金属有机化学课件和习题及答案

金属有机化学第12章过渡金属卡宾和卡拜配合物及催化应用112.1 定义过渡金属卡宾配合物：以双键与过渡金属键合的配合物。

过渡金属卡拜配合物：以叁键与过渡金属键合的配合物。

12.2 过渡金属卡宾配合物的类型和结构特点Fischer 卡宾Schrock 卡宾2(OC)5WOCH 3CH Ernst O. FischerTechnical University of Munich,GermanyFischer 卡宾通常被看作是中性2e -给体，与金属的键更接近常规的单键（虽然我们经常将之表示为双键）：●卡宾碳可认为是sp 2杂化，提供一对孤对电子与金属形成单键；●其剩余的空轨道（纯p z 轨道）与其邻位杂原子的孤对电子作用，当然金属的π-反馈键也会与之竞争（杂原子竞争能力有如下顺序N > S > O ）；●当金属缺电子时（如连接有多个好的π-受体，如CO ），这时不能很好地进行π-反馈，从而我们得到更接近M–C 单键（我们还是画成双键），而C–N 键之间存在部分双键性。

大多数Fischer 卡宾为d 6构型（将卡宾看作为中性2e -配体），但也存在d 4和d 8构型。

单线态卡宾中性2e -给体/ L卡宾碳sp 2杂化p zRichard SchrockMITH卡宾通常被看作是二阴离子4e-给体：Fischer 卡宾和Schrock 卡宾成键方式的比较：两种卡宾的对比1512.2.4 怎样计算两种金属卡宾的价电子数？1）将两者都看作是中性的2e -给体（虽然我们仍表示为M=C ）；2）将两者都看作是二价阴离子4e -给体；3）将Fischer carbene 看作是中性2e -给体（常见于具有d 6或d 8电子的中、后过渡金属）；将Schrock alkylidene 看作是二价阴离子4e -给体（常见于具有d 0，d 2电子的第4、5族金属，以及高氧化态的后过渡金属）。

怎样计算Fischer carbenes 和Schrock alkylidenes 的价电子数？建议大家一致、一贯采用第二种方法！！当总体考虑金属的外层价电子数时，几种方法均会给出相同的结果OMe+ R'SH(CO)5M C SR'R+ MeOHH(CO)5M CCH BuLiPhCHO攻。

第四章 有机金属化合物【补充习题及答案】1．简述EAN 规则，指出其作用。

答案：有效原子序数（Effective Atomic Number ）规则，简称EAN 规则。

该规则预言稳定存在的有机金属化合物应该是符合“金属原子的电子总数加上所有配体提供的电子数等于同周期的稀有气体的原子序数”要求的化合物。

对于过渡金属元素，每个金属原子的价电子数加上配体提供的电子数等于18的化合物是稳定的，因此该规则又称为“18电子规则”。

EAN 规则是一条经验规则，其将有机金属化合物的电子结构系统化，可用于定性解释或预言有机金属化合物的稳定性。

2．请给出含有下列有机配体的配合物实例：（1）共轭4电子配体；（2）共轭5电子配体；（3）单电子烷基配体。

答案：（1）含有共轭4电子配体CH 2＝CHCH ＝CH 2的例子： FeOC CO CO HCH 2C CH CH 2（2）二茂铁；（3）Al （C 2H 6）33．试用价键（VB ）法解释[PtCl 3（C 2H 4）]－配离子中的化学成键。

答案：Pt 2＋为d 8电子构型，其5d 、6s 、6p 22y x −x 和6p y 轨道组成4个dsp 2杂化轨道。

3个杂化轨道接受3个Cl －配体的3对孤对电子，形成3个σ–键。

第4个杂化轨道接受C 2H 4配体的π–电子形成第4个σ–键，同时Pt 2＋的d xz 电子向C ＝C 键的π*轨道反馈，形成1个反馈π–键。

4．完成下列反应式：C 5H 6Mg 500~600 ºC Co CO H 2Fe （CO ）5NaMn （CO ）5Br Mn （CO ）5-Fe （CO ）42-H 3O +（1）（2）（4）（5）（3） 答案： ℃　（1） 2C 5H 6 ＋ Mg (C 2H 5)2Mg + H 2↑（2）2Co ＋ 8CO ＋ H 20~35MPa 2HCo （CO ）4（3）Fe(CO)5 ＋ 2Na Na 2[Fe(CO)4] ＋ CO(4) Mn(CO)5Br ＋ Mn(CO)5Mn 2(CO)10 ＋ Br （5） Fe(CO)42 ＋ H 3O HFe(CO)4 ＋ H 2O －5．指出下列配体中哪些是π 配体，哪些是π 酸配体：CO C 5H 5− N 2 CN − PR 3 AsR 3 C 6H 6 C 2H 4 C 4H 6 bipy phen答案：π 配体：C 2H 4、C 4H 6、C 5H 5−、C 6H 6π 酸配体：CO 、N 2、CN −、PR 3、AsR 3、bipy 、phen6．双氮配合物中N 2配体的伸缩振动频率一般比自由N 2分子低100～300 cm －1，最多可降低600 cm －1 。

