第四節(jié)配合物與超分子課時(shí)目標(biāo)1.知道配位鍵的特點(diǎn),認(rèn)識簡單的配位化合物的成鍵特征。2.能利用配合物的性質(zhì)去推斷配合物的組成,從而形成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的認(rèn)知模型。3.了解超分子概念及其特性。一、配合物1.配位鍵(1)注:配位鍵屬于σ鍵。(2)實(shí)例在四水合銅離子中,銅離子與水分子之間的化學(xué)鍵是由水分子提供孤電子對給予銅離子,銅離子接受水分子的孤電子對形成的。(3)表示方法配位鍵可以用A→B來表示,其中A是提供孤電子對的分子或離子,B是接受孤電子對的原子或金屬離子。例如:①NH4。②[Cu(NH3)4]2+中的配位鍵表示為H3③[Cu(H2O)4]2+中的配位鍵表示為H2(4)配位鍵的形成條件①成鍵原子一方能提供孤電子對。如分子有NH3、H2O、HF、CO等;離子有Cl-、OH-、CN-、SCN-等。②成鍵原子另一方能提供空軌道。如H+、Al3+、B及過渡金屬的原子或離子。③配位鍵同樣具有飽和性和方向性。一般來說,多數(shù)過渡金屬的原子或離子形成配位鍵的數(shù)目是基本不變的,如Ag+形成2個(gè)配位鍵,Cu2+形成4個(gè)配位鍵等。小題對點(diǎn)過用“—→”標(biāo)出下列物質(zhì)中的配位鍵。(1)[]+(2)[]-(3)[]+(4)(5)[]-(6)答案(1)[]+(2)[]-(3)[]+(4)(5)[]-(6)2.配合物(1)概念通常把金屬離子或原子(稱為中心離子或原子)與某些分子或離子(稱為配體或配位體)以配位鍵結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物,簡稱配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均為配合物。(2)組成配合物[Cu(NH3)4]SO4的組成如圖所示:①中心原子:提供空軌道接受孤電子對的原子。中心原子一般都是帶正電荷的陽離子(此時(shí)又叫中心離子),最常見的有過渡金屬離子:Fe3+、Ag+、Cu2+、Zn2+等。②配體:提供孤電子對的陰離子或分子,如Cl-、NH3、H2O等。配體中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。配位原子必須是含有孤電子對的原子,如NH3中的N,H2O中的O等。③配位數(shù):直接與中心原子形成的配位鍵的數(shù)目。如[Fe(CN)6]4-中Fe2+的配位數(shù)為6。小題對點(diǎn)過回答下列關(guān)于配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的問題。(1)[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中提供孤電子對的粒子是。

(2)[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O在溶液中電離出的粒子。

(3)1mol[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O與足量AgNO3溶液反應(yīng),產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量是mol。

答案(1)Cl-、H2O(2)[TiCl(H2O)5]2+、Cl-(3)23.配合物的形成實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有關(guān)離子方程式滴加氨水后,試管中首先出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,氨水過量后沉淀逐漸溶解,得到深藍(lán)色的透明溶液,滴加乙醇后析出深藍(lán)色晶體Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4]2++2OH[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O[Cu(NH3)4]SO4·H2溶液變?yōu)榧t色Fe3++3SCN-Fe(SCN)3滴加AgNO3溶液后,試管中出現(xiàn)白色沉淀,繼續(xù)滴加氨水沉淀溶解,溶液呈無色Ag++Cl-===AgCl↓、AgCl+2NH3===[Ag(NH3)2]++Cl-小題對點(diǎn)過(1)已知CuSO4溶液中,Cu2+以[Cu(H2O)4]2+形式存在,根據(jù)實(shí)驗(yàn)1的現(xiàn)象,試比較H2O、OH-、NH3三種微粒與Cu2+結(jié)合能力的大小順序是。

(2)NH3與Cu2+的配位能力比H2O強(qiáng),為什么?[Cu(NH3)4]2+和[Cu(H2O)4]2+哪個(gè)穩(wěn)定?

