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无机化学第十章++配位化合物

● 配位实体的命名:配位体名称在前,中心原子名称在 后(例如[Cu(NH3)4]2+叫四氨合铜(II));不同配位体名称顺序与 化学式的书写顺序相同,相互之间以中圆点“· ”分开,最后 一种配位体名称之后缀以“合”字;配位体个数用倍数字头 “一”、“二” 等汉语数字表示,中心原子的氧化态用元素 名称之后置于括号中的罗马数字表示。
● 多齿配体: 含有多个配位原子的配体
螯合剂和螯合化合物
叶绿素是镁的大环
配合物,作为配位体的 卟 啉 环 与 Mg2+ 离 子 的 配 位是通过4个环氮原子实 现的。叶绿素分子中涉 及 包 括 Mg 原 子 在 内 的 4 个六元螯环。
血红素是铁卟啉化合物,是血
红蛋白的组成部分。 Fe原子从血红 素分子的下方键合了蛋白质链上的1 个N原子,圆盘上方键合的O2分子 则来自空气。
● 含络离子的配合物:阴离子名称在前,阳离子名称在 后,阴、阳离子名称之间加“化”字或“酸”字。例如 [Ag(NH3)2](OH) 和 [CrCl2(H2O)4]Cl 分 别 叫 氢 氧 化 二 氨 合 银 (I) 和一氯化二氯·四水合铬(III); 而[Cu(NH3)4]SO4叫硫酸四氨合 铜(II), 加“酸”字。
等量左旋异构体与右旋异构体混合后不具旋光性,这样的 混合物叫外消旋混合物。
三、配合物化学式的书写和命名原则
配位化合物的命名,显然离不开配体:
F- 氟, Cl- 氯, Br- 溴, I- 碘, O2- 氧, N3- 氮,
S2- 硫, OH- 羟基, C N- 氰, - NO2- 硝基,
பைடு நூலகம்
- ONO-
指导药物设计 Hard and soft acids and bases
除Ag+之外, 其他软酸金属离子的毒性都很强。例如, 汞中 毒可能是由于Hg2+(软酸)与蛋白质分子中的S2-(软碱)结合, 从而 改变了蛋白质分子的结构。由于Se是比S更软的原子(留意它们 在周期表中的位置), 从而对Hg显示出更强的结合力。根据这一 原理, 药物化学家有可能设计出含Se药物, 从汞中毒患者的蛋白 质S原子上除去Hg2+离子。这就是说, 尽管Se2-是个毒性很大的 软碱,但一定条件下却能产生有益的效应。
旋光异构体的熔点相同,但光学性质不同: 互为旋光异构体的两种物质,使偏振光偏转的方 向不同。
20_446
Polarizing filter
Unpolarized light
Tube
containing
sample

Polarized light
Rotated polarized light
互为旋光异构体的两种物质,使偏振光偏转的方向不同: 按一系列的规定,分别定义为左旋(L-)和右旋(D-)。
负离子 配体
中性分子
X− H2O
SCN− NH3
C2O42− CO
CN− en
配体又因含有的配位原子数目不同分为: 单齿配体 (Monodentate ligand) 多齿配体 (Polydentate ligand) 。
● 单齿配体: 只含有一个配位原子的配体 X− OH−(羟基) CN− SCN−(硫氰根) CO(羰基) NO2−(硝基) H2O NH3 NCS−(异硫氰根)
[Co(NH3)6] [Cr(CN)6]
中心金属原子(离子):电子对接受体 — Lewis 酸 配体 :电子对给予体— Lewis 碱
(一)配位化合物的组成
(二)配体与配位原子
能够提供孤电子对的分子或离子叫做 配体;配体中给 出孤电子对与中心原子直接形成配位键的原子叫配位原子 (如配体NH3中的N原子,配体CN-和CO中C原子)。
1价金属离子
Cu+ 2,4 Ag+ 2 Au+ 2,4
2价金属离子
Ca2+ 6 Mg2+ 6 Fe2+ 6 Co2+ 4,6 Cu2+ 4,6 Zn2+ 4,6
3价金属离子
Al3+ 4,6
Cr3+ 6
Fe3+
6
Co3+ 6
Au3+ 4
二、配位化合物的异构现象
异构体(isomers):分子式相同,结构和性质不同 配位化合物的异构现象是指配位单元的异构现象
软碱: 电负性小(易给出电子);易变形
I-,S2-,CN-,SCN-,CO,C6H6,S2O32- 等。
acid
base
经验表明,软硬程度相似的酸碱相结合形成的物质 稳定。这一规律通常称之为“软亲软、硬亲硬”原则。 配位单元的中心是路易斯酸,而配体是路易斯碱, 二者以配位键结合成酸碱配合物。中心与配体之间结 合得牢固与否,与酸碱的软硬性质有关。
四、配位化合物的稳定性
