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第19講3.7過渡晶體與混合晶體(含答案)-2024年高中化學(xué)同步精品講義(選擇性必修二)第19課過渡晶體與混合晶體1.認識過渡晶體和混合晶體結(jié)構(gòu)。2.了解過渡晶體和混合晶體晶體的性質(zhì)。一、過渡晶體1.定義:介于典型晶體之間的晶體2.第3周期元素氧化物的晶體類型不同及其原因:(1)第三周期元素的氧化物中,化學(xué)鍵中離子鍵的百分數(shù)①化學(xué)鍵既不是純粹的鍵,也不是純粹的鍵;②離子鍵的百分數(shù)50%,當作晶體處理;離子鍵的百分數(shù)50%,偏向晶體,當作晶體處理;③P2O5、SO3、Cl2O7等離子鍵成分的百分數(shù)更小,共價鍵不再貫穿整個晶體,作晶體處理。④一般,當電負性的差值△χ1.7時,離子鍵的百分數(shù)50%??烧J為是晶體。電負性差值越,離子鍵的百分數(shù)越。(2)第3周期元素氧化物的晶體類型①純粹的典型晶體不多,大多數(shù)晶體是它們之間的晶體。②一般偏向晶體的過渡晶體在許多性質(zhì)上與純粹的晶體接近,通常當作晶體來處理,如Na2O。③偏向晶體的過渡晶體則當作晶體來處理,如Al2O3、SiO2等。④P2O5、SO3、Cl2O7等則視為晶體。3.規(guī)律:(1)四種典型晶體類型存在過渡晶體;(2)晶體性質(zhì)偏向某一晶體類型的過渡晶體通常當作該晶體類型處理。4.離子鍵的呈現(xiàn)規(guī)律:同周期主族元素從左到右,最高價氧化物中離子鍵成分的百分數(shù)逐漸。二、混合型晶體——石墨1.概念:晶體內(nèi)同時存在若干種的作用力,具有晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。2.石墨晶體結(jié)構(gòu)(1)晶體模型(2)結(jié)構(gòu)特點①同層內(nèi),碳原子采用雜化,以共價鍵相結(jié)合形成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。所有碳原子的p軌道平行且相互,p電子可在平面中運動。②層內(nèi)的碳原子的核間距為142pm,層間距離為335pm,說明層間化學(xué)鍵相連,是維系的。③最小的環(huán):六元環(huán)。石墨中每個碳原子采取sp2雜化,形成3個sp2雜化軌道,分別與相鄰的3個碳原子的sp2雜化軌道重疊形成鍵,6個碳原子在同一平面上形成的環(huán),伸展形成平面六元結(jié)構(gòu),由于每個碳原子為三個六元環(huán)所共用,即每個六元環(huán)擁有的碳原子數(shù)為6×=2,碳碳鍵為兩個六元環(huán)所共用,每個六元環(huán)擁有的碳碳鍵數(shù)為6×=3,鍵角為120°。④每個碳原子的配位數(shù)為3,每個碳原子還有1個與碳環(huán)平面垂直的未參與雜化的2p軌道,并含有1個未成對電子,這些2p軌道互相平行,并垂直于碳原子sp2雜化軌道構(gòu)成的平面。由于所有的p軌道相互平行而且相互重疊,使p軌道中的電子可在整個碳原子平面中運動。因此,石墨有類似金屬晶體的導(dǎo)電性,而且,由于相鄰碳原子平面之間相隔較遠,電子不能從一個平面跳躍到另一個平面,所以石墨的導(dǎo)電性只能沿石墨平面的方向。(3)晶體類型:既有共價鍵又有范德華力,同時還存在類似金屬鍵的作用力,兼具晶體、晶體、晶體特征的晶體,稱為晶體。(4)性質(zhì):一種結(jié)晶形碳,灰黑色,成葉片狀、鱗片狀和致密塊狀,熔點很(層內(nèi)碳原子之間全部為共價鍵,共價鍵能)、質(zhì)軟(具滑膩感)(原因:層與層之間依靠結(jié)合,范德華力,層之間易于)、易導(dǎo)電(原因:石墨層中每個碳原子未雜化的平行P軌道上的電子形成離域大π鍵,其電子可在運動,成為電子)。化學(xué)性質(zhì)不活潑,耐腐蝕,在空氣或氧氣中強熱可以燃燒生成CO2。(5)石墨用途:石墨可用作潤滑劑,可用于制造坩堝、電極、鉛筆芯等?!狙芯颗c實踐-明礬晶體的制備p93】1.有關(guān)明礬晶體四個知識點:(1)明礬晶體的化學(xué)式為KAI(SO4)2?12H2O或K2SO4·Al2(SO4)3·24H20。(2)明礬晶體易溶于水。(3)明礬晶體在水中電離出K+和A13+兩種金屬陽離子和一種陰離子,它是一種復(fù)鹽。(4)明礬晶體在水中發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鋁膠體,它可用作自來水的凈水劑。2.【結(jié)果與討論】參考答案:(2)問題一:因為雜質(zhì)的存在會影響晶體生長的速度和大小。問題二:晶種懸掛在溶液中央位置,有利于離子對稱地擴散、溶角解與結(jié)晶,有利于獲得外形對稱性較好的晶體。如果晶體離燒杯底部太近,由于有沉底晶體生成,會與晶體長在一起,使得晶體形狀不規(guī)則;若晶種離溶液表面太近,或靠近燒杯壁,都會產(chǎn)生同樣的結(jié)果。(3)稱取約60g明礬,量取60mL蒸餾水倒入100mL燒杯中,將明礬溶解于水,邊攪拌邊加熱,加熱到90℃。選擇晶形規(guī)則的晶體作得為晶種,用棉線拴住,待溶液溫度約下降5一6℃后,再將其吊在上方,使得晶體處于溶液的中心位置。30min后,就會很明顯地觀象到約有1cm3大小的規(guī)則的八面體結(jié)構(gòu)的明礬晶體出現(xiàn)。在此過程中,每隔幾分鐘,就可以觀察到晶體大小的明顯變化(此方案僅作參考)。三、晶體熔、沸點高低的比較1.不同類型晶體熔、沸點的比較(1)不同類型晶體的熔、沸點高低的一般規(guī)律:共價晶體離子晶體分子晶體。(2)金屬晶體的熔、沸點差別很大,如鎢、鉑等熔、沸點很,汞、銫等熔、沸點很。2.同種類型晶體熔、沸點的比較(1)共價晶體原子半徑越→鍵長越→鍵能越→熔、沸點越,如熔點:金剛石碳化硅硅。(2)離子晶體①一般地說,陰、陽離子的電荷數(shù)越,離子半徑越,則離子間的作用力就越,其離子晶體的熔、沸點就越,如熔點:MgONaClCsCl。②衡量離子晶體穩(wěn)定性的物理量是晶格能。晶格能越,形成的離子晶體越,熔、沸點越,硬度越。(3)分子晶體①分子間作用力越,物質(zhì)的熔、沸點越;具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常得,如H2OH2TeH2SeH2S。②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越,熔、沸點越,如SnH4GeH4SiH4CH4。③組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近),分子的極性越,其熔、沸點越,如CON2、CH3OHCH3CH3。④同分異構(gòu)體支鏈越,熔、沸點越。如CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH(CH3)CH2CH3CH3C(CH3)2CH3。(4)金屬晶體金屬離子半徑越,離子電荷數(shù)越,其金屬鍵越,金屬熔、沸點就越,如熔、沸點:NaMgAl。?問題一過渡晶體概念及性質(zhì)【典例1】下列說法不正確的是A.中離子鍵的百分數(shù)為62%,則不是純粹的離子晶體,是離子晶體與共價晶體之間的過渡晶體B.通常當作離子晶體來處理,因為是偏向離子晶體的非過渡晶體,在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近C.是偏向共價晶體的過渡晶體,當作共價晶體來處理;是偏向共價晶體的過渡晶體,當作共價晶體來處理D.分子晶體、共價晶體、金屬晶體和離子晶體都有過渡型【變式1-1】下列晶體中屬于共價型過渡晶體的是A.Al2O3 B.Na2O C.NaOH D.石墨【變式1-2】下列關(guān)于過渡晶體的說法正確的是A.石墨屬于過渡晶體B.SiO2屬于過渡晶體,但當作共價晶體來處理C.絕大多數(shù)含有離子鍵的晶體都是典型的離子晶體D.Na2O晶體中離子鍵的百分數(shù)為100%?問題二混合晶體結(jié)構(gòu)及性質(zhì)【典例2】石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)(如圖)。以下有關(guān)石墨晶體的說法正確的一組是①石墨中的C為雜化;②石墨是混合晶體;③每個六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是2個;④石墨熔點、沸點都比金剛石低;⑤石墨中碳原子數(shù)和C—C鍵之比為1:2;⑥石墨和金剛石的硬度相同;⑦石墨層內(nèi)導(dǎo)電性和層間導(dǎo)電性不同;A.①②④ B.①②⑥ C.②③⑦ D.②④⑤【變式2-1】氮化硼(BN)晶體有多種結(jié)構(gòu),六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相,與石墨相似,具有層狀結(jié)構(gòu),有白色石墨之稱,具有電絕緣性,可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料,硬度可媲美鉆石,常被用作磨料和刀具材料。它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,關(guān)于兩種晶體的說法,錯誤的是
