高中化学竞赛试题配位结构和异构(3)

2019-03-29 11:02

其没有旅光异构体,但有两个几何异构体,一个是两个氯原子呈反式,另一个是氯原子和溴原子呈反式。 25 ②和⑤具有旋光性

26 ①几何异构体;②无;③无;④无;⑤旋光异构体

27 因为不同类型异构体的所有原子均与同样的其他原子相连,所以当分子分裂时其产生

相同的碎片。 28 如果此配合物为

的四面体结构,则其为一个呈平面

对称的两个五元环。但是因为其具有旋光性,所以不可能为此结构。其实际上可为

的平面配位层结构,但由其族光性并不能表明其

必为平面结构,也可能有其他不同的结构。 29 ①

,其为两个几何异构体(反式-顺式)。

②有三个几何异构体:两个溴原子位于配位层内,一个溴原子和一个硝基位于配位层

内,一个溴原子和一个亚硝基位于配位层内;同时还存在配位异构体和键合异构体。亚硝基通过氧原子相连;硝基通过氮原子相连。共有六个同分异构体。

③存在几何异构体,且在顺式异构体中存在旋光异构体,共计有三个异构体。 ④可能存在两个旋光异构体。

⑤存在几何异构体和配位异构体——即顺式-反式氯溴代和顺式-反式两溴同分异构体共四种。

30 提示:从配体的配位基团考虑,分子中仅有OH一个配位点。若有异构体必来自与碳

原子的组合方式有关,如果四个碳原子在一条线上则必有一个C=C,它存在于中心两个碳原子或存在于一个中心碳原子与一个端碳原子间,或有可能形成环形结构,故C4H8OH与M反应可有6个异构体。

31 存在三重轴,过任意两个相对面(假想)的面心的连线,都是我们所需要的三重轴;3

32 如下图所示,六方形和三柱体形配住层分子内必存在镜面对称结构,所以不具有旋光

性。由该配合物不是六方形或三校形的结构并不能证明其为八面体结构,它可能还存在别的几何异构体。

33

故该配合物应为八面体型结构 34 (1)三种。立体结构如下:

I Ⅱ Ⅲ

(2)配合物III可通过其离子特性与另两个配合物区分开:滴加AgNO3溶液,Br-立即被沉淀下来(而直接与钴配位的溴相当缓慢地沉淀)。也可通过测定电导将III与I、II区分(用红外光谱法区分也可)。I的偶极矩比II的偶极矩小,因此测定极性可将两者区分开。

35 几何异构①和③;④,⑥,⑧ 光学异构⑥和⑧ 完全相同结构①和③;④,⑤和⑦ 36 根据晶体场理论,配合物的稳定化能大小的顺序是:平面四方形>八面体>四面体,

+++

因而对于Ni2、Pd2、Pt2所形成的四配位配合物来说,平面四方形构型较为稳定,

+++

所以它们中的Pd2、Pt2的四配位配合物都为平面四方形。只有Ni2的四配位配合物

多数为四面体,少数为平面四方形。这是由于三种离子中,Ni2半径最小,它与半径

---+-

稍大的配位体(如Cl、Br、I)的r/r比值小于0.414,因而取四面体结构较为稳

定。Ni2的d电子构型为d8,d8结构的离子在平面四方形强场中的稳定化能远大于在

四面体强场中的稳定化能。所以,若Ni2遇到强场配体。且其半径不很大时,可形成

平面四方形构型的配合物,例如[Ni(CN)4]2。

37 A:[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O B:[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O C:[Cr(H2O)6]Cl3 八面体

[Cr(H2O)4Cl2]+ 顺反异构体为:顺式

;反式

38 (1)MA4B2和MA3B3可能存在三种几何构型:平面六方、三棱柱、正八面体。

(2)异构体:MA4B2:3,3,2;MA3B3:3,3,2

(3)MA4B2和MA3B3都为正八面体构型,各自的几何异构体为:

39 结构式:

A为二氯化亚硝酸根·五氨合钴(Ⅲ),B为二氯化硝基·五氨合钴(Ⅲ)。 40 (1)Cr(NH3)3O4 或CrN3H9O4

(2)+4

(3)氧化还原性

--

(4)CrO42+3NH3+3H2O2=Cr(NH3)3(O2)2+O2+2H2O+2OH 41 (1)CrCl3H12O6

(2)[CrCl2(H2O)4]Cl·2H2O

(2)有顺式和反式两种几何异构体。有[CrCl2(H2O)4]Cl·2H2O、[CrCl(H2O)5]Cl2·H2O和[Cr(H2O)6]Cl3三种水合异构体 42 (1)A:

B:

C: D:

(2)与二个胺基相连的碳原子都是手佐的,D的比旋度亦在70°左右。 (3)C8H14N2O4PtPt+CO2↑+N2+C6H14

43 这是一道包括多步有机会成反应、金属离子氧化反应和结构异构化的题目,是制备混

胺类铂类抗癌剂的典型例子之一

A:

B:

C:

D:

E:(CH3CO)2O

(2)共有6种异构体

cis,trans,cis cis,cis,cis cis,cis,cis cis,trans,cis trans,trans,trans cis,trans,cis 44 吡啶甲酸根的相对分子质量为122。设钒与2个吡啶甲酸根络合,50.9+244=295,氧

