配位化学现状及发展

配位化学的现状及发展 专业班级 化学 师范类 一班 姓名 刘楠楠 课程名称 配位化学 摘 要 配位化学已成为当代化学的前沿领域之一 它的发展打破了传统 的有机化学和无机化学之间的界线 其新奇的特殊性能在生产实际中得到了重 大的应用 花样繁多的价健理论及空间结构引起了结构化学和理论化学家的深 切关注 它和物理化学 有机化学 生物化学 固体化学 环境化学相互渗透 使其成为贯通众多学科的交叉点 本文将介绍配位化学在近几年的现状和发展 关键词 配位化学 现状 发展 配位化学是在无机化学基础上发展起来的一门交叉学科 50 年代以来配位 化学以其与有机合成化学和结构化学相结合为特点 开始了无机化学的复兴时 期 从而在实际上打破了传统的无机 有机和物理化学间的界限 进而成为各 化学分支的结合点 配合物以其花样繁多的价键和空间结构促进了基础化学的 发展 又以其特殊的性质在生产实践和科学实验中取得了重大的应用 配位化 学是化学学科中最活跃的 具有很多生长点的前沿学科之一 它的近期发展趋 势如下 1 具有特殊性质和特殊结构配合物的合成 结构及性能的研究 各种大环 夹心 多核 簇状 非常氧化态 非常配位数 混合价态及各 种罕见构型配合物的合成 结构 热力学 动力学和反应性的研究正在深入 其中巨型原子簇的研究已成为阐明金属原子化学和固体金属化学异同的桥梁 新 型球型大环 聚邻苯酚脂大环配体对某些金属离子具有特殊高的选择性 在 CO CO2 H2和 CH4等小分子配合物及活化方面 已发现用 Co Li 双核配 合物不仅可与 CO2配位 并使其活化 而形成 C C 键 此外 H2的配合物研究 及 H2的活化亦在深入 配合物合成 结构和性能研究方面 近年来的一个引人注目的动向是配位 化学和固体化学的交叉 1 一系列具有链状 层片状和层柱状特殊结构的配合 物已经合成 对它们的性质和结构 正在进行系统研究 2 溶液配位化学研究 溶液配位化学研究正在继续深入 但已具有新的内容 在取代反应动力学 及机理方面 近年工作集中在金属碳基配合物的研究上 已知配体的空间效应 电子效应和反馈键的形成以及配合物的电子结构是决定反应机理和速率的重要 因素 多核 异多核碳基簇的反应机理涉及金属 金属键断裂过程 反应复杂 有待进一步研究 在催化 生命过程中更为重要的电子转移过程和机理的研究 受到重视 2 Taube 对简单配合物分子间的电子过程提出了内界和外界的机理 获得了诺贝尔化学奖 但实际体系远为复杂 为简化分子间电子转移过程中包 含的前期化合物生成和后期复合物分解二个过程 分子内电子转移过程已成为 研究热点 3 超分子化学研究 人们熟悉的化学主要是研究以其价键相结合的分子的合成 结构 性质和 变化规律 而超分子化学则可定义为由多个分子通过分子间作用而形成的复杂 但有组织的体系 事实上 超分子体系所具有的独特有序结构从配位化学观点 看是以配合物分子中配体间非共价弱相互作用为基础的 目前 对这种分子间 弱相互作用 而形成的超分子研究日益受到重视 它们的键能虽然不及一般 共价键的 5 10 但它具有累加性 因而大分子间的分子间键能也可能相当 大 超分子概念的根源可以追溯到 100 年前 Werner 所提出的配位化学的概念 事实上 超分子的名词 类似于生物学中的情况 它可以看成是由底物和接受 体组成 其含义对应于配位化学中的受体和给体 锁和钥匙 主体与客体甚至 金属与配体等概念 如果将配位化合物看作是由两种或多种可以独立存在的简 单物种结合起来的一种化合物 则不难理解它和超分子间的相依关系 超分子 配合物可看成是 2 个或 2 个以上简单配合物分子通过非共价分子间力 静电作用 氢键 范氏引力 疏水作用等 形成的具有明确结构和功能的 超分子 3 Lehn 曾经从两方面来分析超分子化学和配位化学的互补关系 即既可以把超分 子化学看作是广义的配位化学 也可以把配位化学包括在超分子化学的概念中 4 功能性配合物 功能性配位化合物中指具有光 电 磁等物理功能的配位化合物 广义地 讲是指具有特定的物理 化学和生物特征的配位化合物 4 由于配合物种类繁 多 结构多变 兼具无机化合物和有机化合物的特征 可以通过无机化学和有 机化学的方法来改变它们的组成和结构 调节其性能 因而功能性配合物的研 究成为当今化学和材料科学的热点 结 论 综上所述 可见 近几年来 配位化学的发展应用到不仅仅是化学方面 而是深入到各个领域 为各个领域的研究及发展提供了一定的依据 和理论知 识 相信在科技不断发展的今天 配位化学所能够涉及的领域将会越来越多 也会涌现出