A.六方相氮化硼屬于混合晶體,其層間是靠范德華力維系,所以質(zhì)地軟B.立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵,所以硬度大C.六方氮化硼不能導(dǎo)電是因為其層結(jié)構(gòu)中沒有自由電子D.相同質(zhì)量的六方相氮化硼和立方相氮化硼所含共價鍵數(shù)不相同【變式2-2】下列有關(guān)石墨晶體的說法正確的是
()A.由于石墨晶體導(dǎo)電,所以它是金屬晶體B.由于石墨的熔點很高,所以它是原子晶體C.由于石墨質(zhì)軟,所以它是分子晶體D.石墨晶體是一種混合晶體?問題三晶體熔、沸點高低的比較【典例3】下列物質(zhì)熔沸點高低的比較,正確的是A.SiO2<CO2 B.CCl4<CF4 C.HF>HI D.NaCl<HCl【變式3-1】下列分子晶體中,關(guān)于熔、沸點高低的敘述正確的是A.Cl2>I2B.SiCl4<CCl4C.NH3>PH3D.C(CH3)4>CH3CH2CH2CH2CH3【變式3-2】下列物質(zhì)的熔、沸點高低順序正確的是A.金剛石>晶體硅>二氧化硅>碳化硅 B.C. D.金剛石>生鐵>純鐵>鈉1.下列說法不正確的是A.通常當作離子晶體來處理,因為是偏向離子晶體的過渡晶體,在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近B.由于石墨晶體導(dǎo)電,所以它是金屬晶體,又由于它熔點很高,所以它是共價晶體,故石墨晶體屬于混合晶體C.分子晶體、共價晶體、金屬晶體和離子晶體都有過渡型D.石墨晶體中既有共價鍵,又有金屬鍵還有范德華力,是一種混合晶體2.下列說法正確的是A.第三周期主族元素從左到右,最高價氧化物中離子鍵的百分數(shù)逐漸增大B.大多數(shù)晶體都是過渡晶體C.過渡晶體是指某些物質(zhì)的晶體通過改變條件,轉(zhuǎn)化為另一種晶體D.是純粹的離子晶體,是純粹的共價晶體3.下列敘述不正確的是A.可以通過X射線衍射實驗鑒別晶體與非晶體B.混合晶體是混合物C.等離子體是一種呈電中性的物質(zhì)聚集體,其中含有帶電粒子且能自由運動D.納米晶體具有不同于大塊晶體特性的原因是晶體的表面積增大4.要使金屬晶體熔化必須破壞其中的金屬鍵。金屬晶體熔、沸點高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強弱,而金屬鍵的強弱與金屬陽離子所帶電荷的多少及半徑大小相關(guān)。由此判斷下列說法正確的是A.金屬鎂的硬度大于金屬鋁B.堿金屬單質(zhì)的熔、沸點從Li到Cs是逐漸增大的C.金屬鎂的熔點大于金屬鈉D.金屬鎂的硬度小于金屬鈣5.下列各組物質(zhì)的熔、沸點高低只與范德華力有關(guān)的是(
)A.Li、Na、K、Pb B.HF、HCl、HBr、HIC.LiCl、NaCl、KCl、RbCl D.F2、Cl2、Br2、I26.過渡晶體(1)四類典型晶體是、、、。(2)離子晶體和共價晶體的過渡標準是化學(xué)鍵中。離子鍵成分的,作為離子晶體處理,離子鍵成分的,作為共價晶體處理。(3)Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7七種氧化物中從左到右,離子鍵成分的百分數(shù)越來越小,其中作為離子晶體處理的是;作為共價晶體處理的是;作為分子晶體處理的是。1.黑鱗的晶體結(jié)構(gòu)是與石墨類似的層狀結(jié)構(gòu),如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是
A.黑磷晶體中片層間作用力為范德華力 B.黑磷與白磷均可導(dǎo)電C.黑磷晶體的熔沸點比白磷高 D.1mol黑磷晶體中含有1.5molP-P鍵2.下列現(xiàn)象與氫鍵有關(guān)的是①NH3的沸點比PH3的高;②乙醇能與水以任意比混溶,而甲醚(CH3-O-CH3)難溶于水;③鄰羥基苯甲酸的熔沸點比對羥基苯甲酸的低;④水分子在高溫下很穩(wěn)定;⑤冰的密度比液態(tài)水的密度小;⑥NH3易液化;⑦NH3分子比PH3分子穩(wěn)定;⑧在相同條件下,H2O的沸點比H2S的沸點高A.①②③⑤⑥⑧ B.①②④⑤⑧ C.②③⑥⑧ D.①④⑥3.下列關(guān)于物質(zhì)特殊聚集狀態(tài)結(jié)構(gòu)的敘述中,錯誤的是A.液晶具有液體的流動性,在某些物理性質(zhì)方面具有類似晶體的各向異性B.氧化鎂晶體中離子鍵的百分數(shù)為50%,氧化鎂晶體是一種過渡晶體C.等離子體的基本構(gòu)成粒子只有陰、陽離子D.石墨晶體屬于混合晶體4.將SiCl4與過量的液氨反應(yīng)可生成化合物Si(NH2)4。將該化合物在無氧條件下高溫灼燒,可得到氮化硅(Si3N4)固體,氮化硅是一種新型的耐高溫、耐磨材料,在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。則氮化硅所屬的晶體類型是A.共價晶體B.分子晶體C.混合晶體D.無法確定5.如圖是石墨晶體的結(jié)構(gòu)及晶胞示意圖,有關(guān)說法錯誤的是A.石墨中存在共價鍵、金屬鍵以及范德華力,因此屬于混合晶體B.C-C-C的夾角:石墨<金剛石C.石墨晶體沿片層與垂直片層方向的導(dǎo)電性不相同D.石墨晶體的密度為(單位:g/pm3)ρ=6.下列關(guān)于物質(zhì)熔、沸點高低說法錯誤的是A.的熔、沸點依次降低B.比熔點高C.的熔、沸點依次升高D.分子晶體中共價鍵的鍵能越大,分子晶體的熔、沸點越高7.根據(jù)要求,回答下列問題:(1)與能生成血紅色的,則中心離子的配位數(shù)是,N、O、S的第一電離能由大到小的順序為;三氯化鐵的熔點為,易溶于乙醚()等溶劑中,則其為(填晶體類型)晶體。(2)為過渡晶體,通常當作離子晶體來處理,原因是鈉氧鍵的百分數(shù)較大,補鈣劑——抗壞血酸鈣的組成為,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1:
則該物質(zhì)的晶體中肯定不存在的作用力是(填字母)。a.金屬鍵
b.離子鍵
c.氫鍵
d.鍵
e.極性鍵(3)是目前正在開發(fā)的電池正極活性物質(zhì),其晶胞結(jié)構(gòu)如圖2。
①圖2中的配位數(shù)為;②已知A的坐標為,B的坐標為(填分數(shù)坐標);③設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為,則晶體的密度為(用含a,的代數(shù)式表示)。第19課過渡晶體與混合晶體1.認識過渡晶體和混合晶體結(jié)構(gòu)。2.了解過渡晶體和混合晶體晶體的性質(zhì)。一、過渡晶體1.定義:介于典型晶體之間的晶體2.第3周期元素氧化物的晶體類型不同及其原因:(1)第三周期元素的氧化物中,化學(xué)鍵中離子鍵的百分數(shù)①化學(xué)鍵既不是純粹的離子鍵,也不是純粹的共價鍵;②離子鍵的百分數(shù)大于50%,當作離子晶體處理;離子鍵的百分數(shù)小于50%,偏向共價晶體,當作共價晶體處理;③P2O5、SO3、Cl2O7等離子鍵成分的百分數(shù)更小,共價鍵不再貫穿整個晶體,作分子晶體處理。④一般,當電負性的差值△χ>1.7時,離子鍵的百分數(shù)大于50%??烧J為是離子晶體。電負性差值越大,離子鍵的百分數(shù)越大。(2)第3周期元素氧化物的晶體類型①純粹的典型晶體不多,大多數(shù)晶體是它們之間的過渡晶體。②一般偏向離子晶體的過渡晶體在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近,通常當作離子晶體來處理,如Na2O。③偏向共價晶體的過渡晶體則當作共價晶體來處理,如Al2O3、SiO2等。④P2O5、SO3、Cl2O7等則視為分子晶體。3.規(guī)律:(1)四種典型晶體類型都存在過渡晶體;(2)晶體性質(zhì)偏向某一晶體類型的過渡晶體通常當作該晶體類型處理。4.離子鍵的呈現(xiàn)規(guī)律:同周期主族元素從左到右,最高價氧化物中離子鍵成分的百分數(shù)逐漸減小。二、混合型晶體——石墨1.概念:晶體內(nèi)同時存在若干種不同的作用力,具有若干種晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。2.石墨晶體結(jié)構(gòu)(1)晶體模型(2)結(jié)構(gòu)特點①同層內(nèi),碳原子采用sp2雜化,以共價鍵相結(jié)合形成正六邊形平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。所有碳原子的p軌道平行且相互重疊,p電子可在整個平面中運動。②層內(nèi)的碳原子的核間距為142pm,層間距離為335pm,說明層間沒有化學(xué)鍵相連,是靠范德華力維系的。③最小的環(huán):六元環(huán)。