配合物理論簡(jiǎn)介及考查

■湖北省棗陽(yáng)市第二中學(xué) 李長(zhǎng)江

配合物是組成復(fù)雜、應(yīng)用廣泛的一類(lèi)化合物，在現(xiàn)代化學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，都廣泛涉及配合物，因此它在高考中也是熱點(diǎn)，有關(guān)配合物的題目經(jīng)常出現(xiàn)。

一、配位鍵

1.共用電子對(duì)由一個(gè)原子單方向提供給另一原子共用所形成的共價(jià)鍵。

2.表示: A → B

電子對(duì)給予體 電子對(duì)接受體

3.條件:其中一個(gè)原子必須提供孤電子對(duì)，另一原子必須有能接受孤電子對(duì)的空軌道。

二、配位化合物

1.概念:金屬離子(或原子)與某些分子或離子以配位鍵結(jié)合而形成的化合物稱(chēng)為配位化合物，簡(jiǎn)稱(chēng)配合物。

2.配合物的結(jié)構(gòu)及組成。

(1)中心離子或原子:提供空軌道的離子或原子，常見(jiàn)的有 Cu2+、Fe2+、Fe3+、A g+、Zn2+、N i2+、CO3+、N i、Fe等。

(2)配體:提供孤電子對(duì)的離子或分子，例如 NH3、H2O、CO、Cl-、Br-、I-、SCN-、CN-等。

(3)配位數(shù):直接同中心離子(或原子)所能結(jié)合的配體的配位原子的總數(shù)。

(4)配位原子:配體中具有孤電子對(duì)并與中心離子(或原子)直接相連的原子。

(5)內(nèi)界:在配合物中，中心離子(或原子)和配體組成配合物的內(nèi)界，通常寫(xiě)在化學(xué)式的[ ]內(nèi)加以標(biāo)示。

(6)外界:配合物內(nèi)界以外的組成部分稱(chēng)外界。外界離子可以是陽(yáng)離子，也可以是陰離子，但所帶電荷跟內(nèi)界配離子相反。在配合物中外界離子與內(nèi)界配離子電荷的代數(shù)和為零。

三、幾種常見(jiàn)的配合物

1.硫酸四氨合銅。

向CuSO4溶液中滴加氨水，生成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解，得到深藍(lán)色溶液，再加入乙醇，析出深藍(lán)色的晶體。有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為:

注:在[Cu(NH3)4]2+里，中心離子是Cu2+，配體是NH3，NH3分子的氮原子給出孤電子對(duì)，是配位原子，以配位鍵形成了[Cu(NH3)4]2+，[Cu(NH3)4]2+的空間結(jié)構(gòu)為平面正方形，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式及模型如圖1。

圖1

2.硫氰化鐵。

向氯化鐵溶液中滴加硫氰化鉀溶液，形成血紅色溶液。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:

注:(1)Fe(SCN)3呈血紅色，它是一種配合物。上述實(shí)驗(yàn)可用于鑒定溶液中是否存在Fe3+。

(2)呈血紅色的是一系列配合物Fe(SCN)2+、Fe(SCN)+2、Fe(SCN)3、Fe(SCN)-4、Fe(SCN)2-5、Fe(SCN)3-6，配位數(shù)分別為1、2、3、4、5、6。

3.二氨合銀離子。

(1)向硝酸銀溶液中滴加氨水，生成白色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:

(2)向氯化銀中滴加過(guò)量的氨水并攪拌，白色固體逐漸溶解。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:

四、常見(jiàn)考查題型

1.考查配位鍵的形成與判斷。

要點(diǎn):依據(jù)配位鍵的定義，一方提供空軌道，另一方提供孤電子對(duì)。

例1下列分子或離子中都存在配位鍵的是( )。

答案:B

2.考查配位化合物的組成與判斷。

要點(diǎn):依據(jù)配位化合物的結(jié)構(gòu)及組成，?？疾橹行碾x子、配體、配位數(shù)、配位原子、中心離子的電荷數(shù)等。

例2配位化合物簡(jiǎn)稱(chēng)配合物，它的數(shù)量巨大，組成和結(jié)構(gòu)形形色色，豐富多彩。請(qǐng)指出配合物[Cu(NH3)4](O H)2的中心離子、配體、中心離子的電荷數(shù)和配位數(shù)( )。

答案:A

3.考查配位化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。

要點(diǎn):配位化合物的立體構(gòu)型主要看中心離子或原子的雜化類(lèi)型:(1)配位數(shù)為2，軌道雜化類(lèi)型為sp雜化，空間構(gòu)型為直線形，如 [Cu(NH3)2]+、[A g(NH3)2]+。(2)配位數(shù)為3，軌道雜化類(lèi)型為sp2雜化，空間構(gòu)型為平面三角形，如[CuCl3]2-。(3)配位數(shù)為4，若軌道雜化類(lèi)型為sp3雜化，空間構(gòu)型為四面體形，如[ZnCl4]2-、N i(CO)4；若軌道雜化類(lèi)型為d sp2雜化，空間構(gòu)型為平面正方形，如[Cu(NH3)4]2+、[Cu(H2O)4]2+、[P t(NH3)2Cl2]。(4)配位數(shù)為5，若軌道雜化類(lèi)型為d sp3雜化，空間構(gòu)型為三角雙錐形，如Fe(CO)5。(5)配位數(shù)為6，若軌道雜化類(lèi)型為d2sp3雜化，空間構(gòu)型為八面體形，如[Fe(CN)6]4-、[CO(NH3)6]3+。

離子型配合物是由內(nèi)界和外界組成，內(nèi)界由中心離子和配體組成。一般外界離子在水溶液中易電離，內(nèi)界離子或分子不易電離。

例3下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )。

A.當(dāng)中心原子的配位數(shù)為6時(shí)，配合單元常呈八面體空間結(jié)構(gòu)

B.[A g(NH3)2]+中A g+空的5 s軌道和5 p軌道以sp雜化成鍵

C.配位數(shù)為4的配合物均為正四面體結(jié)構(gòu)

D.已知[Cu(NH3)2]+的中心原子采用sp雜化，則它們的空間構(gòu)型為直線形

答案:C