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高中化学 第三讲 配合物竞赛

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化学竞赛配位化合物

化学竞赛配位化合物
配合物盐，是在配合物的溶液或晶体中，十分明确地存在着 含有配位键的、能独立存在的复杂组成的离子：
[Cu(NH3)4]SO4·H2O → [Cu(NH3)4]2+ + SO42- + H2O
（五）配合物的分类
1. 简单的配合物 由单齿配位体与中心离子以配位键相结合而成。
由多齿配位体与中心离子以配位键相结合而成的，具 有环状结构的一类络合物，如：
化学竞赛配位化合物
初赛基本要求
8． 配合物。路易斯酸碱的概念。配位键。重要而常见的配合物的中心离子 （原子）和重要而常见的配体（水、羟离子、卤离子、拟卤离子、氨分子、 酸根离子、不饱和烃等）。螯合物及螯合效应。重要而常见的配合剂及其重 要而常见的配合反应。配合反应与酸碱反应、沉淀反应、氧化还原反应的联 系（定性说明）。配合物几何构型和异构现象基本概念和基本事实。配合物
一、 配位化合物的基础知识
（一）配位化合物的发现
最早（1704）报导的配合物：普鲁士蓝Fe[Fe(CN)6]；普鲁士人迪士巴赫 (Diesbach)。
提出配位理论： 19世纪90年代瑞士的青年化学家维尔纳（A. Werner）。
1789年塔赫特发现CoCl3·5NH3和CoCl3·6NH3的性质不同 两种晶体的水溶液中加入AgNO3溶液均有白色AgCl沉淀。只是 CoCl3·6NH3中的Cl－全部沉淀，而CoCl3·5NH3溶液中仅有2/3的Cl－生成
重排， Co3+： d2sp3杂化 ( 内轨型 )
影响配合物类型的因素：
中心离子的电荷：电荷增多，易形成内轨型配合物
[Co(NH3)6]2+ 外轨型配合物 [Co(NH3)6]3+ 内轨型配合物
配位原子电负性：

高中化学竞赛配合物构型问题的解题思路

高中化学竞赛配合物构型问题的解题思路
（ 三） 配 合 物 解题 方 法 拓展
参加 高中化学竞 赛的考生 ， 必 须非常清 楚地掌 握配合 物基
晶体场 稳定化能对 配合 物稳定性 的影 响。
（ 二） 解 题 思路
【 关键词 】 高中化学竞赛 配合物 构型 异构现象 解题
思路
配合 物构 型解题思 路， 概 括如下。 １ ． 中心离子 （ 原子 ） 的选择 。 先 按单核 中心考虑 ， 根据 中心 离子 （ 原子 ） 的种类 确 定配位数 ， 进 而确 定基 本构 型 ， 如４ 配位
高中化学竞赛配合物构型问题的解题思路
口桂林 电子科技 大学 陈 晟
【 摘 要 】 根 据高 中 化 学竞 赛大纲， 结合 自己多年的竞 赛教
学经验 ， 对 竞赛中出现 的配合物 问题进行 总结 ， 强调 配合 物构型 在 竞赛 中的重要 性 。本文就 配合 物构 型方面的问题展 开论 述 ， 并对拓展 知 识 “ 反位 效应”和 “ Ｅ ＡＮ规 则” 进 行了简要 介 绍， 结
、
配合 物问题在高 中化 学竞赛 中的考点分 析
虑简单 配体 ， 凑 够配位数 。 当最 大配位 原子 数大 于配位数 时 ，
一
２ ０ ０ ８ 年至 ２ ０ １ ３ 年６ 届 化学竞赛 初赛 试卷 中出现 的配合 物问 题分 值统计 如下。
２ ０ ０ ８ － ２ ０ １ ３ ￣高 中化学竞赛全 田初器配合物 试题赋分表
二 、配合 物构型问题的理论基础 与解题方法 拓展
（ 一） 理 论 基 础
子 性质 相 同， 例如 ， 可用硝 酸 酸化 的硝酸银 溶液 鉴别 卤离子 位 于配离子 内界或外界 。 然后 考虑 内界配 体不 同构型下 的偶 极矩 差异 ， 通 常来说 ， 顺 反 异构 中的反 式 、 面经 异构 中的经 式结 构 偶 极较 小 ， 在 电磁 场中显示 出的诱 导偶 极较 弱。最后 考虑 光学 异构， 一般需 要用到旋光仪等光 学仪器才 可以鉴别 。

