3.4配合物与超分子讲义高二化学人教版选择性必修2

配合物与超分子【核心素养发展目标】1．能从微观角度理解配位键的形成条件和表示方法，能判断常见的配合物2．能利用配合物的性质去推测配合物的组成，从而形成“结构决定性质”的认知模型3．了解超分子的结构特点与性质【主干知识梳理】一、配合物【实验探究】探究离子在溶液中的颜色实验操作将下列少量固体溶于足量的水，观察溶液的颜色固体及颜色①CuSO4②CuCl2·2H2O③CuBr2④NaCl⑤K2SO4⑥KBr白色绿色深褐色白色白色白色哪些溶液呈天蓝色天蓝色天蓝色天蓝色无色无色无色实验说明什么离子呈天蓝色，什么离子没有颜色水溶液中的Cu2＋主要以四水合铜离子[Cu(H2O)4]2＋存在，呈天蓝色，Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、Br－、K＋、Na＋在水溶液中均为无色实验结论在四水合铜离子[Cu(H2O)4]2＋中，Cu2＋与水分子间的化学键是由水分子提供孤电子对给予铜离子，铜离子接受水分子提供的孤电子对形成的1．配位键NHeq\o\al(＋,4)的形成NH3分子与H＋结合成NHeq\o\al(＋,4)NH3分子的电子式中，N原子上有一对孤对电子，而H+的核外没有电子，1s上是空轨道。当NH3分子与H+靠近时，NH3分子中N原子上的孤对电子进入H+的1s空轨道，与H+共用。H+与N原子间的共用电子对由N原子单方面提供，不同于一般的共价键，我们把这种特殊的共价键称为配位键(1)含义：成键原子或离子一方提供空轨道，另一方提供孤电子对而形成的这类“电子对给予——接收”键被称为配位键，即：共用电子对由一个原子单方向提供给另一原子共用所形成的共价键(2)配位键的形成条件②含有空轨道的微粒：过渡金属的原子或离子，如：H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子①成键原子一方能提供孤电子对。如：分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH－、CN－、SCN－等②成键原子另一方能提供空轨道。如：H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子(3)成键的性质：共用电子对对两个原子的电性作用(4)表示方法：配位键可以用AB来表示，其中A是提供孤电子对的原子，B是接受孤电子对的原子如：NHeq\o\al(＋,4)可表示为(5)特征：配位键同样具有饱和性和方向性。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的，如：Ag＋形成2个配位键；Cu2＋形成4个配位键等(6)配位健的稳定性=1\*GB3①电子对给予体形成配位键的能力：NH3＞H2O=2\*GB3②接受体形成配位键的能力：H＋＞过渡金属＞主族金属=3\*GB3③配位键越强，形成的物质越稳定：如Cu2＋←OH－＜Cu2＋←NH3＜H＋←NH3(7)配位键与共价键的比较比较共价键类型非极性键极性键配位键本质相邻原子间的共用电子对(原子轨道重叠)与原子核间的静电作用成键条件(元素种类)成键原子得、失电子能力相同(同种元素)成键原子得、失电子能力差别较小(不同元素)成键原子一方有孤电子对(配体)，另一方有空轨道(中心离子或原子)特征有方向性、饱和性2．配合物(1)概念：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。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均为配合物(2)配合物的组成：以“[Cu(NH3)4]SO4”为例=1\*GB3①中心原子或离子：提供空轨道接受孤电子对的原子叫中心原子。中心原子一般是带正电荷的阳离子(此时又叫中心离子)，最常见的有过渡金属离子：Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等=2\*GB3②配体(或配位体)：含有并提供孤电子对的分子或阴离子称为配体或配位体，如Cl－、NH3、H2O等③配位原子：配体中直接同中心原子(或离子)配位的原子，配位原子必须是含有孤电子对的原子，如NH3中的N原子，H2O中的O原子等④配离子：由中心原子(或离子)和配位体组成的离子叫做配离子，如[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+=5\*GB3⑤配位数：直接与中心原子(或离子)配位的原子数目叫做中心原子(或离子)的配位数，即形成的配位键的数目如：[Cu(NH3)4]2+中Cu2＋的配位数为4，[Ag(NH3)2]+中Ag＋配位数为2，[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为6=6\*GB3⑥配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心离子和配位体电荷数的代数和=7\*GB3⑦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的阳离子(或阴离子)称为外界如：[Cu(NH3)4]SO4的内界是[Cu(NH3)4]2+，外界是SOeq\o\al(2－,4)，配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分即：[Cu(NH3)4]SO4=[Cu(NH3)4]2+＋SOeq\o\al(2－,4)，而内界很难电离，其电离程度很小，[Cu(NH3)4]2+Cu2+＋4NH3【微点拨】①大多数金属离子的配位数等于它的电荷的两倍。