1、第2章 微粒间相互作用与物质性质第3节离子键、配位键与金属键第2课时配位键、金属键课后篇素养形成夯实基础轻松达标1.(2020辽宁大连第二十四中学高二检测)下列关于配位化合物的叙述不正确的是()A.配位化合物中必定存在配位键B.配位化合物中只有配位键C.Cu(H2O)62+中的Cu2+提供空轨道,H2O中的氧原子提供孤电子对形成配位键D.配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用答案B解析配位化合物中一定含有配位键,但也可能含有其他化学键;Cu2+有空轨道,H2O中氧原子有孤电子对,可以形成配位键;配位化合物应用领域特别广泛,D选项中提到的几个领域都在其中
2、。2.(2020山东东营胜利第一中学高二检测)在Fe(CN)63-配离子中,中心离子的配位数为()A.3B.4C.5D.6答案D解析配位数是指直接与中心原子(离子)配位的配位原子的数目,配离子Fe(CN)63-中中心离子的配位数为6。3.(2020山东临朐实验中学高二检测)下面有关金属的叙述正确的是()A.金属受外力作用时常常发生变形而不易折断,是由于金属离子之间有较强的作用B.通常情况下,金属中的自由电子会发生定向移动,而形成电流C.金属是借助金属离子的运动,把能量从温度高的部分传到温度低的部分D.金属的导电性随温度的升高而降低答案D解析金属受外力作用时变形而不易折断是因为金属晶体中各原子层
3、会发生相对滑动,但不会改变原来的排列方式,故A项不正确;自由电子要在外电场作用下才能发生定向移动产生电流,B项不正确;金属的导热性是由于自由电子碰撞金属离子将能量进行传递,故C项不正确。4.(2020海南海口第一中学高二检测)Co(NH3)5ClCl2是一种紫红色的晶体,下列说法中正确的是()A.配体是Cl-和NH3,配位数是8B.中心离子是Co2+,配离子是Cl-C.内界和外界中Cl-的数目比是12D.加入足量AgNO3溶液,所有Cl-一定被完全沉淀答案C解析计算配位数时不包括外界离子,故Co(NH3)5ClCl2中配体是Cl-和NH3,配位数是6,A错误;Co3+为中心离子,配离子是Co(
4、NH3)5Cl2+,B错误;Co(NH3)5ClCl2的内界是Co(NH3)5Cl2+,外界是Cl-,内界和外界中Cl-的数目比是12,C正确;加入足量的AgNO3溶液,内界Cl-不沉淀,D错误。5.根据物质结构理论判断下列说法错误的是()A.镁的硬度大于铝B.钠的熔、沸点低于镁C.镁的硬度大于钾D.钙的熔、沸点高于钾答案A解析镁和铝的自由电子数AlMg,离子半径Al3+Mg2+,金属键MgNa,钠的熔、沸点低于镁,B正确;电荷数Mg2+K+,离子半径Mg2+Na+K,硬度MgK,C正确;钙和钾的价电子数CaK,离子电荷数Ca2+K+,离子半径K+Ca2+,金属键CaK,熔点CaK,D正确。6
5、.下列物质不是配合物的是()A.NaClB.Fe(SCN)2ClC.Cu(NH3)4Cl2D.Ag(NH3)2OH答案A解析NaCl中只含有离子键,故不是配合物。7.下列微粒:H3O+、B(OH)4-、CH3COO-、NH3、CH4。其中含有配位键的是()A.B.C.D.答案A解析水分子中的氧原子有未成键电子对,H+有空轨道,可以形成H3O+,由此可以判断该离子有配位键;B(OH)4-中B原子只有3个电子可以成键,故还有一个空轨道,故其中一个OH-是通过配位键与B结合的。其他微粒中均不含有配位键。8.已知NH3分子可与Cu2+以配位键形成Cu(NH3)42+,则除去硫酸铜溶液中少量硫酸可选用的
