配位化合物
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什么是配位化合物?配位化合物是指由一个或多个配位体(ligand)与一个中心金属离子(或原子)通过配位键(coordination bond)结合形成的化合物。
在配位化合物中,配位体通过共用电子对与中心金属离子形成配位键,将其固定在配位体的周围形成配位球形结构。
1. 配位体:配位体是能够提供一个或多个电子对给中心金属离子的分子或离子。
配位体通常是具有孤对电子的原子或分子,包括有机分子如胺、醇和酸以及无机分子如氨、水和卤素离子等。
配位体通过配位键与中心金属离子结合,形成稳定的配位化合物。
2. 配位键:配位键是指配位体与中心金属离子之间的共用电子对。
配位键通常是通过配位体中的孤对电子与中心金属离子中的空轨道形成。
这种共用电子对的形成使得配位体与中心金属离子之间形成了较强的化学键。
配位键可以是单个配位体提供一个电子对形成的单配位键,也可以是多个配位体提供多个电子对形成的多配位键。
根据配位键的数量,配位体可以分为单齿配位体、多齿配位体和桥配位体等。
3. 配位球形结构:配位化合物中的配位体通过配位键与中心金属离子结合,形成了一个稳定的配位球形结构。
在这个结构中,中心金属离子被配位体包围,形成一个多面体的结构。
配位球形结构的形状和几何构型取决于配位体的种类和数量,以及中心金属离子的电子构型。
常见的配位球形结构包括八面体、四方体、正方形平面、三角双锥等。
这些不同的结构对于化合物的性质和反应有重要影响。
配位化合物具有许多特点和性质。
首先,配位化合物通常具有良好的溶解性和热稳定性,因为配位键是较强的化学键。
其次,配位化合物的颜色通常取决于中心金属离子的电子结构和配位体的取代情况。
这使得配位化合物在催化、荧光和生物活性等领域具有重要应用。
此外,配位化合物还可以通过改变配位体的种类和数量来调节其性质和功能,如选择性吸附、储能和分子识别等。
配位化合物是化学中的重要概念,对于理解过渡金属化学、配位化学和配位聚合物等领域具有重要意义。
化学中的配位化合物化合物是由不同原子通过共价或离子键相互结合形成的物质,而配位化合物则是在这个基础上引入了一个中心离子,使得周围的分子(配体)以孪晶体的方式围绕中心离子达到稳定的结构。
配位化合物的结构一般有两种,一种是具有点群对称的配位化合物,形成简单、对称的分子结构,大部分金属的情况都可以用点群的理论来解释。
另一种是非点群对称的配位化合物,由于存在不对称的原子、分子轨道、配体偏离等因素,使得其结构更为复杂。
不同种类的配位化合物均有着精细的内部结构和相关的理论研究。
以下将简单介绍一些常见的配位化合物及其特性。
1. 氨基酸配合物氨基酸是生物体中基础的分子构成单元,能通过阳离子交换、水解、还原等方式形成两性离子、金属离子配合物等,而在生命的进化过程中扮演了重要的角色。
例如,在乳酸菌中形成的结晶化氢桥纤维素(HBNC)中,氧原子上存在的羧基(O-H)和羧酸根基相连形成具有羟基和羧基的链状结构,进而与其它羟基和尿酸等形成氢键和金属离子配合物。
这些配合物有着天然的抗氧化、生物酸等很好的保健作用。
2. 金属络合物金属络合物即为金属离子与配体发生协同作用形成的化合物。
一般来说,金属离子具有可导电性、电子电离能低、主量子数较低、容易失去电子等特性,而其与配体之间的协同作用则存在着多种络合键,如项链式、夹心戒指式、四面体结构等。
这些络合物往往具有一定的生物活性、化学稳定性和物理性能特征,同时也在催化、光催化等领域为人们所利用。
例如,著名的血红蛋白就是由铁离子与血红蛋白配体组成,具有保护红细胞、传递氧气等作用。
而且通过控制金属离子的丰度、配合物的带电性等可以实现多种功能,例如合成光致消除材料、催化剂及光电转换器件等等。
3. 铁与铜络合物铁与铜被广泛应用在催化剂、生物学等领域,其化学性质与络合物的结构密切相关。
铁与铜的化合物因其含有容易发生氧化还原反应的过渡金属离子而具有很大的生物活性;而其复杂的化学结构和理论分析则常常是人们探寻其性质的难点。
