11/14專題4分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)第二單元配合物的形成和應(yīng)用課前預(yù)習問題導入CH4中的C原子和NH3中的N原子同樣是發(fā)生sp3雜化，為什么兩者的分子空間構(gòu)型不同？答：在形成氨分子時，氮原子中的原子軌道也發(fā)生了sp3雜化，生成四個sp3雜化軌道，但所生成的四個sp3雜化軌道中，只有三個軌道各含有一個未成對電子，可分別與一個氫原子的1s電子形成一個σ鍵，另一個sp3雜化軌道中已有兩個電子，屬于孤對電子，不能再與氫原子形成σ鍵了。所以，一個氮原子只能與三個氫原子結(jié)合，形成氨分子。因為氮原子的原子軌道發(fā)生的是sp3雜化，所以四個sp3雜化軌道在空間的分布與正四面體相似。又因四個sp3雜化軌道中的一個軌道已有一對電子，只有另外三個軌道中的未成對電子可以與氫原子的1s電子配對成鍵，所以形成的氨分子的立體構(gòu)型與sp3雜化軌道的空間分布不同，氨分子的構(gòu)型為三角錐形。由于氨分子中存在著未成鍵的孤對電子，它對成鍵電子對的排斥作用較強，所以使三個N—H鍵的空間分布發(fā)生一點變化。知識預(yù)覽1.配位鍵(1)用電子式表示NH的形成過程__________。(2)配位鍵：共用電子對由一個原子單方向提供而跟另一個原子共用的共價鍵叫配位鍵。配位鍵可用A→B形式表示，A是提供孤對電子的原子，叫做電子對給予體，B是接受電子的原子叫接受體。(3)形成配位鍵的條件形成配位鍵的條件是有能夠提供__________的原子，且另一原子具有能夠接受__________的空軌道。常用的表示符號為__________。2.配位化合物(1)寫出向CuSO4溶液中滴加氨水，得到深藍色溶液整個過程的反應(yīng)離子方程式。____________________________________________________________________；___________________________________________________________________。(2)寫出下列配合物的名稱［Cu(H2O)4］Cl2______________________________________________________［Cu(NH3)4］SO4______________________________________________________3.物質(zhì)的結(jié)構(gòu)包括__________、__________、__________等。4.研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系對解決__________、__________等都具有重要意義。5.21世紀化學科學亟待解決的重大課題之一是探尋_____________________________________________________。課堂互動三點剖析一、配位鍵1.NH的形成過程——配位鍵氨分子中，氮原子的3個未成對電子，分別與1個氫原子的電子形成3個共價鍵。但是，氮原子上還有一對沒有與其他原子共用的電子——孤對電子，而H+是由氫原子失去1個電子形成的，即它的1s軌道是空的。當氨分子與H+接近到一定程度時，氨分子中的孤對電子所在的軌道與H+的1s空軌道重疊，使孤對電子主要在重疊區(qū)域出現(xiàn)，即氮原子與氫原子共用這一對電子，從而形成一種新化學鍵——配位鍵。也就是說氨分子與H+之間是以配位鍵結(jié)合成銨離子（NH）的。其形成過程可用電子式表示如下：。2.配位鍵的形成條件參加成鍵的一方（如A）是能夠提供孤對電子的原子，另一方（如B）是具有能夠接受孤對電子的空軌道的原子。配位鍵常用A→B。二、配合物(1)配合物：配位化合物的簡稱。是由可以給出孤對電子或多個不定域電子的一定數(shù)目的離子或分子(稱為配體)，和具有接受孤對電子或多個不定域電子空位的原子或離子(統(tǒng)稱中心原子)，按一定的組成和空間構(gòu)型所形成的化合物。配合物可以是中性分子，也可以是帶電荷的離子。(2)配位鍵：配位鍵的價鍵理論是在普通共價鍵的價鍵理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。配位鍵本質(zhì)上是由共用電子對而形成的共價鍵。與我們熟悉的典型共價鍵不同之處在于，當中心形成體與配體形成配位鍵時，其共用電子對并不是由成鍵雙方原子共同提供的，而是由成鍵一方，即配位原子一方單獨提供的。