高考化學(xué)：配合物和晶體中配位數(shù)的判斷（常用）

1、高考化學(xué)：配合物和晶體中配位數(shù)的判斷配合物或晶體中配位數(shù)的判斷配合物或晶體中一個(gè)微粒周圍最近鄰的微粒數(shù)稱為配位數(shù)。 配位數(shù)這個(gè)概念存在于配位化學(xué)和晶體學(xué)中，定義有所不同。配合物中的配位數(shù)是指直 接同中心離子 (或原子 )配位的原子數(shù)目。 晶體學(xué)中的配位數(shù)是指晶體中一個(gè) 原子周圍與其等距離的最近鄰的原子數(shù)目。離子晶體中的配位數(shù)是指一個(gè) 離子周圍最近的異電性離子數(shù)目。高中階段判斷配合物或晶體中配位數(shù)的 方法可作如下小結(jié)。一、各種典型配合物中配位數(shù)的判斷1配位數(shù)可以等同于中心離子 (或原子 )與配位原子形成的配位鍵鍵數(shù)，也 可以等同于配位體的數(shù)目。如Ag(NH 3)2NO 3 、Ag(CN) 2-

2、、Cu(NH 3)4SO4 、Cu(H 2O)42+ 、 Zn(NH 3)42+ 、Zn(CN) 42- 、K3 Fe(SCN) 6 、Fe(CN) 63- 、FeF 63- 等配合 物或配離子中的中心離子與配位體的數(shù)目以及配位原子形成的配位鍵鍵數(shù)均相等，其中 Ag + 離子的配位數(shù)為 2 ，Cu2+ 離子與 Zn2+ 離子的配位數(shù)均為 4 ，F(xiàn)e 3+ 離子的配位數(shù)為 6。一般規(guī)律：一般配合物的配位數(shù)可以按中心離子電荷數(shù)的二倍來(lái)計(jì)算。又如 Ni(CO) 4 、Fe(CO) 5 、Cr(CO) 6 等羰基化合物中 Ni 、Fe 、Cr 原子的 配位數(shù)分別為 4 、5 、6 。Co(NH 3)4

3、 (H2 O)2Cl 2 、CrCl(H 2O) 5Cl 2 中 Co2+ 離子與 Cr3+ 離子的配位數(shù)均為 6。說(shuō)明：羰基化合物中的中心原子呈電中性，此類配合物的配位數(shù)由化學(xué)式直接判斷。 Co2+ 離子與 Cr3+ 離子的電荷數(shù)分別為 2、3，但配位數(shù)都是 6。所以，配合物的配位數(shù)不一定按中心離子 (或原子 )的電荷數(shù)判斷。2當(dāng)中心離子 (或原子 )與多基配體配合時(shí)， 配位數(shù)可以等同于配位原子的數(shù)目，但不是配位體的數(shù)目。如Cu(en) 2中的 en 是乙二胺 (NH2CH2CH2 NH2)的簡(jiǎn)寫， 屬于雙基配體 ， 每個(gè)乙二胺分子有 2 個(gè) N 原子與 Cu2+ 離子配位，故 Cu2+ 離

4、子的配位數(shù)是 4 而不是 2。3當(dāng)中心離子 (或原子 )同時(shí)以共價(jià)鍵與配位鍵結(jié)合時(shí)， 配位數(shù)不等于配位鍵的鍵數(shù)。如BF4- 、B(OH) 4- 、AlCl 4- 、Al(OH) 4- 等配離子中， B 、Al 原子均缺電子，它們形成的化學(xué)鍵，既有共價(jià)鍵，又有配位鍵，配位數(shù)與配位鍵的鍵數(shù)不相等，配位數(shù)均為 4。又如 Al2 Cl6 (如下左圖所示 )中 Al 原子的配位數(shù)為 4。再如酞菁鈷的結(jié)構(gòu) (如下右圖 )，鈷離子的配位數(shù)為 4。1高考化學(xué)：配合物和晶體中配位數(shù)的判斷4當(dāng)中心離子 (或原子 )與不同量的配位體配合時(shí)，其配位數(shù)為不確定。如硫氰合鐵絡(luò)離子隨著配離子 SCN - 濃度的增大， 中心

5、離子 Fe3+ 與 SCN - 可以形成配位數(shù)為 16 的配合物： Fe(SCN -)n3-n (n=16) 。注意：中心離子的配位數(shù)多少與中心離子和配體的性質(zhì) (如電荷數(shù)、體積 大小、電子層結(jié)構(gòu)等 )以及它們之間相互影響、配合物的形成條件 (如濃度、溫度等 )有關(guān)。配合物的配位數(shù)由 1 到 14，其中最常見的配位數(shù)為 4 和 6。二、各種典型晶體中配位數(shù)的判斷1最密堆積晶體的配位數(shù)均為 12。如金屬晶體中的兩種最密堆積：面心立方最密堆積A1 、六方最密堆積 A3。面心立方最密堆積 A1 (如圖)，典型代表 Cu 、Ag 、Au，因周圍的原子都與該原子形成金屬鍵，以立方體的面心原子分析，上、中

