Question

NO₂^-是一種常見配體，在八面體配離子[MR₂(NO₂)₄]^-中，中心離子M含量為21.27%，氮元素的含量為30.33%，只檢測到一種N-O鍵長，請回答下列問題
⑴　給出自由狀態下的NO₂^-的結構，NO₂^-在該配合物中配位方式
⑵　通過計算，給出配離子的化學式和名稱
⑶　畫出該配離子的結構

Answer 1

⑴NO₂^-為角型，（1分）由于只一種N-O鍵長，應為氮原子配位 （1分）
⑵　若R中不含N,則氧元素含量為(0.3033/14) x32=0.6933,M,N,O之和將超過1，是不可能的。所以R必為含氮配體。設R中含x個N，則有
n_M : n_N = 0.2127/M_M : 0.3033/14.01 =" 1" ：（2x+ 4）M_M=19.65(x+2)
x=1時，有合理解，M_M="58.95" 為Co元素，（元素，1分）
配離子摩爾質量=277g/mol,
扣除掉1個Co,6個N,8個O后還剩下6，應為6個H，故配體R為NH₃,
配離子化學式為[Co(NH₃)₂(NO₂)₄]^-，  （化學式，2分）
名稱為四亞硝酸根·二氨合鈷(|||)離子  （1分）
⑶　由于只一種N-O鍵長，所有氧原子等價，則配離子結構應為：
 （2分）

⑴　NO₂^－是3中心，18電子構型的分子，是O₃的等電子體，因此構型為角型，并存在一個3中心4電子π鍵。由于配合物中只檢測出一種N－O鍵長，所以可以肯定，NO₂^－（兩可配體，即N、O都可做配位原子）以N作為配位原子。
⑵　從題目所給的條件分析，由于不知中心原子的種類，因此無法根據中心原子的摩爾質量和質量百分數確定配合物的摩爾質量；雖然知道N的百分含量，但是由于不確定配體R中是否含有，以及含有幾個氮原子，所以必須設R中含有x（x≥0）個N原子，根據元素分析法，討論中心原子的摩爾質量，即(g/mol)，通過討論，只有x＝1時，M（M）=58.95g/mol符合題意。即M為Co。該配合物有兩種配體，NO₂^－、NH₃，先陰離子，后中性分子，先無機，后有機的原則安排配體的順序，不同的配體之間打“·”，配體和中心離子之間加“合”，并在中心原子的后面要標出該中心原子的氧化數。
⑶　根據題意，該八面體結構存在兩種異構體，即順式結構和反式結構。便是順式結構存在兩種不同的Co－N配位鍵，因此會造成N－O鍵長也會出現兩種。因此只能為反式結構，如下圖所示：