石墨中每個碳原子采取sp2雜化,形成3個sp2雜化軌道,分別與相鄰的3個碳原子的sp2雜化軌道重疊形成鍵,6個碳原子在同一平面上形成正六邊形的環(huán),伸展形成平面六元并環(huán)結(jié)構(gòu),由于每個碳原子為三個六元環(huán)所共用,即每個六元環(huán)擁有的碳原子數(shù)為6×=2,碳碳鍵為兩個六元環(huán)所共用,每個六元環(huán)擁有的碳碳鍵數(shù)為6×=3,鍵角為120°。④每個碳原子的配位數(shù)為3,每個碳原子還有1個與碳環(huán)平面垂直的未參與雜化的2p軌道,并含有1個未成對電子,這些2p軌道互相平行,并垂直于碳原子sp2雜化軌道構(gòu)成的平面。由于所有的p軌道相互平行而且相互重疊,使p軌道中的電子可在整個碳原子平面中運動。因此,石墨有類似金屬晶體的導(dǎo)電性,而且,由于相鄰碳原子平面之間相隔較遠,電子不能從一個平面跳躍到另一個平面,所以石墨的導(dǎo)電性只能沿石墨平面的方向。(3)晶體類型:既有共價鍵又有范德華力,同時還存在類似金屬鍵的作用力,兼具共價晶體、分子晶體、金屬晶體特征的晶體,稱為混合型晶體。(4)性質(zhì):一種結(jié)晶形碳,灰黑色,成葉片狀、鱗片狀和致密塊狀,熔點很高(層內(nèi)碳原子之間全部為共價鍵,共價鍵能大)、質(zhì)軟(具滑膩感)(原因:層與層之間依靠范德華力結(jié)合,范德華力小,層之間易于斷開滑動)、易導(dǎo)電(原因:石墨層中每個碳原子未雜化的平行P軌道上的電子形成離域大π鍵,其電子可在層內(nèi)運動,成為自由電子)?;瘜W(xué)性質(zhì)不活潑,耐腐蝕,在空氣或氧氣中強熱可以燃燒生成CO2。(5)石墨用途:石墨可用作潤滑劑,可用于制造坩堝、電極、鉛筆芯等?!狙芯颗c實踐-明礬晶體的制備p93】1.有關(guān)明礬晶體四個知識點:(1)明礬晶體的化學(xué)式為KAI(SO4)2?12H2O或K2SO4·Al2(SO4)3·24H20。(2)明礬晶體易溶于水。(3)明礬晶體在水中電離出K+和A13+兩種金屬陽離子和一種陰離子,它是一種復(fù)鹽。(4)明礬晶體在水中發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鋁膠體,它可用作自來水的凈水劑。2.【結(jié)果與討論】參考答案:(2)問題一:因為雜質(zhì)的存在會影響晶體生長的速度和大小。問題二:晶種懸掛在溶液中央位置,有利于離子對稱地擴散、溶角解與結(jié)晶,有利于獲得外形對稱性較好的晶體。如果晶體離燒杯底部太近,由于有沉底晶體生成,會與晶體長在一起,使得晶體形狀不規(guī)則;若晶種離溶液表面太近,或靠近燒杯壁,都會產(chǎn)生同樣的結(jié)果。(3)稱取約60g明礬,量取60mL蒸餾水倒入100mL燒杯中,將明礬溶解于水,邊攪拌邊加熱,加熱到90℃。選擇晶形規(guī)則的晶體作得為晶種,用棉線拴住,待溶液溫度約下降5一6℃后,再將其吊在上方,使得晶體處于溶液的中心位置。30min后,就會很明顯地觀象到約有1cm3大小的規(guī)則的八面體結(jié)構(gòu)的明礬晶體出現(xiàn)。在此過程中,每隔幾分鐘,就可以觀察到晶體大小的明顯變化(此方案僅作參考)。三、晶體熔、沸點高低的比較1.不同類型晶體熔、沸點的比較(1)不同類型晶體的熔、沸點高低的一般規(guī)律:共價晶體>離子晶體>分子晶體。(2)金屬晶體的熔、沸點差別很大,如鎢、鉑等熔、沸點很高,汞、銫等熔、沸點很低。2.同種類型晶體熔、沸點的比較(1)共價晶體原子半徑越小→鍵長越短→鍵能越大→熔、沸點越高,如熔點:金剛石>碳化硅>硅。(2)離子晶體①一般地說,陰、陽離子的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,則離子間的作用力就越強,其離子晶體的熔、沸點就越高,如熔點:MgO>NaCl>CsCl。②衡量離子晶體穩(wěn)定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的離子晶體越穩(wěn)定,熔、沸點越高,硬度越大。(3)分子晶體①分子間作用力越大,物質(zhì)的熔、沸點越高;具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常得高,如H2O>H2Te>H2Se>H2S。②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,熔、沸點越高,如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。③組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近),分子的極性越大,其熔、沸點越高,如CO>N2、CH3OH>CH3CH3。④同分異構(gòu)體支鏈越多,熔、沸點越低。如CH3CH2CH2CH2CH3>CH3CH(CH3)CH2CH3>CH3C(CH3)2CH3。(4)金屬晶體金屬離子半徑越小,離子電荷數(shù)越多,其金屬鍵越強,金屬熔、沸點就越高,如熔、沸點:Na<Mg<Al。?問題一過渡晶體概念及性質(zhì)【典例1】下列說法不正確的是A.中離子鍵的百分數(shù)為62%,則不是純粹的離子晶體,是離子晶體與共價晶體之間的過渡晶體B.通常當作離子晶體來處理,因為是偏向離子晶體的非過渡晶體,在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近C.是偏向共價晶體的過渡晶體,當作共價晶體來處理;是偏向共價晶體的過渡晶體,當作共價晶體來處理D.分子晶體、共價晶體、金屬晶體和離子晶體都有過渡型【答案】B【解析】A.中離子鍵的百分數(shù)為62%,還存在共價鍵,則不是純粹的離子晶體,是離子晶體與共價晶體之間的過渡晶體,故A正確;B.通常當作離子晶體來處理,因為是偏向離子晶體的過渡晶體,在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近,是過渡晶體而不是非過渡晶體,故B錯誤;C.、均是偏向共價晶體的過渡晶體,當作共價晶體來處理,故C正確;D.根據(jù)微粒間存在的作用力分析,分子晶體、共價晶體、金屬晶體和離子晶體都有過渡型;故D正確;故選B?!窘忸}必備】①純粹的典型晶體不多,大多數(shù)晶體是它們之間的過渡晶體。②一般偏向離子晶體的過渡晶體在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近,通常當作離子晶體來處理,如Na2O。③偏向共價晶體的過渡晶體則當作共價晶體來處理,如Al2O3、SiO2等。④P2O5、SO3、Cl2O7等則視為分子晶體?!咀兪?-1】下列晶體中屬于共價型過渡晶體的是A.Al2O3 B.Na2O C.NaOH D.石墨【答案】A【解析】A.Al2O3是離子晶體與共價晶體之間的過渡晶體,偏向共價晶體,可當作共價晶體處理,A符合題意;B.Na2O是離子晶體與共價晶體之間的過渡晶體,偏向離子晶體,B不符合題意;C.NaOH屬于離子鍵構(gòu)成的離子晶體,C不符合題意;D.石墨是混合型晶體,不屬于共價型過渡晶體,D不符合題意;故選A?!咀兪?-2】下列關(guān)于過渡晶體的說法正確的是A.石墨屬于過渡晶體B.SiO2屬于過渡晶體,但當作共價晶體來處理C.絕大多數(shù)含有離子鍵的晶體都是典型的離子晶體D.Na2O晶體中離子鍵的百分數(shù)為100%【答案】B【解析】A.石墨為混合晶體,只含一種物質(zhì),不屬于過渡晶體,故A錯誤;B.SiO2屬于過渡晶體,但性質(zhì)上更偏向共價晶體,故當作共價晶體來處理,故B正確;C.大多數(shù)含有離子鍵的晶體不是典型的離子晶體,而是過渡晶體,故C錯誤;D.金屬性越強,氧化物中離子鍵的百分數(shù)越大,電負性相差越大,離子鍵百分數(shù)越大,與電負性有關(guān),Na2O晶體中離子鍵的百分數(shù)是62%,故D錯誤;故選:B。?問題二混合晶體結(jié)構(gòu)及性質(zhì)【典例2】石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)(如圖)。以下有關(guān)石墨晶體的說法正確的一組是①石墨中的C為雜化;②石墨是混合晶體;③每個六元環(huán)完全占有的碳原子數(shù)是2個;④石墨熔點、沸點都比金剛石低;⑤石墨中碳原子數(shù)和C—C鍵之比為1:2;⑥石墨和金剛石的硬度相同;⑦石墨層內(nèi)導(dǎo)電性和層間導(dǎo)電性不同;A.①②④ B.①②⑥ C.②③⑦ D.②④⑤【答案】C【解析】①石墨層內(nèi)為平面結(jié)構(gòu),因此石墨中的C為sp2雜化,錯誤;②石墨中存在范德華力和共價鍵,還有金屬鍵的特性,故石墨晶體兼有共價晶體、分子晶體、金屬晶體的特征,屬于混合晶體,正確;③每個六元環(huán)全占有的碳原子數(shù)是6×=2,正確;④石墨的熔點比金剛石的高,錯誤;⑤石墨中每個碳原子成3個共價鍵,因此石墨中碳原子數(shù)和C-C個數(shù)之比為2:3,錯誤;⑥石墨質(zhì)軟,金剛石的硬度大,錯誤;⑦石墨層內(nèi)存在大π鍵,電子能自由移動,能夠?qū)щ?,而在層間只存在分子間作用力,因此層內(nèi)和層間導(dǎo)電性不同,正確;故選:C?!窘忸}必備】1.混合晶體的概念:晶體內(nèi)同時存在若干種不同的作用力,具有若干種晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。2.石墨晶體的性質(zhì):(1)熔點很高(層內(nèi)碳原子之間全部為共價鍵,共價鍵能大);(2)質(zhì)軟(具滑膩感)(原因:層與層之間依靠范德華力結(jié)合,范德華力小,層之間易于斷開滑動);(3)易導(dǎo)電(原因:石墨層中每個碳原子未雜化的平行P軌道上的電子形成離域大π鍵,其電子可在層內(nèi)運動,成為自由電子)。【變式2-1】氮化硼(BN)晶體有多種結(jié)構(gòu),六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相,與石墨相似,具有層狀結(jié)構(gòu),有白色石墨之稱,具有電絕緣性,可作高溫潤滑劑。立方相氮化硼是超硬材料,硬度可媲美鉆石,常被用作磨料和刀具材料。它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,關(guān)于兩種晶體的說法,錯誤的是
