配位化合物PPT幻灯片课件

第八章配位化合物,配位化合物,第四章,1,主要内容,镧系、锕系元素通性2.我国稀土元素资源和提取3.核反应类型,实验,CuSO4溶液(浅蓝色),适量氨水,Cu2(OH)2SO4(蓝色),2Cu2+SO42-+2NH3H2OCu2(OH)2SO4+2NH4+,Cu2(OH)2SO4+8NH3H2O2Cu(NH3)42+8H2O+2OH-+SO42-,2,主要内容,镧系、锕系元素通性2.我国稀土元素资源和提取3.核反应类型,3,第一节配合物的基本概念,配合物的基本概念,第一节,4,8-1-1配合物的组成,主要内容,镧系、锕系元素通性2.我国稀土元素资源和提取3.核反应类型,4-1-1配合物的组成,Cu(NH3)4SO4,Cu,NH3,4,SO4,5,主要内容,镧系、锕系元素通性2.我国稀土元素资源和提取3.核反应类型,Fe(CO)5,Fe,CO,5,4-1-1配合物的组成,6,主要内容,镧系、锕系元素通性2.我国稀土元素资源和提取3.核反应类型,1.形成体中心离子或中心原子为,如Fe3+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Ag+,4-1-1配合物的组成,具有能接受孤电子对空轨道的原子或离子,7,主要内容,镧系、锕系元素通性2.我国稀土元素资源和提取3.核反应类型,2.配离子、配体及配位原子,如Cu(NH3)42+、Fe(CO)5,如Cu(NH3)42+Fe(CO)5配体NH3CO,常见的配体阴离子：X-、OH-、CN-中性分子：NH3、H2O、CO、RNH2(胺）,即能提供孤电子对的分子或离子,8,主要内容,镧系、锕系元素通性2.我国稀土元素资源和提取3.核反应类型,2.配离子、配体及配位原子,常见的配位原子：N、O、S、C、卤素原子,如Cu(NH3)42+Fe(CO)5配体NH3CO配位原子NC,9,主要内容,镧系、锕系元素通性2.我国稀土元素资源和提取3.核反应类型,2.配离子、配体及配位原子,10,主要内容,镧系、锕系元素通性2.我国稀土元素资源和提取3.核反应类型,常见单齿配体,11,主要内容,镧系、锕系元素通性2.我国稀土元素资源和提取3.核反应类型,常见多齿配体（五元或者六元）,12,主要内容,镧系、锕系元素通性2.我国稀土元素资源和提取3.核反应类型,3.配位数与一个形成体成键的配位原子总数,13,影响配位数大小的因素,主要内容,镧系、锕系元素通性2.我国稀土元素资源和提取3.核反应类型,影响配位数大小的因素,1.中心离子,如配离子PtCl42PtCl62中心离子Pt2+Pt4+配位数46,14,主要内容,镧系、锕系元素通性2.我国稀土元素资源和提取3.核反应类型,常见金属离子(Mm+)的配位数(n),15,主要内容,镧系、锕系元素通性2.我国稀土元素资源和提取3.核反应类型,影响配位数大小的因素,1.中心离子,如配离子AlF63BF4中心离子Al3+B3+半径配位数64,16,主要内容,镧系、锕系元素通性2.我国稀土元素资源和提取3.核反应类型,影响配位数大小的因素,1.中心离子,但半径过大，中心离子对配体的引力减弱,反而会使配位数减小（情况少见,能解释）如配离子CdCl64HgCl42中心离子Cd2+Hg2+半径t,配合物的几何构型,79,影响分裂能的因素,同一中心离子形成相同构型的配合物时，其随配体场不同而变化。,80,影响分裂能的因素,以上称为光谱化学系列,81,影响分裂能的因素,同一过渡元素与相同配体形成配合物时，中心离子电荷越多，其越大。,82,影响分裂能的因素,相同氧化数、同族过渡元素与相同配体形成配合物时，中心离子所在周期数越大，其越大。,83,4.电子成对能和配合物高、低自旋的预测,电子在分裂后轨道上的分布遵循：能量最低原理和洪特规则,如Cr3+d3,八面体场,84,d1d3构型的离子,d电子分布只有一种形式,d8d10构型的离子,d电子分布只有一种形式,d4d7构型的离子,d电子分布有两种形式,85,如Cr2+d4,Cr(H2O)62+Cr(CN)64-,高自旋低自旋,电子成对能(P)和晶体场分裂能的相对大小,oP,易形成低自旋配合物；oP,易形成高自旋配合物。,H2O是弱场CN-是强场,86,高自旋,低自旋,87,如Fe3+d5,FeF63-Fe(CN)63-,高自旋低自旋,F-是弱场CN-是强场,分布式：t2g3eg2t2g5eg0,88,5.