无机化学---第八章 配位化合物（上）ppt课件

1、第一节配合物的基本概念第一节配合物的基本概念配合物的基本概念配合物的基本概念第八章第八章 配位化合物配位化合物第一节第一节11.1.熟悉配合物的基本概念，（定义、组成、分类、熟悉配合物的基本概念，（定义、组成、分类、命名和配位键的本质）命名和配位键的本质）2.2.学会用配位化合物的结构理论（价键理论和晶学会用配位化合物的结构理论（价键理论和晶体场理论）解释常见配合物的颜色、磁性和稳定体场理论）解释常见配合物的颜色、磁性和稳定性等性质。性等性质。外轨型配合物和内轨型配合物外轨型配合物和内轨型配合物, , d d 轨轨道电子排布，道电子排布，CFSECFSE的计算的计算, , 磁矩的计算磁矩的计算

2、, , 配合物配合物稳定性的判断稳定性的判断d d电子分布和高低自旋的关系，推电子分布和高低自旋的关系，推测配合物的稳定性、磁性、配合物的颜色与测配合物的稳定性、磁性、配合物的颜色与d-dd-d跃迁的关系。跃迁的关系。3. 3. 利用酸碱平衡、沉淀溶解平衡和配位平衡之利用酸碱平衡、沉淀溶解平衡和配位平衡之间的关系解释配合物的稳定性和平衡转化现象。间的关系解释配合物的稳定性和平衡转化现象。28.1 配合物的基本概 念8.2配合物的化学键理论8.3配合物在水溶液中的稳定性8.4配合物的类型和制备方法8.5配位化学的应用和发展前景3.4定义：定义：凡是由两个或以上含有孤对电子或凡是由两个或以上含有孤

3、对电子或p电子电子的分子或离子（即配体）与具有空的价电子的分子或离子（即配体）与具有空的价电子轨道的中心原子或离子结合而成的结构单元轨道的中心原子或离子结合而成的结构单元称为配位个体，含有配位个体的化合物叫做称为配位个体，含有配位个体的化合物叫做配位化合物，简称配合物。配位化合物，简称配合物。 Coordination Compound，Metal complex 58-1-1 8-1-1 配合物的组成配合物的组成主要内容主要内容 1. 镧系、锕系元素通性镧系、锕系元素通性2. 我国稀土元素资源和提取我国稀土元素资源和提取3. 核反应类型核反应类型8-1-1 配合物的组成配合物的组成Cu(NH

4、3)4SO4(Cu(NH3)42+配离子配离子) )内界内界(SO42-) 外界外界配配位位数数配配体体 中心中心 离子离子( (形成体形成体) )Cu NH3 4SO4配配位位原原子子6.主要内容主要内容 1. 镧系、锕系元素通性镧系、锕系元素通性2. 我国稀土元素资源和提取我国稀土元素资源和提取3. 核反应类型核反应类型Fe(CO)5配配位位数数配配体体Fe CO5 中心中心 原子原子( (形成体形成体) )配位原子配位原子8-1-1 配合物的组成配合物的组成7.主要内容主要内容 1. 镧系、锕系元素通性镧系、锕系元素通性2. 我国稀土元素资源和提取我国稀土元素资源和提取3. 核反应类型核

5、反应类型1. 1. 形成体形成体中心离子或中心原子中心离子或中心原子为为绝大多数为金属离子绝大多数为金属离子如如 Fe3+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Ag+ 少数为非金属离子，如少数为非金属离子，如B3+、Si4+BF4- -、SiF62- -金属原子，如金属原子，如Ni、Fe8-1-1 配合物的组成配合物的组成具有能接受孤电子对空轨道的原子或离子具有能接受孤电子对空轨道的原子或离子 8.主要内容主要内容 1. 镧系、锕系元素通性镧系、锕系元素通性2. 我国稀土元素资源和提取我国稀土元素资源和提取3. 核反应类型核反应类型2. 2. 配位个体、配体及配位原子配位个体、配体及配位原子配位个体

6、配位个体形成体与一定数目配体形成体与一定数目配体 形成的结构单元形成的结构单元配位体配位体( (简称配体简称配体) ) 与形成体结合的离子或中性分子与形成体结合的离子或中性分子如如 Cu(NH3)42+ Fe(CO)5配体配体 NH3 CO常见的配体常见的配体 阴离子：阴离子：X- -、OH- -、CN- - 中性分子：中性分子：NH3、H2O、CO、RNH2(胺）胺）即能提供孤电子对的分子或离子即能提供孤电子对的分子或离子 9.常见配体的名称常见配体的名称:F 氟，氟， Cl 氯，氯， Br 溴，溴， I 碘，碘， O2 氧，氧， N3 氮，氮， S2 硫，硫， OH 羟，羟，CN 氰，氰，

