资源简介

第37讲　配合物
学习目标　
1. 知道配位键的特点，认识简单配位化合物的成键特征。
2. 了解配位化合物的存在与应用。
活动方案
运用“配合物理论”分析分子结构
1. 写出两种由第2周期元素与氢元素形成含有配位键离子的结构式(配位键必须标出)，并简述配位键的形成条件。
2. 气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物，分子中原子间成键的关系如图所示。请在图中标出配位键。
3. 请描述配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成。常见的中心原子(离子)有哪些？常见的配体又有哪些？配位数的含义是什么？
4. 配合物Fe(SCN)3中提供孤电子对和空轨道的分别是哪种粒子？研究表明，溶液的红色主要是Fe3+与SCN－以个数比1∶1结合所得离子的颜色，写出该离子的化学式。
了解配合物的存在与应用　　
1. 许多配离子具有特征颜色，说说下列配离子的颜色是什么？
(1) [Cu(H2O)4]2+
(2) [Cu(NH3)4]2+
(3) [Fe(SCN)6]3-
(4) [Fe(C6H5O)6]3-
2. Cu(OH)2、AgCl沉淀均不溶于NaOH稀溶液，但能溶于氨水，某同学根据NF3与NH3结构相似的特点，认为NF3也能与Cu(OH)2、AgCl发生类似反应，后查阅资料发现NF3很难与Cu(OH)2、AgCl发生反应。试解释其原因。
3. 已知：血红素中的Fe2+与CO、O2均能形成配位键。试解释为什么空气中含有CO会引起人的中毒？
名卷优选
1 [2024福建卷]用CuCl探究Cu(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)性质，实验步骤及观察到的现象如下：
该过程中可能涉及的反应有：
①CuCl＋2NH3·H2O===[Cu(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O
②2[Cu(NH3)2]＋===[Cu(NH3)4]2+＋Cu↓
③[Cu(NH3)4]2+＋Cu===2[Cu(NH3)2]＋
④4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3·H2O===4[Cu(NH3)4]2+＋4OH－＋6H2O
下列说法错误的是(　　)
A. 与Cu2+的配位能力：NH3B．[Cu(NH3)2]＋(aq)呈无色
C. 氧化性：[Cu(NH3)2]＋<[Cu(NH3)4]2+
D. 探究过程未发生反应②
2 [天津卷]已知[Co(H2O)6]2+呈粉红色，[CoCl4]2-呈蓝色，[ZnCl4]2-为无色。现将CoCl2溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：
[Co(H2O)6]2+＋4Cl－ [CoCl4]2-＋6H2O　ΔH
用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下：
以下结论和解释正确的是(　　)
A. 等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数之比为3∶2
B. 由实验①可推知ΔH<0
C. 实验②是由于c(H2O)增大，导致平衡逆向移动
D. 由实验③可知配离子的稳定性：[ZnCl4]2-＞[CoCl4]2-
3 [2021江苏适应性考试]葡萄糖的银镜反应实验如下：
步骤1：向试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液，边振荡边滴加2%氨水，观察到有白色沉淀产生并迅速转化为灰褐色。
步骤2：向试管中继续滴加2%氨水，观察到沉淀完全溶解。
步骤3：再向试管中加入1 mL 10%葡萄糖溶液，振荡，在60～70 ℃水浴中加热，观察到试管内壁形成了光亮银镜。
下列说法不正确的是(　　)
A. 步骤1中观察到的白色沉淀为AgOH
B. 步骤2中沉淀溶解是因为生成了银氨配合物
C. 步骤3中产生银镜说明葡萄糖具有还原性
D. 如图所示银的晶胞中有14个银原子
4 [2023辽宁卷]某种镁盐具有良好的电化学性能，其阴离子结构如图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素，W、Y原子序数之和等于Z，Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是(　　)
A. W与X的化合物为极性分子
B. 第一电离能：Z＞Y＞X
C. Q的氧化物是两性氧化物
D. 该阴离子中含有配位键
5 (1) [江苏卷][Fe(H2O)6]2+中与Fe2+配位的原子是____________(填元素符号)。
