高中化学配合物竞赛配合物的化学键理论PPT学习教案

1、会计学1高中化学配合物竞赛配合物的化学键理高中化学配合物竞赛配合物的化学键理论论1 理论要点理论要点内层和外层的d轨道均可参与杂化中心原子的杂化空轨道接受配体提供的电子对形成配位键内轨型外轨型第1页/共28页2 内轨型和外轨型配合物内轨型和外轨型配合物Fe2+ (d6)： 3d4s4p4dsp3d2杂化, 外轨型配合物Fe(H2O)62+：(高自旋，电价配合物)第2页/共28页3d4s4pd2sp3杂化，内轨型配合物Fe(CN)64-： Fe2+ (d6)：(低自旋，共价配合物)第3页/共28页3 价键理论的优点价键理论的优点 很好地解释了配合物的空间构型和配位数第4页/共28页配位数杂化轨道

2、空间构型举例2sp直线型Ag(CN)2-3sp2三角形CuCl32-4sp3四面体MnCl42-4dsp2平面四边Ni(CN)42-5d2sp2四方锥NiBr3(PR3)25dsp3三角双锥Fe(CO)56d2sp3正八面体Fe(CN)64-6sp3d2正八面体FeCl63-, SF6第5页/共28页 一定程度上解释了配合物的磁性 顺磁性的Ni(H2O)62+ ( = 2.8B.M.)：3d4s4p4dsp3d2杂化，外轨型 (高自旋)第6页/共28页3ddsp2杂化，内轨型配合物 (低自旋)抗磁性的Ni(CN)42- ( = 0) ：4s4p激发 杂化第7页/共28页i.不能预测配合物的高、

3、低自旋状态ii.不能解释配合物的可见-紫外吸收光谱性质4 价键理论的缺点价键理论的缺点第8页/共28页1 晶体场理论的要点2 d轨道在晶体场中的分裂3 影响分离能的因素及光谱化学序列4 电子成对能与配合物自旋状态5 配合物的可见光谱第9页/共28页1晶体场理论的要点配体被看作点电荷或偶极子在配体静电作用下，中心金属离子的状态和能量要发生变化中心金属离子与配体间靠静电结合第10页/共28页dz2xyzdx2-y2xyz 正八面体晶体场中的d轨道dxydyzdxzxyzyzxzy第11页/共28页正八面体配体场的离子d轨道在正八面体配体场中的能级分裂o= E(eg) E(t2g)，称分离能能量(e

4、g)(t2g)o = 10 Dq (场强参数)odxydyzdxz,dz2dx2-y2,d第12页/共28页能量重心守恒规则：E(eg) E(t2g) = 10 Dq2E(eg) + 3E(t2g) = 0E(eg) = 6 DqE(t2g) = -4 Dq 量子力学证明，若一组简并的轨道在外电场的作用下发生分裂，则分裂后所有轨道能量的代数和为零。10 Dq6 Dq4 Dqt2gegd第13页/共28页 正四面体晶体场中的d轨道xyzdz2xyzdx2-y2第14页/共28页xyzdxy第15页/共28页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

5、的？MMD4hOhxzyyxz第16页/共28页d轨道在正四面体晶体场中的能级分裂94正四面体配合物正八面体配合物能量t = oott2gegdx2-y2,dz2 (e)dxy,dyz,dxz (t2)第17页/共28页xzyxzyxzydxydz2dyz ,dxzxzydx2-y2第18页/共28页 中心离子的影响 (配体相同条件下)氧化态越高，越大周期数大，增大第19页/共28页 配体的影响 (金属离子相同时) ：I- Br- Cl- N3- OH- C2O42- H2O NH3 NH2OH phen P： P： P：如Fe(H2O)62+/3+，FeX63-等如M(CN)63- (M=Fe,Co)，Fe(phen)32+等三种可能的电子排布：低自旋（强场配体）高自旋（弱场配体）自旋交叉第24页/共28页 电子成对所需能量静电排斥能交换能损失 电子成对能(P)：P第25页/共28页吸收光波长/nm被吸收光的颜色观察到物质的颜色400435紫绿黄435480蓝黄480490绿蓝橙490500蓝绿红500560绿红紫560580黄绿紫580595黄蓝595605橙绿蓝605750红蓝绿5 配合物的可见光谱第26页/共28页晶体场理论的优、缺点：晶体