晶体场稳定化能(CFSE),CFSE:d电子进入分裂轨道比处于未分裂轨道总能量降低值。,如Ti3+d1CFSE=1(-0.4o)=-0.4o,如Cr3+d3CFSE=3(-0.4o)=-1.2o,-,+,+,-,89,90,5.晶体场稳定化能(CFSE),CFSE代数值越小，配合物越稳定。,中心离子的d电子数；配位体场的强弱；配合物的空间构型。,91,6.晶体场理论的应用,推测配合物中心离子d电子分布及自旋状态,CoF63-o=155kJmol-1,P=251kJmol-1,F-为弱场，oP,d电子排布为高自旋状态,根据与n的关系,=4.9B.M.,Co3+(d6),CoF63-有4个未成对电子,92,当d轨道没有填满电子，配合物吸收可见光某一波长光，d电子从t2g跃迁到eg轨道(称为d-d跃迁)，配合物呈现其互补色。,6.晶体场理论的应用,93,波长(或能量),吸收率,如,Ti(H2O)63+,94,不同金属的水合离子，虽配体相同，但eg与t2g的能级差不同，发生d-d跃迁时吸收可见光波长不同，故显不同颜色。,中心离子d轨道全空(d0)或全满(d10),不能发生d-d跃迁，其水合离子为无色。,如:Zn(H2O)62+、Sc(H2O)63+,注意,95,Eeg=+0.6oEt2g=-0.4o,解释配合物的稳定性,如配体为弱场,d2CFSE=2(-0.4o)=-0.8o,d3CFSE=3(-0.4o)=-1.8o,d4CFSE=3(-0.4o)+0.6o=-0.6o,配合物稳定性d2构型d4构型,6.晶体场理论的应用,96,正四面体晶体场中的d轨道,7.其它类型的晶体场分裂情况,97,98,d轨道在正四面体晶体场中的能级分裂,正四面体配合物,正八面体配合物,能量,t=o,99,正八面体和平面正方形配合物结构图,思考题：按照晶体场理论，平面正方形配合物的d轨道是如何分裂的？,100,dxy,dz2,dyz,dxz,dx2-y2,101,dz2,dx2-y2,102,晶体场理论的优缺点,能较好地解释配合物的构型、稳定性、磁性、颜色等。,只考虑了中心离子与配体间的静电作用，未考虑其共价性，所以不能解释有的问题，如光谱化学序列等。,103,第二节配合物的化学键理论,总结,104,配合物的稳定性,中心原子,正电荷高、半径小。,负电荷高、半径小、反馈键,105,配合物几何构型,Hg(NH3)22+,Hg(NH3)22+直线形,返回,106,Ni2+价层电子结构为,Ni(NH3)42+,Ni(NH3)42+正四面体,返回,107,Fe价层电子结构为,3d4s4p,Fe(CO)5,Fe(CO)5三角双锥体,返回,108,CoF63-,CoF63-正八面体,返回,109,第二节配合物的化学键理论,第四节,配合物的同分异构,110,配合物的异构现象：配合物化学组成相同，但原子间连接方式或空间排列方式不同而引起配合物结构性质不同的现象。,化学结构异构,立体异构,光学异构,几何异构,配合物的异构现象,111,异性双位配体以不同配位原子与中心原子成键所产生的异构现象。,硝基五氨合钴(III)离子,亚硝酸根五氨合钴(III)离子,4-4-1配合物的键合异构,112,由于内外界配体互换所产生的异构现象。,例：Co(NH3)4Cl2Br与Co(NH3)4ClBrCl,Cr(H2O)6Cl3,Cr(H2O)5ClCl2H2O,Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O,例：,4-4-2配合物的电离异构,113,在阴阳离子都为配离子的化合物中，阴阳离子间互换配体所产生的异构现象。,例：,CoIII(NH3)6Cr(CN)6,Cr(NH3)6CoIII(CN)6,4-4-3配合物的配位异构,114,配体在中心原子周围的几何位置不同。,例1：平面型的Pt(NH3)2Cl2,顺-二氯二氨合铂,反-二氯二氨合铂,极性,非极性,4-4-4配合物的几何异构,115,反-二氯四氨合铂,顺-二氯四氨合铂,非极性（绿色）,极性（紫色）,例2：八面体型的Pt(NH3)4Cl2,116,面式异构体,经式异构体,例3：面式与经式,117,光学异构（旋光异构、手性异构、光活性异构）：,若分子与其镜像不能重叠，则该分子与其镜像互为对映异构体。,4-4