化学竞赛中的配合物问题

化学竞赛中的配合物问题
（１）该配合物中心原子Ｍ是什么元素？氧化态多
大？给出推理过程。
（２）画出该配合物的结构示意图，给出推理过
程。 （３）指出配体（ＮＯ２）－在“自由”状态下的几何构
型和氮原子的杂化轨道。
（４）除本例外，上述无机配体还可能以什么方式
和中心原子配位？用图形画出三种。
解析：题目没有告诉中心离子的元素符号，不
可能利用“抓中心离子法”求该配合物的化学式，
Ｆｅ ＋ ＣＯ２ ；
（２）若n＜
１ ４
，则在n
n（Ｃ） （ＦｅＯ）
≤１２ 的范围内，反应
器中的固体物质是ＦｅＯ 和Ｆｅ ，气体的产物是ＣＯ２ ；
（３）若n＞４ ，则在
n
n（Ｃ） （ＦｅＯ）
≥
１ １
的范围内，反应
器中的固体物质是Ｆｅ和木炭，气体的产物是ＣＯ；
n
n（Ｆ（ＣｅＯ）（）４）＜若１１反应范的围气内体，产因物此是木混炭合的物物时质，的即量在的１２
＜ 范围
为：１２ ＜ n ＜ １。
化学竞赛中的配合物问题
魏华平，艾宏国 （夷陵中学，湖北宜昌 ４４３０００） 文章编号：１００５－６６２９（２００５）１２－００５６－０３ 中图分类号：Ｇ６３２．４７９ 文献标识码：Ｃ
纵观近六年的全国高中化学竞赛初赛试卷，发 现有关确定配合物分子式或结构式的问题出现的频 率及分值都很高。尤其到２００４年，试卷中涉及配合
两个过氧基团，每个过氧基团作为双齿配体与中心
离子配位，形成双五角锥构型。通过以上分析、联
想、类比、综合得出Ａ物质的结构式如下：
ＮＨ３
Ｏ
Ｏ Ｃｒ Ｏ 或
Ｏ Ｏ
Ｏ Ｃｒ ＮＨ３
Ｏ
ＮＨ３
ＮＨ３
Ｏ

化学竞赛 配合物课件

化学竞赛 配合物课件
水合异构：[CrCl2(H2O)4]Cl2H2O和 [CrCl(H2O)5]Cl2H2O和[Cr(H2O)6]Cl3
（二）几何异构
几何异构：化学组成相同的形成体与配体在空 间的位臵不同而产生的异构现象。 二氯二氨合铂
顺式(cis)
反式(trans)
顺反异构
顺式(cis) 橙黄色，溶解度较大 反式(trans) 亮黄色，溶解度较小
O H2N N OH N N NH2 O O N N O
9、乙二胺 10、草酸根 11、西佛碱 水杨醛与邻苯二胺或乙二胺（三亚乙 基四胺）
2
2
N N
N N
N N
N N
卟吩基
酞箐基
NH N
N HN
HOOCH2C NCH2CH2N HOOCH2C
CH2COOH CH2COOH
过氧根ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ子
配位数 配位数的影响因素 配位数的影响因素 形成体的电荷：Pt(II)、Pt(IV) 形成体半径：AlF63–、BF4– 配体电荷：Zn(NH3)62+、Zn(CN)42– 配体半径：AlCl4– 浓度、温度 螯合物 螯合剂 配合物的分类：按核多少、配体类型等
3、同类按英文字顺[Co(NH3)5(H2O)]Cl3、[Pt(NH2)(NO2)(NH3)2] NCS–、NH2–、NO2– （三）配合物——无机盐H2[SiF6]、K4[Fe(CN)6]、[Pt(NH3)6]Cl4
[Ag(NH3)2]Cl
[Cu(NH3)4]SO4
氯化二氨合银(I)
硫酸四氨合铜(II) 相当于金属离子
CH3 C O Be
O
Be O
O C O O CH3 CBe
CH3
O O O C O C CH3 Be O CH O C O 3 CH3