(一)软硬酸碱原则:The Hard Soft Acid Base Principle (HSAB)
硬酸: 半径小;电荷高;电子云变形性小
① I A,II A 族阳离子; ② B3+,Al3+,Si4+ 等 III A,IV A 族阳离子; ③ La3+,Ce4+,Ti4 + 等 8e 高电荷小半径的阳离子; ④ Cr3+,Mn2+,Fe3+,Co3+ 等 (8 ~ 18)e 的阳离子。
例:H2[SiF6],[Ag(NH3)]Cl ② 在配位单元中如既有无机配体,又有有机配体,
则无机配体排在有机配体之前。
例:cis-[PtCl2(Ph3P)2], [Pt(CO3)(en)] ③ 无机配体和有机配体中,先列出阴离子,后列出
中性分子。 例:K[PtCl3NH3],[Co(N3)(NH3)5]SO4
配位单元:是由中心原子(或离子)与配体(阴离子或 分子)以配位键的形式结合而成的复杂离子或分子;
配合物:凡是含有配位单元的化合物都称配合物。
配位单元: [Co(NH3)6]3+,[Cr(CN)6 ]3-,Ni(CO)4 配阳离子 配阴离子 配分子
配位化合物: [Co(NH3)6]Cl3,K3[Cr(CN)6],Ni(CO)4
顺-二氯二氨合铂(Ⅱ) 棕黄色
反-二氯二氨合铂(Ⅱ) 淡黄色
S = 0.2523 g/100g H2O S = 0.0366 g/100g H2O 具抗癌活性(干扰DNA复制) 不具抗癌活性
MA2B2, MABC2 型正方形配位单元有顺反异构, 而 MA3B 型正方形配位单元则没有顺反异构;
例:配位数为 6 的 MA2B4 型配单元有两种几何异构体, 如二氯四氨合钴(Ⅲ)
顺式
配位数为 6 的 MA2B4 型配单元
面式
经式
配位数为 6 的 MA3B3 型配位单元
反式
顺式
一反二顺 3 种
配位数为 6 的 MA2B2C2 型配位单元
一般来说,配体数目越多,种类越多,异构现 象则越复杂。
旋光异构(对映异构):配体的相互位置一致,但在中
心周围的排列取向不同时,两个配位单元也可能不重合。若两 个配位单元互为镜像但又不能重合的,则互为旋光异构体。
第十章 配位化合物
本章主要内容
一、配位化学的基本概念和术语 二、配位化合物的异构现象 三、配位化合物的书写与命名 四、配位化合物的稳定性 五、配位化合物的价键理论 六、配位化合物的晶体场理论
一、配位化学的基本概念和术语
早在1798, 法国化学家塔赦特 (B.M. Tassaert) 观察到钴盐在 氯化铵和氨水溶液中转变为CoCl3∙6NH3,但不明白为什么 CoCl3,NH4Cl 这样原子价饱和的无机物还会进一步结合形成新 的化合物。
旋光异构
[Co(NH3)5(NO2)]Cl2
Pentaamminenitrocobalt(III)
chloride
[Co(NH3)5(ONO)]Cl2
Pentaamminenitritocobalt(III)
chloride
顺反异构体(几何异构):配体相互位置不同 例:配位数为4的平面四边形的二氯二氨合铂(II)
软酸: 半径大;电荷低;电子云变形性大
Cu+,Ag+,Au+,Cd2+,Hg2+,Hg22+,Tl+,Pt2+ 等。
硬碱: 电负性大(不易给出电子); 不易变形
H2O,OH-,O2-,F-,Cl-, SO42-, NO3-, ClO4-, CO32-, Ac -, NH3, RNH2, N2H4 等。
④ 对多种配体同为负离子或同为中性分子的,按配 位原子元素符号的英文字母顺序排列。
例:[Co(NH3)5(H2O)]3+ ⑤ 同类配体中若配位原子相同,则将含较少原子数
的配体排在前面,较多原子数的配体列后。
例:[PtNO2NH3NH2OH(py)]Cl
关于命名原则
IUPAC的规则是按配体的英文名称词头字母的英文字母 顺序命名。我国采取与化学式一致的方法来命名:
直到1893年维尔纳(A.Werner) 创立配位学说才逐步弄清其本 质。
化学组成为 CoCl3·6NH3 的化合物: ① 六个NH3和Co3+ 以配位键结合,形成
[Co(NH3)6]3+(配位单元) ② 而整个分子为 Co(NH3)6]Cl3(配位化合物)
Alfred Werner (1866—1919 )
Fe(CO)5
Co(NO2 )3 (NH3 )3 Ca(EDTA)2
硫酸四氨合铜(Ⅱ) 六异硫氰根合铁(Ⅲ)酸钾
六氯合铂(Ⅳ)酸 氢氧化四氨合铜(Ⅱ) 五氯•氨合铂(Ⅳ)酸钾 硝酸羟基•三水合锌(Ⅱ) (三)氯化五氨•水合钴(Ⅲ)
五羰(基)合铁 三硝基•三氨合钴(Ⅲ) 乙二胺四乙酸根合钙(Ⅱ)
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