的质量分数为21.7%;设钒与3个吡啶甲酸根络合,50.9+366=417,氧的质量分数为23.0%;设钒与4个吡啶甲酸根结合,50.9+488=539,氧的质量分数为23.7%;设钒与5个吡啶甲酸根结合,50.9+610=661,氧的质量分数为24.2%;钒与更多吡啶甲酸根络合将使钒的氧化态超过+5而不可能,因而应假设该配合物的配体除吡啶甲酸根外还有氧,设配合物为VO(吡啶甲酸根)2,相对分子质量为50.9+16.0+244=311,氧的质量分数为25.7%,符合题设。

结论:该配合物的结构如下:(其他合理推论也可)

和/或

4

钒的氧化态为+Ⅳ(或答+4或V+)(1分)钒与吡啶甲酸根形成的五元环呈平面结构,因此,该配合物的配位结构为四角锥体(或四方锥体),氧原子位于锥顶。

45 (1)链式结构无旋光异构体,而八面体具有旋光异构关系。若发现某配合物用旋光仪

测得有旋光性,且配位数为6,则该配合物一定是八面体结构。

(2)乙酰丙酮之所以可作为双齿配体,是因为该物质始终存在烯醇式和酮式的互变异

OOOHO 构:

CH3CCH2CCH3CH3CCHCCH311C??VOH?0.1013?24.07n(H+)=×OH==0.001219mol;

200022100058.93m0.4343?100%?16.54% ??356.3g/mLMA=,Co%=

MAn(Co)0.001219(3)n(Co)=

32

(2)由MA推出应为Co(C5H7O2)3;注意不能写为Co(C5H8O2)3。Co:spd。

CHH3CH3CCOCOOCH3COCH3CH3CCHCoOO

CHCCCH3CH3COCH2COCH3+CoCl2+2H2O2→Co(CH3COCHCOCH3)3+H2O+2HCl+1/2O2 (3)

CHH3CCOCOOCH3COCoOOCCHBrCH3CH3H3CCBrCOCOOCH3COCoOCH3CH3OCCBr(4)

H3C+3Br2

FeH3C+3HBr。螯环的中

CHCCCH3CCCCH3+

央氢原子在两端羰基的作用下,呈现出部分酸性,可以在明显亲电条件下被Br取代。

46 仅有两种可能:一个是三个氯互成顺式在八面体的一个面上占据键位,三个吡啶则在

与它们相对的平面上[图(a)];另一个是两个氯互成反式,两个吡啶也互成反式[图(b)]。

[Rh(py)3Cl3]的两种几何异构体

47 只有顺式异构体有旋光性,反式异构体仅以自身为镜像。

[Cr(en2)Cl2]的三个几何异构体

48 有三个几何异构体。某个配体与其余三个的任何一个都可构成对位排列。当某两个配

体处于对位时,其余两个配体调换位置是无意义的。

49 有旋光异构体

50 有两种几何异构体。其中一个异构体有两个Y为反式,另一个异构体中所有的Y都是

顺式。

51

均无对映体

52 (l)Me2SO三角锥形结构:

(Ⅰ)时,S-O链中硫原子由于电子密度↓,使S-O健长↓,vS-O↑。 (Ⅱ)时,S-O键中氧的电子密度↓,使S-O键长↑,vS-O↓。 53 (1)pdta4-的化学结构:

分子中手性碳原子的存在是该配体及其配合物具有旋光性的原因。

2

(2)[Mn(+)-pdta]-与等摩尔对映体配体混合后有下列反应发生:

[Mn(+)-pdta]2-+(-)-pdta4-[Mn(-)-pdta]2-+(+)-pdta4- 体系中存在等量的消旋混合物而使配合物旋光性消失。

24

(3)由于[Fe(+)-pdta]-与(-)-pdta-不易发生如上所述的取代反应,故配合物的旋光性无变化。

[Mn(Ⅱ)(+)-pdta]2-与(-)-pdta4-的反应属配体取代反应,(4)由于Fe(Ⅲ)的离子势比Mn(Ⅱ)大,与配体间结合力强而难以发生取代的缘故。

54 (1)A:K2Cr2O7,或Na2Cr2O7,B:Cl2,C:CrCl3,D:Cr(OH)3,E:KCrO2或NaCrO2,

--+++-

F:K2CrO4(或Na2CrO4)。Cr2O72+6Cl+14H2Cr3+7H2O,Cr3+3OH=

-----

Cr(OH)3↓,Cr(OH)3+OH=CrO2+2H2O,2CrO2+3H2O2+2OH=CrO42+H2O,

-+-

2CrO42+2HCr2O72+H2O

(2)①G:[Cr(en)3]Cl3,H:K3[Cr(OX)3]或Na3[Cr(OX)3],I:Cr(gly)3。

+--

②[Cr(en)3]33、[Cr(OX)3]3和Cr(gly)3均为八面体空间构型,en和OX2分别以2个N

++-

和2个O原子与Cr3配位,故[Cr(en)3]3和[Cr(OX)33均无几何异构体。Cr(gly)3中gly-

为不对称双齿配体,因此,Cr(gly)3具有顺式和反式两种异构体

G和H各有一对手性异构体,如下左图所示;I的每一几何异构体各有一对手性异构体,如下右图所示:

55 (1)A:

B:

(2)曲线Ⅰ属于A;曲线Ⅱ属于B。因为分裂能Δ四面体小于Δ平面正方形,四面体配合物的d-d跃迁所需的最低能量比正方形配合物的d-d跃迁所需的最低能量低。 (3)A由510nm吸收峰判断;B由485nm和700nm吸收峰判断。 (4)在氯仿中少量B(顺磁质)发生重排变成以抗磁质)。 (5)A呈黑色(入射光全部被吸收)。


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