高中化学竞赛《配合物》课件

高中化学竞赛《配合物》课件

例2、Ni(CO)4 的成键情况
在配体 CO 的作用下，Ni 的价层电子重排成 3d104s0
等；
形成 sp3 杂化轨道，正四面体分布，4 个CO 配体与sp3 杂化轨道成配键，形成的 Ni(CO)4 构型为正四面体。
例1和例2 的相同点是，配体的孤对电子配入中心的外 层空轨道， 即 ns np nd 杂化轨道，形成的配合物称外轨型配合物， 所成的键称为电价配键，电价配键不是很强。
内轨型配合物：中心原子用部分内层轨道接纳配体电子。 例如：[Cr(H2O)6]3+ d2sp3杂化, 八面体构型，3d3
内外轨型取决于：配位体场（主要因素）和中心原子（次要因素） ① 强场配体，如CN－、CO、NO2－ 等，易形成内轨型；
弱场配体，如 X－、H2O易形成外轨型。
② 中心原子d3型，如Cr3+，有空(n－1)d轨道，(n－1)d 2 ns np3 易形成内轨型；中心原子d 8~ d10型，如Fe2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+、 Cu+ 无空(n－1)d轨道，(ns) (np)3 (nd)2易形成外轨型。
（2）金属离子在周围电场作用下，原来相同的五个简并d轨道发 生了分裂，分裂成能级不同的几组轨道；
3）由于d轨道的分裂，d轨道上的电子将重新排布，依旧满足能量 低原理，优先占据能量较低的轨道，往往使体系的总能量有所降低。
、
高能量的 d x2 y2 d z统2 称d轨道 ；能量低的 d xz d xy d yz
内轨配合物稳定，说明其键能 E内 大于外轨的 E外，那么怎样解释 有时要形成外轨配合物呢？其能量因素如何？从上面的例题中可以 看到，形成内轨配合物时发生电子重排，使原来平行自旋的 d电子 进入成对状态，违反洪特规则，能量升高。 成一个对，能量升高一 个P（成对能）。如 Fe(CN)63-中的d 电子，由 变成

全国高中生化学竞赛试题3 配位化合物(答案)

全国高中生化学竞赛试题3 配位化合物(答案)

配位化合物答案第1题（13分）1-1n M :n N =21.68/M M :31.04/14=1:(2y +2)M A =19.56×(y +1)y =2（设y 为其他自然数均不合题意），得M M =58.7(g /mol)查周期表可知，M 为镍元素。

由配体(NO 2)x 的两个氮氧键不等长，推断配体为单齿配体，配位原子为O ，故配体为NO 2-，因此，Ni 的氧化数为+2。

（4分）（推理过程合理都给分，不合理，即使结果正确也扣2分。

）1-2设配合物中碳原子数为n C ，则：n C :n N =17.74/12:31.04/14=0.667已知n N =2×2+2=6，所以，n C =0.677×6=4，求出摩尔质量，由于剩余量过小，只能设A 是氮氢化合物，由此得氢原子数，可推得配体A 为H 2NCH 2CH 2NH 2，配合物的结构示意图为：N C CN NC C N H 2H 2H 2H 2H 2H 2H 2H 2Ni NNOO OO（4分）（合理推理过程2分，结构图2分）1-3根据VSEPR 理论，可预言NO 2-为角型，夹角略小于120°，N 原子取sp 2杂化轨道。

1-4O NONOOON O （2分）（注：只要图形中原子的相对位置关系正确即可得分；画出其他合理配位结构也应得分，如氧桥结构、NO 2-桥结构等）（3分）第2题（7分）吡啶甲酸根的相对分子质量为122。

设钒与2个吡啶甲酸根络合，50.9+244=295，氧的质量分数为21.7%；设钒与3个吡啶甲酸根络合，50.9+366＝417，氧的质量分数为23.0%；设钒与4个吡啶甲酸根结合，50.9+488=539，氧的质量分数为23.7%；设钒与5个吡啶甲酸根结合，50.9+610=661，氧的质量分数为24.2%；钒与更多吡啶甲酸根络合将使钒的氧化态超过+5而不可能，因而应假设该配合物的配体除吡啶甲酸根外还有氧，设配合物为VO(吡啶甲酸根)2，相对分子质量为50.9+16.0+244=311，氧的质量分数为25.7%，符合题设。

全国高中生化学竞赛试题3 配位化合物

全国高中生化学竞赛试题3 配位化合物

配位化合物（全国初赛）第1题（13分）六配位（八面体）单核配合物MA 2(NO 2)2呈电中性；组成分析显示：M 21.68%，N 31.04%，C 17.74%；配体A 含氮不含氧；配体(NO 2)x 的两个氮氧键不等长。

1-1该配合物中心原子M 是什么元素？氧化态多大？给出推论过程。

（2002年第5题）1-2画出该配合物的结构示意图，给出推理过程。

13指出配体(NO 2)x 在“自由”状态下的几何构型和氮原子的杂化轨道类型。

1-4除本例外，上述无机配体还可能以什么方式和中心原子配位？画出三种。

第2题（7分）研究发现，钒与吡啶-2-甲酸根形成的单核配合物可增强胰岛素降糖作用，它是电中性分子，实验测得其氧的质量分数为25.7%，画出它的立体结构，指出中心原子的氧化态。