(2) [全国Ⅰ卷]乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是______________________________________，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是________(填“Mg2+”或“Cu2+”)。
(3) [2023全国甲卷]酞菁和钴酞菁的分子结构如图所示。
酞菁 钴酞菁
酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是________(填酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴的化合价为________，氮原子提供孤电子对与钴离子形成________键。
(4) [2023北京卷] 硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根(S2O)可看作是SO中的一个O原子被S原子取代的产物。浸金时，S2O作为配体可提供孤电子对与Au＋形成[Au(S2O3)2]3-。分别判断S2O中的中心S原子和端基S原子能否作配位原子并说明理由：_________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5) [2023浙江卷]给出H＋的能力：NH3________(填“>”或“<”)[Cu(NH3)]2+，理由是________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
6 (1) [2024苏州调研]Al(OH)3胶体中，两分子Al(OH)3以配位键聚合成含四元环的二聚分子。该二聚分子结构式为________________。
(2) [2024南京、盐城一模]“沉铜”时Na2C2O4过多会导致Cu2+与C2O生成环状结构的配离子[Cu(C2O4)2]2-，该配离子的结构式为_________________(不考虑立体异构)。
(3) [2024南通、泰州等六市一调]αFeOOH的结构中，每个Fe(Ⅲ)与羟基氧和非羟基氧构成了FeO3(OH)3八面体，相同环境的氧原子之间构成正三角形。请补充完整该八面体的结构。
(4) [2024南京外国语、金陵中学、海安中学联考]除镍。Ni2+与丁二酮肟()反应生成鲜红色沉淀，可以用来检验Ni2+的存在。
①丁二酮肟中σ键与π键数目之比为________。
②Ni2+与丁二酮肟以物质的量之比1∶2发生反应生成配合物，分子中含有2个五元环，且通过氢键形成两个六元环，补充完整图中该配合物的结构并标注出氢键。
7 [海南卷]以Cu2O、ZnO等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。回答下列问题。
(1) 酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如下图所示，分子中所有原子共平面，所有N原子的杂化轨道类型相同，均采取________杂化。邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因是_______________________________
______________________________________________________________________。
(2) 金属Zn能溶于氨水，生成以氨为配体，配位数为4的配离子，Zn与氨水反应的离子方程式为__________________________________________________
______________________________________________________________________。
第37讲　配合物
【活动方案】
活动一：
1 、。配位键的形成条件是一方提供孤电子对，另一方具有空轨道。
2 或
3
常见的中心原子(离子)有Fe3+、Ag＋、Cu2+、Zn2+等。常见的配体有Cl－、CN－、NH3、H2O等。配位数是指直接与中心原子形成的配位键的数目。
4 Fe3+提供空轨道、SCN－提供孤电子对。该离子的化学式为[Fe(SCN)]2+。
活动二：
1 (1) 蓝色　(2) 深蓝色　(3) 红色　(4) 紫色
2 NF3分子中氟原子吸引电子的能力很强，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2+、Ag＋形成配位键。
3 Fe2+与CO形成的配位键比与O2形成的配位键强，血红素中的Fe2+与CO结合后，就失去了运输O2的功能。
【名卷优选】
