1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。第四节配合物与超分子必备知识自主学习一、配合物1配位键由一个原子单方面提供孤电子对，而另一个原子提供空轨道而形成的共价键，即“电子对给予接受”键，是一类特殊的共价键。2配位化合物(1)定义：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)以配位键结合形成的化合物，简称配合物。(2)配合物的形成举例实验操作实验现象有关离子方程式或原因分析滴加氨水后，试管中首先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐溶解，滴加乙醇后析出深蓝色晶体Cu22NH3H2O=Cu(OH)22
2、NHCu(OH)24NH3=Cu(NH3)422OHCu(NH3)42SOH2OCu(NH3)4SO4H2O溶液颜色变红Fe3与SCN可形成红色配离子(情境思考)在血液中，氧气的输送是由血红蛋白来完成的。载氧前，血红蛋白中Fe2与卟啉环中的四个氮原子和蛋白质链上咪唑环的氮原子均通过配位键相连。此时，Fe2没有嵌入卟啉环平面，而是位于其上方约0.08 nm处。载氧后，氧分子通过配位键与Fe2连接，使Fe2滑入卟啉环中。由于一氧化碳分子也能通过配位键与血红蛋白中Fe2结合，并且结合能力比氧气分子与Fe2的结合能力要强得多，从而导致血红蛋白失去载氧能力。当一氧化碳的浓度超过一定量时，会导致人体因缺氧
3、而中毒。(1)根据生活常识，比较说明其配合物的稳定性。提示：血红蛋白中Fe2与CO形成的配合物更稳定。(2)还有哪种氧化物也可与血红蛋白中的Fe2结合？提示：NO中毒原理同CO。二、超分子1超分子超分子是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超分子的应用(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。(2)冠醚识别碱金属离子冠醚分子中有大小不同的
4、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。3超分子的重要特征：分子识别和自组装。关键能力合作学习知识点一配位键1配位键的概念配位键是一种特殊的共价键。提供孤电子对的原子与接受孤电子对的原子之间形成的共价键。2配位键的形成条件(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)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。3配位键的表示方法用箭头“”来表示
5、孤电子对的共用情况，其中箭头由提供孤电子对的配位体指向提供空轨道的中心离子。4配位键的稳定性(1)电子对给予体形成配位键的能力：NH3 H2O。(2)接受体形成配位键的能力：H过渡金属主族金属。(3)配位键越强，配合物越稳定。如(1)NH中的配位键与其他三个NH的键参数是否相同？提示：相同。NH可看成NH3分子结合1个H后形成的，NH3的中心原子氮采取sp3杂化，孤电子对占据一个轨道，3个未成键电子占据另3个杂化轨道，分别结合3个H原子形成3个键，由于孤电子对的排斥，所以空间结构为三角锥形，键角压缩至107。但当有H时，N原子的孤电子对会进入H的空轨道，以配位键形成NH，这样N原子就不再存在孤
6、电子对，键角恢复至10928，故NH为正四面体形，4个NH完全一致，配位键与普通共价键形成过程不同，但性质相同。(2)共价键有饱和性，但NH3为什么仍能与H结合生成NH呢？提示：NH3有孤电子对，H有空轨道，NH3中的孤电子对进入H的空轨道，两者共用形成化学键。(3)配位键中提供孤电子对的物质通常是哪些？提示：提供孤电子对通常是含A、A、A元素的分子或离子。如NH3、CO、H2O、F、Cl、OH、CN、SCN等。(4)配位键中提供空轨道的物质通常是哪些？提示：H、B、Al；过渡金属的离子或原子Cu2、Fe2、Ag、Zn2等。【典例】以下微粒含配位键的是()N2HCH4OHNHFe(CO)5Fe
7、(SCN)3H3OAg(NH3)2OHA BC D全部【思维建模】解答有关配位键的理解和判断问题的思维流程如下：【解析】选A。N2H中有一个H与一个N原子间形成配位键；CH4中4个H原子与C原子间形成共价单键，不存在配位键；OH中O与H间形成共价键，不存在配位键；NH 中有1个H与N原子间形成配位键；Fe(CO)5中配位体CO与中心原子Fe之间形成配位键；Fe(SCN)3中配位体SCN与Fe3间形成配位键；H3O中有1个H与O原子间形成配位键；Ag(NH3)2OH中配位体NH3与Ag间形成配位键。综合以上分析，中都存在配位键。【母题追问】(1)写出N2H的结构式。提示：(2)H3O中O的杂化类
