第十九章_配位化合物(1)
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1、配位化合物的基本概念NiCl 2和NH 3都是可能价饱和的稳定化合物,它们又是怎样结合而成为另一个极稳定化合物的?NiCl 2溶液(淡绿色)NH 3(无色)蓝紫色+[Ni(NH 3)6]2+金属离子中心原子多为过渡金属离子金属原子与负离子分子若干配位体无机分子无机离子有机化合物以配位键结合形成的化合物。
由配体向中心原子提供电子对为两个原子共用而形成的共价键。
配位化合物(1)配合物的组成外界组分可解离外界内界[Co (NH 3)6] 3+ Cl 3中心离子配位原子配位体配位数配离子电荷[中心离子或原子+配位体] 其余部分内界组分很稳定,几乎不解离。
(2)形成条件:配位体中,配位原子的价电子层具有孤电子对;中心离子或原子的价电子层具有可接受孤电子对的空轨道。
配离子配盐[Cu(NH 3)4]SO 4中性分子(配位分子) Fe(CO)5(3)配合物的电荷中心离子的电荷与配体的电荷的代数和。
(配体是中性分子,q=0)形式[Cu(NH 3)4]2-(q=-2)[HgI 4]2-(q=-2)(4)配体的类型:1)按配位原子种类分••••含氮配位体::NH 3, CNS -含氧配位体:H 2O ,R-OH(醇),R-O-R(醚),R-C-R’(酮)含卤素配位体:F -, Cl -, Br -, I -含碳配位体:CN -, CO 含硫配位体:H 2S, CNS -••••••2)按配位体中给出的电子对的原子多少来分:i :单配位基配体(monodentate ):只含一个配位原子且与中心离子只形成一个配位键。
H 2O: :NH 3F:-:Cl -N]-[:O-H]-[:O-N=O]氰根离子羟基亚硝基例如:[:C=Ii :多配位基配位体(polydentate ):配体中有多个配位原子能与中心离子形成多个配位键。
例如:乙二胺(en )二乙三胺双齿配体多齿配体草酸根(OX)乙二胺四乙酸根离子(EDTA )配位数=配位体的数目×配体的齿数例如:[CoCl 2(en)2]2+的配位数=2+2×2=62、配合物的命名对整个配合物命名,与一般无机化合物地命名原则相同。
配位化合物(01)1.历史上记录的第一种人工合成的配位化合物是( D )A.硫酸六氨合钴(II)B.普鲁士蓝C.硫酸四氨合铜(II)D.氯化二氨合银(I)2.配位化学的奠基人是( D)A.阿仑尼乌斯B.路易斯C.鲍林D.维尔纳3.下列说法中错误的是( C)A 配合物的形成体通常是过渡金属元素B 配键是稳定的化学键C 配键的强度可以和氢键相比较D 四面体配合物中,不存在顺反几何异构现象4.下列说法中正确的是(D )A 配位原子的孤电子对越多,其配位能力就越强B 电负性大的元素充当配位原子,其配位能力也强C CH3-C-OH配体是双齿配体D 在[Cu(en)2]2+中,Cu2+的配位数是412.下列说法中错误的是(D )A.对于Ni2+来说,当配位数为6时,无论是强场或弱场配体本位,只能采用SP3d2杂化B.对Ni2+来说,当本位数为4时,随配体的不同可采取dsp2或SP3杂化C.无论中心离子杂化轨道是d2sp2或SP3d2,其构型均为八面体形D.配合物中,由于存在配键,所以配合物都是弱电解质13.下列配体的本位能力的强弱次序为(B )->NH3>NCS->H2O>X-->NH3>NCS->H2O>X-C.X->H2O>CH->NH3>NCS-D.X->CN->H2O>NH3>NCS-14.在配位分子3KNO2.Co(NO3)2中,配位数为(D )A 3B 4C 5D 627.1 共价键和配位共价键的区别是什么?在NH4+离子中分别有多少个共价键和配位共价键?如何对其进行区分?解配位共价键是指一对电子由两个原子共享,且此电子是由其中的一个原子提供的;共价键是指一对共用电子对,一旦形成这两种键就没有区别。
在NH4+离子中有四个共价键,其中有一个是配位共价键。
