2018-2019学年新设计化学苏教选修三讲义：专题4 分子空间结构与物质性质 第二单元 第1课时 WORD版含答案.docx

1、 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)22NHCu(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

2、，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(如右图所示)2配位化合物的概念：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。配合物是配位化合物的简称。如Cu(NH3)4SO4、Ag(NH3)2OH、NH4Cl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

3、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。归纳总结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，

4、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。活学活用1下列微粒中不存在配位键的是()NHH2OCu(H2O)42Fe(SCN)2H3OCO2ABCD答案A解析NH是NH3和H形成的离子，在形成时N原子提供孤电子对，H接受孤电子对形成配位键。H2O分子中无配位键。Cu(H2O)42是O原子提供孤电子对，Cu2接受孤电子对形成配位键。Fe(SCN)2是Fe3接受孤电子对形成配位键。H3O是H2O和H形成的离子，O原子提供孤电子对与H形成配位键。CO2分子中无配位键。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

5、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

6、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Ni(CN)424dsp2平面正方形AlF636d2sp3八面体型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。(2)顺式、反式Pt(NH3

7、)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0.2577g/100gH2O有活性B淡黄色非极性0.0366g/100gH2O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。归纳总结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。活学活用3已知Z

8、n2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。4已知Co()的八面体配合物的化学式为CoClmnNH3，若1mol配合物与AgNO3溶液反应生成1molAgCl沉淀，则m、n的值是()Am1，n5Bm3，n4Cm5，n1Dm4，n5答案B解析由1mol配合物与AgNO3反应生成1molAgCl，得知1mol配合物电离出1molCl，即配离子显1价、外界

9、有1个Cl。又因为是Co3，所以CoClmnNH3中有2个Cl。又因为是八面体构型，所以n624。配合物为Co(NH3)4Cl2Cl。当堂检测1下列分子或离子中都存在着配位键的是()ANH3、H2OBNH、H3OCN2、HClODCu(NH3)42、PCl3答案B2既有离子键又有共价键和配位键的化合物是()ANH4NO3BNaOHCH2SO4DH2O答案A3能区别Co(NH3)4Cl2Cl和Co(NH3)4Cl2NO3两种溶液的试剂是()AAgNO3溶液BNaOH溶液CCCl4D浓氨水答案A解析本题主要考查配合物的结构，其中内界和外界之间是离子键，在溶液中完全电离，加入AgNO3溶液，一种试剂

10、产生白色沉淀，另一种试剂无明显现象，可以区别。4Zn(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解析Zn(NH3)42是四面体构型，因此中心原子(Zn2)发生sp3杂化。5向AlCl3溶液和CuSO4溶液中，分别逐滴加入NaOH溶液至过量，离子反应方程式为_，_；分别滴加浓氨水至过量，离

11、子反应方程式为_，_。答案Al33OH=Al(OH)3、Al(OH)3OH=AlO2H2OCu22OH=Cu(OH)2Al33NH3H2O=Al(OH)33NHCu22NH3H2O=Cu(OH)22NH、Cu(OH)24NH3=Cu(NH3)422OH40分钟课时作业基础过关一、配合物的形成与判断1下列各组离子中因有配离子生成而不能大量共存的是()AK、Na、Cl、NOBMg2、Ca2、SO、OHCFe2、Fe3、H、NODBa2、Fe3、Cl、SCN答案D解析A项中各离子能大量共存；B项中因生成沉淀而不能大量共存；C项中是由于发生氧化还原反应而不能大量共存；D项中Fe3与SCN配合形成离子F

12、e(SCN)n(3n)而不能大量共存。2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，将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

13、对，Cu2提供空轨道。3下列化合物中属于配合物的是()CuSO45H2OK2PtCl6KClCuCl2Cu(NH2CH2COO)2KClMgCl26H2OCu(CH3COO)2ABCD答案C解析是复盐，分别是甘氨酸铜、醋酸铜盐，均属盐类。4对盐类物质可有下列分类：如氯化硝酸钙Ca(NO3)Cl是一种混盐，硫酸铝钾KAl(SO4)2是一种复盐，冰晶石Na3(AlF6)是一种络盐。对于组成为CaOCl2的盐可归类于()A混盐B复盐C络盐D无法归属于上述类别答案A解析CaOCl2可写成Ca(ClO)Cl，是混盐。二、配合物的组成5下列物质的水溶液，碱性最强的()A浓氨水BAg(NH3)2OHCMg(