配合物的中心形成體具有空余的價電子軌道(所謂價電子軌道是指中心形成體原子或離子的價電子所占有的軌道，以及與其能級相近的軌道)，可以接納外來的電子對。而配體的配位原子一般總是具有未成鍵的外圍電子對(即孤對電子)，當它們彼此接近而相互作用時，配體的孤對電子進入到中心形成體的空余價電子軌道中，實際上變成了配體與中心形成體共用的電子對，從而將配體與中心形成體緊緊聯(lián)結(jié)在一起，形成了一種特殊的共價鍵，即配位鍵。如：四水合銅絡(luò)離子的成鍵情況見下圖。Cu2+是中心形成體，H2O是配體。Cu2+是孤對電子對的接受體，H2O中的氧原子上的2s孤電子對是電子給予體。在配合物形成后，所有的配位鍵性質(zhì)都相同，中心形成體和配體對“鍵合”的電子對作用力相同。在表示形式上，配離子用方括號括起來，配位鍵用帶箭頭的鍵線表示，并且是由配體原子(提供孤對電子的原子)指向中心形成體。各個突破【例1】在短周期元素中，由三種元素組成的既有離子鍵，共價鍵，配位鍵，且陰陽離子含電子總數(shù)相等的物質(zhì)是__________，該物質(zhì)的電子式為__________。解析：含有題中三種化學鍵的物質(zhì)一般是銨鹽，而銨根（NH）含有10個電子，所以陰離子必為10個電子的陰離子—F-，該物質(zhì)為NH4F。電子式為：有的同學可能會考慮到OH-也是10個電子，但與NH+4結(jié)合的NH3·H2O為共價化合物不含離子鍵。答案：NH4F類題演練1下列不屬于配位化合物的是（）A.六氟合鋁酸鈉B.氫氧化二氨合銀（銀氨溶液）C.六氰合鐵酸鉀D.十二水硫酸鋁鉀溫馨提示過渡元素的原子或離子（價電子層的部分d軌道和s、p軌道是空軌道）與含有孤對電子的分子（如CO、NH3、H2O）或離子（如Cl-、CN-、NO-2）通過配位鍵能形成很多物質(zhì)，如六氨合鈷離子［Co（NH3）6］3+、硝酸二氨合銀［Ag（NH3）2］NO3和五水合硫酸銅［Cu（H2O）5］SO4（藍礬），這類物質(zhì)稱為配位化合物。這類物質(zhì)在生命體中大量存在，在半導體、醫(yī)藥科學、催化反應(yīng)和材料化學等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。解析：解此類題方法較為靈活，從四個選項中看，我們對十二水硫酸鋁鉀很熟悉，而對其余三種較為陌生，而D選項物質(zhì)是由K+、Al3+、SO2-4及H2O分子組成的離子化合物，所以D肯定不是配位化合物。答案選D。A選項物質(zhì)俗稱冰晶石，是電解法制鋁的助熔劑；C選項物質(zhì)俗稱黃血鹽，可檢驗Fe3+。答案：D【例2】已知氣態(tài)氯化鋁(Al2Cl6)是具有配位鍵的化合物，分子中原子間成鍵的關(guān)系如下圖所示。請將圖中你認為是配位鍵的斜線加上箭頭。解析：Cl原子最外層有7個電子，只能與Al原子各提供1個電子形成一個共價鍵，使自己達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。Al原子最外層有3個電子，可分別與3個Cl原子形成共價鍵，因而Cl原子與2個Al原子形成的化學鍵中，必有1個是配位鍵，由于電子對由Cl原子提供，這樣Cl原子最外層電子數(shù)仍為8，Al原子最外層也成為8電子結(jié)構(gòu)。答案：或類題演練2下列不屬于配位化合物的是()A.六氟合鋁酸鈉B.氫氧化二氨合銀C.六氰合鐵酸鉀D.十二水硫酸鋁鉀答案：D變式提升下列物質(zhì)中不能做配體的是（）A.C6H5NH2B.CH3NH2C.NHD.NH3答案：D課后集訓基礎(chǔ)過關(guān)1.XY2是離子化合物，X和Y離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氖原子相同，則X、Y為（）A.Ca和Cl B.K和S C.Ca和F D.Mg和F2.下列物質(zhì)中，既含有離子鍵，又含有共價鍵的是（）A.H2O B.CaCl2 C.NaOH D.Cl23.下列原子序數(shù)值代表的元素，既能形成離子鍵，又可形成金屬鍵的是（）A.17 B.12 C.19 D.104.下圖是氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)示意圖，其中與每個Na+距離最近且相等的Cl-所圍成的空間幾何構(gòu)型為（）A.正四面體 B.正六面體C.正八面體 D.正十二面體5.下列說法中不正確的是（）A.在共價化合物中也可能含有離子鍵B.非金屬元素形成的化合物一定是共價化合物C.含有共價鍵的化合物不一定是共價化合物D.