。

(3)實(shí)驗(yàn)1中加入乙醇的目的是什么?

。

(4)已知SCN-的電子式為[︰S‥‥︰C??N︰]-,則Fe(SCN)3中配位原子是S原子還是N原子?為什么?

。

(5)若向0.1mol·L-1AgNO3溶液中逐滴加入0.1mol·L-1氨水,可觀察到什么現(xiàn)象?試用離子方程式表示變化過程。

。

答案(1)NH3>OH->H2O(2)NH3分子中N作配位原子,H2O分子中O是配位原子,和O原子相比,N原子的半徑大,電負(fù)性小,提供孤電子對的能力更強(qiáng),故NH3的配位能力強(qiáng),[Cu(NH3)4]2+更穩(wěn)定(3)降低硫酸四氨合銅的溶解度,易于析出晶體(4)是S原子。因?yàn)镾原子半徑大,電負(fù)性弱,提供孤電子的能力強(qiáng)(5)溶液中先出現(xiàn)白色沉淀,后沉淀迅速溶解。①Ag++NH3·H2O===AgOH↓+NH4+,②AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++OH-+2H(1)電子對給予體形成配位鍵的能力:NH3>H2O。(2)接受體形成配位鍵的能力:H+>過渡金屬>主族金屬。(3)配位鍵越強(qiáng),配合物越穩(wěn)定。如Cu2+←H2O<Cu2+←NH3<H+←NH3。4.配合物的形成對性質(zhì)的影響(1)顏色改變,如Fe(SCN)3的形成。(2)溶解度改變,如AgCl沉淀可溶于氨水得到[Ag(NH3)2]+。5.配合物的應(yīng)用(1)跟人類生活有密切的關(guān)系。例如,在人和動物體內(nèi)起輸送氧氣作用的血紅素是Fe2+的配合物。(2)在生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)方面的應(yīng)用也很廣泛,例如,在醫(yī)藥科學(xué)、化學(xué)催化劑、新型分子材料等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。1.下列不能形成配位鍵的組合是()A.Ag+、NH3 B.H2O、H+C.Co3+、CO D.Ag+、H+答案D解析配位鍵的形成條件必須是一方能提供孤電子對,另一方能提供空軌道,A、B、C三項(xiàng)中,Ag+、H+、Co3+能提供空軌道,NH3、H2O、CO能提供孤電子對,所以能形成配位鍵,而D項(xiàng)Ag+與H+都只能提供空軌道,而無法提供孤電子對,所以不能形成配位鍵。2.下列化合物屬于配合物的是()A.Cu2(OH)2SO4 B.NH4ClC.[Zn(NH3)4]SO4 D.KAl(SO4)2答案C解析硫酸四氨合鋅([Zn(NH3)4]SO4)中二價(jià)鋅離子是中心離子,四個(gè)氨分子在鋅離子的四周,是配體,中心離子和配體以配位鍵結(jié)合形成內(nèi)界,也叫配離子,硫酸根離子處于外界,也叫外界離子,內(nèi)界和外界構(gòu)成配合物。3.下列關(guān)于各配合物的穩(wěn)定性,判斷不正確的是()A.[Fe(CN)6]3->[Fe(SCN)6]3-B.[HgCl4]2->[HgF4]2-C.[AlF6]3->[AlBr6]3-D.[Cu(NH3)4]2+>[Zn(NH3)4]2+答案C解析A.[Fe(CN)6]3-和[Fe(SCN)6]3-中心離子都為Fe3+,前者是C原子提供孤電子對,后者是S原子提供孤電子對,碳的電負(fù)性小于硫,所以前者比后者配位鍵牢固,所以A選項(xiàng)是正確的;B.[HgCl4]2-和[HgF4]2-中心離子都為Hg2+,前者是Cl原子提供孤電子對,后者是F原子提供孤電子對,Cl的電負(fù)性小于F,所以前者比后者配位鍵牢固,所以B選項(xiàng)是正確的;C.[AlF6]3-和[AlBr6]3-中心離子都為Al3+,前者是F原子提供孤電子對,后者是Br原子提供孤電子對,F的電負(fù)性大于Br,所以后者比前者配位鍵牢固,故C錯誤;D.[Cu(NH3)4]2+和[Zn(NH3)4]2+,配體都是NH3,中心離子前者是Cu2+,后者是Zn2+,Cu2+的半徑小于Zn2+,所以前者比后者配位鍵牢固,所以D選項(xiàng)正確。4.(1)在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為,提供孤電子對的成鍵原子是(填元素符號)。