8、型是什么？H3O的空间构型是什么？提示：sp3三角锥形(3)Ag(NH3)2OH是强碱还是弱碱？提示：强碱。1(2021大连高二检测)如图为酞菁钴分子的结构简式。下列说法不正确的是()A.电负性：NCHB4个N原子均与Co形成配位键C分子中C的杂化轨道类型为sp2D结构中存在键、键【解析】选B。同一周期电负性逐渐增强，碳的电负性大于氢的电负性，则电负性：NCH，故A不选；4个N原子中只有两个氮原子形成三个键，可以提供孤电子对，与Co形成配位键，故B选；根据分子结构，碳氮双键和苯环结构中，碳原子杂化轨道类型均为sp2，故C不选；酞菁钴分子中有单键和双键，结构中存在键、键，故D不选。2.美国科学家
9、卡尔克里斯特于1998年11月合成和分离出了高能量的含N正离子的化合物N5AsF6，由于其具有极强的爆炸性，又称为“盐粒炸弹”。该离子实际上是带正电荷的分子碎片，结构呈“V”形，如图所示5个N排成V形，且都达到8电子结构：(1)N中质子数为_，电子数为_。提示：3534(2)N中含有的化学键类型有_。提示：非极性键和配位键(3)N的电子式为_。提示：(4)N中可能含有_个键，_个键，_对孤电子对。提示：444知识点二配合物1配合物的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)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)4SO4、Ag(NH3)2
10、OH、NH4Cl等均为配合物。2配合物的组成配合物由中心原子或离子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成，分成内界和外界。如Cu(NH3)4SO4可表示为(1)中心原子或离子：配合物的中心离子一般都是带正电的阳离子，过渡金属离子最常见。(2)配体：配体可以是阴离子，如X(卤素离子)、OH、SCN、CN等；也可以是中性分子，如H2O、NH3、CO等。(3)配位原子：是指配体中直接同中心离子配合的原子，如NH3中的N原子、H2O分子中的O原子。(4)配位数：直接同中心离子(或原子)配位的原子的数目叫中心离子(或原子)的配位数，如Cu(NH3)42的配位数为4。 配合物的组成(1)有的配合物没有外
11、界。如五羰基合铁Fe(CO)5、四羰基合镍Ni(CO)4。(2)有的配合物有多种配体。如Cu(NH3)2(H2O)2 SO4、Co(SO4)(NH3)5Br、Co(NH3)5BrSO4。3配合物的稳定性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。4配合物形成时性质的改变(1)颜色的改变，如Fe(SCN)3的形成；(2)溶解度的改变，如AgCl沉淀可溶于氨水得到Ag(NH3)2。(1)配位数和配体数有什么区别？提示：配位数是直接与中心离子结合的配位原子数目，而配体数是配合物中配体的数目。例如一水合甘氨酸锌中配位数为5
12、，配体数为3。(2)配合物在溶液中怎样电离？提示：配合物中外界离子能电离出来，而内界离子不能电离出来，通过实验及其数据可以确定内界和外界离子的个数，从而可以确定其配离子、中心离子和配位体。(3)NH3和BF3可以通过配位键形成NH3BF3，试分析提供孤电子对、空轨道的分别是哪种原子？你能写出NH3BF3的结构式吗？提示：N原子提供孤电子对，B原子提供空轨道，NH3BF3的结构式可表示为。【典例】(2021西安高二检测)配位化合物广泛应用于物质分离、定量测定、医药、催化等方面。利用氧化法可制备某些配位化合物。2CoCl22NH4Cl8NH3H2O2=2Co(NH3)5ClCl22H2O下列说法正
13、确的是()A该配位化合物的配位数为5B提供孤电子对的成键原子是N和ClCCo(NH3)5Cl2中存在配位键、共价键和离子键D氧化剂H2O2是非极性分子【解题指南】解答本题需要注意理解以下两个方面：(1)配合物的组成；(2)配合物中配体、配位数及所含化学键的判断。 【解析】选B。由Co(NH3)5ClCl2配位化合物可知，内界为Co(NH3)5Cl2，Co3为中心离子，5个NH3和1个Cl是配体，该配位化合物的配位数为516，故A错误；在Co(NH3)5Cl2配合物离子中，中心离子Co3提供空轨道，配体NH3中N原子和配体Cl中Cl原子提供孤电子对，故B正确；Co(NH3)5Cl2中氨气分子内存
14、在NH共价键，Co3与氨分子之间形成配位键，Co3与Cl之间也形成配位键，则Co(NH3)5Cl2中有配位键、共价键，故C错误；H2O2分子不是直线形的，两个氢原子在犹如半展开的书的两页上，氧原子则在书的夹缝上，如，分子结构不对称，正负电荷中心不重合，为极性分子，故D错误。【母题追问】(1)Co(NH3)5ClCl2在水溶液中可电离出什么离子？提示：Co(NH3)5Cl2、Cl。(2)1 mol Co(NH3)5ClCl2与足量AgNO3溶液反应，生成沉淀的物质的量是多少？提示：2 mol。1(2021兰州高二检测)关于Cr(H2O)4Cl2Cl的说法正确的是()A中心原子的化合价为2价B配位