要给出推理过程。

（2004年第5题）第3题（8分）今有化学式为Co(NH 3)4BrCO 3的配合物。

（2004年第8题）3-1画出全部异构体的立体结构。

3-2指出区分它们的实验方法。

第4题（6分）本题涉及3种组成不同的铂配合物，它们都是八面体的单核配合物，配体为OH －和/或Cl －。

（2005年第4题）4-1PtCl 4·5H 2O 的水溶液与等摩尔NH 3反应，生成两种铂配合物，反应式为：。

4-2BaCl 2·PtCl 4和Ba(OH)2反应（摩尔比2:5），生成两种产物，其中一种为配合物，该反应的化学方程式为：。

第5题（11分）化合物A 是近十年开始采用的锅炉水添加剂。

A 的相对分子质量90.10，可形成无色晶体，能除去锅炉水中溶解氧，并可使锅炉壁钝化。

（2006年第7题）5-1A 是用碳酸二甲酯和一水合肼在70℃下合成，收率80%。

画出A 的结构式。

5-2写出合成A 的反应方程式。

5-3低于135℃时，A 直接与溶解氧反应，生成三种产物。

写出化学方程式。

5-4高于135℃时，A 先发生水解，水解产物再与氧反应。

高中化学竞赛课件,知识点及练习-配合物

高中化学竞赛课件,知识点及练习-配合物

Cl
Pt
H3N
Cl
顺-二氯·二氨合铂
极性
Pt
Cl
NH3
反-二氯·二氨合铂
非极性
配合物ห้องสมุดไป่ตู้立体结构和异构现象
对映异构 对映异构又称手性异构或旋光异构，是不同于几何异构的另 一种立体异构现象。它指存在一对互为不可重合镜像的异构体， 好比左右手一样，互为镜像却不能在三维空间中重合。
例：顺-二氯·二（乙二胺）合钴(III)离子
d2sp2 d2sp3或sp3d2
空间构型 直线型
平面三角形 四面体
平面四边 正方形 三角双锥 正方锥形 正八面体
实例
[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)2]+、
[Cu(CN)2]-
[HgI3]-、 [CuCl3]2-
[ZnCl4]2- [FeCl4]- [CrO4]2[BF4]- [Ni(CO)4]、 [Zn(CN)4]2-
配合物的配位键理论
配合物的配位键理论的基本要点： 配位键理论又叫配价键理论，其基本要点可归纳为三点： 1．中心离子和配位原子间是以配价键结合的，具有孤对电子的 配位原子提供电子对，填入中心离子的外层空轨道形成配位键。 2．中心离子所提供的空轨道在与配位原子成键时必须经杂化， 形成数目相等的杂化轨道。这些杂化轨道的能量相同，而且有 一定的方向性。它们分别和配位原子的孤对电子轨道在一定方向 上彼此接近，发生最大的重叠而形成配位键，这样就形成了各种 不同的配位数和不同构型的配合物。 3．中心离子的空轨道杂化时，若有次外层d轨道参加，则形成 的配合物属内轨型；若均为最外层轨道参加杂化，则形成的配 合物属外轨型。内轨型配合物的配位键更具有共价键性质所以 叫共价配键，外轨型配合物的配位键更具有离子键性质所以叫 电价配键，但本质上两者均属共价键范畴。

高中化学竞赛专题考试——配合物

高中化学竞赛专题考试——配合物

高中化学竞赛专题考试——配合物班级： 姓名：1.008Zr Nb Mo TcRu Rh P d Ag Cd In Sn Sb Te I Hf Ta W Re OsIr P t Au Hg Tl P b Bi P o At Ac-Lr HLi BeB C N O F Na MgAl Si P Cl S K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se BrRb Cs Fr Sr Ba RaY La Lu -6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210][210]126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3[222]He Ne Ar Kr Xe Rn 相对原子质量Rf Db Sg Bh Hs Mt 一、选择题（每小题有只有1个答案，2×13=26分） 1、(NH 4)3[CrCl 2(SCN)4]的名称是（ ）A.二氯四硫氰酸根合铬（Ⅲ）酸铵B.四硫氰酸根二氯合铬（Ⅲ）酸铵C.四异硫氰酸根二氯合铬（Ⅲ）酸铵D. 二氯四异硫氰酸根合铬（Ⅲ）酸铵 2、Ni(CO)4，Ni(CN)42－，Ni(NH 3)62+的空间构型分别为（ ）A.正四面体，正四面体，正八面体B.平面正方形，平面正方形，正八面体C.正四面体，平面正方形，正八面体D.平面正方形，变形八面体，正八面体3、某金属离子在八面体弱场中的磁矩为4.90B.M ，而在八面体强场中的磁矩为0，该离子是( )A.Cr 3+B. Mn 2+C. Fe 2+D. Co 2+E. Ni 2+F. Fe 3+4、在配位数为4的Co 2+四面体配合物与平面方形配合物（低自旋）中，未成对电子数分别为（ ）A.2与0B.2与1C.3与0D.3与1 5、根据有效原子序数规则（EAN ），下列配合物化学式正确的是（ ）A.Fe(CO)3B. Fe(CO)4C. Fe(CO)5D. Fe(CO)6 6、在H x Co(CO)4中，x 值应为（ ）A.1B.2C.3D.47、已知M 为配合物的中心原子，A 、B 、C 为配体，在具有下列化学式的配合物中，哪一个有两种异构体（ ）A.MA 5CB.MA 6C.MA 2B 2C 2D.MA 2BC(平面方形) 8.根据十八电子规则，[（CO ）3Ni-Co （CO ）3]Z 中Z 值为A +B 3+C 3-D 0 9、在下列配离子中，存在几何异构体的是（ ）A.[Cr(NH 4)5Cl]2+B.[Pt(py)BrClNH 3]C.[Cr(en)Cl 4]-D.Cr(en)33+ 10、下列配离子中，属于反磁性的是（ ）A.Co(CN)63—B.Cu(NH 3)42+C.Fe(CN)63—D.Mn(CN)64— 11、下列配合物中，除存在几何异构体外，还存在旋光异构体的是（ ）A.[Pt(NH 3)2Cl 2]B.[Co(NH 3)4Cl 2]ClC.[Co(en)2Cl 2]ClD.[PtNH 3ClBr(py)]12、按照18电子规则，下列各配合物中应当以双聚体存在的是（）A.Mn(CO)4NOB.Fe(CO)5C.Cr(CO)6D.Co(CO)413、两种配合物[PtBr(NH3)3]NO2和[PtNO2(NH3)3] Br互为( )A.键合异构B.配位异构C.电离异构D.聚合异构二、非选择题（共74分）14、（1）[PtNH3ClBr(py)]的几何异构体数目为个。