化学中的配位化合物知识点配位化合物是指由一个或多个配体与一个中心金属离子或原子形成的化合物。
配位化合物在化学中具有重要的地位,广泛应用于催化剂、药物、化妆品、材料等领域。
本文将介绍配位化合物的定义、配体、配位数、结构和性质等方面的知识点。
一、定义配位化合物是由一个或多个配体与一个中心金属离子或原子通过配位键相连而形成的化合物。
配位键是指配体上的一个或多个原子通过共用电子对与中心金属离子或原子形成的化学键。
二、配体配体是指能够通过配位键与中心金属离子或原子形成化学键的化合物或离子。
配体可以是简单的阴离子、分子或配合物,常见的配体有水分子(H2O)、氨分子(NH3)、氯化物离子(Cl-)等。
三、配位数配位数是指中心金属离子或原子周围配体的个数。
配位数决定了配合物的结构和性质。
一般情况下,配位数为2或4的配合物呈平面结构,配位数为6的配合物呈八面体结构。
四、结构配位化合物的结构多样,常见的几何构型有线性、正方形、八面体等。
配合物的结构与配位数、中心金属离子的价态、配体的性质等因素有关。
五、配合物的性质配合物具有许多特殊的性质,包括颜色、磁性、溶解度等。
其中,颜色是由于配合物的电子结构所引起的。
许多过渡金属离子在配位化合物中呈现出丰富多彩的颜色。
六、常见的配位化合物1. 水合物:即配位化合物中的水分子,常见于许多金属离子的溶液中,如CuSO4·5H2O(硫酸铜五水合物);2. 氨合物:即配位化合物中的氨分子,常见于许多过渡金属离子的配合物中,如[Co(NH3)6]Cl3(六氨合三氯钴);3. 配位聚合物:由多个配位单元组成的大分子化合物,如蓝色胆矾[Cu(NH3)4][Fe(CN)6](铜铁氰合物);4. 配位聚合物:由两个或多个中心金属离子和对应的配体组成的化合物,如[Fe2(CN)6]4-(四氰合二铁)。
综上所述,配位化合物是化学中的重要概念,对于理解化学反应、催化剂、材料科学等领域具有重要意义。
第07章配位化合物;选择题1.下列离子不能成为中心离子的是( D )A.Cu2+B.Fe3+C.Ag+D.NH4+2.与中心离子通过配位键相结合的中性分子或阴离子叫做(B )A.配离子B.配位体C.配合物D.反离子3.下列物质不能作为配位体的是( A )A.NH4+B.Cl-C.CN-D.H2O4.[Cu(NH3)4]SO4中Cu2+的配位数是(D )A.1 B.2 C.3 D.45.下列关于配合物的叙述正确的是( A )A.配合物的组成一般有内界外界之分B.配位数是中心离子的两倍C.配位体都是中心离子D.外界离子都是阴离子6.对配合物[Cu(NH3)4]SO4的叙述,错误的是( C )A.Cu2+和NH3之间以配位键结合B.[Cu(NH3)4]2+和SO42-之间以离子键结合C.Cu2+和NH3之间以离子键结合D.[Cu(NH3)4]SO4在水中全部电离成[Cu(NH3)4]2+和SO42-7.下列配合物中,中心原子的杂化轨道类型属外轨型的是( D )A.d2sp3 B.dsp2C.dsp3D.sp3d28.乙二胺NH2—CH2—CH2—NH2能与金属离子形成下列( C )物质A.配合物B.沉淀物C.螯合物D.聚合物C.螯合物。
乙二胺是双基配位体,它与金属离子配合时形成螯合环,例如和Cu2+的螯合物:9.下列具有不同d n电子构型的离子中,(C)离子在弱的八面体场中具有最大的晶体稳定化能A.d1B.d2C.d3D.d410.CuSO4·5H2O中,中心离子(Cu2+)的配位水分子数是( D )A.5 B.2 C.1 D.411.Fe3+离子能与下列( C )配位体形成具有五元环的螯合离子A.碳酸根离子B.乙酰丙酮C.丁二酸根D.丙二酸根解释:C.丁二酸根离子,可由它们的结构式看出:12.下列配离子中,稳定常数最大的是(A )A.〔Fe(CN)6〕3- B. Fe F6〕3-C.〔Fe(CNS)6〕3-D.〔Fe(CN)6〕4-A.〔Fe(CN)6〕3-。
上述配离子配位数都是6,中心离子分别是Fe3+和Fe2+,前三者都是Fe3+,即中心离子相同,配位体分别是CN-,CNS-和F-。
配位体场强的次序是:CN-CNS->F-。
因此,〔Fe(CN)6〕3-最稳定。
