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第七章配位反应


[Cu(NH3)4]2+ [Fe(CN)6]3+ [Cr(en)3]3+
四氨合铜( 四氨合铜(Ⅱ)离子 六氰合铁( 六氰合铁(Ⅲ)离子 三乙二胺合铬( 三乙二胺合铬( Ⅲ )离子
含配阴离子的配合物
命名次序为 (1)配体 (2)中心离子 (3)外界的金属离子。 )配体;( )中心离子;( )外界的金属离子。 在中心离子和外界离子的名称之间加一“ 在中心离子和外界离子的名称之间加一“酸”字。
本章主要内容
7.1 配位化合物的基本概念 7.2 配位化合物的价键理论 7.3 配位化合物的离解 7.4 螯合物
7.1 配位化合物的基本概念
7.1.1 配位化合物的定义
世界上记载最早的配位化 合物是亚铁氰化铁(俗称普鲁 合物是亚铁氰化铁( 士蓝,又称柏林蓝,贡蓝, 士蓝,又称柏林蓝,贡蓝,铁 蓝,中国蓝 ),分子式为: ),分子式为: 分子式为 Fe4[Fe(CN)6]3,是普鲁士人狄 斯巴赫在制造染料时得到的。
硫酸四氨合铜( 硫酸四氨合铜(Ⅱ) 氢氧化二氨合银 三氯化六氨合钴(Ⅲ) 三氯化六氨合钴(
配位体的次序
如果在同一配合物中的配体不止一种时, 如果在同一配合物中的配体不止一种时,按下列顺序命名 (1)无机配体在前,有机配体在后; )无机配体在前,有机配体在后; (2)离子在前,分子在后; )离子在前,分子在后; (3)同类配体的名称。按配位原子元素符号的拉丁字母顺序 )同类配体的名称。 排列; 排列; (4)同类配体若配位原子相同,则将原子数少的配体排前面; )同类配体若配位原子相同,则将原子数少的配体排前面; (5)配位原子相同,配体中的原子数目也相同时,按照在结 )配位原子相同,配体中的原子数目也相同时, 构式中与配位原子相连的原子的元素符号的字母顺序排列
K2 [ PtCl6] Ca2 [ Fe(CN)6] H2 [ PtCl6]
六氯合铂( 六氯合铂(Ⅳ)酸钾 六氰合铁( 六氰合铁(Ⅱ)酸钙 六氯合铂( 六氯合铂(Ⅳ)酸
含配阳离子的配合物
命名次序为 (1)外界阴离子 (2)配体 (3)中心离子。 )外界阴离子;( )配体;( )中心离子。
[ Cu(NH3)4] SO4 [ Ag(NH3)2] OH [ Co(NH3)6] Cl3
sp3杂化轨道
[Ni(NH3)4]2+
3d 4s 4p
内轨型配合物
中心离子用部分内层空轨道接纳配体的孤对电子而形 成dsp2,d2sp3等内层杂化轨道的配离子叫做内轨型配离子; 它们的配合物叫做内轨型配合物。
例如:[Ni(CN)4]2+ ,dsp2杂化 例如:
dsp2杂化轨道
[Ni(CN)4]23d 4s 4p
配位体(配体) 配位体(配体)
在配合物中与中心离子配位的分子或阴离子 特征: 特征:能提供孤对电子
[Cu(NH3)4]SO4 配位体 K4[Fe(CN)6] 配位体
配位原子
配位体中能提供孤电子对与中心离 子直接结合的原子
[Cu(NH3)4]SO4 配位原子 K4[Fe(CN)6] 配位原子
配位体
没有外界的配合物
中心原子的氧化数可不必标出
Ni(CO)4 [ Pt(NH3)2 Cl2]
四羰基合镍 二氯·二氨合铂 二氯 二氨合铂
有些配合物有习惯上的名称, 有些配合物有习惯上的名称, 如K4[Fe(CN)6],又称亚铁氰化钾,俗名黄血盐 ,又称亚铁氰化钾,
7.2 配位化合物的价键理论
7.2.1 价键理论的基本要点
[NiCl4]23d Ni 3d Ni2+ 4s 4p 4s 4p
[NiCl4]2sp3杂化轨道
结果: 形成之前和之后, 中心原子的d电子排布 结果: [NiCl4]2-形成之前和之后 中心原子的 电子排布
没有变化, 没有变化,配位原子的孤对电子填在由外层轨道杂化而 得的杂化轨道上。 得的杂化轨道上。
[Cu(NH3)4]SO4溶液 Cu(OH)2沉淀 CuSO4溶液
CuSO4溶液
NH3˙H2O
Cu(OH)2沉淀