A.六方相氮化硼屬于混合晶體,其層間是靠范德華力維系,所以質(zhì)地軟B.立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵,所以硬度大C.六方氮化硼不能導(dǎo)電是因為其層結(jié)構(gòu)中沒有自由電子D.相同質(zhì)量的六方相氮化硼和立方相氮化硼所含共價鍵數(shù)不相同【答案】B【解析】A.六方相氮化硼與石墨晶體相同,屬于混合晶體,其層間是靠范德華力維系,所以質(zhì)地軟,A正確;B.立方相氮化硼含有共價鍵和配位鍵,為σ鍵,所以硬度大,B錯誤;C.石墨層內(nèi)導(dǎo)電是由于層內(nèi)碳原子形成大鍵,有自由移動的電子,而六方氮化硼不能導(dǎo)電是因為其層結(jié)構(gòu)中沒有自由電子,C正確;D.六方相氮化硼中每個原子合1.5條鍵,而立方相氮化硼中每個原子合2條鍵,則相同質(zhì)量的六方相氮化硼和立方相氮化硼所含共價鍵數(shù)不相同,D正確;答案為B【變式2-2】下列有關(guān)石墨晶體的說法正確的是
()A.由于石墨晶體導(dǎo)電,所以它是金屬晶體B.由于石墨的熔點很高,所以它是原子晶體C.由于石墨質(zhì)軟,所以它是分子晶體D.石墨晶體是一種混合晶體【答案】D【解析】石墨能導(dǎo)電、熔沸點高、質(zhì)軟,是因為其晶體結(jié)構(gòu)中既有金屬鍵,又有共價鍵,還有范德華力,因此它是一種混合晶體。答案選D。?問題三晶體熔、沸點高低的比較【典例3】下列物質(zhì)熔沸點高低的比較,正確的是A.SiO2<CO2 B.CCl4<CF4 C.HF>HI D.NaCl<HCl【答案】C【分析】不同類型晶體熔沸點高低的比較:一般來說,原子晶體>離子晶體>分子晶體;分子晶體中含有氫鍵的熔沸點較高;同種類型的分子晶體相對分子質(zhì)量越大,熔沸點越高?!窘馕觥緼、SiO2為原子晶體,CO2為分子晶體,熔沸點高低順序為:SiO2>CO2,故A錯誤;B、CCl4與CF4都為分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,熔沸點越高,正確順序應(yīng)為:CCl4>CF4,故B錯誤;C、HF與HI都為分子晶體,HF能形成分子間氫鍵,則熔沸點較高,所以順序為:HF>HI,故C正確;D、NaCl是離子晶體,HCl是分子晶體,則熔沸點順序為:NaCl>HCl,故D錯誤;故選C?!窘忸}必備】晶體熔、沸點高低的比較1.不同類型晶體熔、沸點的比較(1)不同類型晶體的熔、沸點高低的一般規(guī)律:共價晶體>離子晶體>分子晶體。(2)金屬晶體的熔、沸點差別很大,如鎢、鉑等熔、沸點很高,汞、銫等熔、沸點很低。2.同種類型晶體熔、沸點的比較(1)共價晶體原子半徑越小→鍵長越短→鍵能越大→熔、沸點越高,如熔點:金剛石>碳化硅>硅。(2)離子晶體①一般地說,陰、陽離子的電荷數(shù)越多,離子半徑越小,則離子間的作用力就越強,其離子晶體的熔、沸點就越高,如熔點:MgO>NaCl>CsCl。②衡量離子晶體穩(wěn)定性的物理量是晶格能。晶格能越大,形成的離子晶體越穩(wěn)定,熔、沸點越高,硬度越大。(3)分子晶體①分子間作用力越大,物質(zhì)的熔、沸點越高;具有氫鍵的分子晶體熔、沸點反常得高,如H2O>H2Te>H2Se>H2S。②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,熔、沸點越高,如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。③組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)(相對分子質(zhì)量接近),分子的極性越大,其熔、沸點越高,如CO>N2、CH3OH>CH3CH3。④同分異構(gòu)體支鏈越多,熔、沸點越低。如CH3CH2CH2CH2CH3>CH3CH(CH3)CH2CH3>CH3C(CH3)2CH3。(4)金屬晶體金屬離子半徑越小,離子電荷數(shù)越多,其金屬鍵越強,金屬熔、沸點就越高,如熔、沸點:Na<Mg<Al。【變式3-1】下列分子晶體中,關(guān)于熔、沸點高低的敘述正確的是A.Cl2>I2B.SiCl4<CCl4C.NH3>PH3D.C(CH3)4>CH3CH2CH2CH2CH3【答案】C【解析】A.氯氣和碘分子結(jié)構(gòu)相似,均屬于分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,熔沸點越高,因此熔、沸點:Cl2<I2,故A錯誤;B.四氯化硅與四氯化碳分子結(jié)構(gòu)相似,均屬于分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,熔沸點越高,因此熔、沸點:SiCl4>CCl4,故B錯誤;C.氨氣和磷化氫分子結(jié)構(gòu)相似,均屬于分子晶體,但是氨氣分子間存在氫鍵,熔、沸點高,所以熔、沸點:NH3>PH3,故C正確;D.兩種有機物分子式相同,但分子結(jié)構(gòu)不同,屬于同分異構(gòu)體關(guān)系,分子中支鏈少的熔、沸點高,因此熔、沸點:C(CH3)4<CH3CH2CH2CH2CH3,故D錯誤;故選C?!咀兪?-2】下列物質(zhì)的熔、沸點高低順序正確的是A.金剛石>晶體硅>二氧化硅>碳化硅 B.C. D.金剛石>生鐵>純鐵>鈉【答案】C【解析】A.它們均是共價晶體,熔、沸點與鍵長成反向關(guān)系,因為鍵長:,所以熔、沸點:金剛石>二氧化硅>碳化硅>晶體硅,A錯誤;B.組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體,相對分子質(zhì)量越大,熔沸點越高,所以溶、沸點:,B錯誤;C.一般的離子晶體的溶、沸點大于分子晶體,氧化鎂和氧化鈉均是離子晶體,鎂離子電荷數(shù)大于鈉離子、半徑小于鈉離子,因此氧化鎂中晶格能大于氧化鈉,熔沸點:氧化鎂大于氧化鈉,氧氣和氮氣均是分子晶體,氧氣相對分子質(zhì)量較大,熔沸點較高,因此熔沸點的大?。?,C正確;D.金剛石是共價晶體,熔沸點最高,合金熔沸點比成分金屬低,因此純鐵熔沸點高于生鐵,鈉的熔沸點最低,所以熔沸點:金剛石>純鐵>生鐵>鈉,D錯誤;故選C。1.下列說法不正確的是A.通常當作離子晶體來處理,因為是偏向離子晶體的過渡晶體,在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近B.由于石墨晶體導(dǎo)電,所以它是金屬晶體,又由于它熔點很高,所以它是共價晶體,故石墨晶體屬于混合晶體C.分子晶體、共價晶體、金屬晶體和離子晶體都有過渡型D.石墨晶體中既有共價鍵,又有金屬鍵還有范德華力,是一種混合晶體【答案】B【解析】A.一般電負性差值大于1.7為離子鍵,電負性差值小于1.7為共價鍵,Na2O通常當作離子晶體來處理,因為Na2O是偏向離子晶體的過渡晶體,在許多性質(zhì)上與純粹的離子晶體接近,A正確;B.石墨晶體中既有共價鍵,又有金屬鍵和范德華力,所以是混合晶體但不屬于金屬晶體,B錯誤;C.根據(jù)微粒間的作用力分析,分子晶體、共價晶體、金屬晶體和離子晶體都有過渡型,C正確;D.石墨晶體中既有共價鍵,又有金屬鍵和范德華力,是一種混合晶體,D正確;故選B。2.下列說法正確的是A.第三周期主族元素從左到右,最高價氧化物中離子鍵的百分數(shù)逐漸增大B.大多數(shù)晶體都是過渡晶體C.過渡晶體是指某些物質(zhì)的晶體通過改變條件,轉(zhuǎn)化為另一種晶體D.是純粹的離子晶體,是純粹的共價晶體【答案】B【解析】A.第三周期主族元素從左到右,元素的電負性逐漸增大,與氧元素的電負性差值逐漸減小,則最高價氧化物中離子鍵的百分數(shù)逐漸減小,A錯誤;B.純粹的典型晶體不多,大多數(shù)晶體是四類典型晶體之間的過渡晶體,B正確;C.過渡晶體是介于離子晶體、共價晶體、分子晶體和金屬晶體之間的過渡狀態(tài),C錯誤;D.、都不是純粹的典型晶體,而是離子晶體和共價晶體之間的過渡晶體,D錯誤;故選B。3.下列敘述不正確的是A.可以通過X射線衍射實驗鑒別晶體與非晶體B.