第27章 配位化合物(01)
27.1 配位层的特性
27.1 共价键和配位共价键的区别是什么?在NH4+离子中分别有多少
个共价键和配位共价键?如何对其进行区分?
解 配位共价键是指一对电子由两个原子共享,且此电子是由其中的一
个原子提供的;共价键是指一对共用电子对,一旦形成这两种键就没有区别。在NH4+离子中有四个共价键,其中有一个是配位共价键。
27.2 八面体共有几个面?几个角?具有八面体配位结构的中心离子
的配位数是多少?
解 顾名思义八面体有八个面,但有六个角。因为配位体处于八面体的
角上,所以具有八面体配位结果的金属的配位数是六。
27.3 在无限稀的溶液中CoBr·4NH3·2H2O的摩尔电导率为:
420cm-1·Ω-1,由此推导此配位化合物的组成。
解 此电导率与(3+,1-)的电解质相对应;所以配位化合物可表示为:[Co(NH3)4(H2O)2]3+(Br-)3,或为更简单的:[Co(NH3)4(H2O)2]Br3。
27.4 求下列配位化合物的中心原子的配位数分别是多少?
(a) [Mo(CN)8]4-中的钼 (b)Cu(en)22+中的铜(en为乙二胺)
解
(a) 8 (b) 4
27.5 配平方程式: AgCl(s)+NH3→
解
AgCl(s)+NH3 → Au(NH3)2++Cl-
27.6 把下列各物质按摩尔电导率递增的顺序排列:(a)
K[Co(NH3)2(NO2)4]
(b)
Cr(NH3)3(NO2)3]
(c)
[Cr(NH3)5(NO2)]3[Co(NO2)6]2 (d) Mg[Cr(NH3)(NO2)5]
解 离子数及其电荷数越多其电导率越大,则按摩尔电导率递增的顺序排列为:b
27.7 指出下列各金属中心离子的特征配为数:(a) CuⅠ (b) CuⅡ(c)AlⅢ
(d) CoⅢ (e) ZnⅡ (f) FeⅡ (g) FeⅢ (h) AgⅠ。
解
(a) 2 (b)4 (c)6 (d) 6,有时为4 (e) 4 (f) 6 (g) 6 (h) 2
27.8 指出下列各配位离子中金属中心离子的氧化数:
(a) [Cu(NH3)4]2+ (b) [CuBr4]2- (c) [Cu(CN)2]- (d) [Cr(NH3)4(CO)3]+ (e) [PtCl4]2- (f)[Co(NH3)2(NO2)4]- (g) Fe(CO)5 (h) ZnCl4]2- (i) [Co(en)3]2+
解 金属中心离子的氧化数与各配位体的价态之和等于配位离子的总电荷数,则:(a) +2 (b) +2 (c) +1 (d) +3 (e) +2 (f) +3 (g) 0 (h)+2 (i) +2
27.9 标明下列各配位离子的电荷数:(a)[FeⅢ(CN)6]
(b)[PtⅣ(NH3)3(H2O)Cl2] (c)[CrⅢ(NH3)2(H2O)2Cl2] (d)[PdⅡ(en)Cl2] (e)AlⅢ(H2O)2(OH)4]
解
(a) 3- (b) 2+ (c) 1+ (d) 0 (E) 1-
27.10 EDTA的二氢钙盐可以用做铅中毒的解药。试解释原因,并说
明为什么用其钙盐而不直接用酸本身?
解 EDTA能与人体中的铅离子配合,生成无害的物质排出体外。用钙盐而不直接用酸本身是因为过量的EDTA会与人体中的钙离子发生配合。
27.11 指出下列各配位离子中金属中心离子的氧化数:(a)[Co(NH3)6]3+
(b)Ni(CO)4 (c)[CuCl4]2- (d)[Ag(CN)2]- (e)[Co(NH3)4(NO2)2]+
解
(a)+3 (b)0 (c)+2 (d)+1 (e)+3
27.12 在(顺式)-[Cr(NH3)4Cl2]+的光谱中存在金属氯的振动红外光谱
带,这表明金属与配位体间是什么成健类型?