15、数是6C配体为水分子，外界为ClD在其水溶液中加入AgNO3溶液，不产生白色沉淀【解析】选B。Cr(H2O)4Cl2Cl中阴离子是氯离子，氯离子的化合价是1价，所以铬离子的化合价是3价，A错误；中心原子铬与4个水分子和2个氯离子结合形成配位离子，故Cr的配位数为6，B正确；Cr(H2O)4Cl2Cl中配体为水分子和氯离子，外界为Cl，C错误；Cr(H2O)4Cl2Cl的外界为Cl，在其水溶液中加入AgNO3溶液，会产生氯化银白色沉淀，D错误。2(2021全国乙卷节选)过渡金属元素铬(Cr)是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用，回答下列问题：(1)对于基态Cr原子，下列叙述正
16、确的是_(填标号)。A轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为Ar3d54s1B4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动C电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大(2)三价铬离子能形成多种配位化合物。Cr(NH3)3(H2O)2Cl2中提供电子对形成配位键的原子是_，中心离子的配位数为_。(3)Cr(NH3)3(H2O)2Cl2中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如图所示。PH3中P的杂化类型是_。NH3的沸点比PH3的_，原因是_。H2O的键角小于NH3的，分析原因_。【解析】(1)24号铬元素的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s
17、1；A.根据洪特规则的特例，原子轨道处于半充满状态时能量低，稳定，则铬原子的简化的核外电子排布应为Ar3d54s1，故A正确；电子层是距离原子核由近到远排列的，则多电子原子中电子离核的平均距离4s3s，离原子核越远，层数越大，能量越高，4s电子在4s区域出现的几率多，但不总是在比3s电子离核更远的区域运动，故B错误；C.钾原子对键合电子的吸引力小，易失电子；而铬原子对键合电子的吸引力强，不易失电子，电负性比钾大，故C正确。(2)金属铬离子提供空轨道，Cr3与3个NH3、2个H2O、1个Cl形成配位键，则提供电子对形成配位键的原子是N、O、Cl，配位数为6。(3)PH3中磷原子形成3个键，有1对
18、孤电子对，则P的杂化类型是sp3杂化；NH3的分子间形成了氢键，而PH3中没有氢键的存在，氢键使物质的沸点升高，则NH3的沸点比PH3的高；H2O中氧原子形成2个键，有2对孤电子对；NH3中氮原子形成3个键，有1对孤电子对，VSEPR模型都为四面体构型，由于孤电子对间排斥力孤电子对和成对电子对间的排斥力成对电子对间的排斥力，所以H2O的键角小于NH3的键角。答案：(1)AC(2)N、O、Cl6(3)sp3高NH3的分子间形成了氢键H2O和NH3的VSEPR模型都为四面体构型，H2O有2对孤电子对、NH3有1对孤电子对，孤电子对间排斥力孤电子对和成对电子对间的排斥力成对电子对间的排斥力三言两语话
19、重点1配位键的形成条件是一个成键原子有孤电子对，另一个成键原子(或离子)有空轨道。配位键是共价键的一种。2形成配合物的中心原子(或离子)通常是过渡元素的原子或离子，如Cu2、Zn2、Ag、Co、Fe等。3Cu(NH3)42的结构为。4配合物的组成分为内界与外界，如TiCl(H2O)5Cl2中内界为TiCl(H2O)52，配位数为6，外界为Cl。5超分子是由两种或两种以上分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体，“超分子”既可以是分子，也可以是离子。6超分子的重要特征是分子识别和自组装。课堂检测素养达标1(2021宝鸡高二检测)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
20、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【解析】选B。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。2.(2021绵阳高二检测)某化合物的结构示意图