化学竞赛——配合物

化学竞赛——配合物
在[Pt(NH3)2Cl4]中，二个NH3，四个Cl-和Pt4+为内界，它没有外界。
常见的配合物和配位体
配离子：[Cu(NH3)4]2+ [Ag(CN)2]- [Ag(NH3)2]+ 配合物：配盐：[Cu(NH3)4]SO4 [Cu(H2O)4]SO4.H2O
配酸：H2[PtCl6] 配碱：[Cu(NH3)4](OH)2 配合分子：Ni(CO)4 [Co(NH3)3Cl3] 实验事实1:如果在硫酸铜溶液中加入氨水，首先可得到浅蓝色 碱式硫酸铜[Cu(OH)2]SO4沉淀，继续加入氨水，则沉淀溶解而 得到深蓝色溶液。这是因为加入过量的氨水，NH3分子与Cu2+生 成了深蓝色的复杂离子[Cu(NH3)4]2+。 实验事实2:如NaCN，KCN有剧毒，但亚铁氰化钾（K4 [Fe(CN)6]） 和铁氰化钾（K3[Fe(CN)6]）虽然都含有氰根，却没有毒性，这是 因为亚铁离子或铁离子与氰根离子结合成牢固的复杂离子，失去 了原有的性质。
8［少］ Mo4+，W4+，Ca2+，Ba2+，Pb2+
在计算中心离子的配位数时，一般是先在配合物中确定中心离子 和配位体，接着找出配位原子的数目。如果配位体是单齿的， 配位体的数目就是该中心离子的配位数。
例如，[Pt(NH3)4]Cl2和[Pt(NH3)2Cl2]中的中心离子都是Pt2+，而配位体前者是NH3， 后者是NH3和Cl-，这些配位体都是单齿的，因此它们的配位数都是4。
π -络合物配位体中没有孤电子对，而是提供π电子形成σ配键。
常见的配合物和配位体
常见的配位体
配位原子 卤素 O N C S
配位体举例
F-，Cｌ-，Br-,IH2O，RCOO-，C2O42-（草酸根离子） NH3，NO（亚硝基），NH2-CH2-CH2-NH2（乙二胺）

