高中化学人教版步步高选修3第二章分子结构与性质第二章 第二节 第3课时Word文件下载.docx
- 文档编号:21138432
- 上传时间:2023-01-27
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:98.97KB
高中化学人教版步步高选修3第二章分子结构与性质第二章 第二节 第3课时Word文件下载.docx
《高中化学人教版步步高选修3第二章分子结构与性质第二章 第二节 第3课时Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中化学人教版步步高选修3第二章分子结构与性质第二章 第二节 第3课时Word文件下载.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
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。
(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。
1.下列不能形成配位键的组合是( )
A.Ag+、NH3B.H2O、H+
C.Co3+、COD.Ag+、H+
答案 D
解析 配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对,另一方能提供空轨道,A、B、C三项中,Ag+、H+、Co3+能提供空轨道,NH3、H2O、CO能提供孤电子对,所以能形成配位键,而D项Ag+与H+都只能提供空轨道,而无法提供孤电子对,所以不能形成配位键。
2.气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物,分子中原子间成键关系如图所示,请在图中你认为是配位键的斜线上加上箭头。
答案
解析 Cl原子最外层有7个电子(其中1个为未成对电子),Al原子最外层有3个电子,每个Al原子与三个氯原子形成三对共用电子,总共为6个电子,不能满足8电子稳定结构,而每个氯原子各有三对孤电子对,可以通过配位键满足Al的8电子稳定结构。
误区警示 配位键的箭头必须指向提供空轨道的一方,写成Cl←Al是常出现的错误。
二、配位化合物
1.配合物的概念
把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)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-
溶液颜色
变血红色
Fe3++3SCN-===
Fe(SCN)3
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Fe2+的配位数为6。
形成配合物的原理
形成配合物的中心原子(离子)必须存在空轨道,配体一般都存在着孤电子对。
当配体接近中心原子(离子)时,为了增加成键能力,中心原子(离子)用能量相近的空轨道杂化,配体的孤电子对填到中心原子(离子)已杂化的空轨道中形成配离子。
配离子的立体构型、配位数及稳定性等主要决定于杂化轨道的数目和类型。
3.回答下列问题:
(1)配合物[Ag(NH3)2]OH的中心离子是________,配位原子是__________,配位数是________,它的电离方程式是_______________________________________________________。
(2)向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液,再加入氨水,观察到的现象是
________________________________________________________________________。
(3)解释加入氨水后,现象发生变化的原因_____________________________________
答案
(1)Ag+ N 2
[Ag(NH3)2]OH===[Ag(NH3)2]++OH-
(2)产生白色沉淀,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++Cl-,向其中滴加氨水,Ag+与NH3能发生如下反应:
Ag++2NH3===[Ag(NH3)2]+,会使沉淀溶解平衡向右移动,最终因生成[Ag(NH3)2]Cl而溶解
解析 在配合物[Ag(NH3)2]OH中,中心离子是Ag+,配位原子是NH3分子中的N原子,配位数是2。
4.指出下列各配合物中的配离子、中心离子、配体、配位数及配位原子。
(1)K2[Cu(CN)4]
(2)K2Na[Co(CNO)6]
(3)K2[Pt(NH3)2(OH)2Cl2]
答案
(1)K2[Cu(CN)4]的配离子为[Cu(CN)4]2-,中心离子为Cu2+,配体为CN-,配位数为4,配位原子为C。
(2)K2Na[Co(CNO)6]的配离子为[Co(CNO)6]3-,中心离子为Co3+,配体为CNO-,配位数为6,配位原子为O。
(3)K2[Pt(NH3)2(OH)2Cl2]的配离子为
[Pt(NH3)2(OH)2Cl2]2-,中心离子为Pt2+,配体为NH3、OH-、Cl-,配位数为6,配位原子为N、O、Cl。
解析 有关配合物的组成:
中心原子、配体、配位数、配离子等概念,在理解的基础上能够准确的从配位化合物中找出来。
配位键与非极性键、极性键的区别与联系
类型
比较
共价键
非极性键
极性键
配位键
本质
相邻原子间的共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静电作用