(2)CaF2難溶于水,但可溶于含Al3+的溶液中,原因是

(用離子方程式表示,已知[AlF6]3-在溶液中可穩(wěn)定存在)。(3)配合物[Cr(H2O)6]3+中,與Cr3+形成配位鍵的原子是(填元素符號)。1mol[Cr(H2O)6]3+中σ鍵的數(shù)目為(用NA表示)。

答案(1)配位鍵N(2)3CaF2+Al3+===3Ca2++[AlF6]3-(3)O18NA解析(1)Ni2+與NH3之間形成共價(jià)鍵時(shí)Ni2+提供空軌道,N提供孤電子對,形成配位鍵。(2)CaF2中存在沉淀溶解平衡:CaF2(s)Ca2+(aq)+2F-(aq),溶液中的F-與Al3+形成配位離子[AlF6]3-,使沉淀溶解平衡向右移動,導(dǎo)致氟化鈣溶解。(3)H2O分子中的O原子有孤電子對,能與Cr3+形成配位鍵。每個(gè)[Cr(H2O)6]3+微粒中,有6個(gè)H2O,含有12個(gè)σ鍵,同時(shí)含有6個(gè)配位鍵,配位鍵屬于σ鍵,因此,1mol[Cr(H2O)6]3+中σ鍵的數(shù)目為18NA。(1)配位數(shù)和配體數(shù)的區(qū)別配位數(shù)是直接與中心離子結(jié)合的配位原子數(shù)目,而配體數(shù)是配合物中配體的數(shù)目。例如一水合甘氨酸鋅()中配位數(shù)為5,配體數(shù)為3。(2)配合物內(nèi)界中共價(jià)鍵數(shù)目的判斷若配體為單核離子(如Cl-等),可以不予計(jì)入,若為分子,需要用配體分子內(nèi)的共價(jià)鍵數(shù)乘以該配體的個(gè)數(shù),此外,還要加上中心原子與配體形成的配位鍵,配位鍵也是σ鍵。例如:配合物[Co(NH3)4Cl2]Cl的共價(jià)鍵數(shù)為3×4+4+2=18。二、超分子1.超分子是由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體。超分子的兩個(gè)重要特征是分子識別和自組裝。特別提醒(1)超分子定義中的分子是廣義的,包括離子。(2)超分子這種分子聚集體,有的是有限的,有的是無限伸展的。2.實(shí)例(1)分子識別①分離C60和C70:將C60和C70的混合物加入一種空腔大小適配C60的“杯酚”中,再加入甲苯溶劑,溶解未裝入“杯酚”的C70,過濾后分離C70;再向不溶物中加入氯仿,溶解“杯酚”而將不溶解的C60釋放出來并沉淀。②冠醚識別堿金屬離子:冠醚是皇冠狀的分子,有不同大小的空穴,能與正離子,尤其是堿金屬離子絡(luò)合,并隨環(huán)的大小不同而與不同的金屬離子絡(luò)合,利用此性質(zhì)可以識別堿金屬離子。(2)自組裝細(xì)胞和細(xì)胞器的雙分子膜。小題對點(diǎn)過(1)195K,P2O3在CH2Cl2中與臭氧反應(yīng)生成P4O18(結(jié)構(gòu)如圖所示),則P4O18是否屬于超分子?