27.4 求下列配位化合物的中心原子的配位数分别是多少?(a) [Mo(CN)8]4-中的钼(b)Cu(en)22+中的铜(en为乙二胺)解(a) 8 (b) 427.7 指出下列各金属中心离子的特征配为数:(a) CuⅠ(b) CuⅡ(c)AlⅢ(d) CoⅢ(e) ZnⅡ(f) FeⅡ(g) FeⅢ(h) AgⅠ。
第19章 过渡元素(一)习题1.选择题19-1下列配离子属于反磁性的是……………………………………………( )(A) [Mn(CN)6]4-(B) [Cu(en)2]2+ (C) [Fe(CN)6]3- (D) [Co(CN)6]3-19-2下列氧化物与浓H 2SO 4共热,没有O 2生成的是……………………( ) (A) CrO 3 (B) MnO 2 (C) PbO 2(D) V 2O 5 19-3下列离子中磁性最大的是………………………………………………( )(A) V 2+ (B) Cr 3+ (C) Mn 2+ (D) Fe 2+19-4 在某种酸化的黄色溶液中,加入锌粒,溶液颜色从黄经过蓝、绿直到变为紫色,该溶液中含有……………………………………………………………( )(A) Fe 3+ (B) +2VO (C)-24CrO (D) Fe (CN)-4619-5在碱性溶液中氧化能力最强的是………………………………………( )(A) -4MnO (B) NaBiO 3 (C) Co 2O 3 (D)-272O Cr19-6过渡金属和许多非金属的共同点是……………………………………( )(A) 有高的电负性 (B) 许多化合物有颜色(C) 有多种氧化态 (D) 许多化合物具有顺磁性 19-7 CrO 5中Cr 的氧化数为 …………………………………………………( )(A) 4 (B) 6 (C) 8 (D) 10 19-8在酸性介质中加入过氧化氢(H 2O 2)时不生成过氧化物的化合物是…( )(A) 钛酸盐 (B) 重铬酸盐 (C) 钒酸盐 (D) 高锰酸盐 19-9根据铬在酸性溶液中的元素电势图可知, ϕ(Cr 2+/Cr)为…………… ( )Cr 3+──── Cr 2+ ───── Cr(A) -0.58 V (B) -0.91 V(C) -1.32 V (D) -1.81 V19-10 已知V 3+ / V 2+ 的 ϕ= -0.26 V ,O 2/H 2O 的 ϕ= 1.23 V ,V 2+离子在下述溶液中能放出氢的是………………………………………………………………( )(A) pH = 0的水溶液 (B) 无氧的pH = 7的水溶液 -0.41 V -0.74 V(C) pH = 10的水溶液 (D) 无氧的pH = 0的水溶液19-11对第四周期的过渡元素,不具备的性质是…………………………( )(A) 形成多种氧化态 (B) 形成配位化合物(C) 配位数为4或6 (D) 形成的离子必具有4s 23d n 的电子排布19-12根据价层电子的排布,预料下列化合物中为无色的是………………( )(A) TiCl 3 (B) ScF 3 (C) MnF 3 (D) CrF 319-13由铬在酸性溶液中的元素电势图,可确定能自发进行的反应是……( ) Cr 3+ ───── Cr 2+ ───── Cr(A) 3Cr 2+ → 2Cr 3+ + Cr(B) Cr + Cr 2+ → 2Cr 3+(C) 2Cr → Cr 2+ + Cr 3+(D) 2Cr 3+ + Cr → 3Cr 2+19-14用 Nernst 方程式 ϕ =][][lg 0592.0还原剂氧化剂n + ϕ,计算MnO 4-/Mn 2+的电极电势 ϕ ,下列叙述不正确的是…………………………………………………( )(A) 温度应为298 K (B) Mn 2+ 浓度增大则ϕ 减小(C) H + 浓度的变化对ϕ 无影响 (D) MnO -4浓度增大,则ϕ 增大19-15下列各组自由离子的磁矩从小到大变化顺序,正确的是………( )(A) Cu 2+ < Ni 2+ < Co 2+ (B) Cr 2+ < Fe 2+ <Fe 3+(C) Cr 2+ < Mn 2+ < V 2+ (D) Ti 2+ < V 3+ < Cr 2+19-16在强碱性介质中,钒(Ⅴ)存在的形式是………………………………( )(A) VO (B) VO 3+(C) V 2O 5·n H 2O(D)-34VO 19-17已知某黄色固体是一种简单化合物,它不溶于热水而溶于热的稀盐酸,生成一种橙红色溶液。