如：Ag＋的配位数为2，Cu2＋、Zn2＋的配位数为4，Al3+、Fe3+、Cr3+的配位数为6。但也有例外，如：FeCl4－、Fe(H2O)62+等=2\*GB3②配合物中的配体，可为中性分子或阴离子，中心原子可为阳离子也可为中性原子。如：Fe(H2O)62+、Cu(H2O)42+、Fe(H2O)63+、Ni(CO)4(四羰基镍)、Fe(CO)5(五羰基铁)③水溶液中无其它配体时，金属离子都以H2O作为配体而存在，不同的络合离子中H2O分子的数目不同。如：[Cu(H2O)4]2+，中学里通常不考虑水合离子，习惯上仍用简单离子表示=4\*GB3④配合物Fe(CO)6中配体是CO，C和O原子都有孤电子对，但能与Fe形成配位键的是C原子而不是氧原子，原因是C的电负性小，更易形成配位键=5\*GB3⑤配合物在水溶液中电离成内界和外界两部分，如[Co(NH3)5Cl]Cl2=[Co(NH3)5Cl]2＋＋2Cl－，而内界微粒很难电离(电离程度很小)，因此，配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2内界中的Cl－不能被Ag＋沉淀，只有外界中的Cl－才能与硝酸银溶液反应产生沉淀；即1mol[Co(NH3)5Cl]Cl2最多能与2molAg＋结合生成AgCl沉淀=6\*GB3⑥配合物中化学键的类型及共价键数目的判断：若配体为单核离子如Cl－等，可以不予计入，若为分子，需要用配体分子内的共价键数乘以该配体的个数，此外，还要加上中心原子与配体形成的配位键，这也是σ键如：[Cu(NH3)4]SO4化学键的类型：离子键、共价键、配位键，共价键数(σ键)为3×4＋4＋4＝20(3)常见配合物的形成实验①[Cu(NH3)4]SO4·H2O的形成实验过程向盛有4mL0.1mol·L－1CuSO4溶液的试管里滴加几滴1mol/L氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水并振荡试管，观察实验现象；再向试管中加入极性较小的溶剂(8mL95%乙醇)，并用玻璃棒摩擦试管壁，观察现象实验示意图实验现象加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐溶解，得到深蓝色的透明溶液，滴加乙醇后析出深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O有关离子方程式Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－[Cu(NH3)4]2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋H2Oeq\o(=,\s\up7(乙醇))[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓实验结论上述实验现象产生的原因主要是配离子的形成。以配离子[Cu(NH3)4]2＋为例，NH3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)4]2＋可表示为微点拨乙醇的作用：乙醇的极性小，降低了[Cu(NH3)4]SO4的溶解度②Fe(SCN)3的形成实验过程向盛有少量0.1mol·L－1FeCl3溶液(或任何Fe3＋的溶液)的试管里滴加1滴0.1mol·L－1硫氰化钾(KSCN)溶液，观察实验现象实验示意图实验现象溶液变血红色有关离子方程式Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3实验结论试管里溶液的颜色跟血液极为相似，这是Fe3＋跟SCN－形成配离子的颜色③[Ag(NH3)2]Cl的形成实验过程向盛有少量0.1mol·L－1NaCl溶液的试管里滴加几滴0.1mol·L－1AgNO3溶液，产生难溶于水的白色的AgCl沉淀，再滴入1mol·L－1氨水，振荡，观察实验现象实验示意图实验现象滴加AgNO3溶液后，试管中出现白色沉淀，再滴加氨水后沉淀溶解，溶液呈无色有关离子方程式Ag＋＋Cl－=AgCl↓、AgCl＋2NH3=[Ag(NH3)2]＋＋Cl－(4)配合物的形成对物质性质的影响=1\*GB3①对溶解性的影响：一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨的溶液中，或依次溶解于含过量的OH－、CI－、Br－、I－、CN－的溶液中，形成可溶性的配合物如：Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－=2\*GB3②颜色的改变：当简单离子形成配离子时，颜色常发生变化，根据颜色的变化可以判断是否有配离子生成。如：Fe3＋与SCN－在溶液中可生成配位数为1～6的配离子，这种配离子的颜色是血红色的，反应的离子方程式如下：Fe3＋＋nSCN－=[Fe(SCN)n]3－n(n＝1～6)③稳定性增强：配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。