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(2)向甲苯和KMnO4的混合溶液中加入18-冠-6晶體,K+和MnO4-遷移過程示意圖如圖所示。下列說法正確的是①M(fèi)nO4②加入18-冠-6晶體可以加快反應(yīng)速率③18-冠-6晶體能溶于水主要取決于結(jié)構(gòu)中的多個(gè)O原子④反應(yīng)開始后18-冠-6與K+繼續(xù)保留在上層溶液中答案(1)超分子指的是兩個(gè)或兩個(gè)以上分子通過非共價(jià)鍵的作用力結(jié)合而成的分子,P4O18不屬于超分子(2)①②③解析(2)①由題圖可知,18-冠-6晶體對K+有識別作用,18-冠-6與K+進(jìn)入甲苯層后,由于靜電作用,MnO4-也會進(jìn)入上層溶液,正確;②由①可知,MnO4-進(jìn)入上層溶液,促進(jìn)MnO4-和甲苯接觸反應(yīng),能加快反應(yīng)速率,正確;③18-冠-6晶體既可溶于水,也可溶于甲苯,18-冠-6晶體可溶于水是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)中的多個(gè)O原子可與H2O形成分子間氫鍵,正確;④甲苯和KMnO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)后,MnO4-被還原為Mn2+,上層溶液中的負(fù)電荷減少,迫使18-冠-6與超分子辨析(1)正確理解超分子的概念①超分子不是相對分子質(zhì)量無限大的分子,有的相對分子質(zhì)量不是很大;②超分子不一定是分子,也可能是離子,這里的分子是廣義的分子,就如同說,離子是帶電的原子或原子團(tuán)。(2)正確認(rèn)識形成超分子的作用力有人認(rèn)為它既不同于一般的化學(xué)鍵,也不同于一般的分子間作用力,將其概括為非共價(jià)鍵,有人則將其限于分子間作用力。(3)超分子這種分子聚集體有的是無限伸展的,有的是有限的。1.下列有關(guān)超分子的說法正確的是()A.超分子是如蛋白質(zhì)一樣的大分子B.超分子是由小分子通過聚合得到的高分子C.超分子是由高分子通過非化學(xué)鍵作用形成的分子聚集體D.超分子是由兩種或兩種以上分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體答案D解析超分子不同于蛋白質(zhì)、淀粉等大分子,也不是由小分子通過聚合得到的高分子,超分子是由兩種或多種分子相互“組合”在一起形成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的聚集體,綜上所述,D正確。2.尿素[CO(NH2)2]可與正烷烴形成超分子,原理如圖所示。下列說法不正確的是()A.尿素分子和正烷烴分子間通過共價(jià)鍵形成超分子B.尿素分子中各元素的電負(fù)性:O>N>C>HC.尿素分子通過氫鍵形成六角形通道結(jié)構(gòu)D.圖中反映出超分子“分子識別”的特性答案A解析A.尿素分子和正烷烴分子間通過分子間作用力形成超分子,而不是共價(jià)鍵,A錯誤;B.C、N、O三種元素同周期,同一周期從左至右,元素電負(fù)性逐漸增強(qiáng),H元素電負(fù)性在四種中最弱,則尿素分子中各元素的電負(fù)性:O>N>C>H,B正確;C.N元素電負(fù)性很大,尿素分子中存在氨基,分子間可形成氫鍵,如圖可知,尿素分子通過分子間氫鍵形成六角形通道結(jié)構(gòu),C正確;D.尿素與正烷烴形成超分子,圖中反映出超分子“分子識別”的特性,D正確。3.利用超分子可以對一些物質(zhì)進(jìn)行分離,例如利用“杯酚”(“杯酚”用“”表示)分離C60和C70的過程如圖所示。回答下列問題:(1)杯酚、C60和C70均屬于(填晶體類型),其熔點(diǎn)從大到小排序?yàn)椤?/p>