6、试剂是()A.NaOHB.NH3C.BaCl2D.Cu(OH)2答案D解析加入NaOH会生成Cu(OH)2沉淀,A项错误;通入NH3会形成Cu(NH3)42+,B项错误;加入BaCl2会消耗SO42-,C项错误;Cu(OH)2能与硫酸反应生成硫酸铜,且过量的Cu(OH)2可以通过过滤除去,D项正确。9.配位键是一种特殊的共价键,即共用电子对由某原子单方面提供并与另一缺电子的微粒结合。如NH4+就是由NH3(氮原子提供电子对)和H+(缺电子)通过配位键形成的。据此,回答下列问题:(1)下列微粒中可能存在配位键的是。A.CO2B.H3O+C.CH4D.NH3(2)硼酸(H3BO3)溶液呈酸性,试写
7、出其电离方程式:。(3)科学家对H2O2结构的认识经历了较为漫长的过程,最初,科学家提出了两种观点:甲:、乙:HOOH,其中OO表示配位键,在化学反应中OO键遇到还原剂时易断裂。化学家Baeyer和Villiyer为研究H2O2的结构,设计并完成了下列实验:a.将C2H5OH与浓硫酸反应生成(C2H5)2SO4和水;b.将制得的(C2H5)2SO4与H2O2反应,只生成A和H2SO4;c.将生成的A与H2反应(已知该反应中H2做还原剂)。如果H2O2的结构如甲所示,实验c中反应的化学方程式为(A写结构简式)。为了进一步确定H2O2的结构,还需要在实验c后添加一步实验d,请设计d的实验方案:。答
8、案(1)B(2)H3BO3+H2OH+B(OH)4-(3)C2H5OOC2H5+H2C2H5OC2H5+H2O用无水硫酸铜检验实验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)解析(1)配位键形成的条件是一方提供电子对,另一方具有可接受孤电子对的空轨道,在H3O+中,H2O分子中O原子提供孤电子对,H+具有空轨道,两者通过配位键形成配离子+。(2)硼原子为缺电子原子,H3BO3的电离是B原子和水电离的OH-形成配位键,水电离的H+表现出酸性。(3)由题中所含配位键的物质的反应特点进行分析。提升能力跨越等级1.(2020北京第二中学高二检测)金属键的强弱与金属的价电子数多少有关,价电子数越多金属键越强
9、;与金属阳离子的半径大小也有关,金属阳离子半径越大,金属键越弱。据此判断下列金属熔点逐渐升高的是()A.Li、Na、KB.Na、Mg、AlC.Li、Be、MgD.Li、Na、Mg答案B解析金属键越强,金属的熔点越高。A项中,阳离子半径顺序为Li+Na+NaK,熔点依次降低;B项,价电子数的关系为NaMgMg2+Al3+,故金属键依次增强,熔、沸点依次升高;C项中Be的熔点高于Mg;D项中Li的熔点高于Na。2.下列分子或离子中,能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是()H2ONH3Cl-SCN-A.B.C.D.答案D解析根据电子式分析能否提供孤对电子。H2O:HOH,NH3:HH,Cl-:
10、Cl-,SCN-:SCN-,则D项符合题意。3.(2020南京师范大学附属中学高二检测)Co3+的八面体配合物CoClmnNH3的结构如图所示,其中数字处的小圆圈表示NH3分子或Cl-,Co3+位于八面体的中心。若1 mol配合物与AgNO3作用生成2 mol AgCl沉淀,则n的值是()A.2B.3C.4D.5答案D解析由1 mol配合物生成2 mol AgCl可知1 mol配合物电离出2 mol Cl-,即配离子显+2价,外界有2个Cl-。因为Co显+3价,所以CoClm-2nNH32+中有1个Cl-,又因为该配合物的空间结构是八面体,所以n=6-1=5。4.以下微粒中不含配位键的是()N
11、H4+CH4OH-NH3N2H5+Fe(SCN)3H3O+Ag(NH3)2OHA.B.C.D.答案D解析氨气分子中氮原子含有孤电子对,氢离子含有接受孤电子对的空轨道,可以形成配位键,NH4+中含有配位键;甲烷的电子式为HCHHH,无孤电子对,CH4中不含配位键;OH-的电子式为HO-,OH-中不含配位键;氨气分子中氮原子含有孤电子对,但没有形成配位键;氢离子含有接受孤电子对的空轨道,N2H4中的氮原子提供孤电子对,能够形成配位键,故N2H5+中含有配位键;SCN-的电子式是SCN-,铁离子含有接受孤电子对的空轨道,硫原子提供孤电子对,Fe(SCN)3中含有配位键;H3O+中氧原子提供孤电子对,
