(新人教版)配位键疑难释疑
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配位键疑难释疑
配位键及配位化合物知识尽管在教材中所占内容不多,但它常常与化学键、轨道杂化及物质性质等内容结合在一起设计问题,因而明晰配位键的本质、存在、形成条件等相关内容具有很重要的意义。
一、配位键与共价键的本质是否相同
原子之间形成共价键时,若共用电子对只是由一方原子提供电子,而非来
自双方原子,这样的共价键就称为配位键,故配位键一定是共价键,也就具有
共价键的特征:方向性与饱和性,所以说配位键与共价键没有本质上的差异。共价键不一定是配位键,关键是看共用电子对的来源是一个成键原子还是两个
成键原子提供的,若是由成键的一个原子单方面提供的则为配位键,若是由成
键双方原子共同提供的则是普通共价键,所以说配位键与共价键只是在形成过
程上有所不同而已。如浓氨水与盐酸反应生成氯化铵,因氨气分子中的
氮原子有一对孤电子,氢离子有空轨道,故H+与氨气通过配位键结合成铵根离
子,尽管铵根离子中4个氮氢键的形成过程不同,但实验证明
这4个氮氢键的性质完全相同,没有任何差异,这也进一步证明配位键与共价
键是没有本质区别的。
二、形成配位键有何条件
配位键是一种特殊的共价键,并不是任意的两个原子相遇就能形成。它要求成键的两个原子中一个原子A有孤对电子,另一个原子B有接受孤对电子的“空轨道”,所以配位键的表示方法为A →B,A称为配体,B称为中心原子或离子。有时为了增强成键能力,中心原子或离子B利用能量相近的空轨道进行杂化后,再来接收以配体原子A的孤电子对。配位键既可以存在于分子中(如H2SO4等),又可以存在于离子之中(如铵根离子、水合氢离子等),如图所示:
、
例1:气态氯化铝(Al
2Cl
6
)是具有配位键的化合物,分子中原子之间的关系
如图示,请在图中标出你认为是配位键的斜线加上箭头。
解析:配位键是指成键双方一方提供空轨道一方提供孤对电子。C1元素最外层有7个电子通过1个共用电子对就可以形成8电子稳定结构。所以氯化铝(A12Cl6)中与两个铝形成共价健的氯原子中,有一条是配位键,氯原子提供电子,铝提供空轨道。
答案:
三、含有配位键的化合物就是配位化合物吗
配位化合物一般指由过渡金属的原子或离子(价电子层的部分d轨道和s、p 轨道是空轨道)与含有孤对电子的分子(如CO、NH3、H2O)或离子(如Cl-、CN-、等)通过配位键结合形成的化合物。显然含有配位键的化合物就不一定是配位化合物,如上述提到的硫酸及铵盐等化合物中尽管有配位键,但由于没有过渡金属的原子或离子,故它们也就不是配位化合物。当然含有过渡金属离子的化合物也不一定是配位化合物,如氯化铁、硫酸锌等化合物就不是配位化合物。现以配位化合物[Co(NH3)6]Cl3为例说明配位化合物的结构与名称
注意:内外界之间是离子键,在水中全部电离。
例2:现有两种配合物晶体[Co(NH3)6)]C13和[Co(NH3)5Cl]Cl2,一种为橙黄色,另一种为紫红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来。实验方案:。
解析:[Co(NH3)6)]C13和[CO(NH3)5Cl]Cl2两种配合物晶体是同分异构体,组成元素和相应个数完全相同,但结构却不同,在[Co(NH3)6)]C13中Co3+与6个NH3分子配合成[Co(NH3)6)]3+,3个Cl-都是外界离子。[C O(NH3)5Cl]Cl2中Co3+与5个NH3分子和一个C1配合成[Co (NH3)5Cl]2+,只有2个Cl-是外界离子。由于配合物中内界以配位键结合很牢固,难以在溶液中电离,内界和外界之间以离子健结合,在溶液中能够完全电离。不难看出,相同质量的两种晶体在溶液中电离出Cl-数是不同的,故我们可以利用这一点进行鉴别。
答案:称取相同质量的两种晶体分别配成溶液,向两液中分别滴加足量的AgNO3溶液,静置过滤、干燥,所得AgC1固体多的原晶体为[Co(NH3)6)]C13,另一种[Co(NH3)5Cl]Cl2
例3:某物质的实验式为PtCl4·2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液也不产生沉淀,以强碱处理并没有NH3放出,写出它的配位化学式。
解析:实验式为PtCl4·2NH3的物质,其水溶液不导电说明它不是离子化合物,在溶液中不能电离出阴阳离子。加入AgNO3不产生沉淀,用强碱处理NH3放出,说明不存在游离的氯和氨气,所以它的配位化学式为〔Pt(NH3)2Cl4〕。答案:〔Pt(NH3)2Cl4〕
总之,准确理解了配位键及其相关知识,对于我们更好地理解或拓展共价键的范围、明晰杂化理论的广泛运用以及分子或离子的空间构型也具有重要意
义。