配位化合物目录[隐藏]定义组成命名方法价键分类稳定性配位化合物(coordination compound)[编辑本段]定义简称配合物,为一类具有特征化学结构的化合物,由中心原子或离子(统称中心原子)和围绕它的称为配位体(简称配体)的分子或离子,完全或部分由配位键结合形成。
[编辑本段]组成配合物由中心原子、配位体和外界组成,例如硫酸四氨合铜(Ⅱ)分子式为〔Cu(NH3)4〕SO4,其中Cu2+是中心原子,NH3是配位体,SO4 2-是外界。
中心原子可以是带电的离子,如〔Cu(NH3)4〕SO4中的Cu2+,也可以是中性的原子,如四羰基镍〔Ni(CO)4〕中的Ni。
周期表中所有的金属元素都可作为中心原子,但以过渡金属最易形成配合物。
配位体可以是中性分子,如〔Cu (NH3)4〕SO4中的NH3,也可以是带电的离子,如亚铁氰化钾K4〔Fe(CN)6〕中的CN-。
与中心原子相结合的配位体的总个数称为配位数,例如K4〔Fe(CN)6〕中Fe2+的配位数是6 。
中心原子和配位体共同组成配位本体(又称内界),在配合物的分子式中,配位本体被括在方括弧内,如〔Cu(NH3)4〕SO4中,〔Cu(NH3)4〕2+就是配位本体。
它可以是中性分子,如〔Ni(CO)4〕;可以是阳离子,如[Cu(NH3)4〕2+ ;也可以是阴离子,如〔Fe(CN)6〕4-。
带电荷的配位本体称为配离子。
[编辑本段]命名方法①命名配离子时,配位体的名称放在前,中心原子名称放在后。
②配位体和中心原子的名称之间用“合”字相连[1]。
③中心原子为离子者,在金属离子的名称之后附加带圆括号的罗马数字,以表示离子的价态。
④配位数用中文数字在配位体名称之前。
⑤如果配合物中有多种配位体,则它们的排列次序为:阴离子配位体在前,中性分子配位体在后;无机配位体在前,有机配位体在后。
不同配位体的名称之间还要用中圆点分开。
根据以上规则,〔Cu(NH3)4〕SO4称硫酸四氨合铜(Ⅱ),〔Pt(NH3)2Cl2〕称二氯·二氨合铂(Ⅱ),K〔PtCl3(C2H4)〕称三氯·(乙烯)合铂(Ⅱ)酸钾。
第十九章配位化合物1.某物质的实验式为PtCl4·2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3亦不产生沉淀,以强碱处理并没有放出NH3,写出它的配位化学式。
答:[Pt(NH3)2Cl4]2.下列化合物中哪些是配合物?哪些是螯和物?哪些是复盐?哪些是单盐?(1)CuSO4·5H2O (2)K2PtCl6(3)Co(NH3)6Cl3 (4)Ni(en)2Cl2(5)(NH4)2SO4·FeSO46H2O (6)Cu(NH2CH2COO)2(7)Cu(OOCH3)2 (8)KCl·MgCl2·6H2O答:配合物:K2PtCl6;Co(NH3)6Cl3;CuSO4·5H2O螯合物:Ni(en)2Cl2;Cu(NH2CH2COO)2复盐:(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O;KCl·MgCl2·6H2O简单盐:Cu(OOCH3)23.命名下列各配合物和配离子:(1)(NH4)3[SbCl6] (2)Li[AlH4](3)[Co(en)3]Cl3 (4)[Co(H2O)4Cl2]Cl(5)[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O (6)[Cr(H2O)(en)(C2O4)(OH)](7)[Co(NO2)6]3- (8)[Co(NH3)4(NO2)Cl]+(9)[Cr(Py)2(H2O)Cl3] (10)[Ni(NH3)(C2O4)]答:(1)六氯合锑(III)酸铵(2)四氢合铝(III)酸锂(3)三氯化三(乙二胺)合钴(III)(4)一氯化二氯•四水合钴(III)(5)二水合溴化二溴•四水合钴(III)(6)一羟基•一水•草酸根•乙二胺合铬(III)(7)六硝基合钴(III)配阴离子(8)一氯•一硝基•四氨合钴(III)配阳离子(9)三氯•一水•二吡啶合铬(III)(10)二氨•草酸根合镍(II)4.