1. 试举例说明复盐与配合物,配位剂与螯合剂的区别。 解 复盐(如KCl·MgCl2·6H2O)在晶体或在溶液中均无配离子,在溶液中各种离子均以自由离子存在;配合物K2[HgI4]在晶体与溶液中均存在[HgI4]2-配离子,在溶液中主要以[HgI4]2-存在,独立的自由Hg2+很少。 配位剂有单基配位剂与多基配位剂:单基配位剂只有一个配位原子,如NH3(配位原子是N);多基配位剂(如乙二胺H2N-CH2-CH2-NH2)含有两个或两个以上配位原子,这种多基配位体能和中心原子M形成环状结构的化合物,故称螯合剂。 2. 哪些元素的原子或离子可以作为配合物的形成体?哪些分子和离子常作为配位体?它们形成配合物时需具备什么条件?
解 配合物的中心原子一般为带正电的阳离子,也有电中性的原子甚至还有极少数的阴离子,以过渡金属离子最为常见,少数高氧化态的非金属元素原子也能作中心离子,如Si(Ⅳ)、P(Ⅴ)等。
配位体可以是阴离子,如X-、OH-、SCN-、CN-、C2O4-等;也可以是中性分子,如H2O、CO、乙二胺、醚等。
它们形成配合物时需具备的条件是中心离子(或原子)的价层上有空轨道,配体有可提供孤对电子的配位原子。
3. 指出下列配合物中心离子的氧化数、配位数、配体数及配离子电荷。
[CoCl2(NH3)(H2O)(en)]Cl Na3[AlF6] K4[Fe(CN)6] Na2[CaY] [PtCl4(NH3)2]
解
配合物 | 氧化数 | 配位数 | 配体数 | 配离子电荷 |
[CoCl2(NH3)(H2O)(en)]Cl | Co(+3) | 6 | 5个,分别为Cl-(2个)、en、NH3、H2O | +1 |
Na3[AlF6] | Al(+3) | 6 | 6个F- | -3 |
K4[Fe(CN)6] | Fe(+2) | 6 | 6个CN- | -4 |
Na2[CaY] | Ca(+2) | 6 | 1个Y4- | -2 |
[PtCl4(NH3)2] | Pt(+4) | 6 | 6个,4个Cl-,2个NH3 | 0 |
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横孔螺母
4. 命名下列配合物,指出中心离子的氧化数和配位数。
K2[PtCl6] [Ag(NH3)2]Cl [Cu(NH耙齿菌3)4]SO4 K2Na[Co(ONO)6] Ni(CO)4
[Co(NH2)(NO2)(NH3)(H2O)(en)]Cl K2[ZnY] K3[Fe(CN)6]
解
板式换热器选型配合物 | 命名 | 氧化数 | 配位数 |
K2[PtCl6] | 六氯合铂(Ⅳ)酸钾 | Pt(+4) | 6 |
[Ag(NH3)2]Cl | 一氯化二氨合银(I) | Ag(+1) | 2 |
[Cu(NH3)4]SO4 | 硫酸四氨合铜(II) | Cu(+2) | 4 |
K2Na[Co(ONO)6] | 六亚硝酸根合钴(III)酸二钾钠 | Co(+3) | 6 |
Ni(CO)4 | 四羰基合镍 | Ni(0) | 4 |
[Co(NH2)(NO2)(NH3)(H2O)(en)]Cl | 一氯化一胺基·一硝基·一氨·一水·一乙二胺合钴(III) | Co(+3) | 6 |
K2[ZnY] | 乙二胺四乙酸根合锌(II)酸钾 | Zn(+2) | 6 |
K3[Fe(CN)6] | 六氰合铁(III)酸钾 | Fe(+3) | 6 |
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5. 根据下列配合物的名称写出它们的化学式。
二硫代硫酸合银(I)酸钠 四硫氰酸根二氨合铬()酸铵;
四氯合铂()酸六氨合铂() 二氯一草酸根一乙二胺合铁(III)离子
硫酸一氯一氨二乙二胺合铬(III)
解 Na3[Ag(S2O3)2] NH4[Cr(SCN)4(NH3)纸浆模具2] [Pt(NH3)6][PtCl4]
环氧大豆油生产工艺
[FeCl2(C2O4)(en)] [CrCl(NH3)(en)2]SO4
6. 下列配离子具有平面正方形或者八面体构型,试判断哪种配离子中的CO32-为螯合剂?
