高中化学竞赛试题配位结构和异构(2)

2019-03-29 11:02

(4)在铁粉的催化下,A能与液溴发生取代反应。试写出其化学反应方程式。阐述其原因。

C组

46.[Rh(py)3Cl3]有多少种几何异构体?(py是配位体吡啶的缩写)

47.某些配位体具有螫合功能,它们至少含有二个原子可与中心原子(离子)成键。每个键位在配合表面都占据不同的顶点。1,2-乙二胺(编写成en)就是这样的配位体。两个成键原子是氮原子,en的尺寸和形状使两个键位总是相互处于顺式。试问[Cr(en2)Cl2]+

有多少个几何异构体?哪一个异构体有旋光性?

48.对于正方形共平面配合物[Pt(NH3)(NH2OH)py(NO2)],它可能有多少个几何异构体?请画出这些异构体。

49.推测[Ir(en)3]3是否有旋光异构体。如果有,请用图证明这两个旋光异构体并不是一个化合物简单的旋转形成的。

50.[MenXY3]有多少种异构体?其中M是中心金属,en是双配位体乙二胺,X和Y是单配体。并简单说明它们的不同之处。

51.配合物A是1986年Jenesn合成的,它的化学式为Ni[P(C2H5)3]Br3。化合物呈顺磁性,有极性,但难溶于水而易溶于苯,其苯溶液不导电。试写出配合物A所有可能的立体结构。若有对映体必须标明对应关系。

52.二甲基亚硫酰Me2SO是两可配体。

(1)确定其结构。即可通过S或O原子进行键合,确定哪一个原子与M结合,可以根据络合物S-O键红外伸缩振动频率vS-O=1/2π(k/μ)1/2(μ折合质量μS-O=ms·mo/(ms+mo)(k为键力常数)与自由的Me2SO的vS-O对比,来确认配合物中是以S或O原子配位。

(2)试加以说明。

53.(+)-1,2-丙二胺四乙酸根(简写pdta4)是一个具旋光活性的多合配体,能与M(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)等过渡金属离子形成螯合物,请回答了列问题:

(1)写出pdta4的结构并指出它具有旋光活性的原因。

(2)Mn(Ⅱ)与pdta4的螫合物中加入等摩尔的对映体配体(25℃时),5min后旋光消失了,为什么?

(3)Fe(Ⅲ)的螫合物在相同操作下放置两天却不见旋光性变化,为什么? (4)给出你对上述现象的说明。 54.(1)A是一种橙红色易溶于水的固体,将其用浓盐酸处理会产生一种黄绿色刺激性的气体B和暗绿色溶液C,在C中加入KOH溶液先生成灰蓝色沉淀D,KOH过量时却变成绿色溶液E,在E中加入H2O2并加热则生成黄色溶液F,将F用稀盐酸酸化又可转变成化合物A的溶液。试问A、B、C、D立功F各是何种物质?写出各步反应的化学方程式。

(2)在纯C溶液中分别加入足量的乙二胺H2NCH2CHNH2(用en表示)、草酸钠

--

Na2C2O4(用OX2表示草酸根)和甘氨酸H2NCH2COOH(用gly表示甘氨酸根)能获得相应的三种晶体G、H和I。试问:

①G、H和I各是何种物质?

②G、H和I的空间构型怎样?它们各有否几何异构体或手性异构体?如果有,请画出其结构简图。

55.在315K下,将某中性单齿配体X加到NiBr2的CS2溶液中,反应产物是红色抗磁性配合物A,化学式为NiBr2X2。冷至室温,A转变成化学式相同的绿色配合物B,测得B的磁矩为3.20B.M.。若将B溶解在氯仿中,得到一带微红色的绿色溶液,测得配合物B在氯仿中的磁矩为2.69B.M.,右图为配合物A和B的吸收光谱。

(1)画出A和B可能存在的所有几何异构体。

(2)指出谱图中曲线Ⅰ和Ⅱ分别属于哪个配合物,说明原因。

(3)谱图中哪些吸收峰与A和B的颜色对应? (4)说明异构体B在氯仿中的颜色和磁矩变化的原因。 (5)如果选用波长为510nm的单色光照射A,A呈什么颜色?

56.(1)有[Pt(NH3)2(OH)2]化合物,存在两种几何异构体A和B,它们与等物质的量

-+

的草酸根发生取代反应,分别生成C和D化合物,并且产生OH离子,用相同浓度的H

离子中和OH离子,前者消耗的酸的体积是后者的两倍,试写出A、B、C、D的结构式。

试以[PtCl4]2为原料,加入必要的试剂合成B化合物,说明以什么原则指导合成?

