高中化学竞赛辅导-第七章配位化合物
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高中化学奥林匹克竞赛辅导配合物(配位化合物)化学基础【竞赛要求】配位键。
常见的配合物的中心离子(原子)和常见的配体(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。
常见的络合剂及常见的配合反应。
定性说明配合反应与酸碱反应、沉淀反应、氧化还原反应的联系。
配合物几何构型和异构现象的基本概念。
配合物的杂化轨道理论。
八面体配合物的晶体场理论。
Ti(H2O)6的颜色。
路易斯酸碱的概念。
1.配合物:由中心离子(或原子)和几个配体分子(或离子)以配位键相结合而形成的复杂分子络合物。
如[Co(NH3)6]3+、[Cr(CN)6]3–、Ni(CO)4都是配位单元,分别称作配阳离子、配阴离子、配分子。
判断物质是配合物的关键在于物质是否含有配位单元。
配合物和复盐的区别:前者一定含有配位键,后者没有配位键,如KCl·MgCl2·6H2O是复盐,不是配合物。
2.配合物的组成:为外界,内外界(1)配合物的内界和外界:以[Cu(NH3)4]SO4为例,[Cu(NH3)4]2+为内界,SO-24之间是完全电离的。
内界是配位单元,外界是简单离子。
又如K3[Cr(CN)6]之中,内界是[Cr(CN)6]3–,外界是K+。
配合物可以无外界,但不能没有内界,如Ni(CO)4。
(2)中心离子(原子)和配位体:a.中心离子(原子):又称配合物的形成体或中心体,多为过渡金属离子,如Fe3+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+,也有电中性的原子为配合物的中心原子,如Ni(CO)4、Fe(CO)5中的Ni和Fe都是电中性的原子。
只要能提供接纳孤对电子的空轨道的离子或原子均可作中心体。
b.配位体:含有孤对电子的阴离子或分子。
如NH3、Cl—、CN—等。
配位体中直接同中心原子配合的原子,叫做配位原子。
如[Cu(NH3)4]2+配阳离子中,NH3是配位体,其中N原于是配位原子。
配位原子经常是含有孤对电子的原子。
配位化合物第一节配位化合物的基本概念一、配位化合物的定义在CuSO4溶液中加少量氨水,生成浅蓝色Cu(OH)2↓,再加入氨水,沉淀溶解变成深蓝色溶液,加入乙醇,降低溶解度,得到深蓝色晶体,该晶体经元素分析,得知含Cu、SO42-、4NH3、H2O;取深蓝色溶液,加BaCl2,生成白色BaSO4↓,说明存在SO42-,加少量NaOH,无Cu(OH)2↓和NH3产生,说明溶液中不存在Cu2+和NH3分子,从而分析其结构为:[Cu(NH3)4]SO4·H2OCu和NH3之间的加合,既无氧化数的变化,也没有提供单电子配对而形成共价键,不符合经典的化合价理论。
这类化合物就是配合物。
二、配位化合物的组成1893年,维尔纳(A. Werner)提出配位理论。
1、配离子可以是阴或阳离子2、中心离子:简单阳离子,特别是过渡金属离子,也有金属原子。
位于配离子的中心。
3、配体:位于中心离子周围,可以是中性分子,也可以是负离子。
其特点是配位原子含有孤对电子。
能作为配位原子的元素主要有:N、O、C、S及卤素等。
4、配位数:配合物中,配位原子的总数。
决定于中心离子和配位体的性质,其电荷、体积、电子层结构及它们之间相互影响,形成时的条件(T、C)中心离子的电荷:+1 +2 +3 +4特征配位数: 2 4(或6) 6(或4) 6(或8)三、配位化合物的命名服从一般无机化合物的命名原则。
如果化合物的负离子是一个简单离子,叫某"化"某;如果化合物的负离子是一个复杂离子,叫某"酸"某。
络合物内界命名次序为:配位数(一、二、三、四)-配位体名称-"合"(表示配位结合)-中心离子名称-中心离子氧化数(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)例:[Co(NH3)6]Cl3[Pt(NH3)4](OH)2K2[PtCl6] H2[PtCl6]氯化六氨合钴(Ⅲ)氢氧化四氨合铂(Ⅱ)六氯合铂(Ⅳ)酸钾六氯合铂(Ⅳ)酸不止一种配体:先列阴离子,后列中性分子,若配体同是阴离子或中性分子,则按配位原子元素符号的英文次序排列。