1 A　反应④的产物是[Cu(NH3)4]2+、OH－、H2O，与Cu2+配位的是NH3，不是OH－，说明与Cu2+的配位能力NH3>OH－，A错误；反应①与图中步骤1对应，由图中“无色溶液”知，[Cu(NH3)2]＋(aq)呈无色，B正确；反应③与图中步骤3对应，[Cu(NH3)4]2+＋Cu===2[Cu(NH3)2]＋中，[Cu(NH3)4]2+是氧化剂，[Cu(NH3)2]＋是氧化产物，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，故氧化性[Cu(NH3)2]＋<[Cu(NH3)4]2+，C正确；反应②中有单质Cu生成，图中步骤2的现象与反应不对应，故探究过程未发生反应②，D正确。
2 D　3 D
4 A　W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素，W形成1条单键且核电荷数最小，W为H，X形成4条键，核电荷数大于H，且小于其他三种元素，X为C，Y形成2条单键，核电荷数大于C，Y为O，W、Y原子序数之和等于Z，Z为F，Y原子价电子数为Q原子价电子数的2倍，Q为Al。W与X的化合物不一定为极性分子，如CH4就是非极性分子，A错误；同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，则第一电离能：F>O>C，B正确；Q为Al，Al2O3为两性氧化物，C正确；该阴离子中L与Q之间形成配位键，D正确。
5 (1) O　(2) 乙二胺的两个N提供孤电子对给金属离子形成配位键　Cu2+　(3) ③　＋2　配位　(4) S2O中的中心原子S的价层电子对数为4，无孤电子对，不能作配位原子；端基S原子含有孤电子对，能作配位原子　(5) ＜　[Cu(NH3)]2+形成配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂
解析：(3) 已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化，且分子中存在大π键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个sp2杂化轨道，其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键，标号为③的N原子的 p轨道能提供一对电子参与形成大π键，因此标号为③的N原子形成的N—H易断裂从而电离出H＋；钴酞菁分子中，失去了2个H＋的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此，钴的化合价为＋2，氮原子提供孤电子对与钴离子形成配位键。(4) 具有孤电子对的原子就可以给中心原子提供电子配位。S2O中的中心原子S的价层电子对数为4，无孤电子对，不能作配位原子；端基S原子含有孤电子对，能作配位原子。(5) [Cu(NH3)]2+形成配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂，因此给出H＋的能力：NH3＜[Cu(NH3)]2+。
6 (1) 　　(2)
(3) 或
(4) ①15∶2　②
解析：(1) Al(OH)3分子的中心原子Al周围仅有6个电子，原子中含有空轨道，该空轨道容纳另一个Al(OH)3分子中的氧原子的孤电子对而形成配位键。(3) FeO3(OH)3八面体是从αFeOOH的结构中截取出的一部分，部分O原子在该八面体中不用形成2个键，该八面体的结构见答案。(4) ①单键是σ键，双键中有1个σ键和1个π键，故丁二酮肟分子中含有15个σ键和2个π键，即15∶2。②Ni2+与丁二酮肟以物质的量之比1∶2反应生成配合物，由知，与Ni2+配位的是失去1个H＋的丁二酮肟负离子，分子结构中有2个五元环，即有2个上图中的环，羟基氢原子可与另1个五元环上的氧原子之间形成氢键，一共可再形成2个六元环，该配合物的结构见答案。
7 (1) sp2　两者均为分子晶体，后者能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，熔点更高　(2) Zn＋4NH3＋2H2O===[Zn(NH3)4]2+＋2OH－＋H2↑(共33张PPT)
模块四
物质结构与性质
主题11　晶体结构与性质
第37讲　配合物
内容索引
学习目标
活动方案
名卷优选
学 习 目 标
1. 知道配位键的特点，认识简单配位化合物的成键特征。2. 了解配位化合物的存在与应用。
活 动 方 案
1. 写出两种由第2周期元素与氢元素形成含有配位键离子的结构式(配位键必须标出)，并简述配位键的形成条件。
活动一　运用“配合物理论”分析分子结构
2. 气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物，分子中原子间成键的关系如图所示。请在图中标出配位键。