指出下列配合物的空间构型并画出它们可能存在的立体异构体:(1)[Pt(NH3)2(NO2)Cl] (2)[Pt(Py)(NH3)ClBr](3)[Pt(NH3)2(OH)2Cl2] (4)NH4[Co(NH3)2(NO2)4](5)[Co(NH3)3(OH)3] (6)[Ni(NH3)2Cl2](7)[Cr(en)2(SCN)2]SCN (8)[Co(en)3]Cl3(9)[Co(NH3)(en)Cl3] (10)[Co(en)2(NO2)2]Cl2答:(1)[Pt(NH3)2(NO2)Cl],平面正方形有2种异构体:H3N NO2NO2NH3Pt 顺式Pt 反式H3N Cl H3N Cl (2)[Pt(Py)(NH3)ClBr],平面正方形有3种异构体:Cl Py Cl NH3Pt PtBr NH3 Br PyCl NH3PtPy Br(3)[Pt(NH3)2(OH)2Cl2] 八面体5种异构体3NH3NH3 NH333OH Cl(4)[Co(NH3)2(NO2)4]-,八面体,有2种异构体:NO23O22O2NH3NO2(5)[Co(NH3)3(OH)3],八面体,有2种异构体:H3H33(6)[Ni(NH3)2Cl2] ,四面体,无异构体。
(7)[Cr(en)2(SCN)2]SCN[Cr(en)2(SCN)2]-,八面体有2种异构体:(8)[Co(en)3]Cl3[Co(en)3]3+,八面体,有1种构型(9)[Co(NH3)(en)Cl3],八面体,有2种异构体:(10)[Co(en)2(NO2)2]Cl2,八面体,有2种异构体5.某金属离子在八面体弱场中的磁距为4.90B.M。
而它在八面体强场中的磁距为零,该中心金属离子可能是哪个?答:该中心金属离子可能是Fe2+n(n = 4.90 n = 4)2即在八面体场中有四个成单电子,八面体强场中磁矩为零,即无成单电子,故Fe2+符合题意. 6.根据实验测得的有效磁距,判断下列各种配离子中哪几种是高自旋的?哪几种是低自旋的?哪几种是内轨型?哪几种是外轨型?(1)Fe(en)22+ 5.5 B.M.(2)Mn(SCN)64- 6.1 B.M.(3)Mn(CN)64- 1.8 B.M.(4)Co(NO2)64- 1.8 B.M.(5)Co(SCN)42- 4.3 B.M.(6)Pt(SN)42-0 B.M.(7)K3[FeF6] 5.9 B.M.(8)K3[Fe(CN)6] 2.4 B.M.答:高自旋的有:(1),(2),(5),(7)低自旋的有:(3),(4),(6),(8)内轨型的有:(3),(4),(6),(8)外轨型的有:(1),(2),(5),(7)7.已知[Pd(Cl)2(OH)2]有两种不同的结构,成键电子所占据的杂化轨道应该是哪种杂化轨道?答:dsp2。
8.应用软硬酸碱理论解释,在稀AgNO 3溶液中依次加入NaCl ,NH 3,KBr ,Na 2S 2O 3,KI ,KCN ,Ag 2S 产生沉淀、溶解交替的原因?答:由软硬酸碱规则:“硬亲硬,软亲软,软硬交界就不管”。
9.预测下列各组成所形成的二组配离子之间的稳定性的大小,并简单说明原因:(1)Al 3+ 与F - 或Cl -配合;(2)Pd 2+与RSH 或ROH 配合;(3)Cu 2+ 与NH 3 配合;(4)Cu 2+与NH 2CH 2COOH 或CH 3COOH 配合。
答:(1)Al 3+与F -的配合物更加稳定,Al 3+为硬酸;而碱F -的硬度比Cl -大(2)Pd 2+与RSH 配合后更加稳定,Pd 2+为软酸,而RSH 为软碱,ROH 为硬碱。
(3)Cu 2+与NH 3结合更加稳定。
(4)Cu 2+与NH 2CH 2COOH 结合更加稳定,因为前者的配体中有N ,后者仅有O ,N 的配位能力比O 强。