含有離子鍵的化合物一定是離子化合物6.下列說法中，不正確的是（）A.配位鍵也是一種靜電作用B.配位鍵實質(zhì)上也是一種共價鍵C.形成配位鍵的電子對由成鍵雙方原子提供D.配位鍵具有飽和性和方向性7.下列不是配位化合物的是（）A.［Co(NH3)6］3+B.［Ag(NH3)2］NO3C.CuSO4·5H2OD.Fe(SCN)38.下列物質(zhì)中存在離子鍵、共價鍵和配位鍵的是（）A.Na2O2 B.H3O+ C.NH4Cl D.NaOH9.下列不能形成配位鍵的組合是（）A.Ag+、NH3B.Cu2+、NH3C.Co3+、COD.Ag+、H+10.某物質(zhì)熔融狀態(tài)可導電，固態(tài)可導電，將其投入水中水溶液也可導電，則可推測該物質(zhì)可能是（）A.金屬B.非金屬C.可溶性堿D.可溶性鹽11.NaF、NaI、MgO均為離子化合物，根據(jù)下列數(shù)據(jù)判斷這三種化合物的熔點高低順序是（）物質(zhì) ①NaF ②NaI ③MgO離子電荷數(shù) 1 1 2鍵長/10-10mA.①＞②＞③B.③＞①＞②C.③＞②＞①D.②＞①＞③綜合運用12.關(guān)于第ⅠA族和第ⅡA族元素的下列說法中正確的是（）A.在同一周期中，第ⅠA族單質(zhì)的熔點比第ⅡA族的高B.濃度都是0.01mol·L-1時，氫氧化鉀溶液的pH比氫氧化鋇的小C.氧化鈉的熔點比氧化鎂的高D.加熱時，碳酸鈉比碳酸鎂易分解13.下列指定粒子的個數(shù)比為2∶1的是（）A.Be2+中的質(zhì)子和電子B.21H原子中的中子和質(zhì)子C.NaHCO3晶體中的陽離子和陰離子D.BaO2（過氧化鋇）固體中的陰離子和陽離子14.過氧化鉻（CrO5）的結(jié)構(gòu)為：，由此可以推知CrO5中氧元素的化合價應(yīng)該是（）A.全部是-1價B.為-1價，為-2價C.全部是-2價D.為-2價，為-1價15.下列各組物質(zhì)的性質(zhì)排列規(guī)律正確的是…（）A.還原性：Cl-＞S2-＞Fe＞Fe2+B.熔點：Rb＜K＜Na＜MgC.硬度：石墨＜金剛石＜晶體硅D.鍵能：C—H＜Si—H＜Cl—H＜H—F16.根據(jù)下表中元素的電負性回答下列問題：元素CaFSOCHPClMgAs電負性1.04.02.53.52.52.12.13.01.22.0有以下幾種物質(zhì)：CaF2、SO2、CH4、PCl3、MgO、AsH3、Cl2、HCl（1）上述物質(zhì)中的化學鍵為離子鍵的是______________________________。（2）上述物質(zhì)中的化學鍵為共價鍵的是______________________________。17.寫出［Ag（NH3）2］OH的中心離子、配位原子、配位數(shù)并寫出它電離的離子方程式。18.現(xiàn)有兩種配合物晶體［Co（NH3）6］Cl3和［Co（NH3）5Cl］Cl2，請設(shè)計實驗方案將這兩種配合物區(qū)別開來。實驗方案：_______________________________________________________________________________________________________________________________。19.在水溶液中，Cu2+與NH3分子是如何結(jié)合成［Cu（NH3）4］2+的呢？我們知道，氨能與氫離子反應(yīng)生成銨根離子［NH+4］。比較下列反應(yīng)：H++NH3====Cu2++4NH3====［Cu（NH3）4］2+將你的想法與同學們交流討論。____________________________________________________________________。20.下圖為氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)圖，圖中直線交點處為NaCl晶體中Na+與Cl-所處的位置（不考慮體積的大?。＃?）請將其中代表Na+的圓圈用筆涂黑，以完成氯化鈉晶體結(jié)構(gòu)示意圖并確定晶體的晶胞。（2）從晶胞中分析氯化鈉化學式為NaCl。（3）在每個Na+周圍與它最近的且距離相等的Na+有多少個？

