消失答案B4有組成不同的3種含鉑配合物，分別是H2PtCl4(OH)2、(NH4)2PtCl6和H2PtCl2(OH)4，在液氨中它們之間有如下的轉(zhuǎn)化關(guān)系：2H2PtCl4(OH)22NH3=(NH4)2PtCl6H2PtCl2(OH)4。關(guān)于這3種含鉑化合物的說法正確的是()AH2PtCl2(OH)4具有很強的堿性B3種含鉑化合物的配位數(shù)均為6C3種含鉑化合物都屬于共價化合物D3種含鉑配合物中Pt的化合價不同答案B5Zn(NH3)42是四面體構(gòu)型，Zn(NH3)4SO4中Zn2與NH3以_相結(jié)合，形成配合物的內(nèi)界為_，_為配合物的外界。Zn2接受4個NH3分子中氮原子提供的孤電子對，形成_個配位鍵；Zn2提供4個空_雜化軌道接受孤電子對，是_；NH3分子中的氮原子提供孤電子對，是配位原子，NH3分子是_；Zn(NH3)42中Zn2的配位數(shù)是_。答案配位鍵Zn(NH3)42SO4sp3中心原子配位體4對點訓(xùn)練題組一配合物的形成與判斷1向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物，繼續(xù)添加氨水，難溶物溶解得到深藍色的透明溶液。下列對此現(xiàn)象說法正確的是()A反應(yīng)后溶液中不存在任何沉淀，所以反應(yīng)前后Cu2的濃度不變B沉淀溶解后，生成深藍色的配離子Cu(NH3)42C向反應(yīng)后的溶液中加入乙醇，溶液沒有發(fā)生變化D在Cu(NH3)42離子中，Cu2提供孤電子對，NH3提供空軌道答案B解析硫酸銅溶液中加入氨水先生成藍色沉淀氫氧化銅，繼續(xù)加入氨水生成Cu(NH3)42，銅離子濃度減??；加入乙醇后有深藍色晶體Cu(NH3)4SO4H2O析出；在Cu(NH3)42中，NH3分子的氮原子提供孤電子對，Cu2提供空軌道。2下列物質(zhì)不是配合物的是()AK2Co(SCN)4BFe(SCN)3CCuSO45H2ODNH4Cl答案D解析A項，鈷離子提供空軌道、硫氰根離子提供孤電子對而形成配位鍵，所以該物質(zhì)屬于配合物；B項，鐵離子提供空軌道、硫氰根離子提供孤電子對而形成配位鍵，所以該物質(zhì)為配合物；C項，銅離子提供空軌道、水分子中氧原子提供孤電子對而形成配位鍵，所以該物質(zhì)屬于配合物；D項，銨根離子中N原子含有孤電子對，氫離子提供空軌道，形成配位鍵，配合物的中心原子(或離子)提供空軌道，NH不是配離子，所以NH4Cl不是配合物。題組二配合物的組成3下列組合中，中心離子的電荷數(shù)和配位數(shù)均相同的是()AKAg(CN)2、Cu(NH3)4SO4BNi(NH3)4Cl2、Ag(NH3)2ClCAg(NH3)2Cl、Cu(NH3)2Cl2DNi(NH3)4Cl2、Cu(NH3)4SO4答案D4Co(NH3)5Cl2配離子，中心離子的配位數(shù)是()A1B2C4D6答案D解析Co(NH3)5Cl2中，Co3為中心離子提供空軌道，Cl、NH3為配體提供孤電子對，有一個氯離子和五個氨分子做配體，配位數(shù)為6。5關(guān)于下列說法正確的是()A配合物Zn(NH3)4Cl2配位數(shù)為6B配合物Zn(NH3)4Cl2中，配體為NH3和Cl，Zn(NH3)42為內(nèi)界C配合物Zn(NH3)4Cl2中Zn2和NH3以離子鍵結(jié)合D在NH和Fe(CO)5中都存在配位鍵答案D解析A項，配合物Zn(NH3)4Cl2內(nèi)界有4個氨分子做配體，所以配位數(shù)為4，故A錯誤；B項，配合物Zn(NH3)4Cl2中，配體為NH3，Zn(NH3)42為內(nèi)界，故B錯誤；C項，配合物Zn(NH3)4Cl2中Zn2和NH3以配位鍵結(jié)合，故C錯誤；D項，在NH中，氮原子提供孤電子對，氫離子有空軌道，它們之間形成配位鍵，F(xiàn)e(CO)5中鐵提供空軌道，CO提供孤電子對，它們也形成配位鍵，故D正確。