成键条件
(元素种类)
成键原子得、失电子能力相同(同种非金属)
成键原子得、失电子能力差别较小(不同非金属或少数金属与非金属)
成键原子一方有孤电子对(配体),另一方有空轨道(中心离子)
特征
有方向性、饱和性
1.下列关于配位化合物的叙述中不正确的是( )
A.配位化合物中必定存在配位键
B.配位化合物中只有配位键
C.[Cu(H2O)4]2+中的Cu2+提供空轨道,H2O中的O原子提供孤电子对,两者结合形成配位键
D.配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛的应用
答案 B
解析 配位化合物中一定含有配位键,但也含有其他化学键;
Cu2+提供空轨道,H2O中的O原子提供孤电子对,两者结合形成配位键。
2.下列物质①H3O+ ②[B(OH)4]- ③CH3COO-④NH3 ⑤CH4中存在配位键的是( )
A.①②B.①③
C.④⑤D.②④
答案 A
3.下列配合物的配位数是6的是( )
A.K2[Co(SCN)4]B.Fe(SCN)3
C.Na3(AlF6)D.[Cu(NH3)4]Cl2
答案 C
解析 K2[Co(SCN)4]中Co2+的配位数是4;
Fe(SCN)3中Fe3+的配位数是3;
Na3(AlF6)中Al3+的配位数是6;
[Cu(NH3)4]Cl2中Cu2+的配位数是4。
4.硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如下图所示:
在Xm-中,硼原子轨道的杂化类型有____________;
配位键存在于____________原子之间(填原子的数字标号);
m=____________(填数字)。
答案 sp2、sp3 4、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,利用中心原子价电子对数n=σ键数+孤电子对数,如果n=2则为sp杂化,n=3则为sp2杂化。
由于2号B形成3个σ键且无孤电子对,故B原子为sp2杂化,4号B形成4个σ键,则B原子为sp3杂化;
B原子提供空轨道,O原子提供孤电子对,故4、5(或5、4)原子之间形成配位键。
由阴离子的组成可知,Xm-为[H4B4O9]m-,得出m=2。
5.
(1)在Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、H2O、NH3、F-、CN-、CO中,可以作为中心离子的是____________________;
可以作为配体的是________________________________________。
(2)在[Fe(CN)6]3-配离子中,中心离子的配位数为___________________________________。
(3)配合物[Cr(H2O)4Br2]Br·
2H2O中,中心离子的化合价为________,配离子的电荷数是______________。
(4)短周期元素中,由三种元素组成的既有离子键、共价键,又有配位键且阴、阳离子含电子总数相等的物质是________,该物质的电子式为______________________。
答案
(1)Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+ H2O、NH3、F-、CN-、CO
(2)6 (3)+3价 带1个单位正电荷
(4)NH4F
[基础过关]
题组一 配位键的形成与判断
1.下列各种说法中错误的是( )
A.形成配位键的条件是一方有空轨道一方有孤电子对
B.配位键是一种特殊的共价键
C.NH4NO3、H2SO4都含有配位键
D.共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子
解析 配位键是成键的两个原子一方提供孤电子对,另一方提供空轨道而形成的共价键,可见成键双方都不存在未成对电子,故A、B对,D错;
NH4NO3、H2SO4中的NH
、SO
含有配位键,故C对。
2.在NH
中存在4个N—H共价键,则下列说法正确的是( )
A.4个共价键的键长完全相同
B.4个共价键的键长完全不同
C.原来的3个N—H的键长完全相同,但与通过配位键形成的N—H键不同
D.4个N—H键键长相同,但键能不同
解析 NH
可看成NH3分子结合1个H+后形成的,在NH3中中心原子氮采取sp3杂化,孤电子对占据一个轨道,3个未成键电子占据另3个杂化轨道,分别结合3个H原子形成3个σ键,由于孤电子对的排斥,所以立体构型为三角锥形,键角压缩至107°
但当有H+时,N原子的孤电子对会进入H+的空轨道,以配位键形成NH
这样N原子就不再存在孤电子对,键角恢复至109°
28′,故NH
为正四面体形,4个N—H键完全一致,配位键与普通共价键形成过程不同,但性质相同。
3.下列分子或离子中,能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是( )
①H2O ②NH3 ③F- ④CN- ⑤CO
A.①②B.①②③
C.①②④D.①②③④⑤
解析 配体是含有孤电子对的阴离子或分子,这几种微粒的结构中都含有孤电子对。
4.既有离子键又有共价键和配位键的化合物是( )
A.NH4NO3B.NaOHC.H2SO4D.H2O
题组二 配合物的组成与判断
5.下列化合物中属于配合物的是( )
①CuSO4·
5H2O ②K2PtCl6 ③KCl·
CuCl2④Cu(NH2CH2COO)2 ⑤KCl·
MgCl2·
6H2O
⑥Cu(CH3COO)2
A.①③④⑥B.②③⑤
C.①②D.①③⑤
