2025年現(xiàn)代配位試題及答案

一、單項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分，共20分）

1.下列哪種配體是螯合配體？

A.NH?

B.Cl?

C.EDTA

D.H?O

2.根據(jù)晶體場(chǎng)理論，在八面體場(chǎng)中，d軌道的分裂能為：

A.10Dq

B.15Dq

C.20Dq

D.25Dq

3.下列哪種金屬離子最容易形成低自旋配合物？

A.Fe2?(d?)

B.Co3?(d?)

C.Ni2?(d?)

D.Cu2?(d?)

4.配位化學(xué)中的"18電子規(guī)則"主要適用于：

A.主族元素

B.過(guò)渡金屬配合物

C.稀土元素配合物

D.鑭系元素配合物

5.下列哪種配位數(shù)為6的配合物空間構(gòu)型是八面體？

A.[Ni(CN)?]2?

B.[CoF?]3?

C.[CuCl?]2?

D.[Ag(NH?)?]?

6.在配位化學(xué)中，光譜化學(xué)序列是指：

A.配體按配位能力排列的順序

B.金屬離子按形成配合物能力排列的順序

C.配體按分裂能大小排列的順序

D.金屬離子按氧化態(tài)高低排列的順序

7.下列哪種配合物是內(nèi)軌型配合物？

A.[FeF?]3?

B.[Co(NH?)?]3?

C.[NiCl?]2?

D.[Cu(H?O)?]2?

8.配位化合物的命名中，配體名稱前通常加數(shù)字表示：

A.配體的電荷

B.配體的個(gè)數(shù)

C.配體的原子序數(shù)

D.配體的分子量

9.下列哪種性質(zhì)不屬于配合物的異構(gòu)現(xiàn)象？

A.幾何異構(gòu)

B.旋光異構(gòu)

C.電離異構(gòu)

D.氧化還原異構(gòu)

10.在配合物中，中心原子的配位數(shù)是指：

A.與中心原子相連的配體原子總數(shù)

B.配體分子的總數(shù)

C.配位原子的電子數(shù)

D.配體的電荷數(shù)

二、填空題（共5題，每題2分，共10分）

1.配位化合物的中心原子通常是______元素或______元素。

2.配位化學(xué)中的晶體場(chǎng)理論是由______和______提出的。

3.在八面體場(chǎng)中，d軌道分裂為兩組能量不同的軌道，分別是______軌道和______軌道。

4.配位數(shù)為4的配合物常見(jiàn)的空間構(gòu)型有______和______。

5.EDTA是一種常用的______配體，其分子中含有______個(gè)配位原子。

三、判斷題（共5題，每題2分，共10分）

1.所有配合物都遵循18電子規(guī)則。（）

2.在八面體場(chǎng)中，d?組態(tài)的金屬離子既可以形成高自旋配合物，也可以形成低自旋配合物。（）

3.配位鍵的共用電子對(duì)完全由配體提供。（）

4.所有螯合配合物都比相應(yīng)的非螯合配合物穩(wěn)定。（）

5.配位化合物的磁性可以用來(lái)判斷配合物是高自旋還是低自旋。（）

四、多項(xiàng)選擇題（共2題，每題2分，共4分）

1.下列哪些配體屬于π酸配體？

A.CO

B.CN?

C.NH?

D.PR?

2.下列哪些因素會(huì)影響配合物的穩(wěn)定性？

A.中心離子的電荷

B.配體的堿性

C.溶液的pH值

D.溫度

五、簡(jiǎn)答題（共2題，每題5分，共10分）

1.簡(jiǎn)述晶體場(chǎng)理論與配位場(chǎng)理論的區(qū)別。

2.解釋什么是螯合效應(yīng)，并舉例說(shuō)明。

參考答案及解析

一、單項(xiàng)選擇題

1.答案：C

解析：螯合配體是指一個(gè)配體分子中含有兩個(gè)或多個(gè)配位原子，能與中心離子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配體。NH?、Cl?和H?O都是單齒配體，而EDTA(乙二胺四乙酸)含有6個(gè)配位原子(O和N)，可以形成多個(gè)五元環(huán)，是典型的螯合配體。

