第四章 配位化合物习题 参考解答
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 氧配配离子配合物 化位配体数 电荷 数 数 [CoCl2(NH3)(H2Co(5个,分别为Cl-(2个)、6 +1 O)(en)]Cl +3) en、NH3、H2O Al(+Na3[AlF6] 6 6个F- -3 3) Fe(+K4[Fe(CN)6] 6 6个CN- -4 2) Ca(Na2[CaY] 6 1个Y4- -2 +2)
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Pt(+6 6个,4个Cl-,2个NH3 0 4) 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(NH3)4]SO4 K2Na[Co(ONO)6] Ni(CO)4
[Co(NH2)(NO2)(NH3)(H2O)(en)]Cl K2[ZnY] K3[Fe(CN)6] 解 氧配配合物 命名 化位数 数 Pt(+K2[PtCl6] 六氯合铂(Ⅳ)酸钾 6 4) Ag([Ag(NH3)2]Cl 一氯化二氨合银(I) 2 +1) Cu([Cu(NH3)4]SO4 硫酸四氨合铜(II) 4 +2) 六亚硝酸根合钴(III)酸二Co(K2Na[Co(ONO)6] 6 钾钠 +3) Ni(0Ni(CO)4 四羰基合镍 4 ) [Co(NH2)(NO2)(NH3)一氯化一胺基·一硝基·一Co(6 (H2O)(en)]Cl 氨·一水·一乙二胺合钴(III) +3) 乙二胺四乙酸根合锌(II)酸Zn(K2[ZnY] 6 钾 +2) Fe(K3[Fe(CN)6] 六氰合铁(III)酸钾 6 +3) 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(错误!未找到引用源。)酸铵;
四氯合铂(错误!未找到引用源。)酸六氨合铂(错误!未找到引用源。) 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)2] [Pt(NH3)6][PtCl4]
[FeCl2(C2O4)(en)]? [CrCl(NH3)(en)2]SO4 [PtCl4(NH3)2]
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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
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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色沉淀,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。
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