〔Fe(CN)6〕3-和〔Fe(CN)6〕4-相比,配位体相同,中心离子电荷大的稳定。
13.在四面体场中,中心离子的d轨道在配位体场的作用下发生分裂其轨道组数是( D )A.能量不等的五组轨道C.能量不等的三组轨道D.在四面体场中,中心离子的d轨道在配位体场的作用下,14.下列铁化合物或配离子中,(D )具有最大的波尔磁子A.〔Fe(CN)6〕3- B.〔Fe(CN)6〕4-C.(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O D.〔FeF6〕3-15.〔Co(NH3)4(H2O)2〕3+有几种异构体(B )A.1 B.2 C.3 D.4B.〔Co(NH3)4(H2O)2〕3+是一个配位数为6的八面体配合物,只能有顺反两种几何异构体。
16.〔Ni(CN)4〕2-的几何构型是( C )A.正四面体B.正方锥形C.平面正方形D.变形四面体C.平面正方形。
该配合物采取dsp2杂化。
17.下列各电对中,电对代数值最小的是( C ),在上述电对中,由于Cu2+与乙二胺生成的配合物最稳定,根据能斯特方程,可知上述电对中,配合离子愈稳定,电极电位值越小。
18.下列配离子浓度相同时,离解产生Zn2+浓度最小的是( D )A.〔Zn(NH3)4〕2+B.〔Zn(NH3)2(H2O)2〕2+C.〔Zn(en)2〕2+D.〔Zn(CN)4〕2-19.在配合物[(RuCl5)2O]4–和[PtCl3(C2H4)]–中,中心原子的配位数分别是( D )A.5.5,5;B. 5.5,4;C.6,5;D.6,4。
20.将化学组成为CoCl3·4NH3的紫色固体配制成溶液,向其中加入足量的AgNO3溶液后,只有1/3的氯从沉淀析出。
该配合物的内界含有( D )A.2个Cl–和1个NH3;B.2个Cl–和2个NH3;C.2个Cl–和3个NH3;D.2个Cl–和4个NH3。
21.形成高自旋配合物的原因是( A )A.电子成对能P > 分裂能Δ;B.电子成对能P < 分裂能Δ;C.电子成对能P = 分裂能Δ;D.不能只根据P 和Δ确定。
22.Co为27号元素。
测得 [CoF6]3–的分裂能Δ = 13 000 cm–1,电子成对能P = 21 000 cm–1,由此判断该中心离子的d电子排布为( A )A.24γεdd;B.42γεdd;C.33γεdd;D.6γεdd。
23.下列各组分子或离子中不属于共轭酸碱关系的是( B )A.Cr[(H2O)6]3+ 和Cr[(OH)(H2O)5]2+;B.H2CO3和CO32–;C. H2NCH2COO–和+H3NCH2COO–;D.H2PO4–和HPO42–。
24.若[M(NH3)2]+ 的θsK= a , [M(CN)2]–的θsK=b,则反应( D )[M(NH3)2]+ + 2CN– = [M(CN)2]– + 2NH3的平衡常数Kθ为A.a – b;B.a+b;C.ab;D.a/b。
25.Fe2++ 3Ac–=[Fe(Ac)3]–向这个体系中加入少量HCl,平衡移动的方向是( A )A.向左;B.向右;C.不移动;D.无法确定。
26.向前一体系中加入大量NaOH,平衡移动的方向是( A )A.向左;B.向右;C.不移动;D.无法确定。
27.Na2S2O3可作为重金属中毒时的解毒剂,这是利用它的( C )A.还原性;B.氧化性;C.配位性;D.与重金属离子生成难溶物。
28.K s([Cu(NH3)4]2+) = 1.0×1013。
向0.10 mol·L–1 CuSO4溶液中通入氨气,当[NH3]=1.0 mol·L–1时,溶液中[Cu2+]的数量级为( A )(mol·L–1)A.10–14;B.10–13;C.10–12;D.10–11。
29.下列物质中不能做配体的是( C )A.C6H5NH2;B.CH3NH2;C.NH4+、D. NH3。
30.Co2+与SCN–离子生成蓝色Co(SCN)2–离子,可利用该反应检出Co2+;若溶液也含Fe3+,为避免[Fe(NCS)n]3–n离子的红色干扰,可在溶液中加入NaF,将Fe3+掩蔽起来。