高中化学竞赛配合物结构和新型配合物PPT学习教案

高中化学竞赛配合物结构和新型配合物PPT学习教案
第36页/共56页
t 9 o
晶体场分裂能
影响晶体场分裂能的因素：(仅讨论正八面体场)
(1) 中心离子的电荷和半径
(a) 当配体相同时，同一中心离子的电荷越高，分裂能
o越大。 [Fe(H2O)6]3+ > [Fe(H2O)6]2+
(b) 当配体相同时，电荷相同的中心离子，半径越大 ，分裂能 o越大。
2）确定中心离子的d 电子排布：
F-是弱场配体，
eg
o Ep
t2g
第43页/共56页
晶体场稳定化能 (CFSE) 的计算
3d8
Ni2+（3d8）
4s
4p
3d8
[Ni(NH3)4]2+
+ 4NH3 sp3杂化轨道
第20页/共56页
四配位配合物
[Ni(NH3)4]2+ 配离子的空间结构
第21页/共56页
四配位配合物
（2） [Ni(CN)4]2- 配离子的形成：
Ni2+（3d8）
3d8
4s
4p
[Ni(CN)4]2-
+ 4CN-
正八面体场中 d 轨道分裂示意动画
第31页/共56页
正八面体场中 d 轨道分裂
正八面体场中配体和 中心离子的相对位置
正八面体场中配体与 dx2-y2 轨道的相对位置
第32页/共56页
正八面体场中 d 轨道分裂
dxy 轨 道
dyz 轨
正八面体场中配体与
道
dz2 轨道的相对位置
第33页/共56页
正八面体场中 d 轨道分裂
第30页/共56页
4.3 配合物结构的晶体场理论
一. 晶体场理论的基本要点：

化学竞赛第二轮辅导 第三讲 配位化合物

化学竞赛第二轮辅导 第三讲 配位化合物
d4s sp3d2 d2sp3
Ni(CN)42– Ni(CN)53– Fe(CO)5
TiF52– FeF63– AlF63- SiF62PtCl64Fe (CN)63 – Co(NH3)6
（1）ns np nd 杂化 【例1】FeF63-的成键情况
1 个 4s 空轨道 ，3 个 4p 空轨道和 2 个 4d 空轨道形成 sp3d2 杂化轨道，正八面体分布。 6 个F- 的 6 对孤对电子配入sp3d2 空轨道中， 形成正八面体构型的配合单元。
化学竞赛第二轮辅导 第三讲 配位化合物
一. 配位键的概念 1.由一方单独提供孤对电子而供双方共有，另 一方提供空轨道而形成的特殊的共价键.
+
→
二.配位键形成的条件
1.成键一方有孤对电子,另一方有空轨道.
2.配位键与共价键的区别:
形成方式不同，但形成后与其它共价键的 性质一样。如NH4+的四个N-H键的键长、 键角、键能完全相同. 3.配位键的表示:
蓝色沉淀
Cu（OH）2
深蓝色溶液
+2 NH4 +
[Cu(NH3) 4]2+ +2OH—+4H2O
内界 （配离子）
Cu(NH3)4
中 心 原 子 配配 位位 原体 子 配 位 数
2+
2SO4
外 界 离 子
配合物
中心离子：一般是带正电荷的阳离子，主要是过渡金属 的阳离子，但也有中性原子。如：Ni(CO)5、Fe(CO)5中的 Ni和Fe都是中性原子。 配位体：直接同中心离子配合的原子叫做配位原子，配 位原子是必须含有孤对电子的原子，配位原子常是VA、 VIA、VIIA主族元素的原子。
A(电子给与体)B（电子接受体）Fra bibliotek三、配合物

高中化学竞赛之结构化学——配合物

高中化学竞赛之结构化学——配合物
如： PF3，PCl3，AsCl3，SbCl3，SbCl3，PR3等。
1. P，As 等原子除有一孤对电子可以作为电子对的供给者,与M形成σ键外 2.它们还有空的外 d 轨道可和 M 形成反馈π键，使配位化合物稳定存在。
如：Ni(PF3)4，(R3P)4Mo(CO)2等。
2 . 不饱和烃配位化合物
● 不饱和烃配位化合物：以不饱和烃为配体，通过σ-π键与过渡金属形
6
7
12
11
Cr(CO)6
?
8
9
10
9
Fe(CO)5 ?
10 8 Ni(CO)4
Mn2(CO)10是典型的双核羰基化合物， •其中 Mn—Mn 直接成键。每个 Mn与5 个 CO 形成八面体构型中的 5 个配位，第六个配位位置通过 Mn—Mn 键相互提供一个电子，使每个 Mn原子周围满足 18 个价电子。
NO2－为角型，夹角略小于120°，N取sp2杂化轨道 、 π3 4
M--ONO-
6
2008年初赛试题 取质量相等的2份PbSO4 (难溶物)粉末，分别
加入HNO3 ( 3 mol L1) 和HClO4 ( 3 mol L1)， 充分混合，PbSO4在HNO3 能全溶，而在 HClO4中不能全溶。简要解释PbSO4在HNO3中 溶解的原因。
Pb2+与NO3形成络离子(配离子或配合物) PbSO4 + H+ + NO3- = HSO4- + Pb(NO3)+
7
2008年初赛试题
EDTA是乙二胺四乙酸的英文名称的缩写，市售 试剂是其二水合二钠盐。 画出EDTA二钠盐水溶液中浓度最高的阴离子的结 构简式。
OOC
OOC

化学竞赛讲座(络合物)