金属的化学性质(讲义及答案)及答案一、选择题1．现有一种固体粉末状样品，已知该样品由氧化铜和铁组成。

取样品少许，加入一定量的稀硫酸，待反应停止后过滤，得到滤渣和滤液。

向滤液中加入一根洁净的铁丝，铁丝表面无明显变化。

关于该实验有如下说法（）① 该样品的颜色为黑色；② 向样品中加入稀硫酸后，一定有气体生成，且液体颜色不变；③ 滤渣中一定有铜，不一定有铁；④ 滤液中含有硫酸铜和硫酸亚铁；⑤ 滤液中溶质只有硫酸铁。

A．2个B．3个C．4个D．5个答案：A解析：A【解析】氧化铜与铁粉都是呈黑色，所以①正确。

该题中发生的反应有：氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜（溶液呈蓝色）和水；铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁（浅绿色）；可能还会发生铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；所以错误。

反应后的滤液中加入铁丝，表面无明显变化，说明溶液中不存在硫酸铜和硫酸，滤液则为硫酸亚铁的溶液。

则铜一定被铁完全置换。

所以③正确，④⑤不正确。

点评：根据金属的化学性质进行解答。

2．某溶液含有Cu(NO3)2和AgNO3,先向其中加入一定量的铁粉进行处理,并绘制参加反应的铁与溶液中溶质种类的关系图(如下图)。

下列说法正确的是（）A．当参加反应的铁的质量为m1时,溶质的种类、金属单质种类均为3种B．当参加反应的铁的质量为m1、m2时,两者溶液中Cu(NO3)2的质量分数相等C．溶质种类为2种时，金属单质种类可能为2种D．当溶质种类为1种时,金属单质种类可能为1种答案：C解析：C【解析】【分析】在金属活动性顺序中，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，铁＞铜＞银，铁能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，生成的铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银。

【详解】A、当参加反应的铁的质量为m1时，溶液中溶质的种类为三种，表明铁的量少，没有将硝酸铜和硝酸银全部置换出来，金属单质不可能是三种，故A错误；B、当参加反应的铁的质量为m1、m2时，溶液中溶质的种类为三种，表明硝酸银没有全部被置换出来，硝酸铜没有参加反应，硝酸铜的质量相等，但是溶液的质量不相等，故硝酸铜的质量分数不相等，故B错误；C、当溶质种类为两种时，硝酸银全部被置换为银，硝酸铜可能有部分被置换为铜，金属单质的种类可能是2种，故C正确；D、当溶质种类为1种时，表明溶液中的硝酸银和硝酸铜全部参加反应，金属单质至少两种，不可能为1种，故D错误，故选C。

第一讲 《金属的化学性质》第一课时地壳中含量最多的金属元素是Al ：7.73%，第二位Fe ：4.75%。

大多数金属以化合态存在。

原因：金属元素外层电子数较少，易失去电子，因而性质活泼。

【思考与交流】举例说明金属能发生哪些化学反应？【探求新知】一、金属与非金属的反应 金属钠的物理性质与存放方法。

钠一般存放在石蜡油或煤油中1：Na 和O 2反应（1） 常温下 【实验探究1】用小刀从中间切开，观察钠切面的颜色变化银白色逐渐变暗 反应可表示为： 4Na + O 2 ==== 2Na 2O （颜色：白色固体）（2）钠的燃烧。

【实验探究2】用小刀切下绿豆粒大小的钠块，用滤纸吸干煤油后放入坩埚中，点燃酒精灯进行加热。

描述实验现象：金属先熔化，在空气中燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体 反应可表示为： 2Na + O 2 Na 2O 2 （颜色：淡黄色固体）注意：①用镊子夹取存放在煤油中的金属钠，②用滤纸吸干表面的煤油防止干扰观察现象，③未用完的钠块全部放回原试剂瓶中。

2、铝与氧气的反应4Al+3O 22Al 2O 3【实验探究1】 用坩埚钳钳住一块铝片在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动 实验现象 逐渐熔化，失去光泽，但不滴落原因： 铝的熔点 为665℃ 氧化铝的熔点 为2050℃ ，铝表面的致密氧化膜包在铝的外面，所以熔化了的液态铝不会落下。

【实验探究2】 用坩埚钳钳住一块用砂纸打磨过的铝片在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动 实验现象： 熔化的铝仍不滴落原因： 磨去氧化膜的铝片在空气中很快又形成一层新的氧化膜Δ【归纳小结】①金属的活动性越强，与氧气反应就越易进行（如钠露置空气中就氧化）；金属活动性越弱，与氧气发生反应时反应条件较高（如铁在空气中不能被点燃），俗语说“真金不怕火炼”就说明金在加热条件下不与氧气反应。

②金属和氧气反应一般生成普通氧化物，例MgO Al2O3 CuO，但钠在氧气中燃烧生成Na2O2，铁在氧气中燃烧生成Fe3O4。