资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
填空题突破3　 物质的成键方式及配位键、配合物的相关分析
【高考必备知识】
1．化学键
2．共价键
3．配位键与配位化合物
(1)配位键的形成及表示方法
概念 成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的共价键。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
形成条件 ①成键原子一方能提供孤电子对，如：NH3、H2O、HF、CO、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
成键性质 共用电子对对两个原子的电性作用
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：NH可表示为
(2)配位化合物(配合物)
概念 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
常见性质 多数属于离子化合物，多数能溶解、能电离，多数有颜色
配合物的组成
中心离子 提供空轨道接受孤电子对，中心离子一般是金属离子，特别是过渡金属离子，必须有空轨道，如：Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等
配体 含有并提供孤电子对的分子或阴离子，即电子对的给予体，如：Cl－、NH3、H2O等
配位原子 配体中提供孤对电子的原子叫配位原子，如：H2O中的O原子，NH3中的N原子
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]+
配位数 作为配位体直接与中心原子结合的离子或分子的数目，即形成的配位键的数目称为配位数如：[Cu(NH3)4]2+的配位数为4，[Ag(NH3)2]+的配位数为2，[Fe(CN)6]4－中配位数为6
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SO42－，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+＋SO42－，而内界很难电离，其电离程度很小，[Cu(NH3)4]2+Cu2+＋4NH3
(3)配合物所含化学键
①配合物所含化学键：配位键、多数含有离子键，配体或外界中可能还含有共价键
②配离子所含化学键：配体通过配位键与中心离子结合
③配合物中共价键数目的判断：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共价键数(σ键)为：3×4＋4＋4＝20
(4)配位键的强弱：配位键的强弱取决于配位体给电子的能力，配位体给出电子能力越强，则配位体与中心离子形成的配位键就越强，配合物也就越稳定
[注意]
①一般来说，配合物内界与外界之间为离子键，电荷相互抵消
②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
③配位数是指与中心原子或离子相连的配位原子数，其与配位键数、配体数有时是不一致的。配位键数可理解为配位原子向中心原子提供的孤电子对数，如下图所示二聚AlCl3中，配位键数为2，而不是8
④配体中有两个或多个原子有孤电子对时，电负性小的作配位原子，如：Ni(CO)4中碳原子是配位原子
⑤判断配位键时要特别注意形成配合物后，中心原子或离子可以含有单电子，但配位原子不可能含有单电子，若有单电子，首先单电子通过普通σ键与中心原子成键
4．大π键
概念 在一个具有平面结构的多原子分子中，如果彼此相邻的3个或多个原子中有垂直于分子平面的、对称性一致的、未参与杂化的原子轨道，那么这些轨道可以相互重叠，形成多中心π键。这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键，或共轭大π键，简称大π键
形成条件 ①所有参与形成离域π键的原子在同一平面上。所以中心原子只能采取sp2或sp杂化②参与形成离域π键的原子都必须提供一个没有杂化的互相平行并垂直于该平面的p轨道③形成离域π键的p轨道上的电子总数小于p轨道数的2倍
表示方法 Π，m表示相互平行的p轨道的数目(一般微粒有几个原子，就是几个p轨道)，n表示相互平行的p轨道里的电子数，n≤2m，如：Π指相互平行的p轨道的数目有3个，互平行的p轨道里的电子数为4
常见分子(或离子)的大π键