6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、2B6、2C4、2D2、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。7關(guān)于化學(xué)式為TiCl(H2O)5Cl2H2O的配合物的下列說法中正確的是()A配位體是Cl和H2O，配位數(shù)是9B中心離子是Ti4，配離子是TiCl(H2O)52C內(nèi)界和外界中的Cl的數(shù)目比是12D加入足量AgNO3溶液，所有Cl均被完全沉淀答案C8向含有1mol配合物Co(NH3)5ClCl2的溶液中加入足量的AgNO3溶液，生成氯化銀沉淀的物質(zhì)的量是()A0molB1molC2molD3mol答案C解析在配合物Co(NH3)5ClCl2中，有一個氯離子在內(nèi)界，有兩個氯離子在外界，溶液中能與銀離子反應(yīng)生成沉淀的是在外界的氯離子，由此可推斷1 mol配合物Co(NH3)5ClCl2的溶液中加入足量的AgNO3溶液，生成氯化銀沉淀的物質(zhì)的量是2 mol。題組三配合物的空間構(gòu)型9在Ag(NH3)2中，Ag與配位體形成配位鍵時，其雜化軌道類型是()AspBsp2Csp3Ddsp2答案A解析Ag是以空的5s、5p軌道形成sp雜化軌道，接受NH3提供的孤電子對。10鉑的兩種化合物a和b，其中a為，b為。實驗測得a和b具有不同的特性：a具有抗癌作用，而b沒有。則下列關(guān)于a、b的敘述正確的是()a和b屬于同一種物質(zhì)a和b互為同分異構(gòu)體a和b的空間構(gòu)型是平面四邊形a和b的空間構(gòu)型是四面體ABCD答案C解析本題考查配合物的異構(gòu)體的相關(guān)知識。因為a和b具有不同的特性，所以a和b一定不是同一種物質(zhì)；性質(zhì)不同說明結(jié)構(gòu)不同，而a和b的分子式相同，故二者互為同分異構(gòu)體；a和b若為四面體，則沒有這兩種異構(gòu)體，因此a和b只能是平面四邊形。11下列說法中錯誤的是()A當(dāng)中心原子的配位數(shù)為6時，物質(zhì)常呈八面體空間結(jié)構(gòu)BAg(NH3)2中Ag提供空軌道C配位數(shù)為4的配合物均為正四面體結(jié)構(gòu)D已知Cu(NH3)22的中心原子采用sp雜化，則它們的空間構(gòu)型為直線形答案C12已知Co(NH3)63的空間結(jié)構(gòu)如圖，其中數(shù)字處的小圓圈表示NH3分子，且相鄰的NH3分子間的距離相等，Co3離子位于八面體的中心，若其中兩個NH3被Cl取代，所形成的Co(NH3)4Cl2有()A2種B3種C4種D5種答案A解析該配離子的空間結(jié)構(gòu)是正八面體，正八面體六個頂點的位置是對稱等同的，選取其中一個取代，剩余位置有兩種，所以二元取代產(chǎn)物也就是兩種。綜合強化13回答下列問題：(1)Cu(NH3)42中存在的化學(xué)鍵類型有_(填字母)。A配位鍵B極性共價鍵C非極性共價鍵D離子鍵(2)Cu(NH3)42具有對稱的空間構(gòu)型，Cu(NH3)42中的兩個NH3被兩個Cl取代，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則Cu(NH3)42的空間構(gòu)型為_。