高中化学第2章化学键与分子间作用力专题突破五配合物的结构学案鲁科版.docx

5配合物的结构配合物是一个庞大的化合物家族，其中已知配合物的品种超过数百万。这类物质大多是由过渡金属的原子或离子(价电子层的部分d轨道和p轨道是空轨道)与含有孤对电子的分子或离子通过配位键构成。例如：Cu(NH3)4SO4。1配合物空间构型配合物的空间构型指的是配离子的空间构型，它与中心原子的杂化轨道类型、配位体种类和数目有关系。同样是配位数为4，若中心原子采取sp3杂化，配离子的空间构型为(正)四面体，如Zn(NH3)42；若中心原子采取sp2d或dsp2杂化，配离子的空间构型为平面正方形，如Cu(NH3)42、Pt(NH3)2Cl2。常见的配离子的空间构型如下：配位数轨道杂化类型空间构型结构示意图实例2sp1直线形Ag(NH3)2Cu(NH3)2Ag(CN)24sp3四面体Zn(NH3)42ZnCl42FeCl4Zn(CN)424dsp2(sp2d)平面正方形Pt(NH3)2Cl2Cu(NH3)42PtCl42Ni(CN)426d2sp3(sp3d2)正八面体AlF63Fe(CN)64 Co(NH3)63Ti(H2O)63图中“”代表中心原子，“”代表配位体。【典例9】金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。(1)下列关于金属及金属键的说法正确的是_。a金属键具有方向性与饱和性b金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用c金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子d金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光(2)Ni是元素周期表中第28号元素，第2周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是_。(3)过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配位体提供电子总数之和为18，则n_。CO与N2结构相似，CO分子内键与键个数之比为_。(4)甲醛(H2C=O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内C原子的杂化方式为_，甲醇分子内的OCH键角_(填“大于”、“等于”或“小于”)甲醛分子内的OCH键角。解析(1)金属键没有方向性和饱和性，a错；b对；金属内部本身就存在自由电子，金属导电是由于在外加电场的作用下电子发生了定向移动，c错；金属具有光泽是因为电子吸收并放出可见光，d错。(2)Ni有2个未成对电子，第2周期所含元素的基态原子中有2个未成对电子的原子为碳原子和氧原子，电负性最小的元素为碳。(3)由题意知：中心原子Ni的价电子数为10，而每个CO提供电子数为2，故n4；CO与N2分子中都存在叁键，故键与键个数比为12。(4)甲醇中碳原子的杂化方式为sp3，分子构型为四面体，而甲醛中碳原子的杂化方式为sp2，分子构型为平面三角形，其OCH键角为120，比甲醇中的OCH键角大。答案(1)b(2)C(碳)(3)412(4)sp3小于2配合物的同分异构现象化学组成相同的配合物可以有不同的结构，这就是配合物的异构现象。如Pt(NH3)2Cl2有顺式和反式两种异构体：PtClClNH3NH3PtH3NClNH3Cl。3血红蛋白中的配位键在血液中氧气的输送是由血红蛋白来完成的。载氧前，血红蛋白中的Fe2与血红蛋白中的氮原子通过配位键相连；载氧后，氧分子通过配位键与Fe2结合而进入血液。当一氧化碳进入人体后，由于一氧化碳分子也能通过配位键与血红蛋白中的Fe2结合，并且结合能力比氧气分子与Fe2的结合能力强得多，从而导致血红蛋白失去载氧能力，所以一氧化碳能导致人体因缺氧而中毒。【典例10】下表中实线是元素周期表的部分边界，其中上边界并未用实线标出。根据信息回答下列问题：(1)周期表中基态Ga原子的最外层电子排布式为_。(2)Fe元素位于周期表的_分区；Fe与CO易形成配合物Fe(CO)5，在Fe(CO)5中铁的化合价为_；已知：原子数目和电子总数(或价电子总数)相同的微粒互为等电子体，等电子体具有相似的结构特征。与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为_和_(填化学式)。(3)在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3杂化的分子有_。(4)根据价电子对互斥理论预测ED离子的空间构型为_。B、C、D、E原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的分子式为_(写2种)。解析配合物Fe(CO)5中铁原子是中心原子，一氧化碳是配位体，铁的化合价是0价。10个价电子的双原子分子、离子分别是N2、CN。CO的结构式与N2相似。形成4个单键的C原子采取sp3杂化。由A、B、C、D、E在元素周期表中的位置可知，它们分别是H、C、N、O、Cl。ClO中1个Cl原子结合4个氧原子，是正四面体形。B、C、D、E原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的有CO2、NCl3、CCl4等。答案(1)4s24p1(2)d0价N2CN(3)CH4、CH3OH(4)正四面体形