3. 请描述配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成。常见的中心原子(离子)有哪些？常见的配体又有哪些？配位数的含义是什么？
4. 配合物Fe(SCN)3中提供孤电子对和空轨道的分别是哪种粒子？研究表明，溶液的红色主要是Fe3＋与SCN－以个数比1∶1结合所得离子的颜色，写出该离子的化学式。
【答案】 Fe3＋提供空轨道、SCN－提供孤电子对。该离子的化学式为[Fe(SCN)]2＋。
1. 许多配离子具有特征颜色，说说下列配离子的颜色是什么？
(1) [Cu(H2O)4]2＋
(2) [Cu(NH3)4]2＋
(3) [Fe(SCN)6]3－
(4) [Fe(C6H5O)6]3－
【答案】 (1) 蓝色　(2) 深蓝色　(3) 红色　(4) 紫色
活动二　了解配合物的存在与应用
2. Cu(OH)2、AgCl沉淀均不溶于NaOH稀溶液，但能溶于氨水，某同学根据NF3与NH3结构相似的特点，认为NF3也能与Cu(OH)2、AgCl发生类似反应，后查阅资料发现NF3很难与Cu(OH)2、AgCl发生反应。试解释其原因。
【答案】 NF3分子中氟原子吸引电子的能力很强，使得氮原子上的孤电子对难与Cu2＋、Ag＋形成配位键。
3. 已知：血红素中的Fe2＋与CO、O2均能形成配位键。试解释为什么空气中含有CO会引起人的中毒？
【答案】 Fe2＋与CO形成的配位键比与O2形成的配位键强，血红素中的Fe2＋与CO结合后，就失去了运输O2的功能。
名 卷 优 选
2
4
5
1
3
7
6
1 [2024福建卷]用CuCl探究Cu(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)性质，实验步骤及观察到的现象如下：
该过程中可能涉及的反应有：
①CuCl＋2NH3·H2O===[Cu(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O
②2[Cu(NH3)2]＋===[Cu(NH3)4]2＋＋Cu↓
③[Cu(NH3)4]2＋＋Cu===2[Cu(NH3)2]＋
④4[Cu(NH3)2]＋＋O2＋8NH3·H2O===4[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O
2
4
5
1
3
7
6
下列说法错误的是(　 　)
A. 与Cu2＋的配位能力：NH3B．[Cu(NH3)2]＋(aq)呈无色
C. 氧化性：[Cu(NH3)2]＋<[Cu(NH3)4]2＋
D. 探究过程未发生反应②
A
2
4
5
1
3
7
6
【解析】 反应④的产物是[Cu(NH3)4]2＋、OH－、H2O，与Cu2＋配位的是NH3，不是OH－，说明与Cu2＋的配位能力NH3>OH－，A错误；反应①与图中步骤1对应，由图中“无色溶液”知，[Cu(NH3)2]＋(aq)呈无色，B正确；反应③与图中步骤3对应，[Cu(NH3)4]2＋＋Cu===2[Cu(NH3)2]＋中，[Cu(NH3)4]2＋是氧化剂，[Cu(NH3)2]＋是氧化产物，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，故氧化性[Cu(NH3)2]＋<[Cu(NH3)4]2＋，C正确；反应②中有单质Cu生成，图中步骤2的现象与反应不对应，故探究过程未发生反应②，D正确。
2
4
5
1
3
7
6
2 [天津卷]已知[Co(H2O)6]2＋呈粉红色，[CoCl4]2－呈蓝色，[ZnCl4]2－为无色。现将CoCl2溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：
用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下：
2
4
5
1
3
7
6
以下结论和解释正确的是(　 　)
A. 等物质的量的[Co(H2O)6]2＋和[CoCl4]2－中σ键数之比为3∶2
B. 由实验①可推知ΔH<0
C. 实验②是由于c(H2O)增大，导致平衡逆向移动
D. 由实验③可知配离子的稳定性：[ZnCl4]2－＞[CoCl4]2－
D
2
4
5
3
7
6
3 [2021江苏适应性考试]葡萄糖的银镜反应实验如下：
步骤1：向试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液，边振荡边滴加2%氨水，观察到有白色沉淀产生并迅速转化为灰褐色。
步骤2：向试管中继续滴加2%氨水，观察到沉淀完全溶解。
步骤3：再向试管中加入1 mL 10%葡萄糖溶液，振荡，在60～70 ℃水浴中加热，观察到试管内壁形成了光亮银镜。
下列说法不正确的是(　 　)
A. 步骤1中观察到的白色沉淀为AgOH
B. 步骤2中沉淀溶解是因为生成了银氨配合物
C. 步骤3中产生银镜说明葡萄糖具有还原性
D. 如图所示银的晶胞中有14个银原子
