苏教版选修3 专题4 第二单元 第1课时 配合物的形成与空间构型 学案.docx

第二单元配合物的形成和应用第1课时配合物的形成与空间构型学习目标定位1.认识简单配合物的概念、基本组成及形成条件。2.能够根据配位数及中心原子轨道杂化类型判断配离子的空间构型。一、配合物的形成1按表中实验操作步骤完成实验，并填写下表：实验操作步骤实验现象三支试管中先生成蓝色沉淀，之后随浓氨水的滴入，沉淀逐渐溶解，最后变为深蓝色溶液。结论生成cu(oh)2蓝色沉淀且溶于浓氨水(1)写出上述反应的离子方程式。答案cu22nh3h2o=cu(oh)22nh，cu(oh)24nh3h2o=cu(nh3)422oh4h2o(2)cu(nh3)42(配离子)的形成：氨分子中氮原子的孤电子对进入cu2的空轨道，cu2与nh3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤电子对形成配位键。配离子cu(nh3)42可表示为下图所示结构。2配位化合物：由提供孤电子对的配位体与接受孤电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物，简称配合物。如cu(nh3)4so4、ag(nh3)2oh等均为配合物。3配合物cu(nh3)4so4的组成如下图所示：(1)中心原子是提供空轨道接受孤电子对的金属离子(或原子)。中心原子一般都是带正电荷的阳离子，过渡金属离子最常见的有fe3、ag、cu2、zn2等。(2)配位体是提供孤电子对的阴离子或分子，如cl、nh3、h2o等。配位体中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。配位原子必须是含有孤电子对的原子，如nh3中的n原子，h2o分子中的o原子等。(3)配位数是直接与中心原子形成的配位键的数目。如fe(cn)64中fe2的配位数为6。(4)内界和外界：配合物分为内界和外界，其中配离子称为内界，与内界发生电性匹配的阳离子或阴离子称为外界。(1)形成配合物的中心原子(离子)必须存在空轨道，配位体一般都存在着孤电子对。当配位体接近中心原子时，为了增加成键能力，中心原子用能量相近的空轨道杂化，配位体的孤电子对填到中心原子已杂化的空轨道中形成配离子。配离子的空间构型、配位数及稳定性等主要决定于杂化轨道的数目和类型。(2)配合物可看作盐类，若内界为阳离子，外界必为阴离子。若内界为阴离子，外界必为阳离子。一般情况下，外界和内界可完全电离。例10.01 mol氯化铬(crcl36h2o)在水溶液中用过量agno3处理，产生0.02 mol agcl沉淀，此氯化铬最可能为()acr(h2o)6cl3bcr(h2o)5clcl2h2occr(h2o)4cl2cl2h2odcr(h2o)3cl33h2o答案b解析根据题意知，氯化铬(crcl36h2o)和氯化银的物质的量之比是12，根据氯离子守恒知，一个氯化铬(crcl36h2o)中含有2个氯离子，剩余的1个氯离子是配位体，所以氯化铬(crcl36h2o)的化学式可能为cr(h2o)5clcl2h2o，故选b。例2回答下列问题：(1)配合物ag(nh3)2oh的中心原子是_，配位原子是_，配位数是_，它的电离方程式是_。(2)向盛有少量nacl溶液的试管中滴入少量agno3溶液，再加入氨水，观察到的现象是_。(3)解释加入氨水后，现象发生变化的原因_。答案(1)agn2ag(nh3)2oh=ag(nh3)2oh(2)产生白色沉淀，加入氨水后，白色沉淀溶解(3)agcl存在微弱的溶解平衡：agcl(s)ag(aq)cl(aq)，向其中滴加氨水，ag与nh3能发生如下反应：ag2nh3=ag(nh3)2，会使沉淀溶解平衡向右移动，最终因生成ag(nh3)2cl而使沉淀溶解解析在配合物ag(nh3)2oh中，中心原子是ag，配位原子是nh3分子中的n原子，配位数是2。