化学竞赛讲座(络合物)
化学竞赛讲座
配位化合物
1、络合物（配合物）及其组成
络合物：即由一个M离子（或原子）跟几个L离子 （或分子）以配位键方式结合形成的复杂离子， 叫做络离子。
含有络离子的化合物，叫络合物（或配合物）。
络合物结构复杂，但它一般都有一种成分作为整个络合物的核心，
其他成分都围绕这个核心作一定的排列。这个核心叫做中心离子。
由于剩余量过小，只能设A中含有H原子，由此得H原子 数为16。
则，A的分子式为C2H8N2 配体A的结构简式为：
H2NCH2CH2NH2， 配合物的结构示意图为：
（3） NO2－ 的价电子数＝（5＋0×2＋1）＝6，其价 电子对数为3。所以，NO2－为角型，夹角略小于120°， N采取sp2杂化。 （4）
例2、某铬的配位化合物，（1）经元素分析得知其 质量百分组成为：19.5%Cr，40.0%Cl，4.5%H和36％ O。（2）取此化合物样品0.533g，溶解在100cm3水中， 再加HNO3（浓度为2mol/dm3）10cm3，然后加入过量 的AgNO3溶液，有沉淀生成。将沉淀过滤、洗涤烘干 并称量，其质量为0.287g。（3）当1.06g的该样品在干 燥的空气流中慢慢加热到100℃时，有0.144g的水被驱 出。（4）该化合物1.33g溶于100cm3水中的溶液，其 凝因点为－0.18℃（水的摩尔凝固点降低常数为 1.82K）。利用上述数据，试：
=1.00mol 即，CrCl3H12O6中有1个Cl-在外界； 同样，由缓慢加热得出被驱出的水为: y=1.00mol×(0.144g/18.0 4g·mol-1)×(266.5 4g·mol-1 /1.06g)
=2.00mol 即，CrCl3H12O6中有2个H2O在外界；
故该配合物的配位化学式为[CrCl2(H2O)4]Cl·H2O。 此式表示，1mol该配合物在水溶液中能离解产生2mol离子
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第三讲配合物
赛点回顾与展望
配合物化学一般是指金属原子或金属离子同其他分子或离子发生配位反应的化学，现代配位化学研究领域远远突破了无机化学范围，它涉及金属有机化学、催化机理、物质结构、生命科学和材料科学等，正在成为一门充满活力的边缘学科，应用极为广泛，如核原料和核反应堆材料的生产，超导材料，纳米材料，表面加工工艺，稀土金属的提取与分离，半导体，激光材料的分离与提纯，新药制备与提纯，海水淡化，稀土农业，沙尘暴的防治，沙漠的开发利用等等，国内、国际化学竞赛题涉及的内容也较广泛，但都立足于基础概念与基本原理，如组成、结构、稳定性、综合平衡、反应规律、异构现象、运用原理解释日常生活、社会热点问题，今后测试走向既有连续性，又有新意，新意不外乎原理的重组，综合性、智能性要求更高而已，万变不离其宗，扎实基础，灵活运用，就能永立潮头。

一、配合物
（一）基本概念
1、配合物
2、配合物组成
（1）中心体，是配合物的核心成分，该核心叫中心体或形成体。

（2）配合体，向中心体提供电子对的原子、分子或离子的微粒。

常见的配位体分类
（3）配位数：向中心体提供电子形成配位键的数目。

3、配合物的分类
4、配合物的命名：含阴离子的配合物，先内界后外界；含阳离子的配合物，先外界后内界。

内蜀命名：配体数目（汉字表达）→配体名称→合→中心体名称（用罗马字母标出化合价），如：Na3AlF6：六氟合铝酸钠（中心体无变价可不标），俗名冰晶石。

K4[Fe(CN)6]：六氰合铁（Ⅱ）酸钾，俗名亚铁氰化钾，又名黄血盐
K3[Fe(CN)6]：六氯合铁（Ⅲ）酸钾，俗名铁氰化钾，又名赤血盐
H2SiF6：六氟合硅酸，俗名氟硅酸
（二）配合物结构
3、几何异构
几何异构是指化学组成相同，仅仅由于配体围绕中心离子的位置不同而产生的结构、性质不同的几何体。