解析 ③⑤是复盐,④⑥分别是甘氨酸铜、醋酸铜盐,均属盐类。
6.某物质的结构为
对该物质的分析判断正确的是( )
A.该物质是1个离子化合物
B.该物质的分子中含有的化学键有共价键和配位键
C.该物质是1种配合物,其中Ni原子提供孤电子对
D.该物质中C、N、O原子存在孤电子对
解析 该物质分子中没有离子键,不是离子化合物而是共价化合物,A错误;
根据结构可知该物质中Ni、N之间存在配位键,其他成键原子之间都是共价键,B正确;
根据结构可知Ni原子具有空轨道,是共用电子对的接受者,是配合物的中心原子,C错误;
C原子最外层的4个电子全部成键,没有孤电子对,D错误。
7.下列关于[Cu(NH3)4]SO4的说法中,正确的有( )
A.[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键
B.[Cu(NH3)4]SO4含有NH3分子,其水溶液中也含有NH3分子
C.[Cu(NH3)4]SO4的组成元素中第一电离能最大的是氧元素
D.[Cu(NH3)4]SO4中SO
的立体构型为平面三角形
解析 在[Cu(NH3)4]SO4中含有NH3,但其水溶液中不含有NH3,因为配离子很难再电离;
在该配合物的组成元素中,N的第一电离能最大。
题组三 配合物的结构与性质
8.由配位键形成的[Pt(NH3)6]2+和[PtCl4]2-中,其中心离子的化合价分别为( )
A.+2、-2B.+6、+2
C.+4、+2D.+2、+2
解析 配体NH3是中性分子、不带电,故[Pt(NH3)6]2+中Pt为+2价;
而Cl-作为配体,带1个单位负电荷,故[PtCl4]2-中Pt为+2价。
9.已知Co(Ⅲ)的八面体配合物的化学式为CoClm·
nNH3,若1mol配合物与AgNO3溶液反应生成1molAgCl沉淀,则m、n的值是( )
A.m=1,n=5B.m=3,n=4
C.m=5,n=1D.m=4,n=5
解析 由1mol配合物与AgNO3反应生成1molAgCl,得知1mol配合物电离出1molCl-,即配离子显+1价、外面还有一个Cl-。
又因为是Co3+,所以[CoClm-1·
nNH3]+中有两个Cl-。
又因为是八面体构型,所以n=6-2=4。
配合物为[Co(NH3)4Cl2]Cl。
[能力提升]
10.某物质的实验式为PtCl4·
2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀,以强碱处理并没有NH3放出,则关于此化合物的说法中正确的是( )
A.配合物中中心离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.Cl-和NH3分子均与Pt4+配位
D.配合物中Cl-与Pt4+配位,而NH3分子不配位
解析 在PtCl4·
2NH3水溶液中加入AgNO3溶液无沉淀生成,经强碱处理无NH3放出,说明Cl-、NH3均为配体,故该配合物中中心离子的配位数为6,电荷数为4,Cl-和NH3分子均与Pt4+配位,A、D错误,C正确;
因为配体在中心离子周围配位时采取对称分布状态以达到能量上的稳定状态,Pt配位数为6,则其立体构型为八面体形,B错误。
11.化合物NH3与BF3可以通过配位键,形成NH3·
BF3。
(1)配位键的形成条件是____________________________________________________
(2)在NH3·
BF3中,______原子提供孤电子对,______原子接受孤电子对。
(3)写出NH3·
BF3的结构式并用“→”标出配位键。
答案
(1)形成配位键的一方能够提供孤电子对,另一方具有能够接受孤电子对的空轨道
(2)氮 硼
(3)
12.回答下列问题:
(1)将白色CuSO4粉末溶解于水中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配位数是4的配合离子,请写出生成此配合离子的离子方程式:
_________________________________,蓝色溶液中的阳离子内存在的全部化学键类型有__________。
(2)CuSO4·
5H2O(胆矾)中含有水合铜离子因而呈蓝色,写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来)____________________________________________________
(3)向CuSO4溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀,在滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液,继续向其中加入极性较小的乙醇可以析出深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·
H2O晶体。
下列说法不正确的是_________(填字母序号)。
a.[Cu(NH3)4]SO4组成元素中电负性最大的是N元素
b.CuSO4晶体及[Cu(NH3)4]SO4·
H2O中S原子的杂化方式均为sp3
c.[Cu(NH3)4]SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键
d.NH3分子内的H—N—H键角大于H2O分子内的H—O—H键角
e.SO
的立体构型为正四面体形
f.[Cu(NH3)4]2+中,N原子是配位原子
g.NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化