(2)已知操作①和操作②相同,名稱為;杯酚與C60之間的作用力為。

(3)鑒別某樣品是C60還是C70的最佳方法是(填標(biāo)號)。

a.稱取一定質(zhì)量樣品,在足量O2中燃燒,測定生成CO2的質(zhì)量b.紅外光譜法c.質(zhì)譜法答案(1)分子晶體杯酚>C70>C60(2)過濾分子間作用力(3)c解析(1)杯酚屬于分子晶體,C60和C70都是由碳原子組成的分子,都是基于分子間的相互作用形成的晶體結(jié)構(gòu),則杯酚、C60和C70均屬于分子晶體,因相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,熔點(diǎn)越高,則熔點(diǎn)從大到小排序?yàn)楸?gt;C70>C60;(2)根據(jù)圖中流程可知,經(jīng)操作①、②后得到的是溶液和固體,因此操作①、②名稱為過濾;C60與杯酚通過分子間作用力形成超分子,則杯酚與C60之間的作用力為分子間作用力;(3)C60和C70的相對分子質(zhì)量不同,質(zhì)譜法可以通過測定樣品的相對分子質(zhì)量來準(zhǔn)確鑒別C60和C70,而燃燒法主要用于確定有機(jī)物的最簡式,紅外光譜法主要用于確定分子中所含的化學(xué)鍵或官能團(tuán)的信息,燃燒法或紅外光譜法不能有效區(qū)分這兩者,因此鑒別某樣品是C60還是C70的最佳方法是質(zhì)譜法,故選c。A級合格過關(guān)練選擇題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意題組一配位鍵1.下列說法不正確的是()A.配位鍵也是一種靜電作用B.配位鍵的實(shí)質(zhì)也是一種共價(jià)鍵C.形成配位鍵的電子對由成鍵雙方原子提供D.配位鍵具有飽和性和方向性答案C解析共用電子對存在靜電作用,包括靜電排斥和靜電吸引,配位鍵本質(zhì)為共用電子對,所以也是一種靜電作用,A正確;配位鍵指含有空軌道的原子或離子和含有孤電子對的原子或離子共用電子對,實(shí)質(zhì)也是一種共價(jià)鍵,具有方向性和飽和性,B、D正確;形成配位鍵的原子,一方提供空軌道,另一方提供孤電子對,C錯誤。2.以下微粒含配位鍵的是()①N2H5+②CH4③OH-④⑤Fe(CO)5⑥Fe(SCN)3⑦H3O+⑧[Ag(NH3)2]OHA.①④⑤⑥⑦⑧ B.①②④⑦⑧C.①③④⑤⑥⑦ D.全部答案A解析①N2H5+中有一個(gè)H+與一個(gè)N原子間形成配位鍵;②CH4中4個(gè)H原子與C原子間形成共價(jià)單鍵,不存在配位鍵;③OH-中O與H間形成共價(jià)鍵,不存在配位鍵;④NH4+中有1個(gè)H+與N原子間形成配位鍵;⑤Fe(CO)5中配位體CO與中心原子Fe之間形成配位鍵;⑥Fe(SCN)3中配位體SCN-與Fe3+間形成配位鍵;⑦H3O+中有1個(gè)H+與O原子間形成配位鍵;⑧[Ag(NH3)2]OH中配位體NH3與Ag+題組二配合物3.(2025·西安高二檢測)配位化合物廣泛應(yīng)用于物質(zhì)分離、定量測定、醫(yī)藥、催化等方面。利用氧化法可制備某些配位化合物。2CoCl2+2NH4Cl+8NH3+H2O2===2[Co(NH3)5Cl]Cl2+2H2O。下列說法正確的是()A.該配位化合物的配位數(shù)為5B.提供孤電子對的成鍵原子是N和ClC.[Co(NH3)5Cl]2+中存在配位鍵、共價(jià)鍵和離子鍵D.