參考答案知識預(yù)覽1.(1)(3)孤對電子孤對電子A→B2.(1)Cu2++2NH3·H2O====Cu(OH)2↓+2NH+4Cu(OH)2+4NH3·H2O====［Cu(NH3)4］2++2OH-+4H2O(2)氯化四水合銅硫酸四氨合銅3.構(gòu)成物質(zhì)的微粒間的相互作用分子的構(gòu)型手性4.分子設(shè)計合成新型材料5.人類和生物的生命運動的化學機理課后集訓1.解析：B項形成K2S不屬于XY2型；Ca2+、Cl-的電子層結(jié)構(gòu)與Ar相同；Mg2+、F-的電子層結(jié)構(gòu)與Ne相同，故答案為D。答案：D2.解析：本題考查離子鍵、共價鍵的成鍵實質(zhì)、成鍵條件等。A.H2O分子是只含H—O共價鍵的共價化合物分子；B.CaCl2是離子化合物，且只含離子鍵；C.NaOH是含有H—O共價鍵的離子化合物；D.Cl2是共價單質(zhì)分子。答案：C3.解析：A為Cl元素，可形成離子鍵和共價鍵；D為氖，稀有氣體性質(zhì)穩(wěn)定，難以形成化學鍵；B為Mg，C為K，均為較活潑金屬，既可形成金屬鍵又可形成離子鍵。答案：BC4.解析：若以擴大○代表Na+，則與Na+最近的Cl-（以·表示）有6個，連起來即可看出應(yīng)為正八面體。答案：C5.解析：共價化合物中一定沒有離子鍵；離子化合物中可能有共價鍵；非金屬元素形成的化合物可以是離子化合物，如NH4Cl。答案：AB6.解析：形成配位鍵的電子對由單方原子提供。答案：C7.解析：配位化合物是指由過渡金屬的原子或離子與含有孤對電子的分子通過配位鍵形成的化合物。答案：C8.解析：Na2O2中含離子鍵和非極性鍵；H3O+中含共價鍵和配位鍵；NaOH中含離子鍵和極性鍵；NH4Cl中含有離子鍵、配位鍵和共價鍵，故正確答案為C。答案：C9.解析：形成配位鍵的條件是：一方有孤對電子，另一方有空軌道，而D選項中，Ag+和H+都只有空軌道沒有孤對電子。答案：D10.解析：能跟水反應(yīng)的金屬跟水反應(yīng)后生成堿，其水溶液能導電，其金屬晶體在固態(tài)或熔融狀態(tài)也能導電，符合題意；能導電的非金屬如石墨等不能跟水反應(yīng)形成水溶液；可溶性堿和可溶性鹽屬于離子化合物，其晶體不導電，故A項正確。答案：A11.解析：離子化合物形成的離子晶體中，離子鍵的鍵長越短，陰、陽離子所帶電荷越多，則晶體的熔點越高，故B項正確。答案：B12.解析：選項A的錯誤較明顯，想一下金屬鈉與金屬鎂的熔點即可辨別；0.01mol·L-1KOH溶液的pH比同濃度Ba（OH）2溶液??；從MgO可作耐火材料的事實可知選項C不對；碳酸鎂受熱時可發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生MgO，Na2CO3受熱很難發(fā)生分解，因此選項D不對。答案：B13.答案：A14.解析：中有1個-2價氧，4個-1價氧。答案：B15.解析：從晶體角度分析，金屬晶體中Mg2+比Na+的電荷高，半徑小，鍵能應(yīng)為Mg＞Na，同時從半徑大小分析，Rb＞K＞Na，所以B選項符合題意。金剛石和晶體硅都是原子晶體，但由于C—C鍵鍵長小于Si—Si鍵鍵長（從原子半徑比較），則C—C鍵鍵能大于Si—Si鍵鍵能，金剛石熔點和硬度均大于晶體硅，更大于過渡性晶體石墨。從鍵能和鍵長的關(guān)系分析，D中鍵能應(yīng)為H—F＞Cl—H＞C—H＞Si—H。對于A，由于Cl2+H2S====2HCl+S↓，說明還原性S2-＞Cl-，則A選項也是錯的。答案：B16.答案：(1)CaF2、MgO（2）SO2、CH4、PCl3、AsH3、Cl2、HCl17.解析：［Ag(NH3)2］OH的中心離子是Ag+，配位原子是N，配位數(shù)是2。由于配合物的內(nèi)界是以配位鍵結(jié)合的，一般不電離，而內(nèi)界和外界之間是通過離子鍵相結(jié)合的，可以完全電離。所以電離方程式為［Ag（NH3）2］OH====［Ag（NH3）2］++OH-。答案：中心離子：Ag+配位離子：N配位數(shù)：2方程式：［2Ag（NH3）2］OH====［Ag（NH3）2］++OH-18.解析：［Co(NH3)6］Cl3和［Co（NH3）6Cl］Cl2兩種配合物晶體是同分異構(gòu)體，組成元素和相應(yīng)個數(shù)完全相同，但結(jié)構(gòu)卻不同。在［Co（NH3）6］Cl3中Co3+與6個NH3分子配合成［Co（NH3）6］3+，3個Cl-都是外界離子。［Co(NH3)6Cl］Cl2中Co3+與6個NH3分子和1個Cl-配合成［Co（NH3）6Cl］2+，只有2個Cl-是外界離子。由于配合物中內(nèi)界以配位鍵結(jié)合很牢固，難以在溶液中電離，而內(nèi)界和外界之間以離子鍵結(jié)合，在溶液中能夠完全電離。不難看出，相同質(zhì)量的兩種晶體在溶液