7、 H 氢，氢， NO2 硝基，硝基， ONO 亚硝酸根，亚硝酸根， SO42 硫酸根，硫酸根， C2O42 草酸根，草酸根， SCN 硫氰酸根，硫氰酸根， NCS 异硫氰酸根，异硫氰酸根， N3 叠氮，叠氮，O22 过氧根，过氧根，N2 双氮，双氮， O2 双氧，双氧， NH3 氨，氨， CO 羰，羰， NO亚硝亚硝酰，酰， H2O 水，水， en 乙二胺，乙二胺，ph3P 三苯基膦，三苯基膦，101. 镧系、锕系元素通性镧系、锕系元素通性2. 我国稀土元素资源和提取我国稀土元素资源和提取3. 核反应类型核反应类型配位体配位体( (简称配体简称配体) )与形成体结合的中心离子或中心分子与形成体

8、结合的中心离子或中心分子配位原子配位原子配体中提供孤电子对与形成配体中提供孤电子对与形成 体形成配位键的原子体形成配位键的原子常见的配位原子：常见的配位原子：N、O、S、C、卤素原子、卤素原子如如 Cu(NH3)42+ Fe(CO)5配体配体 NH3 CO配位原子配位原子 N C11.主要内容主要内容 1. 镧系、锕系元素通性镧系、锕系元素通性2. 我国稀土元素资源和提取我国稀土元素资源和提取3. 核反应类型核反应类型2. 2. 配位个体、配体及配位原子配位个体、配体及配位原子配体：根据配体：根据一个一个配体中所含配位原子个数配体中所含配位原子个数 分为分为单齿单齿配体和配体和多齿多齿配体配体

9、单齿单齿配体配体多齿多齿配体配体一个配体所含一个配体所含配位原子个数配位原子个数12个或个或2个以上个以上举例举例NH3、 X- - OH- -H H2 2NCHNCH2 2CHCH2 2NHNH2 212.主要内容主要内容 1. 镧系、锕系元素通性镧系、锕系元素通性2. 我国稀土元素资源和提取我国稀土元素资源和提取3. 核反应类型核反应类型常见单齿配体常见单齿配体中性分子中性分子配体配体H2O水水NH3氨氨CO羰基羰基CH3NH2甲胺甲胺配位原子配位原子ONCN阴离子阴离子配体配体F- -氟氟ClCl- - 氯氯Br- -溴溴I- -碘碘OH- - 羟基羟基CN- -氰氰NO2- -硝基硝基

10、配位原子配位原子 FCl BrIOCN阴离子阴离子配体配体ONO- -亚硝酸根亚硝酸根SCN- -硫氰酸根硫氰酸根NCS- -异硫氰酸根异硫氰酸根配位原子配位原子OSN13.14主要内容主要内容 1. 镧系、锕系元素通性镧系、锕系元素通性2. 我国稀土元素资源和提取我国稀土元素资源和提取3. 核反应类型核反应类型常见多齿配体常见多齿配体分子式分子式名称名称缩写符号缩写符号草酸根草酸根(OX)乙二胺乙二胺(en)邻菲罗啉邻菲罗啉(o-phen)联吡啶联吡啶(bpy)乙二胺乙二胺四乙酸四乙酸(H4edta)NNNNCCO-OOO-15. Pt(en)22+CH22CH2CHNH22NH多齿配体16

11、主要内容主要内容 1. 镧系、锕系元素通性镧系、锕系元素通性2. 我国稀土元素资源和提取我国稀土元素资源和提取3. 核反应类型核反应类型3. 3. 配位数配位数与一个形成体成键的配位与一个形成体成键的配位 原子总数原子总数配位个体配位个体配位体配位体配位原子配位原子配位数配位数Cu(NH3)42+NH3单齿单齿N4 4CoCl3(NH3)3Cl- -NH3单齿单齿ClN6 6Cu(en)22+en双齿双齿N4 4en 的分子式为：的分子式为：配体为单齿，配位数配体为单齿，配位数= =配体的总数配体的总数配体为多齿，配位数配体为多齿，配位数配体的数目配体的数目17.影响配位数大小的因素影响配位数