如血红素中的Fe2＋与CO分子形成的配位键比Fe2＋与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2＋与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，使血红蛋白失去输送O2的功能，从而导致人体CO中毒(5)典型配合物[Cu(NH3)4]SO4K3[Fe(CN)6][Ag(NH3)2]OHNa3[AlF6][Co(NH3)5Cl]Cl2中心离子Cu2＋Fe3＋Ag＋Al3＋Co3＋配体NH3CN－NH3F－NH3、Cl－配位原子NCNFN、Cl配位数(n)46265＋1＝6外界SOeq\o\al(2－,4)K＋OH－Na＋Cl－【微点拨】多齿配位配体有多个配位原子，与中心原子形成螯合物，如：铜离子与乙二胺形成配离子中配体(乙二胺)数是2，但配位数是4(配位键数目)金属羰基配合物金属羰基配合物是过渡金属和一氧化碳配位形成的配合物，如：四羰基镍[Ni(CO)4]无外界，由于CO中有1根配位，故1个四羰基镍[Ni(CO)4]中含有8根配位键【对点训练1】1．下列各种说法中错误的是()A．形成配位键的条件是一方有空轨道，一方有孤电子对B．配位键是一种特殊的共价键C．配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子D．共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子2．下列分子或离子中不能形成配位键的是()A．NH3B．H2OC．Cu2＋D．NHeq\o\al(＋,4)3．下列微粒中不含配位键的是()A．NHeq\o\al(＋,4)B．P4C．BFeq\o\al(－,4) D．Na3AlF64．以下微粒含配位键的是()①N2Heq\o\al(＋,5)②CH4③OH－④NHeq\o\al(＋,4)⑤Fe(CO)3⑥Fe(SCN)3⑦H3O＋⑧[Ag(NH3)2]OHA．①②④⑦⑧B．①④⑤⑥⑦⑧C．③④⑤⑥⑦D．全部5．下列物质不是配合物的是()A．NaClB．[Fe(SCN)2]ClC．[Cu(NH3)4]Cl2D．[Ag(NH3)2]OH6．配合物的数量巨大，组成和结构形形色色，丰富多彩。配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心离子、配体和配位数分别为()A．Cu2＋、NH3、4B．Cu＋、NH3、4C．Cu2＋、OH－、2 D．Cu2＋、NH3、27．对于配合物[Co(NH3)3(H2O)Cl2]Cl，下列说法不正确的是()A．配位数为6B．提供空轨道的为Co3＋C．配位体为N、O、ClD．若往1mol该配合物中加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液，可得到1molAgCl沉淀8．用过量的AgNO3溶液处理含0.01mol氯化铬(CrCl3·6H2O)的水溶液，生成0.02mol的AgCl沉淀，此氯化铬最可能是()A．[Cr(H2O)6]Cl3B．[CrCl(H2O)5]Cl2·H2OC．[CrCl2(H2O)4]Cl·2H2OD．[CrCl3(H2O)3]·3H2O9．向盛有硫酸铜蓝色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溶液，再加无水乙醇得到深蓝色晶体。下列说法正确的是()A．深蓝色溶液中含有的主要有色离子为[Cu(H2O)4]2＋B．NH3与Cu2＋间的配位键比H2O与Cu2＋间的配位键弱C．加乙醇的目的是降低生成的配合物的溶解度D．1mol[Cu(H2O)4]2＋中含有σ键的数目为16NA10．向盛有硝酸银溶液的试管中加入氨水，首先形成难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解得到无色透明溶液，下列说法正确的是()A．反应后溶液中没有沉淀，所以反应前后Ag＋的浓度不变B．沉淀溶解后，生成的[Ag(NH3)2]OH难电离C．在[Ag(NH3)2]＋中，Ag＋给出孤对电子，NH3提供空轨道D．该实验能证明[Ag(NH3)2]＋比AgOH稳定11．铜是重要过渡元素，能形成多种配合物，如Cu2＋与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成如图所示配离子。下列说法不正确的是()A．1mol乙二胺分子中含有11NA个σ键B．乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为sp3C．Cu2＋与乙二胺形成的配离子内部含有极性键、非极性键、配位键和离子键D．乙二胺和三甲胺[分子式为N(CH3)3]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高很多，原因为乙二胺分子间可形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键12．镍能形成多种配合物如正四面体形的Ni(CO)4、正方形的[Ni(CN)4]2－和正八面体形的[Ni(NH3)6]2＋等。下列说法不正确的是()A．CO分子内σ键和π键个数之比为1∶2B．NH3的空间结构为三角锥形C．Ni2＋在形成配合物时，其配位数只能为4D．Ni(CO)4中，镍元素是sp3杂化13．某物质的实验式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是()A．配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6B．该配合物可能是平面正方形结构C．Cl－和NH3分子均为Pt4＋配体D．配合物中Cl－与Pt4＋配位，而NH3分子不配位14．Co(Ⅲ)的八面体配合物CoClm·nNH3，若1mol该配合物与AgNO3作用生成1molAgCl沉淀，则m、n的值是()A．