14、OH)2DCa(OH)2答案B解析碱性最强，即比较电离出OH的能力，NH3H2O为弱电解质，仅发生部分电离，Ag(NH3)2OH完全电离，相当于强碱，Mg(OH)2难溶于水，Ca(OH)2微溶。6配位化合物简称配合物，它的数量巨大，组成和结构形形色色，丰富多彩。配合物Zn(NH3)4Cl2的中心原子、配位体、中心原子的电荷数和配位数分别为()AZn2、NH3、2、4BZn2、NH3、1、4CZn2、Cl、2、2DZn2、NH3、2、2答案A解析在Zn(NH3)4Cl2中中心原子为Zn2，配位体为NH3，配位数为4，构成内界Zn(NH3)42。三、配合物的空间构型7在Ag(NH3)2中，Ag与配

15、位体形成配位键时，其杂化轨道类型是()AspBsp2Csp3Ddsp2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。8下列配离子的空间构型和中心原子的杂化类型都正确的是()ACu(NH3)2平面三角形sp杂化BZn(NH3)42平面正方形sp3杂化CZnCl42正四面体sp3杂化DFe(CN)64正八面体sp杂化答案C解析选项A中Cu为sp杂化，空间构型为直线形；选项B、C中Zn2为sp3杂化，空间构型为正四面体，选项C正确；选项D中配位数为6，空间构型为正八面体，不可能为sp杂化。9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

16、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ABCD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。能力提升10水是生命之源，它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中，水也是一种常用的试剂。(1)写出与H2O分子电子数相等的微粒_(写一个即可)。(2)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

17、列对上述过程的描述不合理的是_。A氧原子的杂化类型发生了改变B微粒的形状发生了改变C微粒的化学性质发生了改变D微粒中的键角发生了改变(3)将白色的无水CuSO4溶解于水中，溶液呈蓝色，是因为生成了一种呈蓝色的配位数是4的配合离子，请写出生成此配合离子的离子方程式_。答案(1)HF、NH3、CH4、Na、Mg2、Al3、F、O2、N3、OH、NH、H3O(任意一个即可)(2)A(3)Cu24H2O=Cu(H2O)42解析(2)水分子中氧原子采取sp3杂化形成4个杂化轨道，其中2个轨道是由孤电子对占据的，依据价电子互斥理论模型，孤电子对参与互相排斥，使水分子为V形，在一定条件下水分子与H形成配位键

18、，因此氧原子与3个H原子间的共用电子对和剩下的孤电子对相互排斥形成三角锥型结构，同时键角也发生改变，形成的微粒兼有H2O分子和H的性质，故只有A项不正确。11化合物NH3与BF3可以通过配位键，形成NH3BF3。(1)配位键的形成条件是_。(2)在NH3BF3中，_原子提供孤电子对，_原子接受孤电子对。(3)写出NH3BF3的结构式并用“”标出配位键。答案(1)形成配位键的一方能够提供孤电子对，另一方具有能够接受孤电子对的空轨道(2)氮硼12Cu2能与NH3、H2O、Cl等形成配位数为4的配合物。(1)Cu(NH3)42中存在的化学键类型有_(填序号)。A配位键B极性共价键C非极性共价键D离子

19、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的反应：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杂化解析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。Cu(NH3)42是平面正方形。HOCH2CH=CH2中的C原子，有一个采取sp3杂化，两个采取

20、sp2杂化；CH3CH2CHO中的C原子有两个采取sp3杂化，一个采取sp2杂化。拓展探究13研究物质的微观结构，有助于人们理解物质变化的本质。请回答下列问题。(1)C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是_。(2)A、B均为短周期金属元素。依据下表数据，写出B原子的电子排布式：_。电离能/kJmol1I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540(3)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色，与其d轨道电子排布有关。一般地，d0或d10排布时，无颜色，d1d9排布时，有颜色，如Co(H2O)62显粉红色。据此判断，Mn(H2O)62_颜色(填“无”或

21、“有”)。(4)利用CO可以合成化工原料COCl2、配合物Fe(CO)5等。COCl2分子的结构式为，则COCl2分子内含有_。A4个键B2个键、2个键C2个键、1个键D3个键、1个键答案(1)NCSi(2)1s22s22p63s2(3)有(4)D解析(1)因为同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同一主族元素自上而下电负性逐渐减弱，故电负性由大到小的顺序是NCSi。(2)由A、B元素的各级电离能可看出，A、B两元素容易失去两个电子形成2价金属阳离子，故A、B元素属于A族的元素，由同主族元素电离能变化规律可知，B元素为镁元素，其原子的电子排布式为1s22s22p63s2。(3)锰是第25号元素，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，其d轨道上填充有5个电子，故Mn(H2O)62有颜色。(4)在COCl2分子中存在2个CCl键，1个CO键和1个CO键，故选D。