第四章 配合物
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第4章:配合物一.配合物的组成(1)配位体:是含有孤电子对的分子或离子,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。
如上例[Cu(NH3)4]2+配离子中,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。
(2)中心离子(或原子):一般是金属离子,特别是过渡金属离子,但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。
此外,少数高氧化态的非金属元素也能作为中心原子存在,如SiF62-中的Si(Ⅳ)及PF6-中的P(V)等。
(3)配位数:直接同中心离子(或原子)配合的配位原子的数目,叫做该中心离子(或原子)的配位数,一般中心离子的配位数为2、4、6、8(较少见),如在[Pt(NH3)6]C14中,配位数为6,配位原子为NH3分子中的6个氮原子。
(4)配离子的电荷:配离子的电荷数等于中心离子和配位体电荷的代数和。
如[Cu(NH3)4]2+的电荷是+2+(0)×4=+2。
二.配合物的分类配位化合物的范围极广,主要可以分为以下几类:(1)单核配合物这类配合物是指一个中心离子或原子的周围排列着一定数量的配位体。
中心离子或原子与配位体之间通过配位键而形成带有电荷的配离子或中性配合分子。
如[Cu(NH3)4]SO4、K4[Fe(CN)6]等皆属于此类配合物。
(2)螯合物这类配合物是由多齿配位体以两个或两个以上的配位原子同时和一个中心离子配合并形成具有环状结构的配合物。
例如乙二胺H2N-CH2-CH2-NH2和Cu2+形成的如下螯合物:三.配合物的命名配合物的命名与一般无机化合物的命名原则相同。
若配合物的外界是一简单离子的酸根,便叫某化某;若外界酸根是一个复杂阴离子,便叫某酸某(反之,若外界为简单阳离子,内界为配阴离子的配合物也类似这样叫法)。
若配离子的内界有多种配体,须按下列顺序依次命名:简单离子—复杂离子—有机酸根离子;而中性分子配位体的命名次序为:H2O—NH3—有机分子。
第四章配合物一、判断题1. 所有八面体构型的配合物比平面四方形的稳定性强。
.()2. 所有金属离子的氨配合物在水中都能稳定存在。
.()3. 价键理论认为,所有中心离子(或原子)都既能形成内轨型配合物,又能形成外轨型配合物。
()4. 所有内轨型配合物都呈反磁性,所有外轨型配合物都呈顺磁性。
.()5. 内轨型配合物往往比外轨型配合物稳定,螯合物比简单配合物稳定,则螯合物必定是内轨型配合物。
.()6. 内轨型配合物的稳定常数一定大于外轨型配合物的稳定常数。
.()7. 不论配合物的中心离子采取d2sp3或是sp3d2杂化轨道成键,其空间构型均为八面体形。
.()8. [Fe(CN)6]3-和[FeF6]3-的空间构型都为八面体形,但中心离子的轨道杂化方式不同。
()9. [Fe(CN)6]3-是内轨型配合物,呈反磁性,磁矩为0。
()10. K3[FeF6]和K3[Fe(CN)6]都呈顺磁性。
()11. Fe2+的六配位配合物都是反磁性的。
.()12. 在配离子[AlCl4]-和[Al(OH)4]-中,Al3+的杂化轨道不同,这两种配离子的空间构型也不同。
()13. 已知E(Cu2+/Cu)=0.337V,E([Cu(NH3)4]2+/Cu)=-0.048V,则E([Cu(CN)4]2-/Cu)<-0.048V。
()14. Ni2+的四面体构型的配合物,必定是顺磁性的。
()15. 已知E(Ag+/Ag)=0.771V,E([Ag(NH3)2]+/Ag)=0.373V,则E([Ag(CN)2]-/Ag)>0.373V。
()16. 按照价键理论可推知,中心离子的电荷数低时,只能形成外轨型配合物,中心离子电荷数高时,才能形成内轨型配合物。
.()17. 以CN-为配体的配合物,往往较稳定。
()18. Ni2+的平面四方形构型的配合物,必定是反磁性的。
.()19. 所有Fe3+的八面体配合物都属于外轨型配合物。
第四章配合物本章总目标:1:掌握配合物的基本概念和配位键的本质2:掌握配合物的价键理论的主要论点,并能用此解释一些实例3:配离子稳定常数的意义和应用4:配合物形成时性质的变化。
各小节目标:第一节:配位化合物的基本概念1:掌握中心原子、配体、配位原子、配位键、配位数、螯合物等概念,○1配位单元:由中心原子(或离子)和几个配位分子(或离子)以配位键向结合而形成的复杂分子或离子。
○2配位化合物:含有配位单元的化合物。
○3配位原子:配体中给出孤电子对与中心直接形成配位键的原子。
○4配位数:配位单元中与中心直接成键的配位原子的个数。