分子(或离子) CO2 SCN－ NO N3－ SO2 O3
大π键 Π Π Π Π Π Π
分子(或离子) NO CO NO SO3 BF3
大π键 Π Π Π Π Π Π
分子(或离子)
大π键 Π Π Π Π Π Π
【真题演练】
1．(2025·山东卷)八面体配离子[Fe(H2NCONH2)6]3+中Fe3+的配位数为6，碳氮键的键长均相等，则与Fe3+配位的原子是_____(填元素符号)
2．(2025·广东卷)“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有___________________
A．镍与N、O形成配位键 B．配位时Ni2+被还原
C．配合物与水能形成分子间氢键 D．烷基链具有疏水性
3．(2025·河南卷)“活化还原”中，SnCl2必须过量，其与Rh(Ⅲ)反应可生成[Rh(SnCl3)5]4－，提升了Rh的还原速率，该配离子中Rh的化合价为_______；反应中同时生成[SnCl6]2－，Rh(Ⅲ)以[RhCl6]3－计，则理论上SnCl2和Rh(Ⅲ)反应的物质的量之比为_______
4．(2024·江西卷)已知配合物Z中Ni、N和O五个原子共平面，Ni2+的杂化方式 _______(填“是”或“不是”)sp3
5．(2024·全国甲卷)CaC2俗称电石，该化合物中不存在的化学键类型为_____(填标号)。
a．离子键 b．极性共价键 c．非极性共价键 d．配位键
6．(2024·山东卷)[BMIM]+BF (见图)是MnOx晶型转变的诱导剂。[BMIM]+中咪唑环存在π大π键，则N原子采取的轨道杂化方式为_______
7．(2024·新课标卷)Ni(CO)4结构如图所示，其中含有σ键的数目为_______
8．(2023·全国甲卷)酞菁和钴酞菁的分子结构如图所示。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_______(填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为_______，氮原子提供孤对电子与钴离子形成_______键
9．(2023·海南卷)配合物Ⅰ中钒的配位原子有4种，它们是_______
10．(2023·天津卷)Na2[Zn(OH)4]中含有的化学键包括_______
a．离子键 b．极性共价键 c．非极性共价键 d．配位键
11．(2022·山东卷)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的π大π键、则吡啶中N原子的价层孤电子对占据_______
A．2s轨道 B．2p轨道 C．sp杂化轨道 D．sp2杂化轨道
12．(2022·北京卷)FeSO4 H2O结构如图所示，FeSO4 7H2O中H2O与Fe2+、SO的作用力类型分别是_________
13．(2022·河北卷)将含有未成对电子的物质置于外磁场中，会使磁场强度增大，称其为顺磁性物质。下列物质中，属于顺磁性物质的是________(填标号)
A．[Cu(NH3)2]Cl B．[Cu(NH3)4]SO4 C．[Zn(NH3)4]SO4 D．Na2[Zn(OH)4]
14．(2022·全国乙卷)一氯乙烯(C2H3Cl)分子中，C的一个_______杂化轨道与Cl的3px轨道形成C－Cl_______键，并且Cl的3pz 轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键(π)
15．(2022·海南卷)酞菁分子结构如下图，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
16．(2022·湖南卷)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示，富马酸分子中σ键与π键的数目比为__________
17．(2021·全国卷)CO2分子中存在_____个σ键和_____个π键
18．(2020·江苏卷)柠檬酸的结构简式见图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键为_______mol
【题组训练】
1．一种具有光催化作用的配合物A结构简式如图所示，配离子ClO的空间结构为________，钴元素的价态为_______，通过螯合作用形成的配位键有________个。配合物A无顺磁性，则中心离子的杂化方式为________(填字母)(若中心离子具有单电子，则配合物为顺磁性物质)