由于配合物的内界是以配位键形成的，一般不电离，而内界和外界之间是通过离子键结合的，可以完全电离。二、配合物的空间构型1配离子的空间构型主要决定于杂化轨道的数目和类型。填写下表：配离子配位数杂化轨道类型空间构型ag(nh3)22sp直线形cu(cn)323sp2平面三角形zn(nh3)424sp3四面体型2.配合物pt(nh3)2cl2的中心原子是pt2，配位体是nh3和cl。(1)pt(nh3)2cl2为平面正方形构型，2个相同的配位体在pt原子的同一侧的称为顺式(常称为“顺铂”)，不在同一侧的称为反式(常称为“反铂”)。分别写出其结构简式。答案 顺式反式(2)顺式、反式pt(nh3)2cl2的性质如下表所示：配合物颜色极性在水中的溶解性抗癌活性a棕黄色极性0.257 7 g/100 g h2o有活性b淡黄色非极性0.036 6 g/100 g h2o无活性则配合物a是顺式pt(nh3)2cl2，配合物b是反式pt(nh3)2cl2(填“反式”或“顺式”)。(3)结论：含有2种或2种以上配位体的配合物，若配位体在空间的排列方式不同，就能形成几种不同构型的配合物，其结构不同，性质也有差异，互为同分异构体。(1)在判断配合物的空间构型时，首先要确定中心原子的轨道杂化类型，结合典型实例的结构示意图再判断其空间构型。(2)如果给定配合物的空间构型，则可推测中心原子的轨道杂化类型。例3已知zn2的4s和4p轨道可以形成sp3型杂化轨道，那么zncl42的空间构型为()a直线形 b平面正方形c正四面体型 d正八面体型答案c解析本题考查杂化轨道类型与配合物的空间构型的关系。zn2的4s和4p轨道形成的4个sp3杂化轨道，与4个cl形成4个配位键，所以zncl42的空间构型为正四面体型。1下列不属于配位化合物的是()a六氟合铝酸钠：na3alf6b氢氧化二氨合银：agnh32ohc六氟合铁酸钾：k3fef6d十二水硫酸铝钾：kal(so4)212h2o答案d2下列配合物的配位数是6的是()ak2co(scn)4 bfe(scn)3cna3alf6 dcu(nh3)4cl2答案c解析k2co(scn)4中co2的配位数是4；fe(scn)3中fe3的配位数是3；na3alf6中al3的配位数是6；cu(nh3)4cl2中cu2的配位数是4。3向盛有少量nacl溶液的试管中滴入少量agno3溶液，再加入氨水。下列关于实验现象的叙述不正确的是()a先生成白色沉淀，加入足量氨水后沉淀消失b生成的沉淀为agcl，它不溶于水，但溶于氨水，重新电离成ag和clc生成的沉淀是agcl，加入氨水后生成了可溶性的配合物ag(nh3)2cld若向agno3溶液中直接滴加氨水，产生的现象也是先出现白色沉淀后沉淀消失答案b4有组成不同的3种含铂配合物，分别是 h2ptcl4(oh)2、(nh4)2ptcl6和h2ptcl2(oh)4，在液氨中它们之间有如下的转化关系：2h2ptcl4(oh)22nh3=(nh4)2ptcl6h2ptcl2(oh)4。关于这3种含铂化合物的说法正确的是()ah2ptcl2(oh)4具有很强的碱性b3种含铂化合物的配位数均为6c3种含铂化合物都属于共价化合物d3种含铂配合物中pt的化合价不同答案b5zn(nh3)42是四面体构型，zn(nh3)4so4中zn2与nh3以_相结合，形成配合物的内界为_，_为配合物的外界。zn2接受4个nh3分子中氮原子提供的孤电子对，形成_个配位键；zn2提供4个空_杂化轨道接受孤电子对，是_；nh3分子中的氮原子提供孤电子对，是配位原子，nh3分子是_；zn(nh3)42中zn2的配位数是_。