2:学会命名部分配合物,重点掌握命名配体的先后顺序:(1)先无机配体后有机配体(2)先阴离子配体,后分子类配体(3)同类配体中,先后顺序按配位原子的元素符号在英文字母表中的次序(4)配位原子相同时,配体中原子个数少的在前(5)配体中原子个数相同,则按和配位原子直接相连的其它原子的元素符号的英文字母表次序;3:了解配合物的结构异构和立体异构现象第二节:配位化合物的价键理论1:熟悉直线形、三角形、正方形、四面体、三角双锥、正八面体构型的中心杂化类型。
2:会分辨内轨型和外轨型配合物。
可以通过测定物质的磁矩来计算单电子数μ=。
3:通过学习羰基配合物、氰配合物以及烯烃配合物的d pπ-配键来熟悉价键理论中的能量问题。
第三节:配合物的晶体场理论1:掌握配合物的分裂能、稳定化能概念2:掌握配合物的晶体场理论。
3;了解影响分裂能大小的因素○1)晶体场的对称性0p t ∆>∆>∆○2中心离子的电荷数,中心离子的电荷高,与配体作用强,∆大。
○3中心原子所在的周期数,对于相同的配体,作为中心的过渡元素所在的周期数大,∆相对大些。
(4)配体的影响,配体中配位原子的电负性越小,给电子能力强,配体的配位能力强,分裂能大。
224232I Br SCN Cl F OH ONO C O H O NCS NH en NO CN CO -----------<<<<<<-<<<<<<<≈4:重点掌握(1)配合物颜色的原因之一——d-d 跃迁以及颜色与分裂能大小的关系;(2)高自旋与低自旋以及与磁矩的大小的关系。
第五节:配位化合物的稳定性1:熟悉影响配位化合物稳定性的因素(1)中心与配体的关系(2)螯合效应(3)中心的影响(4)配体的影响(5)反位效应(6)18电子规则。
2:了解配位平衡及影响的因素。
习题一 选择题1.Fe (III )形成的配位数为6的外轨配合物中,Fe 3+接受孤电子对的空轨是( )A.d 2sp 3B.sp 3d 2C.p 3d 3D.sd 52.五水硫酸铜可溶于浓HCl ,关于所得溶液的下列说法中,正确的是( )A.所得溶液成蓝色B.将溶液煮沸时释放出Cl 2,留下一种Cu (I )的配合物C.这种溶液与过量的NaOH 溶液反应,不生成沉淀D.此溶液与金属铜一起加热,可被还原为一种Cu (I )的氯化物3.在[Co (C 2O 4)2(en )]-中,中心离子Co 3+的配位数为( )(《无机化学例题与习题》吉大版)A.3B.4C.5D.64.下列物质中最稳定的是( )A.Co (NO 3)3B.[Co (NH 3)6](NO 3)3C.[Co (NH 3)6]Cl 2D.[Co (en )3]Cl 35.下列配合物的稳定性,从大到小的顺序,正确的是( )A.[HgI 4]2->[HgCl 4]2->[Hg(CN)4]2-B.[Co(NH 3)6]3+>[Co(SCN)4]2->[Co(CN)6]3-C.[Ni(en)3]2+>[Ni(NH 3)6]2+>[Ni(H 2O)6]2+D.[Fe(SCN)6]3->[Fe(CN)6]3->[Fe(CN)6]4-6.最适于对+262)(O H Fe 的描述是( )A.sp 3d 2杂化,顺磁性B.sp 3d 2杂化,反磁性C.d 2sp 3杂化,顺磁性D.d 2sp 3杂化,反磁性7.如果电对的氧化型和还原型同时生成配位体和配位数相同的配合物,其E 0一定( )(《无机化学例题与习题》吉大版)A.变小B.变大C.不变D.由具体情况决定8.已知2924020108.6)(,854.0)/(⨯==-+HgI K V Hg Hg E 稳,则)/(240Hg HgI E -值为( )(《无机化学例题与习题》吉大版)A.-0.026VB.0.026VC.-0.906VD.-0.052V9.已知180231014.2)(⨯=+稳的K en Ni ,将2.00mol ·dm -3的en 溶液与0.200mol ·dm -3的NiSO 4溶液等体积混合,则平衡时[Ni 2+]/mol ·dm -3为( )(《无机化学例题与习题》吉大版)A.1.36×10-18B.2.91×10-18C.1.36×10-19D.4.36×10-210.下列配离子中,无色的是( )A.+263)(NH NiB.+243)(NH CuC.+243)(NH CdD.-24CuCl11.下列配合物平衡反应中,平衡常数K 0>1的是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)A. -+-+=+CN NH Ag NH CN Ag 2)(2)(2332B. ----+=+F SCN Fe SCN FeF 6)(63636C. +++++=+22432243)()(CuNH Zn Zn NH Cu D. ----+=+Cl HgI I HgCl 44242412.下列配离子中,分裂能最大的是( ) (《无机化学例题与习题》吉大版)A +24)(CN Ni B.+243)(NH Cu C.-46)(CN Fe D.-24)(CN Zn13.下列配合物中,不存在旋光异构体的是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)A.