2.答案：A

解析：根據(jù)晶體場(chǎng)理論，在八面體場(chǎng)中，d軌道分裂為兩組：能量較高的eg軌道(dz2和dx2-y2)和能量較低的t2g軌道(dxy,dyz,dxz)。兩組軌道之間的能量差稱為分裂能，記為Δo或10Dq。

3.答案：B

解析：低自旋配合物通常發(fā)生在強(qiáng)場(chǎng)配體與高氧化態(tài)金屬離子形成的配合物中。Co3?的氧化態(tài)較高(+3)，且d?組態(tài)在強(qiáng)場(chǎng)配體作用下容易形成低自旋配合物。Fe2?通常形成高自旋配合物，Ni2?和Cu2?由于電子排布的特殊性，通常不形成典型的低自旋配合物。

4.答案：B

解析：18電子規(guī)則是指過(guò)渡金屬配合物中，中心金屬原子的價(jià)電子層達(dá)到18個(gè)電子時(shí)，配合物通常比較穩(wěn)定。這一規(guī)則主要適用于過(guò)渡金屬配合物，尤其是低氧化態(tài)的過(guò)渡金屬羰基配合物和有機(jī)金屬化合物。

5.答案：B

解析：[CoF?]3?是八面體構(gòu)型的配合物，配位數(shù)為6。[Ni(CN)?]2?是平面正方形構(gòu)型，[CuCl?]2?通常是平面正方形或變形四面體，[Ag(NH?)?]?是直線型構(gòu)型，配位數(shù)為2。

6.答案：C

解析：光譜化學(xué)序列是指配體按其引起d軌道分裂能力的大小排列的順序。例如：I?<Br?<Cl?<F?<OH?<H?O<NH?<en<NO??<CN?<CO。這一序列可以通過(guò)配合物的光譜數(shù)據(jù)確定。

7.答案：B

解析：內(nèi)軌型配合物是指中心離子采用內(nèi)層d軌道參與雜化形成的配合物。[Co(NH?)?]3?中Co3?采用d2sp3雜化，使用內(nèi)層3d軌道，是內(nèi)軌型配合物。[FeF?]3?、[NiCl?]2?和[Cu(H?O)?]2?都是外軌型配合物。

8.答案：B

解析：根據(jù)配位化合物的命名規(guī)則，配體名稱前通常加數(shù)字表示配體的個(gè)數(shù)，稱為"倍數(shù)詞頭"。例如，二氯表示有兩個(gè)Cl?配體，三氨表示有三個(gè)NH?配體。

9.答案：D

解析：配合物的異構(gòu)現(xiàn)象主要包括幾何異構(gòu)、旋光異構(gòu)、電離異構(gòu)、水合異構(gòu)、配位異構(gòu)等。氧化還原異構(gòu)不是配合物的異構(gòu)現(xiàn)象類型。

10.答案：A

解析：配位數(shù)是指與中心原子直接相連的配位原子的總數(shù)。例如，在[Co(NH?)?]3?中，Co3?的配位數(shù)為6，因?yàn)橛?個(gè)N原子與Co3?直接相連。

二、填空題

1.答案：過(guò)渡；主族

解析：配位化合物的中心原子通常是過(guò)渡金屬元素(如Fe、Co、Ni、Cu等)，也可以是某些主族元素(如Al、Sn、Pb等)。

2.答案：貝特；范·弗萊克

解析：晶體場(chǎng)理論是由HansBethe和JohnHasbrouckvanVleck在1929年分別獨(dú)立提出的，用于解釋過(guò)渡金屬配合物的顏色和磁性等性質(zhì)。

3.答案：eg；t2g

解析：在八面體場(chǎng)中，d軌道分裂為兩組能量不同的軌道：能量較高的eg軌道(包括dz2和dx2-y2)和能量較低的t2g軌道(包括dxy,dyz,dxz)。

4.答案：四面體；平面正方形

解析：配位數(shù)為4的配合物常見(jiàn)的空間構(gòu)型有四面體(如[NiCl?]2?)和平面正方形(如[Ni(CN)?]2?)兩種。

5.答案：多齒；六

解析：EDTA(乙二胺四乙酸)是一種常用的多齒配體，其分子中含有2個(gè)N原子和4個(gè)O原子，共6個(gè)配位原子，可以形成穩(wěn)定的五元環(huán)螯合物。

