第七章 配位化合物(2)

2019-09-01 15:02

16. 配合物[Co(NH3)3(H2O)Cl2]Cl的命名为 氯化二氯·三氨·一水合钴(Ⅲ) ,中心离子的配位数为___6____ ,中心离子的轨道杂化类型是 d2sp3 ,配离子的空间构型为 八面体 。

17. 硫酸四氨合铜(Ⅱ)的分子式为 [Cu(NH3)4]SO4 。

18. 螯合物的稳定性通常要比配合物的稳定性 大 ,其原因是螯合物中有 环状 结构存在,从而使配合物的稳定性 增加 ,这种效应称之为 螯合效应 。 19. 填充下表 化学式 [CoCl2(NH3)3H2O]Cl [PtCl2(NH3)2] 名 称 一氯化二氯·三氨·一水合钴(III) 二氯·二氨合铂(Ⅱ) 配位数 6 4

20. 在配合物[Cr(H2O)(en)(C2O4)(OH)]中,中心原子的氧化态是+3;_____,配位数是_6___,配位原子是___N_和__O__,按系统命名法应称为_(羟基)·(草酸根)·水·(乙二胺)合铬(Ⅲ) __________________。

21. [Co(en)3]Cl3的名称为三氯化三乙二胺合钴(Ⅲ) _________________________________ ,中心离子及其价数为 __Co3+_____,配位体的结构简式是 ______H2N-CH2-CH2-NH2_______________________,配位数是 _6_______。

22. 若pH增大,则lg?Y(H)变____小___________,lgKMY'变_______大______,配位反应越完全。

23. 由于氰化物极毒,生产中含氰废液可采用FeSO4溶液处理,使生成毒性很小较为稳定的配位化合物,其反应方程式为 6NaCN + 3FeSO4 Fe2[Fe(CN)6] + 3Na2SO4 。 24. 已知K稳([Au(CN)2] ?) = 1.0 ? 1018,Au+ + e? = Au 的?= 1.68 V,

??则 Au(SCN)2+ e = Au + 2SCN 的为____0.62V ________________________。

?

-?-

Au++ e? Au

=

?=??(Au+/Au) - 0.059 lg

1 [Au?]??([Au(SCN)2]-/Au) =??(Au+25. 配合物[Co(NH3)4(H2O)2]/Au) - 0.059 lgK稳 = 1.68 - 0.059

lg 1 ? 1018 = 0.62 (V)

3+

2(SO4)3的内界是 [Co(NH3)4(H2O)2] ,配位体是 NH3,H2O , N,O 是配位原子,配位数是 6 ,配离子的电荷是 +3; ,该配合物的名称是 硫酸四氨﹒二水合钴(III) 。

[Co(NH3)4(H2O)2]3+;NH3,H2O;N,O;6;+3; 硫酸四氨﹒二水合钴(III)

三、简答题

1. 写出下列配合物的名称。 3???Cu(CN)4 ; Na?SiF6?; ?Zn?NH3?4??OH?2

答:四氰合铜(I)离子;六氟合硅(Ⅳ)酸钠;氢氧化四氨合锌(II)

2. 指出下列过程中哪些是配合物形成过程?

?(1)SO3?H2O?HSO4?H?

(2)CH3?B12??Hg2???B12???CH3Hg ?B12?代表钴卟啉,维生素B12

(3) KCl?SnCl2?K???SnCl3??

(4) AsF3(g)?SbF5(l)?[AsF2][SbF6](s)

(5) 乙醇溶于吡啶得到不导电的溶液 答:配合物形成过程:(3)、(4)

3. 有两个组成相同的配合物,化学式均为CoBr(SO4)(NH3)5,但颜色不同,红色者加入

AgNO3后生成AgBr沉淀,但加入BaCl2后并不生成沉淀;另一个为紫色者,加入BaCl2后生成沉淀,但加入AgNO3后并不生成沉淀。 试写出它们的结构式和命名,并简述理由。 答:(1) 红色配合物:

生成AgBr↓,说明Br?为外界,加入Ba不沉淀,说明SO4为内界。 所以结构式为:[Co(SO4)(NH3)5]Br 命名:溴化-硫酸根·五氨合钴(Ⅲ)

(2) 紫色配合物

2?SO4生成BaSO4?,说明为外界,加Ag+不沉淀,说明Br?为内界。

所以结构式为: [CoBr(NH3)5]SO4

2?2?命名:硫酸-溴·五氨合钴(Ⅲ) 5. 写出三氯·二羟基·氨合铬(III)配离子的化学式,根据价键理论模型给出配离子的轨道电子排布图。

答:[CrCl3?OH?2NH3]

2?4pCr3+3dd2sp36. 已知下述配合物磁矩:

4s2?2?[Ni(NH)]36(1):? = 3.2 B.M.; (2) [Cu(NH3)4]:? = 1.73 B.M.