[PtCl 2(OH )2(NH 3)2]B.K 3[Cr (C 2O 4)3]C.[Co (en )2Cl 2]ClD.[Co (en )(NH 3)4]Cl 314.下列配离子具有正方形或八面体结构,其中 -23CO 作螯合剂的是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)A.[Co (NH 3)5(CO 3)]+B.[Pt (en )(CO 3)2]C.[Pt (en )(NH 3)(CO 3)]D.[Co (NH 3)4(CO 3) ]15.下列离子水合放热最多的是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)A.Mn 2+B.Co 2+C.Ni 2+D.Zn 2+16.下列化合物中,肯定为无色的是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)A.SeF 3B.TiCl 3C.MnF 3D.CrF 317.在下列配合物中,是中性配合物的是( )A.[Cu (H 2O )4]SO 4·H 2OB.H 2[PtCl 6]C.[Cu (NH 3)4](OH )2D.[Co (NH 3)3Cl 3]18.在下列配合物中,配离子的电荷数和中心离子的氧化数是正确的是( )A. K 2[Co (NCS )4] 2- +2B. [Co (NH 3)5Cl]Cl 2 6+ +3C. [Pt (NH 3)2Cl 2] 0 +4D. [Co (ONO )(NH 3)3(H 2O )2]Cl 2 6+ +319.在下列配合物的命名中,是错误的是( )A. Li[AlH 4] 四氢合铝(III )酸锂B. [Co (H 2O )4Cl 2]Cl 氯化二氯·四水合钴(III )C. [Co (NH 3)4(NO 2)Cl]+ 一氯·亚硝酸根·四氨合钴(III )配阳离子D. [Co (en )2(NO 2)(Cl )]SCN 硫氰酸化一氯·硝基·二乙二氨合钴(III )20.下列物质所属类型,判断错误的是( )A. CuSO 4·5H 2O 为配合物B. Co (NH 3)6Cl 3为复盐C. Ni (en )2Cl 2为螯合物D. KCl.MgCl 2·6H 2O 为复盐21. 螯合剂一般具有较高的稳定性,是由于( )A.螯合剂是多齿配体B.螯合物不溶于水C.形成环状结构D.螯合剂具有稳定的结构22. [Ni (CO )4]、[Ni (CNS )4]2-、[Ni (CN )5]3-的空间构型分别为( )A. 正四面体 正四面体 三角双锥B. 平面正方形 平面正方形 三角双锥C. 正四面体 平面正方形 三角双锥D. 平面正方形 正四面体 三角双锥23. K 稳与K 不稳之间的关系是( )A.K 稳>K 不稳B.K 稳>1/K 不稳C.K 稳<K 不稳D.K 稳=1/K 不稳24.已知:Au 3++3e,V 498.10=ϕ。
[AuCl 4]-+3e -,V00.10=ϕ则反应Au 3++4Cl -4]-的稳定常数为( )A.3.74×10-18B.2.1×1025C.4.76×10-26D.8.1×102225.配体中一个氯原子与两个金属离子配位形成的配合物叫( )A.螯合物B.多酸型配合物C.多核配合物D.π—酸配合物26. [Ni (CN )4]2-和[Ni (CO )4]中未成对电子数分别为( )A.0和2B.2和2C.2和0D.0和027.下列配合物中属于高自旋的是( )A.[Co (NH 3)6]3+B.[Mn (CN )6]4-C.[Fe (H 2O )6]2+D.[Fe (CN )6]4-28.紫红色的Ti(H 2O)62+吸收的可见光颜色为( )(《无机化学例题与习题》吉大版)A.黄B.绿C.蓝D.橙29.下列配合物不具有平面四边形结构的是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)A. Ni (CO )4B. +243)(NH Cu C. [AuCl 4]- D. [PtCl 4]2-30.下列配离子中,具有逆磁性的是( )(《无机化学例题与习题》吉大版)A. [Mn (CN )6]4-B. [Cu (CN )4]2-C. [Co (NH 3)6]3+D. [Fe (CN )6]4-二 填空题1.下列各对配离子稳定性大小的对比关系是(用”>”或”<”表示)(《无机化学例题与习题》吉大版)⑴ [Cu(en)2]2+ [Cu(NH 3)4]2+ ⑵ [Ag(NH 3)2]+ [Ag(S 2O 3)2]3- ⑶ [FeF 6]3- [Fe(CN)6]3- ⑷ [Co(NH 3)6]2+ [Co(NH 3)6]3+2.在Zn (OH )2、Fe (OH )3、Fe (OH )2、Cd (OH )2和Pb (OH )2中,能溶于氨水形成配合物的有 和 。