氧化劑H2O2是非極性分子答案B解析由[Co(NH3)5Cl]Cl2配位化合物可知,內(nèi)界為[Co(NH3)5Cl]2+,Co3+為中心離子,5個(gè)NH3和1個(gè)Cl-是配體,該配位化合物的配位數(shù)為5+1=6,故A錯誤;在[Co(NH3)5Cl]2+配合物離子中,中心離子Co3+提供空軌道,配體NH3中N原子和配體Cl-中Cl原子提供孤電子對,故B正確;[Co(NH3)5Cl]2+中氨氣分子內(nèi)存在N—H共價(jià)鍵,Co3+與氨分子之間形成配位鍵,Co3+與Cl-之間也形成配位鍵,則[Co(NH3)5Cl]2+中有配位鍵、共價(jià)鍵,故C錯誤;H2O2分子不是直線形的,兩個(gè)氫原子在猶如半展開的書的兩頁上,氧原子則在書的夾縫上,如,分子結(jié)構(gòu)不對稱,正電中心和負(fù)電中心不重合,為極性分子,故D錯誤。4.(2025·東莞高二檢測)配合物Fe(CO)5的熔點(diǎn)為-20℃,沸點(diǎn)為103℃,可用于制備純鐵。CO的結(jié)構(gòu)可以表示為,其中橢圓框表示π鍵,Fe(CO)5的結(jié)構(gòu)如圖所示,下列關(guān)于Fe(CO)5的說法錯誤的是()A.固態(tài)Fe(CO)5屬于分子晶體B.Fe(CO)5是非極性分子,CO是極性分子C.1molFe(CO)5含有5mol配位鍵D.Fe(CO)5===Fe+5CO反應(yīng)中有金屬鍵生成答案C解析Fe(CO)5的沸點(diǎn)為103℃,為分子晶體,A項(xiàng)正確;Fe(CO)5為對稱結(jié)構(gòu),分子中正電中心和負(fù)電中心重合,屬于非極性分子,CO是極性分子,B項(xiàng)正確;1molCO中含有1mol配位鍵,故1molFe(CO)5含有10mol配位鍵,C項(xiàng)錯誤;Fe(CO)5===Fe+5CO反應(yīng)中有金屬單質(zhì)生成,故有金屬鍵生成,D項(xiàng)正確。5.某物質(zhì)的結(jié)構(gòu)如圖所示:下列有關(guān)該物質(zhì)的分析正確的是()A.該物質(zhì)分子中不存在σ鍵B.該物質(zhì)的分子內(nèi)只存在共價(jià)鍵和配位鍵兩種作用力C.該物質(zhì)是一種配合物,其中Ni為中心原子D.該物質(zhì)的分子中C、N、O均存在孤電子對答案C解析選項(xiàng)A,該物質(zhì)中碳原子之間、碳?xì)湓娱g、碳氮原子間等,均存在σ鍵;選項(xiàng)B,該物質(zhì)的分子內(nèi)還存在氫鍵,C與其他原子間存在共價(jià)鍵,Ni、N之間存在配位鍵,所以該物質(zhì)的分子內(nèi)存在氫鍵、共價(jià)鍵、配位鍵三種作用力;選項(xiàng)C,Ni具有空軌道,接受孤電子對,是配合物的中心原子;選項(xiàng)D,C最外層的4個(gè)電子全部參與成鍵,沒有孤電子對。題組三超分子6.下列有關(guān)超分子的說法錯誤的是()A.分子以共價(jià)鍵聚合形成超分子B.超分子具有“分子識別”和“自組裝”的特性C.超分子是由兩種或多種分子形成的聚集體D.21-冠-7識別Cs+原理是其空腔直徑與Cs+的直徑適配答案A解析A.超分子內(nèi)部分子之間通過非共價(jià)鍵相結(jié)合,可以通過氫鍵、靜電作用、堆積作用等結(jié)合在一起,A項(xiàng)錯誤;B.“分子識別”或“自組裝”是超分子形成的兩個(gè)重要特征,B項(xiàng)正確;C.