12、H+含有接受孤电子对的空轨道,二者形成配位键,H3O+中含有配位键;Ag+有空轨道,NH3中的氮原子有孤电子对,可以形成配位键,Ag(NH3)2OH中含有配位键。5.下列现象与形成配合物无关的是()A.Fe3+与SCN-不能大量共存B.向Cu与Cl2反应后的集气瓶中加少量水,呈绿色,再加水,呈蓝色C.Cu与浓硝酸反应后,溶液呈绿色,Cu与稀硝酸反应后,溶液呈蓝色D.向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量,先出现白色沉淀,继而消失答案C解析A项涉及Fe(SCN)2+的形成;B项涉及CuCl42-与Cu(H2O)42+的转化;D项涉及Al(OH)4-的形成;C项Cu与浓硝酸反应后溶液显绿色,
13、是因为反应后生成的NO2溶于Cu(NO3)2溶液中造成的。6.回答下列问题:(1)在NH4+中存在4个NH共价键,则下列说法正确的是(填字母,下同)。a.4个共价键的键长完全相同b.4个共价键的键长完全不同c.原来的3个NH键键长完全相同,但与通过配位键形成的NH键不同d.4个NH键键长相同,但键能不同e.NH4+中HN键之间的夹角比NH3中HN键之间的夹角小(2)水分子在特定条件下容易得到一个H+,形成水合氢离子(H3O+),下列对该过程的描述不合理的是。a.氧原子的杂化类型发生了改变b.微粒的空间构型发生了改变c.微粒的化学性质发生了改变d.微粒中HO键之间的键角发生了改变(3)将白色Cu
14、SO4粉末溶解于水中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配位数是4的配合离子,请写出生成此配合离子的离子方程式,蓝色溶液中的阳离子内存在的全部化学键类型有。(4)CuSO45H2O(胆矾)中含有水合铜离子因而呈蓝色,写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来)。(5)向CuSO4溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀,在滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液,继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的Cu(NH3)4SO4H2O沉淀。下列说法不正确的是(填字母序号)。a.Cu(NH3)4SO4组成元素中电负性最大的是N元素b.CuSO4晶体及Cu(NH3)4SO4H2O中硫原子的杂
15、化方式均为sp3c.Cu(NH3)4SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键d.NH3分子内的HN键之间的键角大于H2O分子内的HO键之间的键角e.SO42-的空间结构为正四面体形f.Cu(NH3)42+中,NH3是配体g.NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化(6)配离子Cu(NH3)2(H2O)22+的中心离子是,配体是,配位数为,其含有的微粒间的作用力类型有。答案(1)a(2)a(3)Cu2+4H2OCu(H2O)42+共价键、配位键(4)(5)ag(6)Cu2+NH3、H2O4配位键、极性共价键解析(1)NH4+可看成NH3分子结合1个H+后形成的,在NH3中中心原子氮采