解
红外光谱带的存在表明是共价健。
27.13 说明为什么(2+,1-)型电解质的摩尔电导率要比
(1+,1-)型电解质的大?
解 因为每摩尔(2+,1-)型电解质中有3mol离子,且其中一个为正二价:而每摩尔(1+,1-)型电解质中有2mol离子,节均为一价。
27.14 某新制备的Pd(NH3)2Cl2溶液不导电,试由其结构说明其是强
电解质还是弱电解质?
解
因其不导电,所以是弱电解质,其上只存在共价健。由因为此化
合物中不含有离子,所以以共价健形式结合的氯原子也处于配位球。
27.15 当把含有K2SO4和Al3(SO4)2的溶液蒸发结晶后得到成八面体
的KAl(SO4)2·12H2O晶体。试说出一种能够验证其是否为配位化合物的具体实验方法,并指出当分别为是和不是时的情况。
解 可通过测量溶液的导电率,如果其离子的导电率扽于K2SO4溶液和Al3(SO4)2溶液的电导率之和,则说明此化合物在溶液中完全电离,也即其不是配位化合物。
27.16 对下列各种现象做出解释:(a)存在配合物[CuCl4]2-,而不存在
[CuI4]2-; (b)金不溶于普通的酸中却能溶于王水(HCl+HNO3)中;(c)金属铜能溶于KCN的水溶液中,同时释放出氢气;(d)因为当螯合环上的原子数超过6时,其一般都不太稳定,所以一个二齿螯合配体不能取代两个位于平面正方形配合物反式位置的单齿配体。
解 (a)因为I-能把CuⅡ还原为CuⅠ;(b)主要是因为王水能与金形成配合离子AuCl4-,从而使金被氧化;(c)因为Cu(cn)42-离子的稳定性极大,从而使铜的氧化还原电势E降的很低,以至于其能被水氧化;(d)对于一个五原子链状二齿配体来说,平面正方形的两个反式位置太远了。
27.17 求0.0100mol·kg-1的[Co(NH3)6]Cl3将使溶液的凝固点下降多
少?
解 一分子的化合物溶于水中离解为四个离子(一个配离子和三个氯离子),忽略离子间的相互作用,溶液中离子的质量摩尔浓度为0.0400mol·kg-1,则溶液的凝固点下降为:
△t=km=(-1.86℃∕mol·kg-1)(0.0400mol·kg-1)=-0.0744℃
27.18 经验式为CsAuCl3的化合物具有抗磁性,且其上不存在金属金
属键,则(a)化合物中Au为+2价吗?(b)写出其可能存在的一种结构。
解 (a)具有抗磁性表明化合物中的电子均是成对的,任一含有一个Au(Ⅱ)原子的化合物都必具有一个单电子,从而不具有抗磁性,所以化合物中不存在Au(Ⅱ)。(b)此化合物中必定至少存在两种氧化态的Au离子,最有可能的就是一个Au(Ⅰ)和一个Au(Ⅱ),因其均为稳定态。则此化合物
实际上是由AuCl2-和AuCl4-离子构成的一个链,见下图:
ClAuCsClClClClClClAuClAuClAuClAuClAuClClClClClClClCsCsCsCsCs
27.19 给下列各化合物命名:(a)[FeCl2(H2O)4]+ (b)[Pt(NH3)2Cl2]
(c)[CrCl4(H2O)2]-
解 (a)四水二氯合铁(Ⅲ)离子 (b)二氯二氨合铂(Ⅱ) (c)二水四
氯合铬(Ⅲ)离子
27.20给下列各化合物命名(其中en=乙二胺,py=吡啶):
(a)[Co(NH3)5Br]SO4
(b)[Cr(en)2Cl2]Cl (c)[Pt(py)4][PtCl4]
