第五讲配位化学
配位化合物
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【2010全国化学竞赛大纲】
初赛:
络合物(配合物)与络离子(配离子)的 基本概念。
重要而常见的络离子的中心离子(原子) 和重要而常见的配位体(水、羟基、卤离 子、拟卤离子、氨分子、酸根离子等)
重要络合剂与重要络合反应。
络合反应与酸碱反应、沉淀反应、氧化还
原反应的联系的定向说明(不要求用计算
多基配位体:一个配位体中有两个或两个以 上的配位原子与中心离子配位, 称为多基配位体。
如C2O42-、乙二胺、乙二胺四乙酸(EDTA).
乙二胺(en): NH2—CH2—CH2—H2N
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OO
草酸根:
‖‖
—O—C—C—O—
乙二胺四乙酸(EDTA)
HOOC—CH2
CH2—COOH
螯合物具有特殊的稳定性,其中又以 五员环、六员环最稳定,环越多越稳定。
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例:稳定性
[Cu(EDTA)]2- > [Cu(en)2]2+ >[Cu(NH3)4]2+
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异性双位配体(两可配体): 如:SCN-, CN-, NO2-等
NCS MM N CS
择。
3
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1 基本概念 1.1 配合物及其组成
例:以下三种复杂化合物 AgCl·2NH3 CuSO4·4NH3 KCl·MgCl2·6H2O
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溶于水后:
AgCl·2NH3 → [Ag(NH3)2]+ + ClCuSO4·4NH3 →[Cu(NH3)4]2++SO42KCl·MgCl2 ·6H2O → K+ +Mg2++3Cl- + 6H2O
O
CH2
CO—CH2
O
N
Zn
O
N
CH2 CH2
CO CH2 CH2
O
CO
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螯合物:具有环状结构的配合物称为螯合物. 螯合物中的环称为螯环。多基配位体
又称为螯合剂。中心离子与螯合剂个数之 比称为螯合比。
例:[Cu(en)2]2+ 中,螯合比 = 1︰2 [Zn(EDTA)]2-中,螯合比 = 1︰1
2. 配 位 体 : 与 中 心 离 子 配 合 的 离 子 或 分子称为配位体.
如H2O、NH3、CN- 、 Cl-、F- 等。
3. 配位原子:在配位体中,直接与中心 离子配位的原子称为配位原子。
H2O中的O ,NH3中的 N ,CN-中的C.
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单基配位体:配位体中只有一个原子与中心 离子配位。H2O、NH3、CN-、 Cl-、F- 等是单基配位体。
说明)
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【2010全国化学竞赛大纲】
决赛:
配合物的化学键的杂化轨道理论。络离子的 杂化轨道模型。(平面四边形配位、四面体 配位和八面体配位等)。单电子磁矩与杂化 类型的关系。立体结构与杂化轨道。
配合物的异构问题(包括顺反异构与光学异 构)。
利用平衡常数的计算。
滴定分析中的EDTA法及滴定缓冲体系的选
Cu2+ 的配位数为 4 Cu2+ 的配位数为 4 Fe3+ 的配位数是 6 Zn2+的配位数是 6
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配位数与配合物空间构型的关系 例:[Ag(NH3)2]+ 配位数为2,
H3N——Ag——NH3
直线型
[Cu (NH3)4 ]2+ 配位数为4,有平面四方型.
H3N Cu2+
N—CH2CH2—N
HOOC—CH2
CH2—COOH
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多基配位体与中心离子配位后形成的配 合物具有环状结构,例:[Cu(en)2]2+
H2C—H2N Cu
H2C—H2N
NH2—CH2 NH2—CH2
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例:[Zn(EDTA)]2- (五个五员环)
CO
NC S
O
N
M
M
O
O
O
MN O
N
O
M
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桥连配体:
如:OH-,X-,N3-,CN-,SCN-,C2O42-,等
H MO M
O MN
OM
N
N
N
M
M
M N CSM
OO
M
M
OO
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4.配位数: 直接与中心离子配位的配位 原子的数目叫做中心离子的配位数.
例: [Cu (NH3)4]SO4 [Cu(en)2]2+ K3 [Fe (CN)6 ] [Zn(EDTA)]2-
几何异构: 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
H 3N
Cl
Pt
H3N
Cl
顺-二氯·二氨合铂 极性
H3N
Cl
Pt
Cl
NH 3
反-二氯·二氨合铂
非极性
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例2:八面体型的Pt(NH3)4Cl2
NH3
H3N
NH3
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[Zn(NH3)4]2+ 配位数为4,正四面体.
[FeF6]3- 配位数为6,正八面体.
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例题:
1.配合物 [Fe (en)3]Cl3,其配位体是 _________,中心离子的配位数是 _____________。
2.配合物 [Co(NH3)4(H2O)2]Cl3,其中心 离子是_________,配位体是 ______________
3.[PtCl2(NH3)2]的配位体是________, 配位原子是_________。
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配合物的异构现象
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。
几何异构 立体异构
光学异构
化学结构异构
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例如:红色的CsRh(SO4)2.4H2O复盐就是配 合物 。
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配合物的组成
[Cu (NH3) 4 ] SO4
中配配 外
心位位 界
离体体
子
数
内界
K3 [Fe (CN) 6 ]
外 界
中配配 心位位 离体体
子数
内界
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1.中心离子:配合物中占据中心位置 正离子或原子。又称形成体.
配合物:含有配离子(配位单元)的化合
物称为配合物。
AgCl·2NH3、 CuSO4·4NH3是配合物 ,
KCl·MgCl2 ·6H2O 为复盐。
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什么是复盐?(重盐)
复盐 —— 即由两种或两种以上同种晶型的 简单盐类所组成的化合物 。
复盐究竟是不是配合物 ?
应以配合物特征 —— 即是否含有配位键来 判断 。