21、如图，下列关于该化合物的叙述中正确的是()A该化合物只含有H、N、O、Ni四种元素B该化合物是配合物，中心离子的配位数是2，配体是氮元素C该化合物属于配合物，中心离子是Ni离子D该化合物不属于配合物，而是属于高分子化合物【解析】选C。由图可知，结构中含有C、H、N、O、Ni五种元素，故A错误；该物质中，Ni2提供空轨道，氮原子提供孤电子对而形成配位键，所以该物质属于配合物，中心离子为Ni2，中心离子的配位数是4，配体是氮元素，故B错误；Ni2含有空轨道，N原子含有孤电子对，N原子与Ni2形成配位键，中心离子是Ni离子，故C正确；由该化合物的结构示意图可知：N元素连接的氧原子与氧元素连接H原子之
22、间形成氢键，N原子与Ni原子之间形成配位键，该化合物属于配合物，该化合物的分子式为C8H14O4N4Ni，相对分子质量较小，不属于高分子化合物，故D错误。3(2021成都高二检测)向盛有硫酸铜水溶液的试管里逐滴加入氨水，首先形成蓝色絮状沉淀，继续滴加氨水，沉淀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向反应后的溶液加入乙醇，溶液不会有变化，因为Cu(NH3)42不会与乙醇发生反应B沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子Cu(NH3)42C用硝酸铜溶液代替硫酸铜溶液进行实验，不能观察到同样的现象D在Cu(NH3)42中，Cu2给出孤电子对，NH3提供空轨道【解析】选B。Cu(NH3)4
23、SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，向溶液中加入乙醇后会析出蓝色晶体Cu(NH3)4SO4H2O，A错误；氢氧化铜和氨水继续反应生成深蓝色的配合离子Cu(NH3)42，B正确；用硝酸铜溶液代替硫酸铜溶液进行实验，硝酸铜中铜离子和氨水反应现象与硫酸铜中铜离子和氨水反应现象相同，能观察到同样的现象，C错误；在Cu(NH3)42中，Cu2提供空轨道，NH3给出孤电子对，D错误。【补偿训练】关于配合物Zn(NH3)4Cl2的说法正确的是()A配位数为6B配体为NH3和ClCZn(NH3)42为内界DZn2和NH3以离子键结合【解析】选C。配合物Zn(NH3)4Cl2中外界是Cl内界是Zn(NH3
24、)42，Cl和Zn(NH3)42以离子键结合，Zn(NH3)42 离子中Zn2是配离子，NH3是配位体，Zn2和NH3以配位键结合，配位数为4。 4(2021厦门高二检测)某物质的实验式为PtCl42NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀，用强碱处理并没有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为6B该配合物可能是平面正方形结构CCl和NH3分子均与中心铂离子形成配位键D该配合物的配体只有NH3【解析】选C。加入AgNO3不产生沉淀，用强碱处理没有NH3放出，说明不存在游离的氯离子和氨分子，所以该物质的配位化学式为PtCl4(NH3)2，则配
25、合物中中心原子的电荷数为4，配位数为6，故A错误；Pt与6个配体成键，该配合物应是八面体结构，故B错误；由分析可知，4个Cl和2个NH3分子均与Pt4配位，形成的配合物为PtCl4(NH3)2，所以C正确；该物质的配位化学式为PtCl4(NH3)2，则配体有 Cl和NH3分子，故D错误。 素养新思维 5(2021郑州高二检测)铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。(1)往硫酸铜溶液中加入氨水，先形成蓝色沉淀，继续加氨水，得到深蓝色透明溶液，再加入乙醇，得到的深蓝色晶体为_。(2)Cu(H2O)42中存在的化学键类型有_。Cu(NH3)42具有
26、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_。其结构可用示意图表示为_。(3)科学家通过X射线测得胆矾结构示意图可简单表示如下：图中虚线表示的作用力为_。【解析】(1)CuSO4与NH3H2O反应生成蓝色沉淀，沉淀为Cu(OH)2，继续加入氨水，得到深蓝色溶液，即Cu(OH)2与NH3H2O形成Cu(NH3)42，加入乙醇得到深蓝色晶体，该晶体为Cu(NH3)4SO4H2O；(2)Cu2和H2O之间存在配位键，H2O中存在极性共价键；Cu(NH3)42具有对称的空间构型，可能为正四面体，也可能为平面正方形，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，如果是正四面体，则两个Cl取代NH3，只有一种结构，则Cu(NH3)42的空间构型为平面正方形；其结构为；(3)O和Cu2之间构成配位键，H和O之间构成氢键。答案：(1)Cu(NH3)4SO4H2O(2)共价键(或极性键)、配位键平面正方形 (3)配位键、氢键关闭Word文档返回原板块