(d)K2[NiF6] (e)K3[Fe(CN)5CO] (f)CsTeF5
解 (a)硫酸一溴五氨合钴(Ⅲ)
(b)氯化二氯二乙二胺合铬(Ⅲ)
(c)四氯合铂(Ⅱ)化四吡啶合铂(Ⅱ) (d)六氟合镍(Ⅳ)化钾
(e)一羰基五氰合铁(Ⅱ)化钾 (f)五氟合碲(Ⅳ)化铯
27.21 写出下列各化合物的化学式:
(a)亚硝酸一溴三氨合铂(Ⅱ) (b)一水二氯二乙二胺合钴(Ⅱ) (c)溴化一硫酸五氨合钴(Ⅲ) (d)硫氟合铂(Ⅳ)化二钾 (e)氯化二溴四水合铬(Ⅲ) (f)七氟合锆(Ⅳ)化三氨
解 (a)Pt(NH3)3Br]NO2 (b)[Co(en)2Cl2]·H2O (c)[Co(NH3)5SO4]Br (d)K2PtF6 (e)[Cr(H2O)4Br2]Cl (f)(NH4)3[ZrF7]
27.22 给下列各化合物命名:(a)[Co(en)2(CN)2]ClO3 (b)K4[Co(CN)6]
(c)[Ni(NH3)6]3[Co(NO2)6]2
解 (a)氯酸二氰二乙二胺合钴(Ⅲ) (b)六氰合钴(Ⅱ)化钾
(c)六硝基合钴(Ⅲ)化六氨合镍(Ⅱ)
27.23写出下列各化合物的化学式:(a)二氯四氨合铑(Ⅲ)离子 (b)
四羟基六水合铝(Ⅲ)离子 (c)四氯合锌(Ⅱ)离子 (d)硝酸铝 (e)四铝二氨合铬(Ⅲ)化六氨合钴(Ⅲ)
解 (a)[Rh(NH3)4Cl2]+ (b)[Al(H2O)2(OH)4]- (c)[ZnCl4]2- (d)Al(NO3)3 (e)[Co(NH3)6][Cr(NH3)2Cl4]3
27.24写出下列各化合物的化学式:(a)溴化六氨合钴(Ⅲ) (b)四铝
合锌(Ⅱ)化二溴四氨合钴(Ⅲ) (c)二铝二氨合铂(Ⅱ)
解
(a)[Co(NH3)6]Br3 (b)[Co(NH3)4Br2]2[ZnCl4] (c)Pt(NH3)2Cl2]
27.25给下列各离子命名:(a)[PdBr4]2- (b)[CuCl2]- (c)[Au(CN)4]-
(d)[AlF6]3- (e)[Cr(NH3)6]3+ (f)[Zn(NH3)4]2+ (g)[Fe(CN)6]3-
解 (a)四溴合铅(Ⅱ)络离子 (b)二氯合铜(Ⅰ)络离子 (c)四氰合 金(Ⅲ)络离子 (d)六氟合铝(Ⅲ)络离子 (e)六氨合铬(Ⅲ)络离子 (f)四氨合锌(Ⅱ)络离子 (g)六氰合铁(Ⅲ)络离子
27.26给下列各化合物或离子命名:(a)[Pt(NH3)4Cl2]2- (b)Cr(CO)6
(c)Co(en)Cl3(H2O)] (d)[Co(NH3)5CO3]2(CuCl4) (e)Fe[PtCl4])
解 (a)二氯四氨合铂(Ⅳ)离子 (b)六羰基合铬(0) (c)一水三氯一乙二胺合钴(Ⅲ) (d)四氯合铜(Ⅱ)化一羧基五氨合钴(Ⅲ) (e)四氯合铂(Ⅱ)化铁(Ⅱ)
27.27 写出下列各化合物或离子的化学式:(a)氯化二氯四水合铬(Ⅲ)
(b)硫酸一氯一溴四氨合钴(Ⅲ) (c)六氰合铁(Ⅱ)化二氨合银(Ⅰ) (d)四氯合铅(Ⅱ)化二氯二乙二胺合铬(Ⅲ) (e)四氯合铂(Ⅱ)化(顺)二氯四氨合铂(Ⅳ) (f)四氯合金(Ⅲ)化铝 (g)二乙二胺合铜(Ⅱ)离子 02
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