m＝1，n＝5B．m＝3，n＝4C．m＝5，n＝1D．m＝4，n＝515．Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4，1molNi(CO)4中含有molσ键16．配合物[Cr(OH)3(H2O)(en)](en为H2NCH2CH2NH2)的中心离子配位数为(Cr与O、N均形成了配位键)，1mol该配合物中含molσ键。二、超分子1．概念：由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。2．超分子两个的重要特征——分子识别、自组装3．应用(1)分离C60和C70：将C60和C70的混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中，得到超分子“杯酚”C60和C70；加入甲苯溶剂，甲苯将C70溶解，经过滤后分离出C70；再向不溶物中加入氯仿，氯仿溶解“杯酚”而将不溶解的C60释放出来并沉淀。从而将C60和C70分离开来。图示如下：(2)冠醚识别碱金属离子：冠醚分子中有大小不同的空穴适配不同大小的碱金属离子，而形成冠醚—碱金属离子超分子，如18－冠－6识别K＋【对点训练2】1．下列关于超分子和配合物的叙述中不正确的是()A．利用超分子的分子识别特征，可以分离C60和C70B．配合物中只含配位键C．[Cu(H2O)4]2＋中Cu2＋提供空轨道，H2O中的氧原子提供孤电子对，从而形成配位键D．配合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛应用2．利用超分子可分离C60和C70。将C60、C70混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中进行分离的流程如图。下列说法错误的是()A．第一电离能：C＜OB．杯酚分子中存在大π键C．C60与金刚石晶体类型不相同D．杯酚与C60形成氢键【课时跟踪检测】1．下列各种说法中错误的是()A．配位键是一种特殊的共价键B．NH4NO3、CuSO4·5H2O都含有配位键C．共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子D．形成配位键的条件是一方有空轨道，另一方有孤电子对2．下列关于配合物的说法中不正确的是()A．许多过渡金属离子对多种配体具有很强的结合力，因而过渡金属配合物远比主族金属配合物多B．配合物中中心离子与配体间、配离子与酸根离子间都是以配位键结合C．配离子中，中心离子提供空轨道，配体提供孤电子对D．中心离子所结合配体的个数称为配位数，不同离子的配位数可能不同3．下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是()A．配位化合物中一定存在配位键B．配位化合物中只有配位键C．[Cu(H2O)6]2＋中的Cu2＋提供空轨道，H2O中的氧原子提供孤电子对形成配位键D．配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有广泛的应用4．下列物质：①H3O＋②[B(OH)4]－③CH3COO－④NH3⑤CH4中存在配位键的是()A．①②B．①③C．④⑤D．②④5．下列关于化学式为[Co(NH3)4Cl2]Cl·H2O的配合物的说法中正确的是()A．配位体是Cl－和H2OB．中心离子是Co3＋，配离子是[Co(NH3)4Cl2]＋C．内界和外界中的Cl－的数目比是1∶2D．加入足量AgNO3溶液，1mol该配合物可生成3molAgCl6．向CuSO4溶液中滴加氨水至过量，下列叙述正确的是()A．先出现沉淀，后沉淀溶解变为无色溶液B．离子方程式为Cu2＋＋4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2＋＋4H2OC．Cu2＋与NH3中的氮原子以π键结合D．NH3分子中∠HNH为109°28′7．向含等物质的量的[Co(NH3)4Cl2]Cl、[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2的溶液中分别加入过量的AgNO3溶液，生成AgCl沉淀的质量比是()A．1∶2∶3B．2∶1∶3C．1∶3∶2D．3∶2∶18．[Zn(CN)4]2－在水溶液中可与HCHO发生反应生成[Zn(H2O)4]2＋和HOCH2CN，下列说法错误的是()A．Zn2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d10B．1molHCHO分子中含有σ键的数目为1.806×1024C．HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是sp3D．[Zn(CN)4]2－中Zn2＋与CN－的C原子形成配位键，结构可表示为9．某物质的结构如图所示，下列有关该物质的分析中正确的是()A．该物质分子中不存在σ键B．该物质的分子内只存在共价键和配位键两种作用力C．该物质是一种配合物，其中Ni原子为中心原子D．该物质的分子中C、N、O原子均存在孤电子对10．检验Ni2＋反应的一种生成物为丁二酮肟镍，是一种鲜红色沉淀，其分子结构如图所示。下列说法正确的是()A．Ni2＋核外有14种运动状态不同的电子B．该分子内微粒之间存在的作用力有共价键、配位键、离子键、氢键C．基态N原子的价层电子轨道表示式为D．H2O中有2个由s轨道与sp3杂化轨道形成的σ键11．