答案配位键zn(nh3)42so4sp3中心原子配位体4对点训练题组一配合物的形成与判断1向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是()a反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后cu2的浓度不变b沉淀溶解后，生成深蓝色的配离子cu(nh3)42c向反应后的溶液中加入乙醇，溶液没有发生变化d在cu(nh3)42离子中，cu2提供孤电子对，nh3提供空轨道答案b解析硫酸铜溶液中加入氨水先生成蓝色沉淀氢氧化铜，继续加入氨水生成cu(nh3)42，铜离子浓度减小；加入乙醇后有深蓝色晶体cu(nh3)4so4h2o析出；在cu(nh3)42中，nh3分子的氮原子提供孤电子对，cu2提供空轨道。2下列物质不是配合物的是()ak2co(scn)4 bfe(scn)3ccuso45h2o dnh4cl答案d解析a项，钴离子提供空轨道、硫氰根离子提供孤电子对而形成配位键，所以该物质属于配合物；b项，铁离子提供空轨道、硫氰根离子提供孤电子对而形成配位键，所以该物质为配合物；c项，铜离子提供空轨道、水分子中氧原子提供孤电子对而形成配位键，所以该物质属于配合物；d项，铵根离子中n原子含有孤电子对，氢离子提供空轨道，形成配位键，配合物的中心原子(或离子)提供空轨道，nh不是配离子，所以nh4cl不是配合物。题组二配合物的组成3下列组合中，中心离子的电荷数和配位数均相同的是()akag(cn)2、cu(nh3)4so4bni(nh3)4cl2、ag(nh3)2clcag(nh3)2cl、cu(nh3)2cl2dni(nh3)4cl2、cu(nh3)4so4答案d4co(nh3)5cl2配离子，中心离子的配位数是()a1 b2 c4 d6答案d解析co(nh3)5cl2中，co3为中心离子提供空轨道，cl、nh3为配体提供孤电子对，有一个氯离子和五个氨分子做配体，配位数为6。5关于下列说法正确的是()a配合物zn(nh3)4cl2配位数为6b配合物zn(nh3)4cl2中，配体为nh3和cl，zn(nh3)42为内界c配合物zn(nh3)4cl2中zn2和nh3以离子键结合d在nh和fe(co)5中都存在配位键答案d解析a项，配合物zn(nh3)4cl2内界有4个氨分子做配体，所以配位数为4，故a错误；b项，配合物zn(nh3)4cl2中，配体为nh3，zn(nh3)42为内界，故b错误；c项，配合物zn(nh3)4cl2中zn2和nh3以配位键结合，故c错误；d项，在nh中，氮原子提供孤电子对，氢离子有空轨道，它们之间形成配位键，fe(co)5中铁提供空轨道，co提供孤电子对，它们也形成配位键，故d正确。6由配位键形成的pt(nh3)62和ptcl42中，其中心离子的化合价分别为()a2、2 b6、2c4、2 d2、2答案d解析配体nh3是中性分子、不带电，故pt(nh3)62中pt为2价；而cl作为配体，带1个单位负电荷，故ptcl42中pt为2价。7关于化学式为ticl(h2o)5cl2h2o的配合物的下列说法中正确的是()a配位体是cl和h2o，配位数是9b中心离子是ti4，配离子是ticl(h2o)52c内界和外界中的cl的数目比是12d加入足量agno3溶液，所有cl均被完全沉淀答案c8向含有1 mol配合物co(nh3)5clcl2的溶液中加入足量的agno3溶液，生成氯化银沉淀的物质的量是()a0 mol b1 molc2 mol d3 mol答案c解析在配合物co(nh3)5clcl2中，有一个氯离子在内界，有两个氯离子在外界，溶液中能与银离子反应生成沉淀的是在外界的氯离子，由此可推断1 mol配合物co(nh3)5clcl2的溶液中加入足量的agno3溶液，生成氯化银沉淀的物质的量是2 mol。