混合晶體是混合物C.等離子體是一種呈電中性的物質(zhì)聚集體,其中含有帶電粒子且能自由運動D.納米晶體具有不同于大塊晶體特性的原因是晶體的表面積增大【答案】B【解析】A.構(gòu)成晶體的粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列,晶體的這一結(jié)構(gòu)特征可以通過X-射線衍射圖譜反映出來,因此,可以通過X射線衍射實驗鑒別晶體與非晶體,故A正確;B.石墨是混合晶體,石墨屬于純凈物,故B錯誤;C.等離子體是一種呈電中性的物質(zhì)聚集體,其中含有帶電粒子且能自由運動,使等離子體具有導(dǎo)電性,故C正確;D.納米晶體的特殊性質(zhì)原因之一是它具有很大的比表面積,故D正確;選B。4.要使金屬晶體熔化必須破壞其中的金屬鍵。金屬晶體熔、沸點高低和硬度大小一般取決于金屬鍵的強弱,而金屬鍵的強弱與金屬陽離子所帶電荷的多少及半徑大小相關(guān)。由此判斷下列說法正確的是A.金屬鎂的硬度大于金屬鋁B.堿金屬單質(zhì)的熔、沸點從Li到Cs是逐漸增大的C.金屬鎂的熔點大于金屬鈉D.金屬鎂的硬度小于金屬鈣【答案】C【解析】A、鎂離子比鋁離子的半徑大而所帶的電荷少,所以金屬鎂比金屬鋁的金屬鍵弱,熔、沸點和硬度都小,A錯誤;B、從Li到Cs,離子的半徑是逐漸增大的,所帶電荷相同,金屬鍵逐漸減弱,熔、沸點和硬度都逐漸減小,B錯誤;C、因離子的半徑小而所帶電荷多,使金屬鎂比金屬鈉的金屬鍵強,所以金屬鎂比金屬鈉的熔、沸點和硬度都大,C正確;D、因離子的半徑小而所帶電荷相同,使金屬鎂比金屬鈣的金屬鍵強,所以金屬鎂比金屬鈣的熔、沸點和硬度都大,D錯誤;答案選C。5.下列各組物質(zhì)的熔、沸點高低只與范德華力有關(guān)的是(
)A.Li、Na、K、Pb B.HF、HCl、HBr、HIC.LiCl、NaCl、KCl、RbCl D.F2、Cl2、Br2、I2【答案】D【解析】A.Li、Na、K、Pb的熔沸點與金屬鍵有關(guān),故A錯誤;B.HF存在氫鍵,故B錯誤;C.LiCl、NaCl、KCl、RbCl的熔沸點與離子鍵有關(guān),故C錯誤;D.都是分子晶體,熔化或者蒸發(fā)的時候只克服范德華力,所以熔沸點只與范德華力有關(guān),故D正確;答案選D。6.過渡晶體(1)四類典型晶體是、、、。(2)離子晶體和共價晶體的過渡標準是化學(xué)鍵中。離子鍵成分的,作為離子晶體處理,離子鍵成分的,作為共價晶體處理。(3)Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7七種氧化物中從左到右,離子鍵成分的百分數(shù)越來越小,其中作為離子晶體處理的是;作為共價晶體處理的是;作為分子晶體處理的是。【答案】(1)分子晶體共價晶體金屬晶體離子晶體(2)離子鍵成分的百分數(shù)百分數(shù)大百分數(shù)小(3)Na2O、MgO;Al2O3、SiO2;P2O5、SO3、Cl2O7【解析】四類典型晶體是分子晶體、共價晶體、金屬晶體、離子晶體;離子晶體和共價晶體的過渡標準是化學(xué)鍵中離子鍵成分的百分數(shù)。離子鍵成分的百分數(shù)大,作為離子晶體處理,離子鍵成分的百分數(shù)小,作為共價晶體處理。1.黑鱗的晶體結(jié)構(gòu)是與石墨類似的層狀結(jié)構(gòu),如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是A.黑磷晶體中片層間作用力為范德華力 B.黑磷與白磷均可導(dǎo)電C.黑磷晶體的熔沸點比白磷高 D.1mol黑磷晶體中含有1.5molP-P鍵【答案】B【解析】A.由黑鱗的晶體結(jié)構(gòu)是與石墨類似的層狀結(jié)構(gòu),為混合型晶體,片層間作用力為范德華力,A正確;B.白磷為分子晶體,黑磷結(jié)構(gòu)與石墨類似為混合型晶體,則黑鱗能導(dǎo)電、白磷不導(dǎo)電,B錯誤;C.黑磷結(jié)構(gòu)與石墨類似為混合型晶體,其熔沸點很高,故黑磷晶體的熔沸點比白磷高,C正確;D.可利用均攤法得黑磷晶體中1個磷原子形成個共價鍵,則1mol黑磷晶體中含有1.5molP-P,D正確;故選B。2.下列現(xiàn)象與氫鍵有關(guān)的是①NH3的沸點比PH3的高;②乙醇能與水以任意比混溶,而甲醚(CH3-O-CH3)難溶于水;③鄰羥基苯甲酸的熔沸點比對羥基苯甲酸的低;④水分子在高溫下很穩(wěn)定;⑤冰的密度比液態(tài)水的密度??;⑥NH3易液化;⑦NH3分子比PH3分子穩(wěn)定;⑧在相同條件下,H2O的沸點比H2S的沸點高A.①②③⑤⑥⑧ B.①②④⑤⑧ C.②③⑥⑧ D.①④⑥【答案】A【解析】①因ⅤA族中,N的非金屬性最強,氨氣分子之間存在氫鍵,則氨氣的熔、沸點比ⅤA族其他元素氫化物的高,①正確;②因乙醇與水分子之間能形成氫鍵,則乙醇可以和水以任意比互溶,甲醚與水分子之間不能形成氫鍵,則甲醚((CH3-O-CH3)難溶于水,②正確;③對羥基苯甲酸易形成分子之間氫鍵,而鄰羥基苯甲酸形成分子內(nèi)氫鍵,所以鄰羥基苯甲酸的熔、沸點比對羥基苯甲酸的低,③正確;④水分子高溫下很穩(wěn)定,其穩(wěn)定性與化學(xué)鍵有關(guān),而與氫鍵無關(guān),④錯誤;⑤冰中存在氫鍵,氫鍵有一定的方向性。水結(jié)冰后分子間的空隙變大,故其體積變大,則冰的密度比液態(tài)水的密度小,⑤正確;⑥NH3分子之間可以形成氫鍵,故易液化,⑥正確;⑦氮磷在同一主族,氮的非金屬性大于磷所以NH3分子比PH3分子穩(wěn)定,⑦錯誤;⑧H2O和H2S均為分子晶體,結(jié)構(gòu)相似,但前者分子間存在氫鍵,所以在相同條件下,H2O的沸點比H2S的沸點高,⑧正確;所以①②③⑤⑥⑧正確;故選A。3.下列關(guān)于物質(zhì)特殊聚集狀態(tài)結(jié)構(gòu)的敘述中,錯誤的是A.液晶具有液體的流動性,在某些物理性質(zhì)方面具有類似晶體的各向異性B.氧化鎂晶體中離子鍵的百分數(shù)為50%,氧化鎂晶體是一種過渡晶體C.等離子體的基本構(gòu)成粒子只有陰、陽離子D.石墨晶體屬于混合晶體【答案】C【解析】A.液晶像液體一樣具有流動性,也具有晶體的各向異性,故A正確;B.氧化鎂晶體中離子鍵、共價鍵的成分各占50%,所以氧化鎂晶體是一種過渡晶體,故B正確;C.等離子體主要是由電子和正離子及中性粒子組成,故C錯誤;D.石墨晶體結(jié)構(gòu)是層狀的,每一層原子之間由共價鍵組成正六邊形結(jié)構(gòu),層與層之間由范德華力互相吸引,石墨晶體屬于混合晶體,故D正確;選C。4.將SiCl4與過量的液氨反應(yīng)可生成化合物Si(NH2)4。將該化合物在無氧條件下高溫灼燒,可得到氮化硅(Si3N4)固體,氮化硅是一種新型的耐高溫、耐磨材料,在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。則氮化硅所屬的晶體類型是A.共價晶體 B.分子晶體 C.混合晶體 D.無法確定【答案】A【解析】根據(jù)在無氧條件下高溫灼燒,可得到氮化硅(Si3N4)固體,說明耐高溫。氮化硅是一種新型的耐高溫、耐磨材料,屬于共價晶體的性質(zhì),是原子晶體,選A。5.如圖是石墨晶體的結(jié)構(gòu)及晶胞示意圖,有關(guān)說法錯誤的是A.石墨中存在共價鍵、金屬鍵以及范德華力,因此屬于混合晶體B.C-C-C的夾角:石墨<金剛石C.石墨晶體沿片層與垂直片層方向的導(dǎo)電性不相同D.石墨晶體的密度為(單位:g/pm3)ρ=【答案】B【解析】A.石墨中的碳原子用sp2雜化軌道與相鄰的三個碳原子以σ鍵結(jié)合,形成正六角形的平面層狀結(jié)構(gòu),而每個碳原子還有一個2p軌道,其中有一個2p電子.這些p軌道又都互相平行,并垂直于碳原子sp2雜化軌道構(gòu)成的平面,形成了大π鍵,這些π電子可以在整個碳原子平面上活動,類似金屬鍵的性質(zhì);石墨層之間存在分子間作用力,所以石墨中存在共價鍵、金屬鍵和范德華力,屬于混合晶體,故A正確;B.金剛石中碳原子與周圍4個碳原子形成正四面體結(jié)構(gòu),碳原子采取sp3雜化,鍵角為109°28′,而石墨中碳原子與周圍的碳原子形成3個C﹣C鍵,碳原子采取sp2雜化,鍵角為120°,故C﹣C鍵夾角大小為:石墨烯>金剛石,故B錯誤;C.石墨晶體中片層中存在金屬鍵,導(dǎo)電性較強,垂直片層方向的作用力為分子間作用力,導(dǎo)電性較弱,所以石墨晶體沿片層與垂直片層方向的導(dǎo)電性不相同,故C正確;D.石墨晶胞中C原子個數(shù)=1+2×+4×+4×+2×+2×=4,晶胞體積=(apm)2×sin60°×2×(2bpm)=a2bpm3,石墨晶體密度==g/pm3,故D正確;故選:B。6.下列關(guān)于物質(zhì)熔、沸點高低說法錯誤的是A.的熔、沸點依次降低B.比熔點高C.的熔、沸點依次升高D.分子晶體中共價鍵的鍵能越大,分子晶體的熔、沸點越高【答案】D【解析】A.堿金屬按Li、Na、K、Rb、Cs的順序,半徑依次增大,金屬鍵依次減弱,熔沸點依次降低,故A正確;B.這兩種物質(zhì)都屬于離子晶體,r(O2-)<r(Cl-)、r(Mg2+)<r(Na+),MgO陰陽離子所帶電荷大于NaCl陰陽離子所帶電荷,所以晶格能MgO>NaCl,則熔沸點:MgO>NaCl,故B正確;C.非金屬性S>Se>Te,所以氫化物的穩(wěn)定性:H2S>H2Se>H2Te;這幾種物質(zhì)都不能形成分子間氫鍵,分子間作用力:H2S<H2Se<H2Te,所以熔沸點:H2S<H2Se<H2Te,故C正確;D.分子晶體熔沸點與分子間作用力、氫鍵有關(guān),與化學(xué)鍵的鍵能無關(guān),故D錯誤;故選:D。7.根據(jù)要求,回答下列問題:(1)與能生成血紅色的,則中心離子的配位數(shù)是,N、O、S的第一電離能由大到小的順序為;三氯化鐵的熔點為,易溶于乙醚()等溶劑中,則其為(填晶體類型)晶體。(2)為過渡晶體,通常當作離子晶體來處理,原因是鈉氧鍵的百分數(shù)較大,補鈣劑——抗壞血酸鈣的組成為,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1:
則該物質(zhì)的晶體中肯定不存在的作用力是(填字母)。a.金屬鍵
b.離子鍵
c.氫鍵
d.鍵
e.極性鍵(3)是目前正在開發(fā)的電池正極活性物質(zhì),其晶胞結(jié)構(gòu)如圖2。①圖2中的配位數(shù)為;②已知A的坐標為,B的坐標為(填分數(shù)坐標);③設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為,則晶體的密度為(用含a,的代數(shù)式表示)。【答案】(1)6N>O>S分子(2)離子鍵a(3)8[或]【解析】(1)①配離子為SCN-和配位分子為5個水分子,共6個,所以中心離子的配位數(shù)為6;②N為第VA族元素,p軌道為半充滿狀態(tài),故其第一電離能比O大,所以第一電離能由大到小的順序為:N>O>S③三氯化鐵的熔點為,熔點較低,且易溶于乙醚()等溶劑中,根據(jù)相似相溶原理,三氯化鐵為分子晶體;(2)①為過渡晶體,通常當作離子晶體來處理,原因是鈉氧鍵的離子鍵百分數(shù)較大;②補鈣劑——抗壞血酸鈣的組成為,結(jié)構(gòu)中沒有金屬之間的作用力,故無金屬鍵;氧和鈣之間存在離子鍵;水分子間存在氫鍵;碳碳雙鍵之間存在鍵;碳氫之間為極性鍵;(3)①硫離子的配位數(shù)指距離最近且相等的鋰離子數(shù)目,由圖可知位于四面體空隙的鋰離子符合條件的共8個;②由圖可知,B點位于體對角線處,所以B的原子坐標為();③均攤法可知,硫離子的個數(shù)為:,鋰離子有8個,所以密度為;第20課配合物1.掌握配位鍵的特點,認識簡單的配位化合物的成鍵特征。2.了解配位化合物的存在與應(yīng)用,如配位化合物在醫(yī)藥科學(xué)催化反應(yīng)和材料化學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。一、配位鍵1.定義:成鍵原子或離子一方提供,另一方提供而形成的鍵,這類“電子對給予—接受”鍵被稱為配位鍵。提供空軌道的或稱為中心原子或中心離子,提供孤電子對的原子對應(yīng)的或稱為配體或配位體。例如:[Cu(H2O)4]2+,Cu2+是中心離子,H2O是配體。2.形成條件①成鍵原子一方能提供。②成鍵原子另一方能提供。如反應(yīng)NH3+H+=NH4+,NH3中的N上有1對孤電子對,H+中有空軌道,二者通過配位鍵結(jié)合形成NH4+,NH4+的形成可表示如下:【易錯提醒】①孤電子對:分子或離子中,沒有跟其他原子的電子對就是孤電子對。如分子中中心原子分別有、、個孤電子對。含有孤電子對的微粒:分子如CO、NH3、H2O、有機胺等分子,離子如SCN—、Cl—、CN—、NO2—等。②含有空軌道的微粒:過渡金屬的或。一般是過渡金屬的原子或離子如:Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Co3+、Ni;還有H+、Al3+、B、Mg2+等主族元素或。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)目基本上是固定的,如Ag+形成2個配位鍵,Cu2+形成4個配位鍵等。3.表示方法(電子對給體)AB(電子對接受體)或AB。如H3O+的電子式為結(jié)構(gòu)式為;[Cu(H2O)4]2+的結(jié)構(gòu)式為4.特征:配位鍵是一種特殊的共價鍵,具有性和性。一般來說,多數(shù)過渡金屬的原子或離子形成配位鍵的是基本不變的,如Ag+形成個配位鍵;Cu2+形成個配位鍵等?!疽族e提醒】①配位鍵實質(zhì)上是一種特殊的共價鍵,孤電子對是由成鍵原子一方提供,另一原子只提供空軌道;而普通共價鍵中的共用電子對是由兩個成鍵原子共同提供的。②與普通共價鍵一樣,配位鍵可以存在于分子中[如Ni(CO)4],也可以存在于離子中(如NH4+)。③相同原子間形成的配位鍵與它們之間形成的共價單鍵相同,如中的4個N-H(鍵能、鍵長和鍵角)相同,故其結(jié)構(gòu)式也可表示為,NH4+的空間結(jié)構(gòu)是形。④配位鍵一般是共價鍵,屬于鍵。二、配合物1.定義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)以結(jié)合形成的化合物稱為配位化合物,簡稱配合物。如氫氧化二氨合銀{[Ag(NH3)2]OH}、硫酸四氨合銅[Cu(NH3)4]SO4}等2.組成配合物由(提供空軌道)和(提供孤電子對)組成,分界和界,以[Cu(NH3)4]SO4為例:①中心原子(離子):提供,接受。配合物的中心粒子一般是帶正電荷的或,具有接受孤電子對的,通常是過渡元素的或,如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。②配體:提供的離子或分子,配體可以是種或種。如分子CO、NH3、H2O等,陰離子F—、CN—、Cl—等。配體中直接同中心原子配位的叫做配位原子。配位原子必須有。③配位數(shù):直接同中心原子(離子)的分子或離子的叫中心原子(離子)的配位數(shù)。如[Fe(CN)6]3—中Fe3+的配位數(shù)為6。中心原子或離子的配位數(shù)一般為2、4、6、8等。配位數(shù)不一定等于配位鍵或配體的數(shù)目。④內(nèi)界和外界:配合物分為內(nèi)界和外界,其中配離子稱為界,與內(nèi)界發(fā)生電性匹配的稱為外界,外界和內(nèi)界以鍵相結(jié)合。⑤配離子的電荷數(shù):配離子的電荷數(shù)等于中心原子或離子與配體總電荷的。如[Co(NH3)5C1]n+中,中心離子為Co3+,n=2【易錯提醒】①配合物在水溶液中電離成界和界兩部分,如[Co(NH3)5C1]Cl2=[Co(NH3)5C1]2++2C1—,而內(nèi)界微粒很難電離(電離程度很小),因此,配合物[Co(NH3)5C1]Cl2內(nèi)界中的C1—不能被Ag+沉淀,只有外界的C1—才能與AgNO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀。②有些配合物沒有界,如Ni(CO)4就無界。③配合物不一定含有鍵,如Ni(CO)4就無鍵。④含有配位鍵的化合物不一定是物;但配合物一定含有鍵。如NH4Cl等銨鹽中銨根離子雖有配位鍵,但一般不認為是物。3.常見的配合物及其制取①[Cu(H2O)4]2+【實驗3-2p95】實驗裝置 實驗原理Cu2++4H2O===[Cu(H2O)4]2+實驗用品①CuSO4 ②CuCl2③CuBr2④NaCl⑤K2SO4⑥KBr、點滴板、蒸餾水實驗步驟取上述少量6種固體于點滴板,分別加蒸餾水溶解,觀察現(xiàn)象實驗現(xiàn)象①②③三種溶液呈色④⑤⑥三種溶液呈色實驗結(jié)論Cu2+在水溶液中常顯藍色,溶液呈藍色與Cu2+和H2O有關(guān),與SO42-、Cl-、Br-、Na+、K+無關(guān)實驗說明實驗證明,硫酸銅晶體和Cu2+的水溶液呈藍色,實際上是Cu2+和H2O形成的[Cu(H2O)4]2+呈藍色。[Cu(H2O)4]2+叫做四水合銅離子。②[Cu(NH3)4](OH)2:Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2【實驗3-3p96】實驗裝置 實驗原理Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2[Cu(NH3)4]2++SO42-+H2O=[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓實驗用品0.1mol/LCuSO4、1mol/L氨水、95%乙醇、試管、玻璃棒實驗步驟向盛有4mL0.1mol/LCuSO4溶液的試管里滴加幾滴1mol/L氨水,首先形成難溶物,繼續(xù)添加氨水并振蕩試管,觀察實驗現(xiàn)象;再向試管中加入極性較小的溶劑(如加入8mL95%乙醇),并用玻璃棒摩檫試管壁,觀察實驗現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象加入氨水后首先生成沉淀,繼續(xù)加入氨水后藍色沉淀溶解形成溶液。加入乙醇后又析出晶體。