命名、并根据价键理论说明中心离子轨道杂化类型、配离子价层电子排布、配离子空间构型

及属何种类型(内轨或外轨型)配合物。 答:(1)六氨合镍(Ⅱ)配离子

4s4p3d4d 32spd杂化轨道

(2)四氨合铜(Ⅱ)配离子, 配离子价层电子排布为:

3d4s4p 中心离子轨道杂化类型 配离子空间构型 配离子类型 八面体形 外轨型 sp3d2 dsp杂化轨道

配离子名称 六氨合镍(Ⅱ)离子 四氨合铜(Ⅱ)离子 2dsp2 平面正方形 内轨型 7. 试说明[AlF4]?、[PdCl]2?及[MnCl5]2?等配离子在成键过程中可能采取的杂化方式。 答:(1) [AlF4]?中Al3?为2s2p3s3p3d电子构型,故中心体以sp杂化成键。

2?2?260003268004s4p4d5s5p(2)[PdCl4]中Pd为的电子构型,又4d轨道的空间范围比3d大,

2能容纳一对电子而斥力较小,P < △,故中心体是以dsp成键,形成平面正方形。

3?(3)[MnCl5]中Mn为3s3p3d电子构型,故中心体可能以dsp(三角双锥)成键。

2?26428. 写出下列配合物的名称并给出结构:

(1) [Zn(CN)4]2?; (2) [Ni(CN)4]2?; (3)[CoCl4]2? ; (4) [Ni(NH3)6]2?;

答:(1) 四氰合锌(II)酸根离子,四面体。

(2) 四氰合镍(II)酸根离子,平面正方形。 (3) 四氯合钴(II)酸根离子,四面体。 (4) 六氨合镍(II)阳离子,八面体。 9. 给以下各配离子命名:

3??(1) Zn(NH3)24; (2) Co(NH3)3Cl3; (3) FeF6;

3?(4) Ag(CN)?2; (5) Fe(CN)5NO2。

答:(1) 四氨合锌(Ⅱ)离子; (2) 三氯·三氨合钴(Ⅲ); (3) 六氟合铁(Ⅲ)酸离子; (4) 二氰合银(Ⅰ)酸离子; (5) 五氰·一硝基合铁(Ⅲ)酸离子。

2??10. NiCl4和Ni(CN)24的空间构型分别为四面体形和平面正方形,试根据价键理论分别写出它们的电子排布式,判断其磁性,指出Ni原子的杂化轨道类型。

4p4s3d答:NiCl4

3d? Ni(CN)242?3 sp杂化,顺磁性

4s4p

dsp2杂化,反磁性

11. 画出下列金属离子的高自旋和低自旋八面体配合物的d电子排布图: (1)Co; (2)Mn ; (3) Ni2?2?2?2?

答:(1) Co,d7 高 低 ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 2?(2) Mn,d5 高 低 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑ 2?(3) Ni,d8 ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓

12. 在-78℃时向NiBr2的CS2溶液中加入PEt(Ph)2 (Et-乙基,Ph-苯基),生成一种分子式为(PEtPh2)2的红色配合物,在室温下静置时,该配合物转变成一种具有相同分子式的绿色配合物,红色配合物是反磁性的,绿色配合物却具有3.2 B.M.的磁矩。 (1) 这两个配合物哪个是平面正方形? 哪个是四面体形? 说明理由; (2) 根据选定的结构,合理地说明这两个配合物的颜色。 答:(1) 红色配合物是平面正方形 dx2?y2 ↑↓ dxy

其Ni2+的轨道图为 ↑↓ dz2 ↑↓ ↑↓ dxz dyz

因无未成对电子,所以为反磁性。 绿色配合物为四面体形。

其轨道图为 ↑↓ ↑ ↑ dxy dyz dxz ↑↓ ↑↓ dx2?y2dz2

有两个未成对电子,?s = [2(2+2)]1/2 = 2.8 B.M.,与实验值接近。

(2) 因为平面正方形的分裂能Δ比四面体形的大,所以红色配合物吸收波长较短

的可见光,其互补色为红色;绿色配合物吸收波长较长的可见光,其互补色为绿色。

13. 根据价键理论分析下列配离子的结构(按下列表格要求填写): 中心体价电子构型 杂化轨道类型 内界的空间结构 [Ni(CN4)]2? [Zn(CN)4]2? 中心体价电子构型 杂化轨道类型 内界的空间结构 平面正方形 正四面体 正八面体 三角双锥 [Co(NO2)6]4? Fe(CO)5 答: [Ni(CN4)]2? [Zn(CN)4] [Co(NO2)6]4? Fe(CO)5 2?3s3p3d 3s23p63d10 3s23p63d7 268dsp2 sp3 3d64s2 sp3d2 sp3d 14. 固体CrCl36H2O的化学式有:

①[Cr(H2O)6]Cl3 ②[Cr(H2O)5Cl]Cl2?H2O ③[Cr(H2O)4Cl2]Cl?2H2O 按要求填充下表: (1) 配阳离子所带的电荷数 (2) 配阳离子的几何形状 (3) 中心原子杂化态 (4) 指出各配合物中配位原子 答: (1) 配阳离子所带的电荷数 (2) 配阳离子的几何形状 (3) 中心原子杂化态 (4) 指出各配合物中配位原子 ① +3 八面体 ② +2 八面体 ③ +1 八面体 ① ② ③ d2sp3 O d2sp3 O,Cl d2sp3 O,Cl

15. 一些具有抗癌活性的铂类配合物,如cis-PtCl4(NH3)2、cis-PtCl2(NH3)2和cis-PtCl2(en),

都是反磁性物质。请根据价键理论指出这些配合物的杂化轨道类型,并说明它们是内轨型还是外轨型配合物。

答:

配合物 cis-PtCl4(NH3)2 cis-PtCl2(NH3)2 cis-PtCl2(en)

M的d电子数

6 8 8

配位数 6 4 4

杂化轨道类型

d2sp3 dsp2 dsp2

内/外轨型

内 内 内

16. 为何CdS能溶于KI溶液中?

答:CdS能与I-生成十分稳定的[CdI4]2-配离子,使CdS溶解。

17. 在[Zn (NH3)4]SO4溶液中,存在下列平衡:[Zn (NH3)4]2+Zn2+ + 4NH3分别向溶液中加入少量下列物质,请判断上述平衡移动的方向。 (1)稀H2SO4溶液;(2)NH3·H2O;(3)Na2S溶液;(4)KCN溶液;(5)CuSO4溶液 答: (1)右;(2)左;(3)右;(4)右;(5)右

18. 构型为d1到d10的过渡金属离子,在八面体配合物中,哪些有高、低自旋之分?哪些没有? 答:d4~d7构型的过渡金属离子在八面体配合物中有高、低自旋之分;d1~d3、d8~d10构型的没有高、低自旋之分。

19. 写出下列配合物的化学式: 答:(1)三氯﹒一氨合铂(II)酸钾 K[PtCl3(NH3)] (2)高氯酸六氨合钴(II) [Co(NH3)6](ClO4)2 (3)二氯化六氨合镍(II) [Ni(NH3)6]Cl2

(4)四异硫氰酸根﹒二氨合铬(III)酸铵 NH4[Cr(NCS)4(NH3)2]

(5)一羟基﹒一草酸根﹒一水﹒一乙二胺合铬(III) [Cr(OH)(C2O4)(H2O)(en)] (6)五氰﹒一羰基合铁(II)酸钠 Na2[Fe(CN)5(CO)]

20. 已知 [Fe(CN)6]4- 和 [Fe(H2O)6]2+ 两个配离子的分裂能和成对能: [Fe(CN)6]4- [Fe(H2O)6]2+ 分裂能/cm-1 33000 10400 成对能/cm-1 17600 17000

(1) 用价键理论及晶体场理论解释 [Fe(H2O)6]2+ 是高自旋的,[Fe(CN)6]4- 是低自旋的; (2) 算出 [Fe(CN)6]4- 和 [Fe(H2O)6]2+ 两种配离子的晶体场稳定化能。

答:(1)价键理论认为,在[Fe(H2O)6]2+中Fe2+ 采用sp3d2外轨型杂化,Fe2+ d电子排布为

,故为高自旋 ,[Fe(CN)6]4-中,Fe2+采用d2sp3内轨型杂化,Fe2+的d

电子排布为 故为低自旋。

晶体场理论认为,在八面体中,[Fe(H2O)6]2+ 水配位时,分裂能小于成对能,3d电子尽可能占有轨道,故为高自旋。 [Fe(CN)6]4-中 CN?配位时分裂能大于成对能,3d电子尽可能占有能量低的t2g轨道,故为低自旋。 (2) [Fe(H2O)6]2+


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