过渡金属配合物的一些特有性质的研究正受到许多研究人员的关注，因为这方面的研究无论是理论上还是工业应用上都有重要意义。氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时，会生成紫色配合物，其配离子结构如图所示。下列有关该配离子的说法正确的是()A．1mol该配离子中含有π键的个数是6×6.02×1023B．该配离子中碳原子的杂化类型均为sp2杂化C．该配离子含有的非金属元素中电负性最大的是碳D．该配离子中含有的化学键有离子键、共价键、配位键12．Fe3＋的配位化合物较稳定且用途广泛。Fe3＋可与H2O、SCN－、F－等配体形成溶液呈浅紫色的[Fe(H2O)6]3＋、红色的[Fe(SCN)6]3－、无色的[FeF6]3－配离子。某同学按如下步骤完成实验：已知：向Co2＋的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的[Co(SCN)4]2－的配离子；Co2＋不能与F－形成配位离子。下列说法正确的是()A．Fe第四电离能(I4)小于第三电离能(I3)B．向溶液Ⅰ中滴加少量NaOH溶液，溶液逐渐变为浅紫色C．配离子[Fe(H2O)6]3＋中H－O－H的键角与H2O分子中H－O－H的键角相等D．可用NaF和KSCN溶液检验FeCl3溶液中是否含有Co2＋13．冠醚是皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。下图是18－冠－6与钾离子以配位键结合形成的超分子结构示意图。下列说法错误的是()A．冠醚与碱金属离子之间的配位键属于共价键B．中心原子K＋的配位数为6C．冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里还有阴离子D．这类配合物晶体是分子晶体14．利用超分子可以对一些物质进行分离，例如利用杯酚(杯酚用“”表示)分离C60和C70的过程如图所示。下列说法正确的是()A．晶体熔点：C70＞C60＞杯酚B．操作①用到的玻璃仪器有分液漏斗和烧杯C．杯酚与C60分子之间形成分子间氢键D．杯酚易溶于氯仿，难溶于甲苯15．冠醚是一种超分子，它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关。二苯并18冠6与K＋形成的配离子的结构如图所示。下列说法错误的是()冠醚冠醚空腔直径/pm适合的粒子(直径/pm)15－冠－5170～220Na＋(204)18－冠－6260～320K＋(276)、Rb＋(304)21－冠－7340～430Cs＋(334)A．冠醚可以用来识别碱金属离子B．二苯并－18－冠－6也能适配Li＋C．该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种D．一个配离子中配位键的数目为616．下列关于超分子的说法中，不正确的是()A．超分子是由两种或两种以上的分子必须通过氢键相互作用形成的分子聚集体B．将C60加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中会形成超分子C．碱金属离子虽然不是分子，但冠醚在识别碱金属离子时，形成的也是超分子D．超分子的重要特征是自组装和分子识别17．下列过程与配合物的形成无关的是()A．除去Fe粉中的SiO2可用于强碱溶液B．向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失C．向Fe3＋溶液中加入KSCN溶液D．向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失18．下列说法中错误的是()A．[Ag(NH3)2]＋中Ag＋空的5s轨道和5p轨道以sp杂化成键，空间结构为直线形B．配位数为4的配合单元一定呈正四面体结构，配位数为6的配合单元一定呈正八面体结构C．[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性共价键和配位键D．[Pt(NH3)6]2＋和[PtCl4]2－中，其中心离子的化合价都是＋2价19．普鲁士蓝的化学式为Fe4[Fe(CN)6]3，下列说法正确的是()A．该物质中Fe2＋与Fe3＋数目之比为4∶3B．1mol该物质中含σ键数目为18NAC．该物质中只存在共价键和配位键，不存在离子键D．Fe3＋的核外电子排布式为[Ar]3d520．实验室用K3[Fe(CN)6]检验Fe2＋的离子方程式为Fe2＋＋K＋＋[Fe(CN)6]3－=KFe[Fe(CN)6]↓。下列有关说法正确的是()A．K3[Fe(CN)6]中铁离子的配位数为3B．1mol[Fe(CN)6]3－含12molσ键C．碳元素电负性强于氮元素D．Fe2＋再失去1个电子比Mn2＋更难21．按要求回答下列问题(1)配位化学创始人维尔纳发现，取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银，沉淀的量分别为3mol、2mol、1mol和1mol①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式：CoCl3·6NH3________，CoCl3·4NH3(绿色和紫色)_______②上述配合物中，中心离子的配位数都是________(2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成红色，该反应在有的教材中用方程式FeCl3＋3KSCN=Fe(SCN)3＋3KCl表示。