题组三配合物的空间构型9在ag(nh3)2中，ag与配位体形成配位键时，其杂化轨道类型是()asp bsp2 csp3 ddsp2答案a解析ag是以空的5s、5p轨道形成sp杂化轨道，接受nh3提供的孤电子对。10铂的两种化合物a和b，其中a为，b为。实验测得a和b具有不同的特性：a具有抗癌作用，而b没有。则下列关于a、b的叙述正确的是()a和b属于同一种物质a和b互为同分异构体a和b的空间构型是平面四边形a和b的空间构型是四面体a b c d答案c解析本题考查配合物的异构体的相关知识。因为a和b具有不同的特性，所以a和b一定不是同一种物质；性质不同说明结构不同，而a和b的分子式相同，故二者互为同分异构体；a和b若为四面体，则没有这两种异构体，因此a和b只能是平面四边形。11下列说法中错误的是()a当中心原子的配位数为6时，物质常呈八面体空间结构bag(nh3)2中ag提供空轨道c配位数为4的配合物均为正四面体结构d已知cu(nh3)22的中心原子采用sp杂化，则它们的空间构型为直线形答案c12已知co(nh3)63的空间结构如图，其中数字处的小圆圈表示nh3分子，且相邻的nh3分子间的距离相等，co3离子位于八面体的中心，若其中两个nh3被cl取代，所形成的co(nh3)4cl2有()a2种 b3种 c4种 d5种答案a解析该配离子的空间结构是正八面体，正八面体六个顶点的位置是对称等同的，选取其中一个取代，剩余位置有两种，所以二元取代产物也就是两种。综合强化13回答下列问题：(1)cu(nh3)42中存在的化学键类型有_(填字母)。a配位键 b极性共价键c非极性共价键 d离子键(2)cu(nh3)42具有对称的空间构型，cu(nh3)42中的两个nh3被两个cl取代，能得到两种不同结构的产物，则cu(nh3)42的空间构型为_。(3)某种含cu2的化合物可催化丙烯醇制备丙醛：hoch2ch=ch2ch3ch2cho。在丙烯醇分子中发生某种方式杂化的碳原子数是丙醛分子中发生同样方式杂化的碳原子数的2倍，则这类碳原子的杂化方式为_。答案(1)ab(2)平面正方形(3)sp2解析(1)cu(nh3)42中铜离子与氨分子之间的化学键是配位键，氨分子内部的化学键是极性共价键。(3)hoch2ch=ch2中的c原子，有一个采取sp3杂化，两个采取sp2杂化；ch3ch2cho中的c原子有两个采取sp3杂化，一个采取sp2杂化。14(1)水分子在特定条件下容易得到一个h，形成水合氢离子(h3o)。下列对上述过程的描述不合理的是_(填字母)。a氧原子的杂化类型发生了改变b微粒的空间构型发生了改变c微粒的化学性质发生了改变d微粒中hoh的键角发生了改变(2)配离子cu(nh3)2(h2o)22的中心离子是_，配位体是_，配位数为_。(3)过渡元素钴有两种化学式均为co(nh3)5brso4的配合物，且配位数均为6，它们分别溶解于水时电离出的阳离子的化学式可能为_和_。鉴别两者的实验方法是分别取样并滴加_(填化学式)溶液。答案(1)a (2)cu2nh3、h2o4 (3)co(nh3)5br2co(nh3)5so4 bacl2(或agno3)解析(1)h2o分子中氧原子采取sp3杂化形成4个杂化轨道，孤电子对占据2个sp3杂化轨道，由于孤电子对的排斥作用使水分子为v形；h3o中氧原子采取sp3杂化形成4个杂化轨道，孤电子对占据1个sp3杂化轨道，由于孤电子对的排斥作用，使h3o为三角锥型。因此h2o与h3