2．顺铂有抗癌作用。机理：在铜转运蛋白的作用下，顺铂进入人体细胞发生水解，生成的Pt(NH3)2(OH)Cl与DNA结合，破坏DNA的结构，阻止癌细胞增殖。鸟嘌呤与Pt(NH3)2(OH)Cl反应的产物中包含的化学键有_________________________，在Pt(NH3)2Cl2中，配体与铂(Ⅱ)的结合能力：Cl－________NH3(填“＞”或“＜”)
3．AlCl3在178 ℃时升华，属于____晶体，其蒸气的相对分子质量约为267(Al－27，Cl－35.5)，蒸气分子的结构式为________________(标明配位键)
4．1 mol [Cu(NH3)2]＋中含有σ键的物质的量为_____mol
5．Ni2＋与丁二酮肟生成鲜红色丁二酮肟镍沉淀，该反应可用于检验Ni2＋。从重叠方式来看，丁二酮肟分子中碳碳之间的共价键类型是____键，碳氮之间的共价键类型是________________，1 mol丁二酮肟中含有____mol σ键。丁二酮肟镍分子中，氮、镍之间形成的化学键是________，氧氢之间的作用力除共价键外还存在________
6．某种含锡的有机金属化合物的结构如图所示。已知烷基配位体以C、N整合形式键合于Sn原子。该化合物中共有________种杂化方式；提供电子对形成配位键的原子是________
7．乳酸分子()中σ键与π键的数目之比为________
8．硝普钠(Na2[Fe(CN)5(NO)]·2H2O)可用于治疗急性心率衰竭。硝普钠中存在的化学键有________
9．利用碘化物作催化剂，CO2、H2可以与醚生成羧酸。1个CH3OCH3分子内σ键的个数是________，1个CH3CH2COOH分子内π键的个数是________
10．基态N原子价层电子的轨道表示式为______________________，[Ag(NH3)2]＋中Ag＋与NH3间形成的化学键为________
11．铬及其化合物用途广泛。回答下列问题：
(1)重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]为橘黄色晶体，常用作有机合成催化剂，Cr2O的结构如图1。(NH4)2Cr2O7中N、O、Cr三种元素第一电离能由大到小的顺序是____________(填元素符号)，1 mol该物质中含σ键的数目为____NA
(2)配合物a、b、c的化学式分别为[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O、[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O、[Cr(H2O)6]Cl3，相同物质的量的配合物a、b、c分别与足量AgNO3溶液反应，生成AgCl的物质的量之比为________。
(3)Cr的某配合物的结构如图2所示。其中配位原子为________(填元素符号)；NCS－中碳原子杂化方式为______
12．Co(NH3)配离子结构如图所示，Co3+位于正八面体的中心，则1个Co(NH3)配离子中共价键的个数为___，Co(NH3)3Cl3的空间结构有______种
13．乙醛分子中π键与σ键的个数比为________
14．NH3BH3中存在配位键，提供空轨道的原子是________；分子中N原子采用________杂化
15．Cu2+与OH－反应能生成[Cu(OH)4]2－，不考虑空间结构，[Cu(OH)4]2－的结构可用示意图表示为____________
16．尿素平面分子结构如图所示，H、C、N、O的电负性由大到小顺序为______________，C、N原子杂化方式分别为____________
17．铜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。Cu2+与乙二胺所形成的配离子内部粒子间的作用力类型有________
18．绿芦笋中含有天门冬氨酸(结构如图所示)和微量元素硒、铬、锰等，具有提高身体免疫力的功效。天门冬氨酸中的共价键类型为________(填“σ键”“π键”或“σ键、π键”)，其中C、N原子的杂化轨道类型为________，图中O－C－C的键角________(填“大于”或“小于”)C－C－N的键角
19．E的名称为噻吩，它和吡咯()一样都具有芳香性，所有原子共面，则噻吩中S的杂化方式为_____
20．已知某化合物的结构简式为，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，则Se的杂化方式为_________
