配合物结构-晶体分子
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物质结构与性质高考热点归纳配位数的确定一、各种典型配合物中配位数的判断1.配位数可以等同于中心离子(或原子)与配位原子形成的配位键键数,也可以等同于配位体的数目。
如[Ag(NH3)2]NO3、[Ag(CN)2]-、[Cu(NH3)4]SO4、[Cu(H2O)4]2+、[Zn(NH3)4]2+、[Zn(CN)4]2-、K3[Fe(SCN)6]、[Fe(CN)6]3-、[FeF6]3-等配合物或配离子中的中心离子与配位体的数目以及配位原子形成的配位键键数均相等,其中Ag+离子的配位数为2,Cu2+离子与Zn2+离子的配位数均为4,Fe3+离子的配位数为6。
一般规律:一般配合物的配位数可以按中心离子电荷数的二倍来计算。
又如Ni(CO)4、Fe(CO)5、Cr(CO)6等羰基化合物中Ni、Fe、Cr原子的配位数分别为4、5、6。
[Co(NH3)4(H2O)2]Cl2、[CrCl(H2O)5]Cl2中Co2+离子与Cr3+离子的配位数均为6。
说明:羰基化合物中的中心原子呈电中性,此类配合物的配位数由化学式直接判断。
Co2+离子与Cr3+离子的电荷数分别为2、3,但配位数都是6。
所以,配合物的配位数不一定按中心离子(或原子)的电荷数判断。
2.当中心离子(或原子)与多基配体配合时,配位数可以等同于配位原子的数目,但不是配位体的数目。
如[Cu(EN)2]中的EN是乙二胺(NH2CH2CH2NH2)的简写,属于双基配体,每个乙二胺分子有2个N原子与Cu2+离子配位,故Cu2+离子的配位数是4而不是2。
3.当中心离子(或原子)同时以共价键与配位键结合时,配位数不等于配位键的键数。
如[BF4]-、[B(OH)4]-、[AlCl4]-、[Al(OH)4]-等配离子中,B、Al原子均缺电子,它们形成的化学键,既有共价键,又有配位键,配位数与配位键的键数不相等,配位数均为4。
又如Al2Cl6(如下左图所示)中Al原子的配位数为4。
117晶体结构一、基本概念(The Basic Concepts ): 1.晶体(Crystals ):(1)物质的质点(分子、离子或原子)在空间有规则地排列而成的、具有整齐外形的、以多面体出现的固体物质,称为晶体。
(2) 晶体有同质多象性 由同样的分子(或原子)可以以不同的方式堆积成不同的晶体,这种现象叫做同质多象性。
但同一种物质的气态、液态只存在一种结构。
(3) 晶体的几何度量和物理效应常随方向不同而表现出量上的差异,这种性质称为各向异性。
2.晶格(Crystal lattices )(1) 以确定位置的点在空间作有规则的排列所具有一定的几何形状,称为晶体格子,简称为晶格。
Fig. 8.10 The 14 Bravais unit cells3.晶胞(Unit cells )(1) 在晶格中,含有晶体结构,具有代表性的最小单元,称为单元晶胞,简称晶胞。
(2) 在晶胞中的各结点上的内容必须相同。
(3) 晶胞参数 晶胞参数:a、b、c、α、β、γ (4) 分数坐标 用来表示晶胞中质点的位置例如: 简单立方 立方体心 立方面心(0, 0, 0) , (0, 0, 0), (21,21,21) (0, 0, 0) (21,21,0), (21,0,21), (0,21,21) αβγbc a118在分数坐标中,绝对不能出现1,因为1即0。
这说明晶胞是可以前后、左右、上下平移的。
等价点只需要一个坐标来表示即可,上述三个晶胞中所含的质点分别为1、2、4,所以分数坐标分别为1组、2组和4组。
(5) 晶面指数 晶面在三维空间坐标上的截距的倒数(h 、k 、l )来表示晶体中的晶面,称为晶面指数,如立方晶系中(100),(110),(111)面分别为(100) (110)(111)lFig. 8.12 Selected planes and their Miller indices for cubic system用X-ray 的衍射可以测量晶体中的面间距,2d ·sin θ = n ·λ。
配合物结构一、配位化合物的定义由提供孤电子对(NH3、H2O、X「)或n电子(H2C= CH2、| 、)的物种与提供适当空轨道的物种(金属原子或金属离子)组成的化合物称为配位化合物,简称为配合物。