10.在0.1K[Ag(CN)2]溶液中,加入KCl 固体使Cl -的浓度为0.10 mol·dm -3,有何现象发生?(K θsp ,AgCl = 1.8×10-10,K 稳,Ag (CN )2- = 1.25×1021)解:设[Ag +]为x mol•dm -3Ag + + 2CN - =Ag(CN)2-x 2x 0.1-x2121025.1)2(1.0⨯=-x x x 得:x = 2.7×10-8(mol•dm -3)Q i = [Ag +][Cl -] = 2.7×10-8×0.10 = 2.7×10-9 Q i > Ksp H (AgCl ),有AgCl 沉淀析出11.在1dm -3 6 mol·dm -3的NH 3水中加入0.01mol 固体CuSO 4,溶解后,在此溶液中再加0.01mol 固体的NaOH ,铜氨配合物能否被破坏?(K 稳Cu (NH3)4 = 2.09×1013;K sp,Cu(OH)2 = 2.2×10-20) 解: 设生成 Cu(NH 3)42+ 后Cu 2+的浓度为xmol•L -1++⇔+24332)NH (Cu NH 4Cux 6-4(0.01-x) 0.01-x4)]01.0(46[01.0x x x --- = 2.09 × 1013 得: x = 3.79 × 10-19 (mol•dm -3)Q i = [Cu 2+] [OH -]2 = 3.79 × 10-19×0.012 = 3.79 × 10-23Q i <Ksp H , 故铜氨配合物不能被破坏12.当MH 4SCN 及少量Fe 3+同存于溶液中达到平衡时,加入NH 4F 使[F -]=[SCN -]=1 mol·dm -3,问此时溶液中[FeF 6]3-与[Fe(SCN)3]的浓度比为多少?(K 稳Fe(SCN)3=2.0×103,K 稳,[ FeF6] 3-=1×1016) 解: K 稳Fe(SCN)3 = 333]SCN ][Fe [])SCN (Fe [-+633636]F ][Fe []FeF []FeF [K -+--=稳 又 [SCN -] = [F-] = 1 mol•dm -3333636SCN Fe K ]SCN Fe []FeF [K ]FeF [)()(稳稳=∴-- [FeF 6]3-/[Fe(SCN)] = 1×1016/2.0×103 = 5×1012另: Fe 3+ +6F -[FeF 6]-3Fe 3+ + 3SCN -[Fe(SCN)3]a 1 x a 1 yK 稳 [FeF6]3- = ax 61= 1×1016 K 稳Fe (SCN )3 = a y 31=2.0×103 yx = 5×1012 所以溶液中[FeF 6]-3与[Fe(SCN)3]的浓度比为 5×101213.欲使1×10-5mol 的AgI 溶于1cm -3氨水,试从理论上推算,氨水的最低浓度为多少?(K f,Ag(NH3)2+=1.12×107;K θsp,AgI =9.3×10-17)解:Ksp H AgI = [Ag +][I -]22332323223353253313[][][][()]/[]()[][]110[()]110[]310()f f Ag NH K Ag NH Ag NH Ag NH Ksp AgI I K Ag NH NH I mol cm Ag NH mol cm NH mol L θ++++-+---+---===⨯⋅=⨯⋅==⋅ ()()得:14.已知Au + + e - = Au 的ϕθ=1.691V ,求Au(CN)2- + e + = Au + + 2CN -的ϕθ的值是多少? (K稳, Au(CN)2-=2×1038)解:]Au lg[059.0Au /Au E ]Au /CN Au [E ]Au [1]CN ][Au []CN Au []CN Au [K dm mol 0.1]CN []CN Au [CN 2Au e )CN (Au 2222322++θ-θ+-+--θ------+===∙==+⇔+)()()()()(标准状态时:稳=1.691 + 0.059lg1/K 稳H =1.691+0.059lg1/2×1038 =-0.57V15.一个铜电极浸在一种含有1.00 mol·dm -3氨和1.00 mol·dm -3 Cu(NH 3)42+配离子的溶液里,若用标准氢电极为正极,经实验测得它和铜电极之间的电势差为0.0300V 。