21．平面形分子中的大π键应表示为____
【填空题突破3　 物质的成键方式及配位键、配合物的相关分析】答案
【真题演练】
1．O
解析：八面体配离子[Fe(H2NCONH2)6]3+中Fe3+的配位数为6，碳氮键的键长均相等，因此N原子不会参与形成配位键，说明C==O中O原子参与配位，所以与Fe3+配位的原子是O。
2．AD
解析：“选择萃取”中，镍形成如图的配合物。镍易进入有机相的原因有：A．镍与N、O形成配位键，可以使镍进入有机相，A正确；B．配体中提供孤对电子的O原子带一个单位负电，可以视作是得到一个电子的阴离子，其余配体不带电，整个配合物不显电性，形成配合物后，中心离子还是Ni2+，Ni2+化合价不变，B错误；C．配合物与水形成氢键，不能解释镍进入有机相，C错误；D．烷基具有疏水性，可以使其进入有机相，D正确；答案选AD；
3．＋1 6∶1
解析：配离子[Rh(SnCl3)5]4－中，配体[SnCl3]－带1个负电荷，设Rh的化合价为x，则x＋5×(－1)＝－4，则x＝＋1；Rh(III)以[RhCl6]3－计，反应中Rh(III)还原至Rh(I)，每个Rh得到2个电子，SnCl2为还原剂，部分被氧化为
[SnCl6]2－，Sn(II)被氧化为Sn(IV)，每个Sn失去2个电子，同时反应过程中，部分SnCl2结合一个Cl－形成
[SnCl3]－，作为新的配体，每生成1个[Rh(SnCl3)5]4－，需要5个SnCl2，因此理论上SnCl2和Rh(Ⅲ)反应的物质的量之比为(1＋5)∶1＝6∶1。
4．(1)不是
解析：已知配合物Z中Ni、N和O五个原子共平面，Ni2+的杂化方式为dsp2杂化，不是sp3杂化。
5．bd
解析：CaC2俗称电石，其为离子化合物，由Ca2+和C构成，两种离子间存在离子键，C中两个C原子之间存在非极性共价键，因此，该化合物中不存在的化学键类型为极性共价键和配位键，故选bd；
6．sp2
解析：BF中B形成4个σ键(其中有1个配位键)，无孤电子对，为sp3杂化，空间构型为正四面体形；咪唑环存在π大π键，则N原子只形成3个σ键，无孤电子对，杂化方式为sp2；
7．8
解析：单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，三键含有1个σ键2个π键，由Ni(CO)4的结构可知，4个配体CO与中心原子Ni形成的4个配位键均为σ键，而每个配体CO中含有1个σ键2个π键，因此1个Ni(CO)4分子中含有8个σ键。
8．③ ＋2 配位
解析：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键易断裂从而电离出 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，钴离子的化合价为+2，氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键。
9．C、O、P、Cl 解析：根据题干配合物Ⅰ的结构图，中心原子钒的配位原子有C、O、P、Cl；
10．abd
解析：Na2[Zn(OH)4]是离子化合物，Na+和[Zn(OH)]之间形成离子键，[Zn(OH)]内部存在配位键，O－H属于极性共价键，故选abd。
11．D
解析：吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的Π大π键，则说明吡啶中N原子也是采用sp2杂化，杂化轨道只用于形成σ键和存在孤电子对，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道，故答案为：D；
12．配位键、氢键
解析：由图可知，具有空轨道的亚铁离子与水分子中具有孤对电子的氧原子形成配位键，硫酸根离子与水分子间形成氢键，故答案为：配位键；氢键；
13．B
解析：根据题意，具有顺磁性物质含有未成对电子；A．[Cu(NH3)2]Cl中亚铜离子外围电子排布是3d10，离子中电子均已成对，该配合物不具有顺磁性，故不符合题意；B．[Cu(NH3)4]SO4中铜离子外围电子排布是3d9，离子中有未成对电子，该配合物具有顺磁性，故符合题意；C．[Zn(NH3)4]SO4中锌离子外围电子排布是3d10，离子中电子均已成对，该配合物不具有顺磁性，故不符合题意；D．Na2[Zn(OH)4] 中锌离子外围电子排布是3d10，离子中电子均已成对，该配合物不具有顺磁性，故不符合题意；故选B；
14．sp2 σ