二、配位化合物的组成1 .配合物由内界(inner)和外界(outer)组成。
外界为简单离子,配合物可以无外界,但不可以无内界。
例如:Fe(CO)5 Pt(NH3)2Cl22 .内界由中心体(center)和配位体(ligand)组成。
(1) 中心体:提供适当的空轨道的原子或离子,绝大部分是d区或ds区元素。
用M表示。
(2) 配位体(L)(简称配体):提供孤对电子对或n电子的离子,离子团或中性分子。
三、配位化合物的分类 (Classification )1. Classical complexes :配体提供孤电子对,占有中心体的空轨道而形成的配合物。
例如:Ag(NH 3)2 , Cu(CN) 42. n -complexes :配体提供n电子,占有中心体的空轨道而形成的配合物。
例如:Fe(C5H5)2, K[PtCl 3(C2H4)](第一个n配合物,Zeise's salt)出匚CH2 IMM配体提供:2个n电子4个n电子6个n电子四、配位体(L) Ligand1.根据配体中配位原子的不同,配体可分类成:(1) 单基(齿)配体(unidentate ligand ):配体中只含有一个配位原子;例如:NH3、H2。
、X「、(py)N(2) 多基(齿)配体(multidentate ligand ):配体中含有两个或两个以上的配位原子。
由单齿配体组成的配合物,称为简单配合物;由多齿配体组成的配合物,称为螯合物(chelate)。
2 .一些常见的配体:(1) 单基配体:X : F (fluoro)、Cl (chloro)、Br (bromo)、I (iodo)、H2O (aquo)、CO (carbonyl)、NO (nitrosyl)、C5H5N (py)、OH (hydroxo)(2) 双基配体:en (乙二胺)H2NCH2CH2NH2 (ethylenediamine)(oxalate ion^N Ci giy C (氨基乙酸根)O(2,2 -d ipyridyl )(3) 多基配体:EDTA (乙二胺四乙酸)(六齿) (H4Y)HOOCH2C CH2COOHNCH 2CH2N、(ethyle nediami netetracetato)HOOCH2C CH2COOH五、配位数(Coordination Number1.中心原子(或离子)所接受的配位原子的数目,称为配位数2 .若单基配体,则配位数=配体数;若多基配体,则配位数=配体数配位原子数/每个配体3 .确定配位数的经验规则一EAN规则(Effective atomic number rule )或十八电子(九轨道)规则(1) 含义:a. EAN规则:中心体的电子数加上配体提供给中心体的电子数等于某一稀有气体的电子构型( 36, 54,86)+配体提供的电子数=18, (n 1)d10nEnp6b.十八电子规则:中心体的价电子数c .九轨道规则:五个 (n 1)d 轨道(或者五个nd 轨道),1个ns 轨道和3个np 轨道(9个价轨道)都充满电子。
高考化学全国卷专题———结构化学高考化学全国卷专题———结构化学一、结构化学在高考化学中的重要性结构化学是高考化学考试中的重要专题之一,主要考察学生对原子结构、分子结构、晶体结构等基础知识的掌握程度,以及运用这些知识解决化学问题的能力。
在历年高考化学试卷中,结构化学的考题数量居高不下,分值占比逐渐增大,难度也有逐年提高的趋势。
因此,学生需要充分了解结构化学的知识点,掌握解题方法,才能在考试中取得好成绩。
二、结构化学的知识点解析1.原子结构:主要考察原子核外电子排布规律、能级、轨道、量子数等基础知识,以及原子结构与元素性质的关系。
2.分子结构:重点考察分子轨道、共价键、分子间作用力、氢键等知识点,涉及配合物、有机分子的结构与性质。
3.晶体结构:主要考察晶体结构的基本概念、晶胞、晶格、晶体对称性等知识,涉及不同类型的晶体(离子晶体、分子晶体、原子晶体等)的结构与性质。
三、结构化学的解题方法1.掌握基本概念:对于原子结构、分子结构、晶体结构等基础知识,要熟记概念并理解其含义。
2.善于运用图像:通过绘制原子结构示意图、分子球棍模型、晶胞图等图像,有助于理解和解决结构化学问题。
3.灵活运用公式:掌握并能运用原子结构中相关的计算公式,如波尔理论、轨道数与电子数的关系等公式,能够快速解决相关问题。