1
D
2
4
5
3
7
9
6
8
10
4 [2023辽宁卷]某种镁盐具有良好的电化学性能，其阴离子结构如图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素，W、Y原子序数之和等于Z，Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是(　 　)
A. W与X的化合物为极性分子
B. 第一电离能：Z＞Y＞X
C. Q的氧化物是两性氧化物
D. 该阴离子中含有配位键
1
A
2
4
5
3
7
6
1
【解析】 W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素，W形成1条单键且核电荷数最小，W为H，X形成4条键，核电荷数大于H，且小于其他三种元素，X为C，Y形成2条单键，核电荷数大于C，Y为O，W、Y原子序数之和等于Z，Z为F，Y原子价电子数为Q原子价电子数的2倍，Q为Al。W与X的化合物不一定为极性分子，如CH4就是非极性分子，A错误；同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，则第一电离能：F>O>C，B正确；Q为Al，Al2O3为两性氧化物，C正确；该阴离子中L与Q之间形成配位键，D正确。
2
4
5
3
7
6
5 (1) [江苏卷][Fe(H2O)6]2＋中与Fe2＋配位的原子是_________(填元素符号)。
(2) [全国Ⅰ卷]乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是________________________________________________，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是________(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。
1
O
乙二胺的两个N提供孤电子对给金属离子形成配位键
Cu2＋
2
4
5
3
7
6
(3) [2023全国甲卷]酞菁和钴酞菁的分子结构如图所示。
1
酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是_________(填酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴的化合价为____________，氮原子提供孤电子对与钴离子形成____________键。
③
＋2
配位
2
4
5
3
7
6
1
(5) [2023浙江卷]给出H＋的能力：NH3_________(填“>”或“<”)[Cu(NH3)]2＋，理由是________________________________________ ______________________________________________________________________。
＜
[Cu(NH3)]2＋形成配位键后，由于Cu对电子的吸引，使得电子云向铜偏移，进一步使氮氢键的极性变大，故其更易断裂
2
4
5
3
7
6
1
2
4
5
3
7
6
6 (1) [2024苏州调研]Al(OH)3胶体中，两分子Al(OH)3以配位键聚合
成含四元环的二聚分子。该二聚分子结构式为______________。
1
2
4
5
3
7
6
(3) [2024南通、泰州等六市一调]α－FeOOH的结构中，每个Fe(Ⅲ)与羟基氧和非羟基氧构成了FeO3(OH)3八面体，相同环境的氧原子之间构成正三角形。请补充完整该八面体的结构。
1
2
4
5
3
7
6
①丁二酮肟中σ键与π键数目之比为___________。
1
15∶2
2
4
5
3
7
6
②Ni2＋与丁二酮肟以物质的量之比1∶2发生反应生成配合物，分子中含有2个五元环，且通过氢键形成两个六元环，补充完整图中该配合物的结构并标注出氢键。
1
2
4
5
3
7
6
1
2
4
5
3
7
6
7 [海南卷]以Cu2O、ZnO等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。回答下列问题。
1
sp2
2
4
5
3
7
6
1
两者均为分子晶体，后者能形成分子间氢键，使分子间作用力增大，熔点更高
2
4
5
3
7
6
(2) 金属Zn能溶于氨水，生成以氨为配体，配位数为4的配离子，Zn与氨水反应的离子方程式为__________________________________________________________。
1
Zn＋4NH3＋2H2O===[Zn(NH3)4]2＋＋2OH－＋H2↑
谢谢观看
Thank you for watching

展开更多......

收起↑