12、大小的因素主要内容主要内容 1. 镧系、锕系元素通性镧系、锕系元素通性2. 我国稀土元素资源和提取我国稀土元素资源和提取3. 核反应类型核反应类型影响配位数大小的因素影响配位数大小的因素 1. 中心离子中心离子如如 配离子配离子 PtCl42 PtCl62 中心离子中心离子 Pt2+ Pt4+ 配位数配位数 4 6 电荷电荷离子电荷越高离子电荷越高,配位数越大。配位数越大。18.主要内容主要内容 1. 镧系、锕系元素通性镧系、锕系元素通性2. 我国稀土元素资源和提取我国稀土元素资源和提取3. 核反应类型核反应类型常见金属离子常见金属离子( (Mm+) )的配位数的配位数( (n) )M+nM2

13、+nM3+nM4+nCu+2、4 Cu2+4、6Fe3+6Pt4+6Ag+2Zn2+4、6Cr3+6Au+2、4 Cd2+4、6Co3+6Pt2+4Sc3+6Hg2+2、4Au3+4Ni2+4、6Al3+4、6Co2+4、6中心离子正电荷越多，配位数越大中心离子正电荷越多，配位数越大19.主要内容主要内容 1. 镧系、锕系元素通性镧系、锕系元素通性2. 我国稀土元素资源和提取我国稀土元素资源和提取3. 核反应类型核反应类型影响配位数大小的因素影响配位数大小的因素 1. 中心离子中心离子电荷电荷离子电荷越高离子电荷越高,配位数越大。配位数越大。半径半径半径越大，其周围可容纳的半径越大，其周围可容

14、纳的 配体较多，配位数大。配体较多，配位数大。如如 配离子配离子 AlF63 BF4 中心离子中心离子 Al3+ B3+ 半径半径 配位数配位数 6 420.主要内容主要内容 1. 镧系、锕系元素通性镧系、锕系元素通性2. 我国稀土元素资源和提取我国稀土元素资源和提取3. 核反应类型核反应类型影响配位数大小的因素影响配位数大小的因素 1. 中心离子中心离子电荷电荷离子电荷越高离子电荷越高,配位数越大。配位数越大。半径半径半径越大，其周围可容纳的半径越大，其周围可容纳的 配体较多，配位数大。配体较多，配位数大。但半径过大，但半径过大，中心离子对配体的引力减弱，中心离子对配体的引力减弱， 反而会使

15、反而会使配位数减小。配位数减小。如如 配离子配离子 CdCl64 HgCl42 中心离子中心离子 Cd2+ Hg2+ 半径半径 外轨型外轨型1031. 3内轨型内轨型dsp2NiNi(CNCN)4 42 2 107. 96外轨型外轨型sp3NiNi(NHNH3 3)4 42+2+内轨型内轨型外轨型外轨型配键配键类型类型稳定性稳定性 外轨型外轨型v配合物的稳定性：内轨型配合物的稳定性：内轨型 外轨型外轨型 v稳定常数稳定常数K Kf f: :内内 外外v磁矩磁矩 B.M.外轨型配合物，外轨型配合物，中心原子的电子结构不发生改变，未中心原子的电子结构不发生改变，未成对电子数多，成对电子数多， 较大

16、，一般为较大，一般为高自旋配合物高自旋配合物内轨型配合物，内轨型配合物，中心原子的电子结构发生了重排，未中心原子的电子结构发生了重排，未成对电子数减少，成对电子数减少， 较小，一般为较小，一般为低自旋配合物低自旋配合物v几何构型几何构型:内外轨型配合物内外轨型配合物,杂化方式不同杂化方式不同,空间构型会空间构型会不同不同 Ni(NH3)42+ sp3 正四面体正四面体 Ni(CN)42 dsp2 平面四边形平面四边形)2( nn59优势可以说明：优势可以说明：简单明了，易于理解和接受，可以解简单明了，易于理解和接受，可以解释配离子的杂化轨道类型释配离子的杂化轨道类型, ,说明了配离子的空间构型和说明了配离子的空间构型和配位数，以及配合物之间稳定性的差异。配位数，以及配合物之间稳定性的差异。价键理论的局限性价键理论的局限性(1)(1)可以解释可以解释Co(CN)Co(CN)6 6 4- 4- 易被氧化易被氧化Co(CN)Co(CN)6 6 3- 3- 但无法解释但无法解释Cu(NHCu(N