16、取sp3杂化,孤电子对占据一个轨道,3个未成键电子占据另3个杂化轨道,分别结合3个H原子形成3个键,由于孤电子对的排斥作用,所以空间结构为三角锥形,键角压缩至107.3。但当有H+时,N原子的孤对电子会进入H+的空轨道,以配位键形成NH4+,这样N原子就不再存在孤电子对,键角变为10928,故NH4+为正四面体形,4个NH键完全一致,配位键与普通共价键形成过程不同,但性质相同。NH4+和NH3中的N原子均采取sp3杂化,NH4+中N原子无孤电子对,NH3中N原子有一对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用,故NH4+中HN键之间的键角大于NH3分子中HN键之间的键
17、角。(2)H2O分子中氧原子采取sp3杂化形成4个杂化轨道,孤电子对占据2个sp3杂化轨道,由于孤电子对的排斥作用使水分子为角形;H3O+中氧原子采取sp3杂化形成4个杂化轨道,孤电子对占据1个sp3杂化轨道,由于孤电子对的排斥作用,使H3O+为三角锥形。因此H2O与H3O+中的键角不同,微粒的空间结构不同。H2O和H3O+结构不同,化学性质不同。(3)Cu2+具有接受孤电子对的空轨道,H2O分子中的O原子提供孤电子对形成配合物Cu(H2O)42+。(4)H2O中的O原子提供孤电子对,Cu2+具有接受孤电子对的空轨道,所以配位键表示为。(5)电负性ON,a不正确;S原子与4个O原子形成共价键,
18、所以S原子采取sp3杂化,b正确;Cu(NH3)4SO4中SO42-与Cu(NH3)42+以离子键结合,NH3、SO42-中含有极性共价键,Cu(NH3)42+中含有配位键,c正确;NH3分子内N原子有1对孤电子对,H2O分子中O原子有2对孤电子对,H2O分子中孤电子对对共用电子对排斥作用大,所以H2O分子中HO键的键角小于NH3分子中HN键的键角,d正确;SO42-中S原子以4个键与4个O原子结合,S发生sp3杂化,故SO42-为正四面体形,e正确;Cu(NH3)42+中NH3是配体,f正确;NH3中N发生sp3杂化,g不正确。(6)由书写形式可以看出其中心离子是Cu2+,配体是H2O和NH
19、3,配位数为4。Cu(NH3)2(H2O)22+中含有的微粒间作用力有配位键和极性共价键。7.回答下列问题:(1)若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物,则该配合物中提供孤电子对的原子是。(2)NH3与BF3可以通过配位键形成NH3BF3,原子提供孤电子对,原子具有接受孤电子对的空轨道。写出NH3BF3的结构式,并用“”表示出配位键。(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体中的化学键类型与硫酸铵中的相同,则N2H6SO4的晶体内存在(填字母序号)。a.离子键b.配
20、位键c.共价键d.键(4)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Na2Cu(OH)4。不考虑空间结构,Cu(OH)42-的结构可用示意图表示为。Na2Cu(OH)4中除配位键外,还存在的化学键类型是(填字母)。a.离子键b.金属键c.极性键d.非极性键(5)向氯化铜溶液中加入过量浓氨水,然后加入适量乙醇,溶液中析出深蓝色的Cu(NH3)4Cl2晶体,上述深蓝色晶体中含有的化学键除普通共价键外,还有和。答案(1)X(2)NB(3)abcd(4)ac(5)离子键配位键解析(1)BCl3分子中B原子发生sp2杂化,形成3个sp2杂化轨道。B原子未杂化的1个2p轨道为空轨道,所以与X形成配位键时