6、、下層各有 4 個(gè)配位原子，故配位數(shù)為 12。六方最密堆積 A3 (如圖所示 )，典型代表 Mg 、Zn 、Ti，因周圍的原子都與該原子形成金屬鍵， 以六方晶胞的面心原子分析， 上、中、下層分別有 3 、6 、3 個(gè)配位原子，故配位數(shù)為12。又如分子晶體中的干冰 (如下圖 )，以立方體的面心 CO2 分子分析，上、中、下層各有 4 個(gè) CO2 分子，故配位數(shù)為 12。2體心立方堆積晶體的配位數(shù)為 8。如金屬晶體中的體心立方堆積 A2 (如圖)，典型代表 Na 、K 、Fe，因立方體 8 個(gè)頂點(diǎn)的原子都與體心原子形成金屬鍵，故配位數(shù)為 8。又如 CsCl 型離子晶體 (如下所示 )，2高考化學(xué)：

7、配合物和晶體中配位數(shù)的判斷CsCl 晶體中，每個(gè)離子被處在立方體 8 個(gè)頂點(diǎn)帶相反電荷的離子包圍， Cl-離子和 Cs + 離子的配位數(shù)都為 8?；蛞源罅⒎襟w的面心 Cs + 離子分析，上、下層各有 4 個(gè) Cl- 離子，配位數(shù)為 8。注意：每個(gè) Cl- (Cs+) 離子周圍等距且緊鄰的 Cl- (Cs+) 在上下、左右、前后 各 2 個(gè)，共 6 個(gè)，這不是真正的配位數(shù)。因?yàn)槭峭娦噪x子。3面心立方堆積晶體的配位數(shù)為 6。如 NaCl 型離子晶體 (如下圖 )，NaCl 晶體中， 每個(gè)離子被處在正八面體 6個(gè)頂點(diǎn)帶相反電荷的離子包圍， Cl- 離子和Na + 離子的配位數(shù)都為 6。注意：每個(gè)

8、Cl- (Na +)離子周圍等距且緊鄰 的 Cl- (Na +)在上、中、下層 4 個(gè)，共 12 個(gè)，這不是真正的配位數(shù)。因?yàn)槭?同電性離子。又如金屬晶體中的簡(jiǎn)單立方堆積 (如圖)，Po 晶體中，立方體位于 1 個(gè)頂點(diǎn)原子的上下、前后、左右各有 2 個(gè)原子與其形成金屬鍵，配位數(shù)為 6。3高考化學(xué)：配合物和晶體中配位數(shù)的判斷4配位數(shù)為 4 的幾種晶體。如 ZnS 型離子晶體 (如下圖 )，ZnS 晶體中的 S2- 離子和 Zn2+ 離子排列類似 NaCl型，但相互穿插的位置不同，使 S2- 、Zn2+ 離子的配位數(shù)不是 6，而是 4。具體可將圖示中分為 8 個(gè)小立方體，其中體心有 4 個(gè) S2-

9、 離子，每個(gè) S2- 離子處于 Zn2+ 離子圍成的正四面體中心，故 S2- 離子的配位數(shù)是 4。以大立方體的面心 Zn2+ 離子分析，上、下層各有 2 個(gè) S2- 離子，故 Zn2+ 離子的配位數(shù)為 4 。Zn2+ 離子的配位數(shù)不易觀察，亦可利用 ZnS 的化學(xué)式中的離子比為 1 1，推知 Zn2+ 離子的配位數(shù)為 4。又如金剛石、碳化硅等原子晶體 (如圖所示 )，與 ZnS 型離子晶體類似情況， 配位數(shù)均為 4。二氧化 硅原子晶體中， Si 與 O 原子形成的是硅氧四面體 (圖 示略) ，Si 的配位數(shù)為 4，而 SiO 2 的原子比為 1 2，故 O 的配位數(shù)是 2。再如 CaF 2 型

10、離子晶體 (如下圖 )，F(xiàn)-和 Ca2+ 離子的配位數(shù)分別 4 和 8。具 體分析：每個(gè) F- 離子處于 Ca2+ 離子圍成 的正四面體中心，故 F- 離子的配位數(shù)是 4。以大立方體的面心 Ca2+ 離子分析， 上、下層各有 4 個(gè) F- 離子，故 Ca2+ 離子 的配位數(shù)為 8。亦可利用 CaF 2 的化學(xué)式中的離子比為 1 2，推知 Ca2+ 離子的配位數(shù)是 8。還如在砷化鎵晶胞結(jié)構(gòu) (如圖)，小黑點(diǎn)為鎵原子， 其配位數(shù)為 4，砷化鎵原子比為 1 1，故 As 原子的配位數(shù)也是 4。4高考化學(xué)：配合物和晶體中配位數(shù)的判斷5配位數(shù)為 3 的層狀晶體。如石墨或六方氮化硼等 (圖示略 )。6鏈狀結(jié)構(gòu)的配位數(shù)為 2。如硫酸氧鈦晶體中陽(yáng)離子為鏈狀聚合形式的離子，結(jié)構(gòu)如圖所示。 Ti、O 原子的配位數(shù)均為 2。注意：由于晶體結(jié)構(gòu)對(duì)稱性關(guān)系，晶體中不可能有 11 、10 、9 、7、5 的配位數(shù)。晶體中最高配位數(shù)為 12。三、應(yīng)用氯化亞銅晶體結(jié)構(gòu)為金剛石型，如圖所示，其中 Cu、Cl 原子的配位數(shù)均為 4。氧化亞銅的晶胞如下中圖所示，Cu 、O 原子的配位數(shù)分別為 2 、4。FeO 晶胞結(jié)構(gòu)如下右圖所示，其中 O2- 、Fe2+ 離子的配位數(shù)為 6。氮化鋁的晶胞如下左圖所示，N 、Al 原子的配位數(shù)均為 4。鑭、 鉻的復(fù)合氧化物晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示，56高考化學(xué)：配