實驗結(jié)論深藍色晶體是[Cu(NH3)4]SO4·H2O↓實驗說明實驗證明,無論在得到的深藍色透明溶液中,還是在析出的深藍色晶體中,深藍色都是由于存在[Cu(NH3)4]2+,中心離子是Cu2+,而配體是NH3,配位數(shù)為4③K3Fe(SCN)6:Fe3++nSCN—[Fe(SCN)n]3-n(n=1~6),常寫為Fe3++3SCN—Fe(SCN)3【實驗3-4p97】實驗裝置 實驗原理Fe3++nSCN-=[Fe(SCN)n]3-n,n=1~6,隨SCN-的濃度而異,可用于鑒別Fe3+實驗用品0.1mol/LFeCl3溶液、0.1mol/LKSCN溶液;試管、膠頭滴管。實驗步驟向盛有少量0.1mol/LFeCl3溶液的試管中加1滴0.1mol/LKSCN溶液,觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象FeCl3溶液變?yōu)樯?。實驗說明Fe3+的檢驗方法:KSCN法、苯酚法、亞鐵氰化鉀法。④[Ag(NH3)2]Cl:AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl【實驗3-5p97】實驗裝置實驗原理AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl實驗用品0.1mol/LNa、0.1mol/LAgNO3、1mol/L氨水、試管、玻璃棒實驗步驟向盛有少量0.1mol/LNa溶液的試管里滴幾滴0.1mol/LAgNO3溶液,產(chǎn)生難溶于水白色的1mol/L氨水,振蕩,觀察實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象白色的1mol/L氨水后消失,得到澄清的溶液實驗結(jié)論制得了[Ag(NH3)2]Cl溶液實驗說明AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl反應(yīng)生成[Ag(NH3)2]Cl溶液4.配合物的形成對性質(zhì)的影響①對溶解性的影響一些難溶于水的金屬氫氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物,可以溶解于氨水中,或依次溶解于含過量的OH—、Cl—、Br—、I—、CN—的溶液中,形成的配合物。如Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH—②顏色的改變當簡單離子形成配離子時,其性質(zhì)往往有很大差異。發(fā)生變化就是一種常見的現(xiàn)象,根據(jù)的變化就可以判斷是否有配離子生成。如Fe3+與SCN—形成硫氰化鐵配離子,F(xiàn)e3++3SCN-Fe(SCN)3其溶液顯色。③穩(wěn)定性增強配合物具有一定的穩(wěn)定性,配合物中的配位鍵越,配合物越。當作為中心離子的金屬離子相同時,配合物的穩(wěn)定性與配體的有關(guān)。例如,血紅素中的Fe2+與CO分子形成的配位鍵比Fe2+與O2分子形成的配位鍵,因此血紅素中的Fe2+與分子結(jié)合后,就很難再與分子結(jié)合,血紅素失去輸送的功能,從而導(dǎo)致人體中毒。5.配合物的應(yīng)用超過百萬種的配合物在醫(yī)藥科學(xué)、化學(xué)催化劑、新型分子材料等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。(1)在生命體中的應(yīng)用eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(葉綠素——的配合物,血紅素——的配合物,酶——含的配合物,維生素B12——配合物))(2)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(王水溶金——,電解氧化鋁的助熔劑——,熱水瓶膽鍍銀——))(3)在醫(yī)藥中的應(yīng)用——抗癌藥物、。?問題一配位鍵的形成及特點【典例1】下列各種說法中錯誤的是()A.配位鍵是一種特殊的共價鍵B.NH4NO3、CuSO4·5H2O都含有配位鍵C.共價鍵的形成條件是成鍵原子必須有未成對電子【變式1-1】下列微粒中含配位鍵的是()①N2Heq\o\al(\s\up1(+),\s\do1(5))②CH4③OH-④NHeq\o\al(\s\up1(+),\s\do1(4))⑤Fe(CO)3⑥Fe(SCN)3⑦H3O+⑧[Ag(NH3)2]OHA.①②④⑦⑧B.③④⑤⑥⑦C.①④⑤⑥⑦⑧ D.全部【變式1-2】鋅的某種配合物結(jié)構(gòu)如圖所示,已知該配合物中碳原子形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)均為平面結(jié)構(gòu)。下列說法錯誤的是A.該配合物中非金屬元素電負性最小的是氫B.1mol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有6molC.該配合物受熱時首先斷裂的配位鍵是氧鋅鍵D.該配合物中存在、兩種大π鍵?問題二配合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用【典例2】關(guān)于[Cr(H2O)4Cl2]Cl的說法正確的是()A.中心原子的化合價為+1價B.配位數(shù)是6C.配體為水分子,外界為Cl-D.在其水溶液中加入AgNO3溶液,不產(chǎn)生白色沉淀【變式2-1】配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于離子檢驗,下列說法不正確的是()A.此配合物中存在離子鍵、配位鍵、極性鍵、非極性鍵B.配離子為[Fe(CN)5(NO)]2-,中心離子為Fe3+,配位數(shù)為6,配位原子有C和NC.1mol配合物中σ鍵數(shù)目為12NAD.該配合物為離子化合物,易電離,1mol配合物電離共得到3NA陰、陽離子【變式2-2】配合物在許多方面有著廣泛的應(yīng)用。下列敘述不正確的是()A.CuSO4溶液呈天藍色是因為含有[Cu(H2O)4]2+B.魔術(shù)表演中常用一種含硫氰化鐵配離子的溶液來代替血液C.[Ag(NH3)2]+是化學(xué)鍍銀的有效成分D.除去硝酸銨溶液中的Ag+,可向其中加入過量氨水1.硫代硫酸鈉(Na2S2O3)俗稱海波或大蘇打,作為配體用于浸Ag、Au等。S2O可以看作是SO中的一個O被S原子代替的產(chǎn)物,其中替代O的S稱端基S原子,另一個則是中心S原子。下列說法正確的是A.兩個硫原子均可作為配位原子B.只有端基S原子可作為原子C.只有中心S原子作為原子D.兩個硫原子均不可作為配位原子2.化學(xué)式為K4[Fe(CN)6]的配合物常用作為抗結(jié)劑少量添加在食鹽中,而KCN卻是一種極具毒性的鹽類,下列說法錯誤的是A.K4[Fe(CN)6]配合物在水中溶解并能完全解離出K+、Fe2+和CN-B.K4[Fe(CN)6]配合物的配體是CN-,配位數(shù)是6,其晶體中有離子鍵、共價鍵和配位鍵C.[Fe(CN)6]4-配離子的中心離子Fe2+提供6個空軌道,配體CN-提供孤電子對D.KCN的劇毒性是由CN-引起3.下列關(guān)于配位化合物的敘述,不正確的是A.配位化合物中必定存在配位鍵B.配位化合物中只有配位鍵C.[Fe(SCN)6]3-中的Fe3+提供空軌道,SCN-中的硫原子提供孤電子對形成配位鍵D.許多過渡元素的離子(如Cu2+、Ag+等)和某些主族元素的離子或分子(如NH3、OH-等)都能形成配合物4.水合硫酸四氨合銅[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4在工業(yè)上用途廣泛,主要用于印染、纖維、殺蟲劑及制備某些含銅的化合物。下列敘述正確的是A.[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4中的空間構(gòu)型為平面三角型B.[Cu(NH3)4(H2O)2]2+中存在離子鍵、配位鍵和極性共價鍵C.NH3分子中H-N-H鍵的角小于H2O分子中H-O-H鍵的健角D.NH3和H2O與Cu2+的配位能力:NH3>H2O5.下列關(guān)于配位化合物的敘述中,錯誤的是A.配位化合物中必定存在配位鍵B.含有配位鍵的化合物一定是配位化合物C.[Cu(H2O)4]2+中的Cu2+提供空軌道,O原子提供孤電子對,兩者結(jié)合形成配位鍵D.配位化合物在化學(xué)催化劑、醫(yī)學(xué)科學(xué)、材料化學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用6.配位化合物廣泛應(yīng)用于日常生活、工業(yè)生產(chǎn)及科研中。例如Ni2+與丁二酮肟生成鮮紅色的丁二酮肟鎳沉淀,該反應(yīng)可用于檢驗Ni2+。已知:有的配體只含一個配位原子,只能提供一對孤對電子與中心原子形成配位鍵,這種配體被稱為單齒配體,能提供兩個及以上的配位原子的配體被稱為多齒配體,多齒配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物?;卮鹣铝袉栴}:(1)丁二酮肟鎳是否屬于螯合物(填“是”或“否”),其配位數(shù)為,含有化學(xué)鍵的類型有。a.氫鍵
b.配位鍵
c.極性鍵