21、,X应提供孤电子对。(2)NH3中N原子发生sp3杂化,N原子上有一对孤电子对,BF3中B原子发生sp2杂化,杂化轨道与F原子形成3个共价键,故有一个2p空轨道,可与NH3形成配位键。(3)N2H6SO4晶体中的化学键类型与硫酸铵相同,则该晶体内存在离子键、共价键、配位键、键。(4)Cu2+中存在空轨道,而OH-中O原子上有孤电子对,故O与Cu之间以配位键结合。Na2Cu(OH)4为离子化合物,Na+与Cu(OH)4-之间以离子键结合,OH键为极性键。(5)Cu2+具有可接受孤电子对的空轨道,N原子提供孤电子对,Cu2+与NH3分子之间形成配位键,NH3分子中N、H原子之间以共价键结合,内界离
22、子Cu(NH3)42+与外界离子Cl-以离子键结合。贴近生活拓展创新回答下列问题:(1)下列金属的金属键最强的是(填字母序号)。a.Nab.Mgc.Kd.Ca(2)下列分子或离子中不存在着配位键的是。H3O+Al(OH)4-NH3NH4+Cu(H2O)42+Ni(CO)4Fe(SCN)3BF4-CH4(3)在配离子Fe(CN)63-中,中心离子的配位数为,具有可接受孤电子对的空轨道的是,与其配体互为等电子体的一种微粒是。(4)钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属,与钛同周期的所有元素的基态原子中,未成对电子数与钛相同的元素有(填元素符号)。现有含Ti3+的配合物,化学式为TiCl(
23、H2O)5Cl2H2O,配离子TiCl(H2O)52+中的化学键类型是,该配合物的配体是。(5)B和Al均为A族元素。AlCl3NH3和AlCl4-中均含有配位键。在AlCl3NH3中,配体是,提供孤电子对的原子是,AlCl4-中铝原子采用杂化。气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物,分子中原子间成键关系为。请将图中你认为是配位键的斜线上加上箭头。NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有 mol配位键。答案(1)b(2)(3)6Fe3+CO(或N2、C22-,写出一种即可)(4)Ni、Ge、Se极性键(或共价键)、配位键H2O、Cl-(5)NH
24、3Nsp32解析(1)金属阳离子半径越小,金属价电子数越多,则金属键越强,题给四种金属中阳离子电荷数最多且半径最小的是Mg2+,故金属镁的金属键最强。(2)配位键的形成条件是一方能够提供孤电子对,另一方具有能够接受孤电子对的空轨道。H3O+含有H+与H2O形成的配位键,H+提供空轨道,H2O中的O原子提供孤电子对。Al(OH)4-是Al(OH)3与OH-通过配位键形成的,Al具有接受孤电子对的空轨道,OH-提供孤电子对;NH4+中NH3与H+形成配位键;Cu(H2O)42+中Cu2+与H2O形成配位键;Ni(CO)4中Ni与CO形成配位键;Fe(SCN)3中Fe3+与SCN-形成配位键;BF4
25、-中BF3与F-形成配位键。CH4、NH3分子中不存在配位键,故选。(3)Fe(CN)63-中的配位数为6,Fe3+提供空轨道,配体为CN-,CN-的等电子体有N2、CO、C22-等。(4)Ti的价电子排布式为3d24s2,未成对电子数为2,与Ti同周期的基态原子未成对电子数为2的价电子排布式为3d84s2、4s24p2、4s24p4,即分别为Ni、Ge、Se。TiCl(H2O)52+中的化学键有极性键(或共价键)、配位键,配体为H2O和Cl-。(5)AlCl3NH3中,Al3+具有接受孤电子对的空轨道,配体为NH3,NH3中的N原子提供孤电子对。AlCl4-中Al的价电子对数为12(3+1+4)=4,孤电子对数为0,Al原子杂化类型为sp3杂化。配位键的箭头指向具有可接受孤电子对的空轨道的一方。氯原子最外层有7个电子,通过一个共用电子对就可以形成一个单键,另有三对孤电子对。所以Al2Cl6中与两个铝原子形成的共价键中,有两个是配位键,氯原子提供孤电子对,铝原子提供空轨道。NH4+含有一个配位键,BF4-含有一个配位键,故1 mol NH4BF4中含有2 mol配位键。