高中化学竞赛专题辅导(四)配位化学(含解析)一.(12分)配位化合物A是单核配合物分子,由11个原子组成;微热后失重11.35%得到B;B进一步加热又失重26.66%(相对B)得到金属C;B极难溶于水,不溶于乙醇、乙醚,能溶于盐酸。
A有2种异构体A1、A2,其中A2能与草酸盐反应得到一种式量比A略大的配合物分子D(A1无相似反应)1.写出A、B、C的化学式;2.写出B溶于盐酸后产物的名称;3.试画出A1、A2、D的结构,并比较A1、A2在水中溶解性的大小。
4.A还有若干种实验式相同的离子化合物。
它们每个还满足如下条件:是由分立的、单核的离子配合物实体构成的;仅含1种阳离子和1种阴离子。
(1)符合上述条件的离子化合物的精确的分子式有多少种。
(2)其中1种与AgNO3反应(摩尔比1︰2)得到两种组成不同的配合物,写出反应的化学方程式。
二.(7分)某Ⅷ族不活泼金属A溶于足量的王水生成B的溶液(A的含量为47.60%);将SO2通入B的溶液中,得到C的溶液(A的含量为57.56%)。
已知B、C的组成元素完全相同,且阴离子所带电荷也相同。
1.通过计算推理,确定A的元素符号;2.写出所涉及反应的化学方程式。
3.画出B、C阴离子的空间构型。
三.(11分)太阳能发电和阳光分解水制氮,是清洁能源研究的主攻方向,研究工作之一集中在n-型半导体光电化学电池方面。
下图是n-型半导体光电化学电池光解水制氢的基本原理示意图,图中的半导体导带(未充填电子的分子轨道构成的能级最低的能带)与价带(已充填价电子的分子轨道构成的能级最高的能带)之间的能量差ΔE(=E c-E v)称为带隙,图中的e-为电子、h+为空穴。
瑞士科学家最近发明了一种基于上图所示原理的廉价光电化学电池装置,其半导体电极由2个光系统串联而成。
系统一由吸收蓝色光的WO3纳米晶薄膜构成;系统二吸收绿色和红色光,由染料敏化的TiO2纳米晶薄膜构成。
在光照下,系统一的电子(e-)由价带跃迁到导带后,转移到系统二的价带,再跃迁到系统二的导带,然后流向对电极。
配位化合物1. 生疏配位化合物的基本概念、组成和命名;2. 生疏配位化合物的价键理论,会进行一般配离子结构推断和磁性计算;理解晶体场理论的要点,弄清八面体场、四周体场和平面四边形场中 d轨道的分裂;理解分裂能和晶体场稳定化能概念;4. 了解配位化合物顺反异构和旋光异构概念,初步学会上述两种异构体的推断;5. 生疏配位实体热力学稳定性中的有关概念。
7.1维尔纳学说的要点:●大多数化学元素表现出两种类的化合价,即主价和副价;●元素形成协作物时倾向于主价和副价都能得到满足;●元素的副价指向空间确定的方向。
一.配位实体和络合物需要强调配位实体所带的电荷时,也可将其叫作络离子(Complex ion)。
这就是说,“络合物”和“络离子”都是“配位实体”的同义。
二.配位化合物配位化合物(Coordination compound) 指包含配位实体在内的整个化合物。
中心离子或原子:正离子(多)金属元素(多)中性原子(少)非金属元素(少)三.配位体和配位原子与中心原子结合的分子或离子(如例中的NH3分子、CO分子和CN-离子)叫做配位体(Ligand), 配位体中与中心原子直接键合的原子叫配位原子(如配位体NH3中的N原子,配位体CN-和CO中C原子)。
配位体又因含有的配位原子数目不同分为单齿配位体 (Monodentate ligand) 和多齿配位体(Polydentate ligand) 。
四.配位数与中心离子(或原子)成键的配位原子的总数五.螯合物和金属大环协作物螯合物(Chelate)是多齿配位体以2个或2个以上配位原子配位于金属原子而形成的一种环状络合物 (环中包含了金属原子)。
能用作多齿配体的试剂叫螯合剂(Chelating agent)。
六.化学式的书写和协作物的命名命名原则:依据中国化学会无机专业委员会制定的规章命名;●含络离子的协作物:阴离子名称在前,阳离子名称在后,阴、阳离子名称之间加“化”字或“酸”字。