这是由于生成了( C )A.难溶的FeF3;B.难电离的FeF3;C.难电离的[FeF6]3–;D.难溶的Fe(SCN)F2。
31.为增加铜锌原电池的电动势,可采取的措施是( B )A.增加负极ZnSO4浓度;B.增加正极CuSO4浓度;C.正极加氨水;D.增加锌电极质量。
32.乙二胺NH2-CH2-CH2-NH2能与金属离子形成下列那种物质()A.配合物B.沉淀物C.螯合物D.聚合物33.CUSO4·H2O中,中心离子(CU2+)的配位分子数是()A.5 B.2 C.1 D.434.下列化合物中属于配合物的是( )A.NA2S2O3B.H2O2C.[AG(NH3)2]Cl D.KAl(SO4)2·12H2O35.在配合物K[CO(EN)(C2O4)2]中,中心离子的电荷数及配位数分别是( )。
A.+3和3 B.+1和3 C.+3和4 D.+3和636.K[PTCL3(NH3)]的正确命名是( )A.三氯、氨和铂(Ⅱ)酸钾B.一氨、三氯和铂(Ⅱ)酸钾C.三氯、氨和铂(0)酸钾D.三氯化氨和铂(Ⅱ)酸钾37. 易于形成配离子的金属元素是位于周期表中的( B )(A) p区 (B) d区和ds区 (C) s区和p区 (D) s区38.在配离子[PtCl 3(C2H4)]-中,中心离子的氧化值是( B )(A) +3 (B) +4 (C) +2 (D) +539.在配合物[(RuCl5)2O]4–和[PtCl3(C2H4)]–中,中心原子的配位数分别是( D )A、5.5,5;B、 5.5,4;C、6,5;D、6,4。
40.将化学组成为CoCl3·4NH3的紫色固体配制成溶液,向其中加入足量的AgNO3溶液后,只有1/3的氯从沉淀析出。
该配合物的内界含有( D )A、2个Cl–和1个NH3;B、2个Cl–和2个NH3;C、2个Cl–和3个NH3;D、2个Cl–和4个NH3。
41.形成高自旋配合物的原因是( A )A、电子成对能P > 分裂能Δ;B、电子成对能P < 分裂能Δ;C、电子成对能P = 分裂能Δ;D、不能只根据P 和Δ确定。
42.Co为27号元素。
测得 [CoF6]3–的分裂能Δ = 13 000 cm–1,电子成对能P = 21 000 cm–1,由此判断该中心离子的d电子排布为( A )A、24γεdd; B、42γεdd; C、33γεdd; D、6γεdd。
43.下列各组分子或离子中不属于共轭酸碱关系的是( B ) A、Cr[(H2O)6]3+ 和Cr[(OH)(H2O)5]2+; B、H2CO3和CO32–;C、 H2NCH2COO–和+H3NCH2COO–;D、H2PO4–和HPO42–。
44.若[M(NH3)2]+ 的θsK= a , [M(CN)2]–的θsK=b,则反应 ( D )[M(NH3)2]+ + 2CN– = [M(CN)2]– + 2NH3的平衡常数Kθ为A、a – b;B、a+b;C、ab;D、a/b。
45.Fe2++ 3Ac–=[Fe(Ac)3]–向这个体系中加入少量HCl,平衡移动的方向是( A )A、向左;B、向右;C、不移动;D、无法确定。
46.向前一体系中加入大量NaOH,平衡移动的方向是( A )A、向左;B、向右;C、不移动;D、无法确定。
47.Na2S2O3可作为重金属中毒时的解毒剂,这是利用它的( C )A、还原性;B、氧化性;C、配位性;D、与重金属离子生成难溶物。
48.K s([Cu(NH3)4]2+) = 1.0×1013。
向0.10 mol·L–1 CuSO4溶液中通入氨气,当[NH3]=1.0 mol·L–1时,溶液中[Cu2+]的数量级为( A )(mol·L–1)A、10–14;B、10–13;C、10–12;D、10–11。
49.下列物质中不能做配体的是( C )A、C6H5NH2;B、CH3NH2;C、NH4+、D、 NH3。
50.Co2+与SCN–离子生成蓝色Co(SCN)2–离子,可利用该反应检出Co2+;若溶液也含Fe3+,为避免[Fe(NCS)n]3–n离子的红色干扰,可在溶液中加入NaF,将Fe3+掩蔽起来。