经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3＋与SCN－不仅能以1∶3的个数比配合，还可以其他个数比配合，请按要求填空：①Fe3＋与SCN－反应时，Fe3＋提供________，SCN－提供________，二者通过配位键结合②所得Fe3＋与SCN－的配合物中，主要是Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合所得离子显红色，含该离子的配合物的化学式是________(3)向硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配离子。已知NF3与NH3的空间结构都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子的原因是_____________________________________(4)CO为配合物中常见的配体。CO作配体时，提供孤电子对的通常是C原子而不是O原子，其原因是_________________________________________________________________________________________(5)下图为DNA结构局部图。DNA双螺旋是通过氢键使它们的碱基(A和T、C和G)相互配对形成的，请写出图中存在的两种氢键的表示式：________、________22．配位化合物在生产生活中有重要应用，请根据要求回答下列问题：(1)光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]－生成，则[Al(OH)4]－中存在(填序号)a．共价键b．非极性键c．配位键d．σ键e．π键(2)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，已知Co3＋的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行了如下实验：在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，产生白色沉淀，在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，则无明显现象。则第一种配合物的结构式可表示为，第二种配合物的结构式可表示为。若在第二种配合物的溶液中滴加AgNO3溶液，则产生的现象是。(提示：TiCl(H2O)5Cl2这种配合物的结构可表示为[TiCl(H2O)5]Cl2。)(3)关于[Ti(NH3)5Cl]Cl2的说法中错误的是(填字母)。A．1mol[Ti(NH3)5Cl]Cl2含有σ键的数目为15NAB．中心原子的化合价为＋3价C．中心原子的配位数是6D．含1mol[Ti(NH3)5Cl]Cl2的水溶液中加入足量AgNO3溶液，产生3mol白色沉淀(4)已知[Co(NH3)6]3＋的立体结构如图，其中1～6处的小圆圈表示NH3分子，且各相邻的NH3分子间的距离相等(图中虚线长度相等)。Co3＋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]＋的结构的数目为【配合物与超分子】答案【对点训练1】1．D。解析：微粒间形成配位键的条件是：一方是能够提供孤电子对的原子或离子，另一方是具有能够接受孤电子对的空轨道的原子或离子，故A正确；配位键是一种特殊的共价键，故B正确；在配位化合物中，配体可以是分子、原子、离子等，如氨、水、SCN－等，故C正确；形成共价键的成键原子不一定有未成对电子，如配位键中就是一方提供一对电子，双方共用，故D错误。2．D2＋eq\o\al(＋,4)中原子不含有孤对电子，也不含有空轨道，不能形成配位键，故选D。3．B34分子中P原子为sp3eq\o\al(－,4)中B原子为sp3杂化，与3个F原子形成σ共价键，还有一个空轨道，由F－3AlF6中有Al3＋提供空轨道，F－提供孤电子对形成的配位键，故D不符合题意。4．B。解析：①氢离子提供空轨道，N2H4中氮原子提供孤电子对，所以能形成配位键，N2Heq\o\al(＋,5)含有配位键，故正确；②甲烷中碳原子满足8电子稳定结构，氢原子满足2电子稳定结构，无空轨道，无孤电子对，CH4不含有配位键，故错误；③OH－电子式为，无空轨道，OH－不含有配位键，故错误；④氨气分子中氮原子含有孤电子对，氢离子提供空轨道，可以形成配位键，NHeq\o\al(＋,4)含有配位键，故正确；⑤Fe(CO)3中Fe原子提供空轨道，CO提供孤电子对，可以形成配位键，故正确；⑥SCN－的电子式，铁离子提供空轨道，硫原子提供孤电子对，Fe(SCN)3含有配位键，故正确；⑦H3O＋中O提供孤电子对，H＋提供空轨道，二者形成配位键，H3O＋含有配位键，故正确；⑧Ag＋有空轨道，NH3中的氮原子上的孤电子对，可以形成配位键，[Ag(NH3)2]OH含有配位键，故正确。5．A。解析：含有配位键的化合物是配合物(一般铵盐除外)，NaCl中只含有离子键，故不是配合物。6．A。解析：配合物[Cu(NH3)4](OH2)中，Cu2＋为中心离子，NH3为配体，配位数为4，A项正确。7．C。解析：配体为NH3、H2O、Cl－，配位数为6，故A正确、C错误；Co为过渡元素，提供空轨道的为Co3＋，故B正确；加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液，外界Cl－可与Ag＋得到1molAgCl沉淀，内界Cl－不能与Ag＋反应，故D正确。8．B。