(3)某種含Cu2的化合物可催化丙烯醇制備丙醛：HOCH2CH=CH2CH3CH2CHO。在丙烯醇分子中發(fā)生某種方式雜化的碳原子數(shù)是丙醛分子中發(fā)生同樣方式雜化的碳原子數(shù)的2倍，則這類碳原子的雜化方式為_。答案(1)AB(2)平面正方形(3)sp2解析(1)Cu(NH3)42中銅離子與氨分子之間的化學(xué)鍵是配位鍵，氨分子內(nèi)部的化學(xué)鍵是極性共價鍵。(3)HOCH2CH=CH2中的C原子，有一個采取sp3雜化，兩個采取sp2雜化；CH3CH2CHO中的C原子有兩個采取sp3雜化，一個采取sp2雜化。14(1)水分子在特定條件下容易得到一個H，形成水合氫離子(H3O)。下列對上述過程的描述不合理的是_(填字母)。a氧原子的雜化類型發(fā)生了改變b微粒的空間構(gòu)型發(fā)生了改變c微粒的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變d微粒中HOH的鍵角發(fā)生了改變(2)配離子Cu(NH3)2(H2O)22的中心離子是_，配位體是_，配位數(shù)為_。(3)過渡元素鈷有兩種化學(xué)式均為Co(NH3)5BrSO4的配合物，且配位數(shù)均為6，它們分別溶解于水時電離出的陽離子的化學(xué)式可能為_和_。鑒別兩者的實驗方法是分別取樣并滴加_(填化學(xué)式)溶液。答案(1)a (2)Cu2NH3、H2O4(3)Co(NH3)5Br2Co(NH3)5SO4BaCl2(或AgNO3)解析(1)H2O分子中氧原子采取sp3雜化形成4個雜化軌道，孤電子對占據(jù)2個sp3雜化軌道，由于孤電子對的排斥作用使水分子為V形；H3O中氧原子采取sp3雜化形成4個雜化軌道，孤電子對占據(jù)1個sp3雜化軌道，由于孤電子對的排斥作用，使H3O為三角錐型。因此H2O與H3O的鍵角不同，微粒的空間構(gòu)型不同。H2O和H3O結(jié)構(gòu)不同，化學(xué)性質(zhì)不同。(2)由書寫形式可以看出其中心離子是Cu2，配位體是H2O、NH3，配位數(shù)為4。(3)由配合物配位數(shù)均為6可知溶于水電離出的陽離子可能是Co(NH3)5Br2和Co(NH3)5SO4，可根據(jù)外界離子進行鑒別。15Cu2能與NH3、H2O、OH、Cl等形成配位數(shù)為4的配合物。(1)向CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液可生成Na2Cu(OH)4。畫出Cu(OH)42中的配位鍵：_。Na2Cu(OH)4中除了配位鍵外，還存在的化學(xué)鍵類型有_(填字母)。A離子鍵B金屬鍵C極性共價鍵D非極性共價鍵(2)金屬銅單獨與氨水或過氧化氫都不能反應(yīng)，但可與氨水和過氧化氫的混合溶液發(fā)生如下反應(yīng)：CuH2O24NH3=Cu(NH3)422OH。其原因是_。(3)Cu2可以與乙二胺(H2NCH2CH2NH2)形成配離子，如下圖：H、O、N三種元素的電負性從大到小的順序為_。乙二胺分子中N原子成鍵時采取的雜化類型是_。答案(1)AC(2)過氧化氫可氧化Cu生成Cu2，氨分子與Cu2形成配位鍵(3)ONHsp3解析(1)Cu2含有空軌道，OH含有孤電子對，可形成配位鍵，Cu(OH)42中1個Cu2與4個OH形成配位鍵，可表示為；Na2Cu(OH)4為離子化合物，含有離子鍵，并且OH鍵為極性共價鍵。(2)過氧化氫可氧化Cu生成Cu2，Cu2與氨分子能形成配位鍵。(3)同周期，從左到右，元素的電負性逐漸增大，則電負性O(shè)N，三種元素中H的電負性最弱，則電負性O(shè)NH；乙二胺分子中N原子采取sp3雜化。