三、判斷題

1.答案：×

解析：18電子規(guī)則主要適用于低氧化態(tài)的過(guò)渡金屬配合物，特別是羰基配合物和有機(jī)金屬化合物。并非所有配合物都遵循這一規(guī)則，例如高氧化態(tài)的金屬配合物通常不遵循18電子規(guī)則。

2.答案：√

解析：d?組態(tài)的金屬離子(如Fe2?、Co3?)在八面體場(chǎng)中，根據(jù)配體場(chǎng)的強(qiáng)弱，既可以形成高自旋配合物(弱場(chǎng)，如[Fe(H?O)?]2?)，也可以形成低自旋配合物(強(qiáng)場(chǎng)，如[Fe(CN)?]??)。

3.答案：×

解析：配位鍵的共用電子對(duì)通常由配體提供，但在某些情況下，中心原子和配體都會(huì)提供電子形成配位鍵，如在金屬-金屬鍵和某些缺電子配合物中。

4.答案：√

解析：螯合效應(yīng)是指螯合配合物比相應(yīng)的非螯合配合物更穩(wěn)定的現(xiàn)象。這是因?yàn)轵檄h(huán)的形成增加了熵效應(yīng)，且螯合環(huán)的剛性結(jié)構(gòu)降低了熵?fù)p失，使螯合配合物更穩(wěn)定。

5.答案：√

解析：配合物的磁性與其未成對(duì)電子數(shù)有關(guān)，而未成對(duì)電子數(shù)又與配合物是高自旋還是低自旋有關(guān)。因此，通過(guò)測(cè)量配合物的磁矩，可以判斷配合物是高自旋還是低自旋。

四、多項(xiàng)選擇題

1.答案：A、B、D

解析：π酸配體是指除了能提供孤對(duì)電子形成σ鍵外，還能接受中心金屬離子的d電子形成π鍵的配體。CO、CN?和PR?都是π酸配體，它們可以接受金屬d軌道的電子形成反饋π鍵。而NH?只能提供孤對(duì)電子形成σ鍵，不能形成反饋π鍵，因此不是π酸配體。

2.答案：A、B、C、D

解析：配合物的穩(wěn)定性受多種因素影響：(1)中心離子的電荷：電荷越高，與配體的靜電作用越強(qiáng)，配合物越穩(wěn)定；(2)配體的堿性：堿性越強(qiáng)，提供電子對(duì)的能力越強(qiáng)，配合物越穩(wěn)定；(3)溶液的pH值：影響配體的質(zhì)子化程度，從而影響其配位能力；(4)溫度：溫度升高通常會(huì)導(dǎo)致配合物穩(wěn)定性降低。

五、簡(jiǎn)答題

1.答案：

晶體場(chǎng)理論(CFT)和配位場(chǎng)理論(LFT)都是解釋過(guò)渡金屬配合物性質(zhì)的理論，但有以下區(qū)別：

(1)晶體場(chǎng)理論將配體視為點(diǎn)電荷，只考慮中心離子與配體之間的靜電作用，不考慮配體的軌道特性；而配位場(chǎng)理論同時(shí)考慮了靜電作用和共價(jià)鍵成分，將配體視為軌道的提供者。

(2)晶體場(chǎng)理論無(wú)法解釋配合物中光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)；配位場(chǎng)理論通過(guò)考慮配體軌道與中心離子軌道的重疊，能夠更好地解釋配合物的光譜性質(zhì)。

(3)晶體場(chǎng)理論對(duì)配合物磁性的解釋較為簡(jiǎn)單；配位場(chǎng)理論能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)配合物的磁性。

(4)配位場(chǎng)理論是晶體場(chǎng)理論的擴(kuò)展，它結(jié)合了分子軌道理論的某些觀點(diǎn)，能夠更全面地解釋配合物的性質(zhì)。

2.答案：

螯合效應(yīng)是指多齒配體(螯合劑)與金屬離子形成的螯合物比相應(yīng)的單齒配體配合物更穩(wěn)定的現(xiàn)象。這是因?yàn)轵檄h(huán)的形成增加