解析：与Ag＋反应生成AgCl沉淀的Cl－是由配合物在水溶液中电离出来的，因此在该配合物中1个Cl－在内界，2个Cl－在外界。9．C。解析：由题意可知，硫酸铜蓝色溶液中存在四水合铜离子，向溶液中加入氨水时，蓝色的四水合铜离子与氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，继续加入氨水，氢氧化铜蓝色沉淀与氨水反应生成深蓝色的四氨合铜离子，加入无水乙醇降低硫酸四氨合铜的溶解度，使溶液中硫酸四氨合铜析出得到深蓝色晶体。A.由分析可知，深蓝色溶液中含有的主要有色离子为四氨合铜离子，故A错误；B.由分析可知，实验时蓝色的四水合铜离子转化为深蓝色的四氨合铜离子，说明氨分子与铜离子形成的配位键强于水分子与铜离子形成的配位键，故B错误；C.由分析可知，加入无水乙醇能降低硫酸四氨合铜的溶解度，使溶液中硫酸四氨合铜析出得到深蓝色晶体，故C正确；D.四水合铜离子中铜离子与4个水分子形成的配位键属于σ键，每个水分子中含有2个σ键，则1mol离子中含有的σ键的数目为1mol×(4＋2×4)×NAmol－1＝12NA，故D错误。10．D。解析：A.反应后形成[Ag(NH3)2]＋络离子，该离子较稳定难电离，所以Ag＋的浓度减小，故A错误；B.[Ag(NH3)2]OH为强电解质，完全电离[Ag(NH3)2]OH=[Ag(NH3)2]＋＋OH－，故B错误；C.在配合离子[Ag(NH3)2]＋中，Ag＋提供空轨道，NH3提供孤电子对，形成配位键，故C错误；D.氨水呈碱性，向盛有硝酸银水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，Ag＋＋NH3·H2O=AgOH↓＋NHeq\o\al(＋,4)，继续添加氨水，难溶物溶解得到无色的透明溶液，发生：AgOH＋2NH3=[Ag(NH3)2]＋＋OH－，氢氧化银沉淀能转化为络合物离子[Ag(NH3)2]＋，说明[Ag(NH3)2]＋比氢氧化银稳定，故D正确。11．C。解析：乙二胺的结构式为，所以1mol乙二胺分子中含有11NA个σ键，A正确；乙二胺分子中氮原子有3个σ键，还有一个孤电子对，轨道的杂化类型为sp3，B正确；Cu2＋与乙二胺形成的配离子内部含有H—N等极性键、C—C非极性键、配位键，但不含有离子键，C错误。12．C。解析：A.CO分子存在共价三键，其中含有1个σ键、2个π键，所以CO分子内σ键和π键个数之比为1∶3分子中心原子N价层电子对数＝3＋eq\f(5－1×3,2)＝3＋1＝4，sp32＋的价层电子为3d8，Ni2＋在形成配合物时，其配位数可以是4，如Ni(CO)4，[Ni(CN)4]2－，也可为6，如[Ni(NH3)6]2＋，故C错误；D.由题中信息可知，Ni(CO)4是正四面体形，Ni元素采取sp3杂化，故D正确。13．C。解析：配合物中中心原子的电荷数为4，配位数为6，故A错误；该配合物应是八面体结构，Pt与6个配体成键，故B错误；由分析可知，Cl－和NH3分子均与Pt4＋配位，形成的配合物为[PtCl4(NH3)2]，故C正确；用强碱处理没有NH3放出，说明Pt与NH3分子配位，故D错误。14．B。解析：Co(Ⅲ)的八面体配合物CoClm·nNH3，CoClm·nNH3呈电中性，因为NH3为中性分子，故m的值为3，而1mol该配合物与AgNO3作用生成1molAgCl沉淀，则其内界中只含2个氯离子，又因为该配合物为八面体，则中心原子的配位数为6，所以n的值为4，即该配合物的结构是：[CoCl2(NH3)4]Cl。15．8解析：CO的结构式为C←,=)O，1molCO分子中含1molσ键，2molπ键，Ni与CO分子能形成配位键(即σ键)，故1molNi(CO)4中含有的σ键为8mol。16．622解析：1molH2NCH2CH2NH2分子中含11molσ键，1molH2O中含2molσ键，1molOH－中含1molσ键，因en与O和N均能与Cr3＋形成配位键，故Cr3＋的配位数为6，则配位键数为6，1mol该配合物形成的σ键为1×3＋2＋11＋6＝22(mol)。【对点训练2】1．B。解析：配合物中不一定只含配位键，也可能含有其他化学键，B项错误。2．D60晶体属于分子晶体，金刚石属于共价晶体，C正确；D.氢键是H与N、O、F等电负性大的元素之间才能形成，而C60中只含有C元素，无法形成氢键，D错误。【课时跟踪检测】1．C。解析：配位键是成键的两个原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道而形成的共价键，可见成键双方都不存在未成对电子，故A、D对，C错；NH4NO3、CuSO4·5H2O中的NHeq\o\al(＋,4)、[Cu(H2O)4]2＋含有配位键，B对。2．B。解析：许多过渡元素金属离子对多种配体具有很强的结合力，因而过渡金属配合物远比主族金属的配合物多，A项正确；配合物中中心离子与配体间是以配位键结合，配离子与酸根离子间是以离子键结合，B项错误；配合物中中心离子提供空轨道，配体提供孤电子对，C项正确；配位数指形成配离子时配体的个数，不同离子的配位数可能相同也可能不同，D项正确。3．B。解析：配位化合物中一定含有配位键，但也可能含有其他化学键，A正确，B错误；Cu2＋有空轨道，H2O中氧原子有孤电子对，可以形成配位键，C正确；配位化合物应用领域特别广泛，D选项中提到的几个领域都在其中。4．A。是3个OH－与B原子形成3个共价键，还有1个OH－的O与B形成配位键，而其他物质中均不存在配位键，故选A。5．B。解析：A.