最常见的有顺式、反应式两种异构体。

如：PtCl2(NH3)2有两种几何异构体：
另外，八面体构型有其他多种类型的几何异构体，如[PtBr3(NH3)3]+有下图：
两种几何异构体。

一般来说异构现象主要发生在配位数为4的平面四方形结构和配位数为6的八面体结构配合物中，对于具体情况要善于具体分析。

4、旋光异构
当一种分子具有与它的镜像不能重叠的结构时就会产生旋光异构现象，形成具有光学活性的两种旋光异构体。

例如：[RhCl2(en)2]+有下图：
判断一个分子是否具有旋光异构体，通常的方法有：根据分子是否具有对称面和对称中心来确定。

如有对称面或对称中心的分子则无旋光异构体，没有对称面又没有对称中心则有旋光异构体。

二、螯合物
螯合物也称内配合物，它是由配合物的中心离子和某些合乎一定条件的同一配位体的两个或两个以上配位原子键合而成的具有环状结构的配合物。

或者说由多齿配体形成的配合物。

凡含有两个或两个以上都提供孤电子对的原子的配位体称为螯合剂，如
（乙酰丙酮基：符号acac-）、EDTA等均可作螯合剂。

螯合物的稳定性和它的环状结构（环的大小和环的多少）有关。

一般来说以五元环、六元环稳定。

一个配体与中心离子形成的五元环数目越多，螯合物越稳定。

如EDTA与很多金属离子有五个五元环的螯合物，很稳定。

在分析上，常用EDTA测定很多金属离子的含量。

三、路易斯酸碱理论
1923年路易斯提出了酸碱电子理论。

该理论认为凡可以接受电子对的物质称为酸（常称为路易斯酸），凡可以给出电子对的物质称为碱（常称为路易斯碱）。

因为酸是电子对的接受体、碱是电子对的给予体。

酸碱反应实质是形成配位键生成酸碱配合物的过程。

这种酸碱的定义涉及物质的微观结构，使酸碱理论与物质结构产生了相关联系。

如下列物质均可能作为电子对接受体，是酸：H+、Na+、Cu2+、BF3、Ag+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Ni2+。

而下列各种物质均可以作为电子的给予体，是碱：OH-、CN-、NH3、X-、H2O，RCOO-、NO2、NO、CO。

路易斯电子理论中反应主要包括酸、碱的直接配合反应、酸取代反应、碱取代反应、双取代反应几种类型。

四、配合反应
配体提供孤电子对，中心离子（原子）有与之相匹配的价层空轨道，它们之间相互作用形成共价键（配位键）的过程称为配合反应。

前面已指出路易斯酸碱反应都可以认为是配合反应；沉淀反应中相当一部分反应也是配位反应的结果，如Cu2+和OH-二配位产生的Cu(OH)2、Cu(OH)2易聚合成{Cu(OH)2}m，常以沉淀形式出现。

但如果沉淀中阴、阳离子的成键离子性较强，则一般不认为是配位反应，如CaF2沉淀的生成。

不论是何种类型的反应，如果是在水溶液中进行，由于水溶液中离子并非单独存在，而是水合离子或其他配离子，都将与配位反应建立联系。

在水溶液中的氧化还原反应，各离子以何种形体存在直接影响其氧化性、还原性的强弱。

如H+不能氧化单质铜，是因为水合铜离子氧化性强于H+，如果将铜置于氢氰酸中，则将有H2产生，因为产物中铜以Cu(CN2)-存在。

例1：F2是非常活泼的非金属单质，人们通常只能用电解法制备，1986年，化学家Karl
Chrite首次用化学方法制得了F2，有关反应为：
4KMnO4+4KF+20HF=4K2MnF+10H2O+3O2↑SbCl5+5HF=SbF5+5HCl
2K2MnF6+4SbF5=4KSbF5+2MnF3+3F2↑（此反应在423K下进行）
（1）写出Sb基态原子的价电子构型。

（2）画出SbF6-的立体结构，并指出中心原子的杂化类型
（3）推测向HF中加入五氟化锑，HF酸性如何变化？
例2：请画出MA2CDEF的九种异构体。

练习：1、下列化合物中，哪些是配合物？哪些是螯合物？哪些是复盐？
(1)CuSO4·5H2O (2)K2PtCl6(3)Co(NH3)6Cl3(4)Ni(en)2Cl2
(5)(NH4)2SO4FeSO4·6H2O (6)Ca(NH2CH2CH2COO)3(7)Cr(H2O)6Cl3
2、根据价健理论指出下列配离子中心体的杂化类型和配离子的空间构型：
（1）[Ag(CN)2]-（2）AlF63-（3）Fe(CO)5（4）[Pt(em)CO3]
3、请解释下列问题：（1）重金属盐中毒，为什么往往可以灌蛋清解毒？（2）为什么Cu2O溶于浓氨水得无色溶液？（3）当白衣服上洒了蓝黑墨水，为什么可以用草酸去洗？
4、CoCl2水溶液呈粉红色，是由[Co(H2O)6]2+所呈现的，直接向该溶液通入热空气是不会被氧化的，如果向该溶液中通入过量的氨气，再通入空气很容易被氧化，为什么？
参考答案：
例1：（1）5s25p3 （2）sp3d （3）酸性增强。