超分子是由兩種或多種分子相互“組合”在一起形成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的聚集體,C項(xiàng)正確;D.21-冠-7識別Cs+原理是其空腔直徑與Cs+的直徑適配,Cs+能夠置于21-冠-7空腔中,D項(xiàng)正確。7.我國科學(xué)家研究出三合一超分子納米藥物KGN&FP@CV-2,能同時(shí)治療慢性關(guān)節(jié)炎癥、潤滑功能障礙和軟骨組織退化,為骨關(guān)節(jié)炎提供了長期的治療效果。合成示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是()A.CV-2、KGN和FP中均不含手性碳原子B.CV-2與KGN和FP均可形成分子間氫鍵C.KGN和FP均含有羧基D.超分子納米藥物KGN&FP@CV-2可緩慢釋放藥物有效成分答案A解析A.連接四個(gè)不同基團(tuán)的飽和碳原子是手性碳原子,FP中有一個(gè)飽和碳原子,分別連接了氫原子、苯環(huán)、羧基和甲基,這個(gè)飽和碳原子是手性碳原子,A錯誤;B.CV-2含N、—NH—,KGN含羧基和酰胺基,FP含羧基,結(jié)合已知:CV-2、KGN和FP能自組裝成三合一超分子納米藥物KGN&FP@CV-2,結(jié)合圖示可知,CV-2與KGN和FP均可形成分子間氫鍵,B項(xiàng)正確;C.據(jù)圖可知KGN和FP均含有羧基,C正確;D.已知三合一超分子納米藥物KGN&FP@CV-2,為骨關(guān)節(jié)炎提供了長期的治療效果,則超分子納米藥物KGN&FP@CV-2可緩慢釋放藥物有效成分,D正確。8.超分子K+@18-冠-6的合成過程如圖所示。已知:18-冠-6的空腔直徑為260~320pm,K+的直徑為276pm。下列說法正確的是()A.水中溶解性:化合物Ⅰ<化合物ⅡB.18-冠-6的空穴與鉀離子尺寸適配,二者通過弱作用力形成超分子C.18-冠-6亦可與Li+、Na+形成穩(wěn)定的超分子D.超分子只可以是分子,不可以是離子答案B解析A.化合物Ⅰ中存在羥基,在水溶液中能形成氫鍵,能增大其在水中的溶解度,因此水中溶解性:化合物Ⅰ>化合物Ⅱ,A錯誤;B.K+的粒子直徑在18-冠-6空腔直徑范圍內(nèi),因此18-冠-6可以識別鉀離子,K+與氧原子之間通過弱相互作用形成超分子,B正確;C.電子層數(shù)越多,離子半徑越大,Li+、Na+的半徑均小于鉀離子的半徑,導(dǎo)致Li+、Na+的直徑不在18-冠-6空腔直徑范圍內(nèi),因此18-冠-6不能識別Li+、Na+而形成穩(wěn)定的超分子,C錯誤;D.超分子是指由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體,超分子的定義是廣義的,包括離子,D錯誤。9.(1)配位化學(xué)創(chuàng)始人維爾納發(fā)現(xiàn),取CoCl3·6NH3(黃色)、CoCl3·5NH3(紫紅色)、CoCl3·4NH3(綠色)和CoCl3·4NH3(紫色)四種化合物各1mol,分別溶于水,加入足量硝酸銀溶液,立即產(chǎn)生氯化銀,沉淀的物質(zhì)的量分別為3mol、2mol、1mol和1mol。①請根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)用配合物的形式寫出它們的化學(xué)式:CoCl3·6NH3,CoCl3·4NH3(綠色和紫色)。