(2)[PtBrCl(PR3)2](PR3为三烷基磷)也存在两种几何异构体A和B,它们具有不同的31P-NMR(核磁共振)光谱(如右图),其中异构体A显示单一的31P线,异构体B显示两条线。试判断A、B分别为何种异构体(用结构式表示)?说明判断理由。

(3)四配位的平面四方形配合物[IrCl(PMe3)3](Me代表CH3)属于多少电子构型的配合物?它能与Cl2发生何种类型的化学反应

(取代反应、插入反应、还原消去、氧化加成等类型)?形成分子式为[IrCl3(PMe3)3]两种产物,该分子又是多少电子构型?[IrCl3(PMe3)3]两种产物的31P-NMR光谱表明一个异构体中的P原子只有一种化学环境,而另一种异构体中的P原子有两种化学环境,试画出[IrCl3(PMe3)3]的几何异构体,并解释它们的31P-NMR光谱行为。

参考答案(B0)

1 A 2 D 3 B、C

4 (1)PtCl2·2KCl+2Et2S=[Pt(Et2S)2 Cl2]+2KCl

Cl Cl Pt SEt2 SEt2 SEt2 Cl SEt2 Pt Cl 顺式反式

2PtCl2·2KCl+4Et2S=[Pt(Et2S)4][PtCl4]+4KCl

[Pt(Et2S)4][PtCl4]+2AgNO3=Ag2[PtCl4]+[Pt(Et2S)4](NO3)2 5 (1)2H2[PtCl4(OH)2]+2NH3=(NH4)2[PtCl6]+H2[PtCl2(OH)4]

或H2[PtCl6]+(NH4)2[PtCl2(OH)4]或NH4H[PtCl6]+NH4H[PtCl2(OH)4] (2)2Ba[PtCl6]+5Ba(OH)2=2Ba[PtCl(OH)5]+5BaCl2 6 在M4O(CH3COO)6中(M=Be、Zn),4个Be(或Zn)原子组成一个四面体,O原子位

-3

于四面体中心,以sp杂化分别与四个M原子结合,每个CH3COO用两个氧与两个Be(或Zn)原子连接。Be或Zn都是sp3杂化。

(2)因为Be是第二周期元素,Be以sp3杂化成键后,四个价轨道已饱和,无d轨道,H2O分子中O原子的电子难以进攻,故Be4O(CH3COO)6不易水解。而Zn处于第四周期,有d轨道,H2O分子可以进攻Zn的d轨道,所以Zn4O(CH3COO)6易于水解。 7 (1)52.00 (2)1︰4 (3)H2O (4)Cr2(CH3COO)4(H2O)2

(5)

8

9 顺式:

;反式:

10 用a代表NH3,b代表OH-,c代表Cl-(为书写方便简图如下):

11

Cl,OH均为顺式 Cl,OH均为反式 Cl反式,OH顺式 12

13

14

15 [Co(NH3)4(NO2)][Co(NH3)2(NO2)4];[Co(NH3)5(NO2)]3[Co(NO2)6]2;

[Co(NH3)4(NO2)2]2[Co(NH3)(NO2)5];[Co(NH3)6][Co(NH3)2(NO2)4]3;[Co(NH3)4(NO2)2]3[Co(NO2)6];[Co(NH)6]2[Co(NH3)(NO2)5]3;[Co(NH3)5(NO2)][Co(NH3)2(NO2)4]2;[Co(NH3)6][Co(NO2)6];[Co(NH3)5(NO2)][Co(NH3)(NO2)5]

16 必须考虑的有几何构型、旋光性、键合、配位及水合物等几种情况。除此之外,当硝

基不是以氮原子而是以氧原子与环相连时,又产生五种异构体;而当硝基与溴原子互换时又有五种不同的异构体产生。

17 [Pt(NH3)4][Pt(NO2)4];[Pt(NH3)3(NO2)][Pt(NH3)(NO2)5];[Pt(NH3)3(NO2)]2[Pt(NO2)4];

[Pt(NH3)4][Pt(NH3)(NO2)3]2

18 ,此两个同分异构体具有旋光性。

19 有顺式和反式两种几何异构体。可以用一个弧来代表乙二胺,当保持氯原子位置不变

而调整其他弧的位置时,能够得到(a)和(b)两种成镜面对称的异构体,及不具有镜面对称结构的(c)。也即只有顺式同分异构体具有旋光性,而反式同分异构体只有一个。

20

其有两个旋光性异构体。如果你用木板、棍子和管子清洁器搭成一个异构体的模型,则在不弄断键的情况下无论你如何旋转均得不到另外一个异构体。

21

22

因为同Co(en)3+一样,此配离子具有不可叠加的镜面结构,所以其具有旅光性。 23 此配位层不会是平面结构,其可能为四面体结构。因为大部分简单四配位体配合物的

结构为平面形或四面体形,但这里不能证明其一定是四面体结构。

3

24


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