有的小朋友做題比較細心,看了2020山東等級考16題圖以後,提出了一些關於硝酸根離子的問題。中學教學對學生結構式的書寫要求比較嚴,但是大學時,要求就相對寬鬆,大家都心知肚明,寫法就多樣化了。由於出題人有時不考慮中學生的感受,所以小朋友們多了解點東西,還是有好處的。
先看題(題目太長,只看圖就好)
硝酸分子有分子內氫鍵,氮氧鍵並不完全相同。電離成硝酸根離子後,變為平面正三角形結構,氮氧鍵的鍵長和鍵角都發生了變化。
自由硝酸根離子具有比較高的對稱性(D3h群),N為sp2雜化,三個氮氧鍵完全相同。也可以用共振式表示。
從硝酸根離子的結構不難知道,它作為配體時,應該是以氧原子為配位原子,通常有以下四種結構。
在已知的大量硝酸根配合物中,對稱的雙齒結構(2)式是似乎是佔優勢的,其次是單齒結構(1)式。
類似的,醋酸根離子也可以是單齒或雙齒。如Zn(CH3COO)2·2H2O就是對稱的雙齒配位結構。
含有氧給予體原子的重要配位體中,許多是含氧酸陰離子,如NO2-,NO3-,SO42-,ClO4-等。因為這類配位體一般能以兩種以上方式結合,所以其配合物結構常常是多變的。
山東2020等級考16題圖中,右邊還有個-NO2。它的自由離子為亞硝酸根離子,對稱性(C2v群)比硝酸根離子低,其共振式如下。
N同樣為sp2雜化,不過與硝酸根離子相比,多了一對孤對電子,因此,N和O都可以作為配位原子。下圖是亞硝酸根離子常見的幾種配位結構。
在配位化合物中,亞硝酸根離子中的O作配位原子時叫亞硝酸根,N作配位原子時叫硝基,一般來說,過渡元素金屬離子形成配位化合物,配位原子電負性大時,常形成外軌型配位化合物(高自旋),而配位原子電負性小時,常形成內軌型配位化合物(低自旋),所以硝基配合物常常比亞硝酸根配合物穩定。
說實在的,中學的配位化合物內容過於簡單,所以命題人時不時加點料也屬正常。不然的話,就這麼一點兒簡單得令人髮指的東西,讓人家怎麼出題?不是難為人嘛?!