(4)配离子[Cu(NH3)2(H2O)2]2+的中心离子是________,配体是________,配位数为________,其含有的微粒间的作用力类型有____________。
答案
(1)Cu2++4H2O===[Cu(H2O)4]2+ 共价键、配位键
(2)
(3)ag (4)Cu2+ NH3、H2O 4 配位键、极性共价键
解析
(1)Cu2+提供空轨道,H2O分子中的O原子提供孤对电子形成配合物[Cu(H2O)4]2+。
(2)H2O中的O原子提供孤对电子,Cu2+提供空轨道,所以配位键表示为
(3)电负性:
O>N,a不正确;
S原子与4个O原子形成共价键,所以S原子采取sp3杂化,b正确;
[Cu(NH3)4]SO4晶体中SO
与[Cu(NH3)4]2+以离子键结合,NH3、SO
中含有共价键,[Cu(NH3)4]2+中含有配位键,c正确;
NH3分子内N原子有1对孤电子对,H2O分子中O原子有2对孤电子对,H2O分子中孤电子对对共用电子排斥作用大,所以H2O分子中H—O—H键角小于NH3分子中H—N—H键角,d正确;
SO
中S原子以4个σ键与4个O原子结合,S采取sp3杂化,故SO
为正四面体形,e正确;
[Cu(NH3)4]2+中N原子提供孤电子对,f正确;
NH3中N为sp3杂化,g不正确。
(4)由书写形式可以看出其中心原子是Cu2+,配体是H2O、NH3两种,配位数为4。
[Cu(NH3)2(H2O)2]2+中含有微粒间作用力有配位键及极性共价键。
13.
(1)Cr3+基态核外电子排布式为__________________;
配合物[Cr(H2O)6]3+中,与Cr3+形成配位键的原子是____________(填元素符号)。
(2)在Ni基催化剂作用下,CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。
①基态Ni原子的电子排布式为________________________________________________,
该元素位于元素周期表的第________族。
②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1molNi(CO)4中含有________molσ键。
(3)若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物,则该配合物中提供孤电子对的原子是________________。
答案
(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3 O
(2)①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 Ⅷ ②8
(3)X
解析
(1)根据铬是第24号元素,其失去3个电子,还剩21个电子,排布式为1s22s22p63s23p63d3。
因为水分子中氧原子有孤电子对可以排在空轨道中,所以与铬离子形成配位键的是氧元素。
(2)①28号元素Ni的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2,该元素位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族。
②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,在每个配位体中含有一个σ键,在每个配位体与中心原子之间形成一个σ键,所以1molNi(CO)4中含有8molσ键。
(3)B原子与X原子形成配位键,因为B为缺电子原子,只能作中心原子,故形成配位键时提供孤电子对的原子是X。
14.铜单质及其化合物在很多领域都有着重要用途,如金属铜可用来制造各项体育赛事的奖牌、电线、电缆,胆矾可用作杀菌剂等。
请回答下列问题:
(1)已知Cu位于元素周期表第四周期第ⅠB族,则Cu原子的价电子排布式为____________。
(2)向盛有硫酸铜溶液的试管中加入氨水,首先形成难溶物,继续加入氨水,难溶物溶解并得到深蓝色的透明溶液。
下列对此现象叙述正确的是________。
A.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+的浓度不变
B.沉淀溶解后生成深蓝色的[Cu(NH3)4]2+
C.若硫酸铜溶液中混有少量硫酸,则可用氨水除去硫酸铜溶液中的硫酸
D.在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供孤电子对,NH3提供空轨道
(3)向硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+,已知NF3与NH3的立体构型均是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是_____________________________
答案
(1)3d104s1
(2)B
(3)F的电负性比N大,N—F成键电子对向F偏移,导致NF3中N原子核对其孤电子对的吸引能力增强,难以形成配位键,故NF3不易与Cu2+形成配离子(或者N、F、H三种元素的电负性:
F>
N>
H,在NF3中,共用电子对偏向F,偏离N原子,使得氮原子上的孤电子对难以与Cu2+形成配位
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中化学人教版步步高选修3第二章分子结构与性质第二章 第二节 第3课时 高中化学 人教版 步步高 选修 第二 分子结构 性质 课时