d.非極性鍵(2)實驗室常用鄰二氮菲()檢驗Fe2+,生成橙紅色的鄰二氮菲亞鐵絡(luò)離子,選擇pH范圍為2~9的原因是。(3)絕大部分過渡金屬都能與CO分子形成穩(wěn)定的羰基配合物,且配位鍵的形成可使金屬價層電子滿足18電子規(guī)律,即中心原子的價電子數(shù)+配體提供的總電子數(shù)=18,則Fe(CO)x中Fe的配位數(shù)x的數(shù)值為。(4)Cr3+配位能力很強,極易形成配位數(shù)為6的八面體結(jié)構(gòu),例如CrCl3?6H2O就有3種水合異構(gòu)體,其中一種結(jié)構(gòu)取1mol與足量的AgNO3溶液反應(yīng),生成2mol白色沉淀,則該配合物的化學(xué)式為。(5)[Ni(NH3)4]2+具有對稱的空間構(gòu)型,[Ni(NH3)4]2+中的兩個NH3被兩個Cl-取代,能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物,中心離子Ni2+的雜化方式可能為。a.sp3b.dsp2c.sp2d.sp(6)物質(zhì)在外磁場的作用下會發(fā)生磁化現(xiàn)象,在磁場中物質(zhì)的磁性可分為順磁性、反磁性和鐵磁性,中心離子或原子上含有未成對電子的物質(zhì)具有順磁性,下列配離子中具有順磁性的是。A.[Cr(OH)4]- B.[Cu(CN)4]3? C.[ZnCl4]2? D.[Fe(CN)6]4?1.下列有關(guān)、、的說法正確的是A.的空間構(gòu)型為三角錐形B.鍵角大于C.極易溶于水的原因是分子間存在氫鍵D.與形成的中,由提供孤電子對形成配位鍵2.茜草中的茜素與、生成的紅色配合物X是最早使用的媒染染料之一。下列說法錯誤的是A.A1與O形成配位鍵時,O提供孤電子對B.配合物X中的配位數(shù)為6C.配合物X所含的元素中,第一電離能最大的是CaD.茜素分子間存在范德華力、氫鍵3.Fe、HCN與K2CO3在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):Fe+6HCN+2K2CO3=K4Fe(CN)6+H2+2CO2+2H2O。下列說法正確的是A.此化學(xué)方程式中涉及的第二周期元素的電負性大小的順序為O<N<CB.配合物K4Fe(CN)6的中心離子的價電子排布式為3d6,該中心離子的配位數(shù)是10C.1molHCN分子中含有σ鍵2molD.K2CO3中陰離子的空間構(gòu)型為三角錐形4.銅是歷史上最早使用的金屬,銅有許多化合物:CuO、Cu2O、CuSO4、Cu(OH)2、CuCO3,、、、等。固體Y溶液Z沉淀W離子晶體(己知:),下列有關(guān)說法不正確的是A.W離子為深藍色,Cu2+的配位能力:H2O小于NH3B.晶體結(jié)構(gòu)(如上圖)中有5種水分子C.中σ鍵的數(shù)目為16molD.向中加乙醇并用玻璃棒摩擦管壁獲得深藍色晶體5.茜草中的茜素與、生成的紅色配合物X是最早使用的媒染染料之一、下列說法錯誤的是A.Al與O形成配位鍵時,O提供孤電子對B.配合物X所含的元素中屬于s區(qū)的只有HC.配合物X中的配位數(shù)為6D.茜素分子間存在范德華力、氫鍵6.是一種重要的化工原料,向溶液中通可制,肼()是一種火箭燃料推進劑,其燃燒熱為,下列說法正確的是A.中的鍵角:前者大于后者B.基態(tài)核外電子排布式為C.表示肼燃燒熱的熱化學(xué)方程式:
D.中含有化學(xué)鍵有離子鍵、共價鍵、氫鍵、配位鍵7.現(xiàn)有兩種配合物晶體[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2,一種為橙黃色,另一種為紫紅色。(1)請寫出兩種晶體在水中的電離方程式。(2)請設(shè)計實驗方案將這兩種配合物區(qū)別開來。照相底片的定影液中銀的回收過程如下:步驟1:將曝光后的照相底片用定影液(Na2S2O3)浸泡,使未曝光的AgBr轉(zhuǎn)化成配合物溶解,該反應(yīng)AgBr和Na2S2O3的物質(zhì)的量之比為1∶2。步驟2:在步驟1的廢定影液中加Na2S使配合物轉(zhuǎn)化為黑色沉淀,并使定影液再生。步驟3:過濾,將黑色沉淀灼燒回收銀。(3)下列說法不正確的是。A.步驟1中配合物的內(nèi)外界離子數(shù)之比為1∶2B.步驟2中黑色沉淀為Ag2SC.步驟3灼燒時要進行尾氣吸收D.如圖所示NaBr晶胞中有4個Br-第20課配合物1.掌握配位鍵的特點,認識簡單的配位化合物的成鍵特征。2.了解配位化合物的存在與應(yīng)用,如配位化合物在醫(yī)藥科學(xué)催化反應(yīng)和材料化學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。一、配位鍵1.定義:成鍵原子或離子一方提供空軌道,另一方提供孤電子對而形成的共價鍵,這類“電子對給予—接受”鍵被稱為配位鍵。提供空軌道的原子或離子稱為中心原子或中心離子,提供孤電子對的原子對應(yīng)的分子或離子稱為配體或配位體。例如:[Cu(H2O)4]2+,Cu2+是中心離子,H2O是配體。2.形成條件①成鍵原子一方能提供孤電子對。②成鍵原子另一方能提供空軌道。如反應(yīng)NH3+H+=NH4+,NH3中的N上有1對孤電子對,H+中有空軌道,二者通過配位鍵結(jié)合形成NH4+,NH4+的形成可表示如下:【易錯提醒】①孤電子對:分子或離子中,沒有跟其他原子共用的電子對就是孤電子對。如分子中中心原子分別有1、2、3個孤電子對。含有孤電子對的微粒:分子如CO、NH3、H2O、有機胺等分子,離子如SCN—、Cl—、CN—、NO2—等。②含有空軌道的微粒:過渡金屬的原子或離子。一般是過渡金屬的原子或離子如:Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Co3+、Ni;還有H+、Al3+、B、Mg2+等主族元素原子或離子。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)目基本上是固定的,如Ag+形成2個配位鍵,Cu2+形成4個配位鍵等。3.表示方法(電子對給體)A→B(電子對接受體)或A—B。如H3O+的電子式為結(jié)構(gòu)式為;[Cu(H2O)4]2+的結(jié)構(gòu)式為4.特征:配位鍵是一種特殊的共價鍵,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個配位鍵;Cu2+形成4個配位鍵等?!疽族e提醒】①配位鍵實質(zhì)上是一種特殊的共價鍵,孤電子對是由成鍵原子一方提供,另一原子只提供空軌道;而普通共價鍵中的共用電子對是由兩個成鍵原子共同提供的。②與普通共價鍵一樣,配位鍵可以存在于分子中[如Ni(CO)4],也可以存在于離子中(如NH4+)。③相同原子間形成的配位鍵與它們之間形成的共價單鍵相同,如中的4個N-H(鍵能、鍵長和鍵角)完全相同,故其結(jié)構(gòu)式也可表示為,NH4+的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形。④配位鍵一般是共價單鍵,屬于σ鍵。二、配合物1.定義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。如氫氧化二氨合銀{[Ag(NH3)2]OH}、硫酸四氨合銅[Cu(NH3)4]SO4}等2.組成配合物由中心離子或原子(提供空軌道)和配體(提供孤電子對)組成,分內(nèi)界和外界,以[Cu(NH3)4]SO4為例:①中心原子(離子):提供空軌道,接受孤電子對。配合物的中心粒子一般是帶正電荷的陽離子或中性原子,具有接受孤電子對的空軌道,通常是過渡元素的原子或離子,如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。②配體:提供孤電子對的離子或分子,配體可以是一種或幾種。如分子CO、NH3、H2O等,陰離子F—、CN—、Cl—等。配體中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。配位原子必須有孤電子對。③配位數(shù):直接同中心原子(離子)配位的分子或離子的數(shù)目叫中心原子(離子)的配位數(shù)。如[Fe(CN)6]3—中Fe3+的配位數(shù)為6。中心原子或離子的配位數(shù)一般為2、4、6、8等。配位數(shù)不一定等于配位鍵或配體的數(shù)目。④內(nèi)界和外界:配合物分為內(nèi)界和外界,其中配離子稱為內(nèi)界,與內(nèi)界發(fā)生電性匹配的離子稱為外界,外界和內(nèi)界以離子鍵相結(jié)合。⑤配離子的電荷數(shù):配離子的電荷數(shù)等于中心原子或離子與配體總電荷的代數(shù)和。如[Co(NH3)5C1]n+中,中心離子為Co3+,n=2【易錯提醒】①配合物在水溶液中電離成內(nèi)界和外界兩部分,如[Co(NH3)5C1]Cl2=[Co(NH3)5C1]2++2C1—,而內(nèi)界微粒很難電離(電離程度很小),因此,配合物[Co(NH3)5C1]Cl2內(nèi)界中的C1—不能被
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