由化学式[Co(NH3)4Cl2]Cl·H2O可以看出配位体是Cl－和NH33＋，形成配位阳离子，配离子是[Co(NH3)4Cl2]＋－，外界有1个Cl－，内界和外界中的Cl－的数目比是2∶－可以电离出来，外界有1个Cl－，加入足量AgNO3溶液，1mol该配合物可生成1molAgCl，故D错误。6．B。解析：向CuSO4溶液中滴加氨水至过量，先生成氢氧化铜蓝色沉淀，后溶解形成深蓝色铜氨溶液，故A错误；Cu2＋提供空轨道，NH3中的氮原子提供孤电子对，形成配位键，故C错误；NH3分子为三角锥形，键角∠HNH为107°，故D错误。7．C。解析：在配合物外界中的Cl－易发生电离，电离后与AgNO3发生反应Ag＋＋Cl－=AgCl↓，而内界中配离子难以电离，不与AgNO3反应。8．C。解析：Zn原子序数为30，位于第ⅡB族，所以，Zn2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d10，A正确；1个HCHO分子含2个C—H和1个C=O，共有3个σ键，所以1molHCHO分子中含有σ键的数目为1.806×1024，B正确；HOCH2CN分子中与羟基相连的C为sp3杂化，—CN(—C≡N)中的C为sp杂化，C错误。9．C。解析：选项A，该物质中碳原子之间、碳氢原子间、碳氮原子间等，均存在σ键；选项B，该物质中H、O原子间存在氢键，C与其他原子间存在共价键，Ni、N之间存在配位键，所以该物质的分子内存在氢键、共价键、配位键三种作用力；选项C，Ni原子具有空轨道，接受孤电子对，是配合物的中心原子；选项D，C原子最外层的4个电子全部参与成键，没有孤电子对。10．D。解析：Ni2＋价层电子排布式为3d8，能级、轨道中的电子运动状态不同，核外有26种运动状态不同的电子，A说法错误；该分子不是离子化合物，不含离子键，B说法错误；基态N原子的价层电子排布式为2s22p3，轨道表示式为，C说法错误；H2O中心氧原子s能级与p能级3个轨道杂化，含有2个σ键，2个孤电子对，D说法正确。11．A。解析：根据配离子结构示意图可知，1mol该配离子中含有π键的个数是6NA，即6×6.02×1023，故A正确；该配离子中碳原子的杂化类型有sp2、sp3杂化，故B错误；该配离子含有的非金属元素有C、O、H，电负性最大的是氧，故C错误；该配离子中含有的化学键有共价键、配位键，故D错误。12．D。解析：A.Fe的原子序数为26，核外电子排布为[Ar]3d64s2，失去3个电子后形成三价铁离子，核外电子排布为[Ar]3d5，d轨道处于半满结构，能量低、稳定，失去电子难，所以Fe第四电离能(I4)大于第三电离能(I3)，故A错误；B.向溶液Ⅰ中滴加少量NaOH溶液，会生成氢氧化铁沉淀，溶液棕黄色变浅，故B错误；C.配离子[Fe(H2O)6]3＋中Fe与O之间的配位键与水中成键电子对之间的斥力小于孤电子对与孤电子对之间的斥力，这样导致[Fe(H2O)6]3＋中H—O—H的键角比H23溶液中是否含有Co2＋，具体操作为向溶液中加入NaF使铁离子转化为无色的[FeF6]3－配离子，再加入KSCN溶液，若含有Co2＋，则生成蓝色的[Co(SCN)4]2－配离子，故D正确。13．D。解析：A.配位键是共价键的一种类型，是由一方提供空轨道，另一方提供孤电子对形成的共用电子对，故冠醚与碱金属离子之间的配位键属于共价键，A正确；B.由图可知，中心原子K＋周围形成了6个配位键，故其配位数为6，B正确；C.由题干信息可知冠醚是皇冠状的分子，则冠醚与碱金属离子形成配合物是一个配位阳离子，故所得到的晶体里还有阴离子，C正确；D.由C项分析可知，该类化合物晶体是由阴、阳离子组成的，故属于是离子晶体，D错误。14．D。解析：A.杯酚、C60和C70都是分子晶体，根据相对分子质量越大，熔沸点越高，因此晶体熔点：杯酚>C70>C6060混合物是固体，因此操作①主要是过滤，因此用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒和烧杯，故B错误；C.电负性大的原子与氢能形成分子间氢键，C60中没有电负性大的原子，因此杯酚与C60②的信息，可以得出杯酚易溶于氯仿，难溶于甲苯，故D正确。15．B。解析：由表知，碱金属离子在冠醚空腔直径范围内，冠醚与碱金属离子的包含物都是超分子，可以识别碱金属离子，A正确；Li＋半径小于Na＋；则二苯并18冠6不能适配Li＋，B错误；该冠醚分子中苯环碳原子为sp2杂化、其他碳链上的碳原子为sp3杂化，C正确；由结构简式可知，一个配离子中配位键的数目为6，D正确。16．A。解析：超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间作用力形成的分子聚集体，不一定是氢键，A错误；将C60加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中，两分子间的作用力为分子间作用力，能形成超分子，B正确；冠醚是皇冠状的分子，有不同大小的空穴，会与合适的碱金属离子形成超分子，C正确；超分子的两大特征为分子识别和自组装，D正确。17．A。解析：二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，硅酸钠和水都不是配合物，所以与配合物的形成无关，故A选；银离子和氨水反应生成氢氧化银沉淀，氢氧化银能和氨水反应生成银氨配合物，所以与配合物的形成有关，故B不选；铁离子和硫氰化钾溶液反应生成硫氰化铁配合物，所以与配合物的形成有关，故C不选；铜离子和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，氢氧化铜和氨水反应生成铜氨络合物，所以与配合物的