解析：一氯乙烯的结构式为，碳原子采取sp2杂化，因此C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C－Cl σ键。
15．sp2　
解析：根据结构式可知，N原子的杂化方式均为sp2
16．11∶3
解析：由富马酸分子的比例模型可知，富马酸的结构简式为HOOCCH===CHCOOH，σ键有11个，π键有3个，则分子中σ键和π键的数目比为11∶3
17．2　2　
解析：CO2的结构式为O===C===O，1个双键中含有1个σ键和1个π键，因此1个CO2分子中含有2个σ键和2个π键。
18．7
解析：羧基的结构是，一个羧基中碳原子与氧原子形成两个σ键，三个羧基有6个，还有一个羟基与碳原子相连形成一个σ键，因此1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键为7 mol。
【题组训练】
1．三角锥形　＋3　5　d2sp3
2．离子键 共价键 配位键 ＜
3．分子
4．8
5．σ 1个σ键、1个π键　 15 配位键 氢键
6．3　N、Sn
解析：苯环上的C、N采用sp2杂化，甲基、为sp3杂化，中心Sn原子周围价层电子对数为5，故该Sn原子采用sp3d杂化，则该化合物中共有3种杂化方式；由题干配合物结构示意图可知，提供电子对形成配位键的原子为N、Sn。
7．11∶1
解析：单键为σ键,双键为1个σ键和1个π键,乳酸分子()中σ键与π键的数目之比为11∶1。
8．离子键　　配位键　　极性共价键
解析：硝普钠(Na2[Fe(CN)5(NO)]·2H2O)存在阴阳离子，即存在离子键，NO中存在极性共价键，中心离子与CN－、NO形成配位键，不存在金属键。
9．8　1
解析：1个CH3OCH3分子内σ键的个数是8，1个CH3CH2COOH分子内π键的个数是1
10．　配位键(或共价键)
11．(1)N＞O＞Cr　16　
(2)1∶2∶3　
(3)N　sp杂化
解析：(1)1个NH中含4个σ键，1个Cr2O中含8个σ键，故1 mol (NH4)2Cr2O7中含σ键的数目为(4×2＋8)NA＝16NA。(2)配合物a、b、c的外界Cl－个数比为1∶2∶3，只有配合物外界的Cl－会与Ag＋反应生成AgCl，故相同物质的量的a、b、c分别与足量AgNO3溶液反应，生成AgCl的物质的量之比为1∶2∶3。(3)由题图2结构可知，该配合物的配位原子为N，N提供孤电子对；NCS－中C的价层电子对数为2＋(4＋1－2×1－3×1)＝2，孤电子对数为0，则碳原子杂化方式为sp杂化。
12．24　2　
解析：1个氨分子中存在3个氮氢共价键，氮与钴形成6个配位共价键，则1个Co(NH3)配离子中共价键的个数为24；Co(NH3)为正八面体，Co3+位于正八面体的中心，6个NH3位置完全相同，Co(NH3)3Cl3为3个Cl－取代Co(NH3)其中的3个NH3，则Co(NH3)3Cl3的空间结构有2种。
13．1∶6
解析：1个乙醛分子中有1个碳氧双键，所以含有1个π键和6个σ键，个数比为1∶6。
14．B　sp3
解析：NH3BH3中存在配位键，B提供空轨道，N提供孤电子对，形成配位键；分子中N原子形成4个σ键，无孤电子对，属于sp3杂化。
15．(或)
解析：配合物[Cu(OH)4]2－中,铜原子提供空轨道，OH－中氧原子提供孤电子对，Cu2+与4个OH－形成配位键，配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，所以其表示方法为或。
16．O＞N＞C＞H　sp2、sp2
解析：非金属性减弱,元素电负性减小，电负性：O>N>C>H，尿素是平面结构的分子，8个原子共平面，尿素分子中存在离域大π键，尿素分子中的碳原子和氮原子均采用sp2杂化方式成键
17．配位键　极性键　非极性键
解析：含有孤电子对和含有空轨道的离子之间形成配位键，Cu2+和乙二胺分子间形成配位键，C－N、C－H、
N－H为极性键，C－C为非极性键
18．σ键、π键　sp2、sp3　大于
解析：
双键碳原子所连原子或原子团的空间结构为平面三角形，单键碳原子所连原子或原子团的空间结构为四面体形，键角:∠1(O－C－C)＞∠2(C－C－N)。
19．sp2杂化
解析：由所有原子共面可知，噻吩中S的杂化方式为sp2杂化。
20．sp2
解析：在该分子中，4个C原子采取sp2杂化，垂直杂化轨道的4个p轨道共有4个电子参与形成大π键，Se采取sp2杂化。
21．Π
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