②上述配合物中,中心離子的配位數(shù)都是。

(2)向黃色的三氯化鐵溶液中加入無色的KSCN溶液,溶液變成紅色,該反應(yīng)在有的教材中用方程式FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl表示。經(jīng)研究表明,Fe(SCN)3是配合物,Fe3+與SCN-不僅能以1∶3的個(gè)數(shù)比配合,還可以以其他個(gè)數(shù)比配合,請按要求填空:①Fe3+與SCN-反應(yīng)時(shí),Fe3+提供,SCN-提供,二者通過配位鍵結(jié)合。

②所得Fe3+與SCN-的配合物中,主要是Fe3+與SCN-以個(gè)數(shù)比為1∶1配合所得離子顯紅色,含該離子的配合物的化學(xué)式是。

答案(1)①[Co(NH3)6]Cl3[Co(NH3)4Cl2]Cl②6(2)①空軌道孤電子對②[Fe(SCN)]Cl2解析(1)CoCl3·6NH3中有3個(gè)Cl-為外界離子,配體為6個(gè)NH3,化學(xué)式為[Co(NH3)6]Cl3;CoCl3·4NH3(綠色和紫色)中有1個(gè)Cl-為外界離子,配體為4個(gè)NH3和2個(gè)Cl-,化學(xué)式均為[Co(NH3)4Cl2]Cl。②這幾種配合物的化學(xué)式分別是[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl、[Co(NH3)4Cl2]Cl,中心離子的配位數(shù)都是6。(2)①Fe3+與SCN-反應(yīng)生成的配合物中,Fe3+提供空軌道,SCN-提供孤電子對,二者通過配位鍵結(jié)合。②Fe3+與SCN-以個(gè)數(shù)比1∶1配合所得的離子為[Fe(SCN)]2+,故FeCl3與KSCN在水溶液中反應(yīng)生成[Fe(SCN)]Cl2與KCl。B級素養(yǎng)培優(yōu)練10.把CoCl2溶于水后加氨水先生成Co(OH)2沉淀,再加氨水后溶解,生成了[Co(NH3)6]Cl2,此時(shí)向溶液中通入空氣,得到的產(chǎn)物中有一種其組成可以用CoCl3·5NH3表示,Co的配位數(shù)是6,把分離出的CoCl3·5NH3溶于水后立即加硝酸銀溶液,則析出氯化銀沉淀。經(jīng)測定,每1molCoCl3·5NH3只生成2molAgCl。下列說法錯誤的是()A.產(chǎn)物中CoCl3·5NH3的配位體為氨分子和氯離子B.通入空氣后得到的溶液中含有[Co(NH3)5Cl]2+C.[Co(NH3)6]Cl2中心離子的價(jià)電子排布式為3d54s2D.[Co(NH3)6]Cl2中含有配位鍵、極性共價(jià)鍵、離子鍵答案C解析配合物的內(nèi)界不能電離,外界可以電離。Co的配位數(shù)是6,把分離出的CoCl3·5NH3溶于水后立即加硝酸銀溶液,每1molCoCl3·5NH3只生成2molAgCl,說明外界有2個(gè)Cl-,所以CoCl3·5NH3可表示為[Co(NH3)5Cl]Cl2,則CoCl3·5NH3的配位體為5個(gè)氨分子和1個(gè)氯離子,故A正確;[Co(NH3)5Cl]Cl2電離出[Co(NH3)5Cl]2+和Cl-,所以通入空氣后得到的溶液含有[Co(NH3)5Cl]2+,故B正確;[Co(NH3)6]Cl2中心離子是Co2+,價(jià)電子排布式為3d7,故C錯誤;[Co(NH3)6]Cl2中含有配位鍵、極性共價(jià)鍵、離子鍵,故D正確。11.Fe2+與鄰二氮菲()等多齒配體在水溶液中可以形成穩(wěn)定的橙紅色鄰二氮菲亞鐵離子,該配合物的顏色常用于Fe2+濃度的測定,依地酸鐵鈉是一種強(qiáng)化補(bǔ)鐵劑。某實(shí)驗(yàn)小組采用如下實(shí)驗(yàn)探究該補(bǔ)鐵劑中鐵元素的化合價(jià)(已知:依地酸根是常見的配體),下列說法正確的是()A.鄰二氮菲分子中C、N兩種元素原子的雜化方式分別為sp2、sp3B.根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推測,依地酸鐵鈉中含有Fe(Ⅱ)C.依據(jù)現(xiàn)象①、②和③推測,SCN-與Fe3+形成配合物的穩(wěn)定性強(qiáng)于依地酸鐵鈉