高考化学：配合物和晶体中配位数的判断（常用）

1、高考化学：配合物和晶体中配位数的判断配合物或晶体中配位数的判断配合物或晶体中一个微粒周围最近邻的微粒数称为配位数。 配位数这个概念存在于配位化学和晶体学中，定义有所不同。配合物中的配位数是指直 接同中心离子 (或原子 )配位的原子数目。 晶体学中的配位数是指晶体中一个 原子周围与其等距离的最近邻的原子数目。离子晶体中的配位数是指一个 离子周围最近的异电性离子数目。高中阶段判断配合物或晶体中配位数的 方法可作如下小结。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(NH 3)2NO 3 、Ag(CN) 2-

2、、Cu(NH 3)4SO4 、Cu(H 2O)42+ 、 Zn(NH 3)42+ 、Zn(CN) 42- 、K3 Fe(SCN) 6 、Fe(CN) 63- 、FeF 63- 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 ，Fe 3+ 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(NH 3)4

3、 (H2 O)2Cl 2 、CrCl(H 2O) 5Cl 2 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 (NH2CH2CH2 NH2)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

4、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- 、AlCl 4- 、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 Al2 Cl6 (如下左图所示 )中 Al 原子的配位数为 4。再如酞菁钴的结构 (如下右图 )，钴离子的配位数为 4。1高考化学：配合物和晶体中配位数的判断4当中心离子 (或原子 )与不同量的配位体配合时，其配位数为不确定。如硫氰合铁络离子随着配离子 SCN - 浓度的增大， 中心

5、离子 Fe3+ 与 SCN - 可以形成配位数为 16 的配合物： Fe(SCN -)n3-n (n=16) 。注意：中心离子的配位数多少与中心离子和配体的性质 (如电荷数、体积 大小、电子层结构等 )以及它们之间相互影响、配合物的形成条件 (如浓度、温度等 )有关。配合物的配位数由 1 到 14，其中最常见的配位数为 4 和 6。二、各种典型晶体中配位数的判断1最密堆积晶体的配位数均为 12。如金属晶体中的两种最密堆积：面心立方最密堆积A1 、六方最密堆积 A3。面心立方最密堆积 A1 (如图)，典型代表 Cu 、Ag 、Au，因周围的原子都与该原子形成金属键，以立方体的面心原子分析，上、中

6、、下层各有 4 个配位原子，故配位数为 12。六方最密堆积 A3 (如图所示 )，典型代表 Mg 、Zn 、Ti，因周围的原子都与该原子形成金属键， 以六方晶胞的面心原子分析， 上、中、下层分别有 3 、6 、3 个配位原子，故配位数为12。又如分子晶体中的干冰 (如下图 )，以立方体的面心 CO2 分子分析，上、中、下层各有 4 个 CO2 分子，故配位数为 12。2体心立方堆积晶体的配位数为 8。如金属晶体中的体心立方堆积 A2 (如图)，典型代表 Na 、K 、Fe，因立方体 8 个顶点的原子都与体心原子形成金属键，故配位数为 8。又如 CsCl 型离子晶体 (如下所示 )，2高考化学：

7、配合物和晶体中配位数的判断CsCl 晶体中，每个离子被处在立方体 8 个顶点带相反电荷的离子包围， Cl-离子和 Cs + 离子的配位数都为 8。或以大立方体的面心 Cs + 离子分析，上、下层各有 4 个 Cl- 离子，配位数为 8。注意：每个 Cl- (Cs+) 离子周围等距且紧邻的 Cl- (Cs+) 在上下、左右、前后 各 2 个，共 6 个，这不是真正的配位数。因为是同电性离子。3面心立方堆积晶体的配位数为 6。如 NaCl 型离子晶体 (如下图 )，NaCl 晶体中， 每个离子被处在正八面体 6个顶点带相反电荷的离子包围， Cl- 离子和Na + 离子的配位数都为 6。注意：每个

8、Cl- (Na +)离子周围等距且紧邻 的 Cl- (Na +)在上、中、下层 4 个，共 12 个，这不是真正的配位数。因为是 同电性离子。又如金属晶体中的简单立方堆积 (如图)，Po 晶体中，立方体位于 1 个顶点原子的上下、前后、左右各有 2 个原子与其形成金属键，配位数为 6。3高考化学：配合物和晶体中配位数的判断4配位数为 4 的几种晶体。如 ZnS 型离子晶体 (如下图 )，ZnS 晶体中的 S2- 离子和 Zn2+ 离子排列类似 NaCl型，但相互穿插的位置不同，使 S2- 、Zn2+ 离子的配位数不是 6，而是 4。具体可将图示中分为 8 个小立方体，其中体心有 4 个 S2-

9、 离子，每个 S2- 离子处于 Zn2+ 离子围成的正四面体中心，故 S2- 离子的配位数是 4。以大立方体的面心 Zn2+ 离子分析，上、下层各有 2 个 S2- 离子，故 Zn2+ 离子的配位数为 4 。Zn2+ 离子的配位数不易观察，亦可利用 ZnS 的化学式中的离子比为 1 1，推知 Zn2+ 离子的配位数为 4。又如金刚石、碳化硅等原子晶体 (如图所示 )，与 ZnS 型离子晶体类似情况， 配位数均为 4。二氧化 硅原子晶体中， Si 与 O 原子形成的是硅氧四面体 (图 示略) ，Si 的配位数为 4，而 SiO 2 的原子比为 1 2，故 O 的配位数是 2。再如 CaF 2 型

10、离子晶体 (如下图 )，F-和 Ca2+ 离子的配位数分别 4 和 8。具 体分析：每个 F- 离子处于 Ca2+ 离子围成 的正四面体中心，故 F- 离子的配位数是 4。以大立方体的面心 Ca2+ 离子分析， 上、下层各有 4 个 F- 离子，故 Ca2+ 离子 的配位数为 8。亦可利用 CaF 2 的化学式中的离子比为 1 2，推知 Ca2+ 离子的配位数是 8。还如在砷化镓晶胞结构 (如图)，小黑点为镓原子， 其配位数为 4，砷化镓原子比为 1 1，故 As 原子的配位数也是 4。4高考化学：配合物和晶体中配位数的判断5配位数为 3 的层状晶体。如石墨或六方氮化硼等 (图示略 )。6链状结构的配位数为 2。如硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图所示。 Ti、O 原子的配位数均为 2。注意：由于晶体结构对称性关系，晶体中不可能有 11 、10 、9 、7、5 的配位数。晶体中最高配位数为 12。三、应用氯化亚铜晶体结构为金刚石型，如图所示，其中 Cu、Cl 原子的配位数均为 4。氧化亚铜的晶胞如下中图所示，Cu 、O 原子的配位数分别为 2 、4。FeO 晶胞结构如下右图所示，其中 O2- 、Fe2+ 离子的配位数为 6。氮化铝的晶胞如下左图所示，N 、Al 原子的配位数均为 4。镧、 铬的复合氧化物晶胞结构如下图所示，56高考化学：配