[Co(CO3)(NH3)5]+ [Co(CO3)(NH3)4]+ [Pt(CO3)(en)] [Pt(CO3)(NH3)(en)]
解 [Co(CO3)(NH3)4]+ 、[Pt(CO3)(en)]中CO32-为螯合剂。
7. 定性地解释以下现象:
①铜粉和浓氨水的混合物可用来测定空气中的含氧量。
②向Hg(NO3)2滴加KI,反过来向KI滴加Hg(NO3)2,滴入一滴时,都能见到很快消失的红沉淀,分别写出反应式。
③金能溶于王水,也能溶于浓硝酸与氢溴酸的混酸。
解 ①在浓氨水存在下,铜粉可被空气中氧气氧化。
2Cu + 8NH3 + O2 + 2H2O = 2[Cu(NH3)4]2+ + 4OH-
② Hg2+ + 2I- = HgI2↓ HgI2 + Hg2+ = 2HgI+ HgI2 + 2I- = HgI42-
③在这些混合酸中,卤离子起配位作用,生成稳定的AuCl4-或AuBr4-,使反应得以进行。
Au + 4HBr + HNO3 = HAuBr4 + NO↑+ 2H2O
8. 试解释下列事实: [Ni(CN)4]2配离子为平面正方形,[Zn(NH3)4]2+配离子为正四面体。
解 Ni2+为d8构型,在强场中以dsp2杂化成键,所以为平面正方形。Zn2+为d10构型,只能以sp3杂化成键,故为正四面体。 9. AgNO3能从Pt(NH3)6Cl4溶液中将所有的氯沉淀为AgCl,但在Pt(NH3)3Cl4中仅能沉淀出1/4的氯,试根据这些事实写出这两种配合物的结构式。
解 [Pt(NH3)6]Cl4; [PtCl3(NH3)3]Cl。
10. 有两种钴(Ⅲ)的配合物组成均为Co(NH3)5Cl(SO4),但分别只与AgNO3和BaCl2发生沉淀反应。写出两个配合物的化学结构式。
解 能与AgNO3反应生成AgCl沉淀者,Cl-为外界,化学结构式为[CoSO4(NH3)5]Cl,能与BaCl2反应生成BaSO4沉淀者外界为SO42-,化学结构式为[CoCl(NH3)5]SO4。
11. 举例说明何为内轨型配合物,何为外轨型配合物?
解 [Fe(H2O)6]3+配位原子O的电负性很大,不易给出孤电子对,对中心离子影响较小,中心离子使用外层空轨道4s、4p、4d进行杂化生成能量相同、数目相等的sp3d2杂化轨道与
配位体结合。这类配合物叫做外轨型配合物。
[Fe(CN)6]3-配位原子C的电负性较小,较易给出孤电子对,对中心离子影响较大使电子层结构发生变化,3d轨道上的成单电子被强行配对,腾出内层能量较低的d轨道与4s、4p杂化,形成能量相同、数目相等的d2sp3杂化轨道与配位体结合。这类配合物叫做内轨型配合物。
12. 一些铂的配合物可以作为活性抗癌药剂,如cis-PtCl4(NH3)2、cis-PtCl2(NH3)2、cis-PtCl2(en)等。实验测得它们都是反磁性物质,试用杂化轨道理论说明它们的成键情况,指出它们是内轨型配合物还是外轨型配合物。
解 (1)cis-PtCl4(NH3)2中心原子Pt的氧化态为IV,内层d轨道有6个电子,已知配合物为反磁性物质,即无成单电子,故其一定为内轨型配合物,杂化方式为d2sp3
(2)cis-PtCl2(NH3)2、cis-PtCl2(en)中心原子Pt的氧化态为II,内层d轨道有8个电子,同(1)所述,这两个配合物也是内轨型配合物,杂化方式为dsp2
13. 已知下列配合物的磁矩,根据价键理论指出各中心离子的价层电子排布、轨道杂化类型、配离子空间构型,并指出配合物属内轨型还是外轨型。
(1) [ Mn(CN)6 ]3(μ=2.8 B..M.); (2) [ Co(H2O)6 ]2+ (μ=3.88 B..M.);
(3) [ Pt(CO)4 ]2+(μ=0); (4) [ Cd(CN)4 ]2(μ=0)。
解 (1)有2个未成对电子, d2sp3,八面体,内轨型。
(2)有3个未成对电子, sp本振频率3d2,八面体,外轨型。
(3)没有未成对电子, dsp2,正方形,内轨型。
(4)没有未成对电子, sp3,四面体,外轨型。
14. 工业上为了防止锅炉结垢,常用多磷酸盐来加以处理,试说明原因。
解 工业上常用多磷酸盐来处理锅炉用水,是由于多磷酸盐能与水中的Ca2+、Mg2+离子形成稳定的、可溶性的配离子,可防止Ca2+、Mg2+离子与SO42或CO32结合成难溶盐沉积
在锅炉内壁。