4.对比记忆:对于相近或相反的的概念和知识点,可以通过对比记忆,加深理解,避免混淆。
5.实践操作:通过实验验证理论,实践操作有助于巩固和加深对知识点的理解和记忆。
四、总结结构化学是高考化学考试的重要专题,需要学生充分了解和掌握相关知识点。
在备考过程中,学生应注重基本概念的掌握,善于运用图像和公式,对比记忆和实践操作等方法,提高解题能力和效率。
要结合历年高考真题进行训练,加深对知识点的理解和记忆,为在高考化学考试中取得好成绩打下坚实的基础。
《2021-2022学年高二化学同步精品学案(新人教版选择性必修2)》第三章 晶体结构与性质 第四节 配合物与超分子【复习引入】已知AlCl 3和双聚氯化铝(Al 2Cl 6)的结构式如下: Cl —Al |Cl—Cl Cl Cl \/Al /\Cl Cl \/Al /\Cl Cl(1)AlCl 3中Al 原子的杂化方式 sp 2 ,Al 2Cl 6中Al 原子的杂化方式 sp 3 。
(2)双聚氯化铝(Al 2Cl 6)分子中有一种特殊的共价键,你能说明它形成的原因吗? (3)在NH 4+中也存在类似的共价键,用电子式表示NH 3 + H + =NH 4+的形成过程H ··N ··H····H +H +→[H ··N ··H··H··H]+。
一、配合物 1.配位键(1)概念:由一个原子单方面提供孤电子对,而另一个原子提供空轨道而形成的化学键,即““电子对给予—接受””键。
(2)特点:①配位键是一种特殊的共价键(其本质也是σ键);配位键同样具有共价键的饱和性和方向性;②以NH 4+的形成过程为例,尽管配位键与其它三条共价键不同,但形成NH 4+后,这四个共价键的键长、键角、键能完全相同,表现的化学性质也完全相同,所以NH 4+空间构型为正四面体,NH 4+的结构式也可表示:⎣⎢⎡⎦⎥⎤H —N |H|H —H +。
2.配合物【实验3-2】【深度思考】①实验证明,上述实验中呈蓝色的物质是水合铜离子,可表示为[Cu(H 2O)4]2+,叫做四水合铜离子。
②结合化学键的相关知识,分析Cu 2+与H 2O 是如何结合的呢?③根据该离子的球棍模型,写出对应的结构简式⎣⎢⎡⎦⎥⎤H 2O —Cu |H 2O |H 2O—OH 22+。
(1)配合物的定义:通常把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物。
金属配合物单晶培养金属配合物单晶培养,是指将金属配合物溶液逐渐蒸发,使溶液中的金属配合物分子逐渐结晶形成单晶体的过程。
金属配合物单晶培养具有重要的科学意义和应用价值。
在理论上,金属配合物单晶结构可以通过X射线衍射等方法进行准确测定,从而揭示金属配合物的结构特征及其性质。
在实际应用中,金属配合物单晶结构也是研究金属配合物的光学、磁学、电学等性质的重要手段。
金属配合物单晶培养方法通常包括溶剂慢蒸发法、溶剂混合法、温度梯度法等等。
其中,溶剂慢蒸发法是最常用的方法。
这种方法将金属配合物溶液放置在一个密封的容器中,容器内放置硅胶或氯化钙等干燥剂,将容器封闭,控制加热温度和环境湿度,使溶液中的溶剂逐渐蒸发,最终形成金属配合物的单晶。
金属配合物单晶培养的成功与否受多种因素的影响。
首先,金属配合物的溶解度是一个重要的因素。
溶解度过低会导致溶液中无法形成足够浓度的金属配合物,从而无法得到单晶。
其次,溶剂的选择也是关键。
溶剂的挥发性和溶解性对金属配合物单晶的形成有着重要的影响。
通常情况下,需要选择挥发性较低,且能够与金属配合物发生适当相互作用的溶剂。
再次,培养过程中的加热和冷却速度以及环境湿度的控制也是非常重要的。
培养过程中的快速加热和冷却以及湿度变化会导致金属配合物晶体结构的不稳定,从而影响形成单晶的质量。
金属配合物单晶培养成功后,需要通过X射线衍射等方法对其进行结构表征。
X射线衍射是一种通过将X射线束照射到晶体上,然后测量被散射的X射线的方向和强度来确定晶体结构的方法。
通过X射线衍射技术,可以确定金属配合物晶体的晶格常数、原子坐标和结构对称性等重要的结构参数。
此外,还可以通过X射线衍射技术确定金属配合物的晶体类型,如单斜、正交、四方等。
总之,金属配合物单晶培养是一种重要的手段,能够为金属配合物的结构表征和性质研究提供重要的参考和依据。
随着人们对金属配合物的研究的不断深入,金属配合物单晶培养技术也得到了广泛的应用和发展。