NH3 ˙ H2O
[Cu(NH3)4]SO4溶液
配位键
双方共用的电子对由一方单独提供的共价键
配合单元
含有配位键,在水溶液中不能完全解离为简单组成的部分 含有配位键,
配位化合物
带正电荷的配合单元与相反电荷的离子组成的化合物
配位数为6 配位数为
配位数为6的配离子的成键方式主要 配位数为 的配离子的成键方式主要 有两种: 一 是由中心原子提供外层的ns 有两种 (一)是由中心原子提供外层的 、 np、nd 轨道组成的sp3d2杂化轨道成键 杂化轨道成键; 由中心原子提供次外层的(n-1)d和 (二)由中心原子提供次外层的 和 外层的ns 轨道组成的 外层的 、np轨道组成的d2sp3杂化轨道 成键, 成键,空间构型均为正八面体。
未成对电子数多的配合物为高自旋配合物
7.2.3 外轨型和内轨型配合物
外轨型配合物
接纳配体的孤对电子而形成sp成 , sp2,sp3或sp3d2等杂化轨道的配离子叫做外轨型配离子; 它们的配合物叫做外轨型配合物。
例如: 例如:[Ni(NH3)4]2+ ,sp3杂化
7.1.2 配合物的组成
配合物由内界和外界两部分组成
内界:具有复杂结构单元的配离子,表示在方括号内; 内界:具有复杂结构单元的配离子,表示在方括号内; 外界: 外界:其它的部分
配合物的内界和外界常以离子键相结合。 配合物的内界和外界常以离子键相结合。 [ Co
中心离子
(NH3)
配体
6
]
Cl3
配位数
中心原子(M)有空轨道,配位体 有孤对电子, 有空轨道, 有孤对电子, ● 中心原子 有空轨道 配位体(L)有孤对电子 形成σ配位键 形成 配位键 M←L ← ● 中心原子的价电子轨道必须进行杂化 ● 杂化方式与空间构型有关
形成配位键的条件
中心原子必须具有空轨道; 中心原子必须具有空轨道;配体能提供孤电子对
7.1.3 配位化合物的命名
配离子
配离子中配位体的名称放在中心离子名称之前, 配离子中配位体的名称放在中心离子名称之前, 字将二者联系在一起。 用“合”字将二者联系在一起。配位体的数目用 三等数字表示, 一、二、三等数字表示,如果中心离子有不同的 氧化数,可在该元素名称后加一括号, 氧化数,可在该元素名称后加一括号,用罗马数 字表示它的氧化数。 字表示它的氧化数。
3s
3p
3d
Al
3s 3p 3d
Al3+
sp3d2杂化
AlF63FF- FFF- F-
杂化轨道的数目和类型, 杂化轨道的数目和类型,可以较好的说明 配离子的空间构型和中心原子的配位数。 配离子的空间构型和中心原子的配位数。
6.2.2 配合物杂化轨道的空间构型
配位数为2 配位数为
氧化数为+1的中心原子通常形成配位数为 氧化数为 的中心原子通常形成配位数为 2的配离子,如[Ag(NH3)2]+。 的配离子, 的配离子
第七章
配位反应
本章教学要求
1.掌握配合物的定义及命名;配合物价键理论的应用; .掌握配合物的定义及命名;配合物价键理论的应用; 配合物的稳定常数;配合物离解平衡的移动;杂化 配合物的稳定常数;配合物离解平衡的移动; 轨道理论在配合物中的应用; 轨道理论在配合物中的应用;螯合物的概念和螯合 效应 。 2.熟悉配合物的组成;配合物价键理论的主要论点。 .熟悉配合物的组成;配合物价键理论的主要论点。 3.了解单基和多基配合物。 .了解单基和多基配合物。 重点内容:配合物的价键理论; 重点内容:配合物的价键理论;配位平衡
杂化轨道类型与配离子空间构型的关系
配位数
2 3 4 5 6
空间构型 直线形
杂化轨道类型
sp 平面三角形 sp2 四面体 sp3 四方形 dsp2 三角双锥 dsp3、d3sp 四方锥 d4s 、d2sp2 八面体 sp3d2、d2sp3 三方棱柱 d4sp
实例 [Ag(NH3)2] +, [ Ag(CN)2]– [Cu(CN)3]2 – , [HgI3]– [Zn(NH3)4]2+ , [Cd(CN)4]2– [Ni(CN)4]2– [CuCl5]3– , [Fe(CO)5] [TiF5]2– , [SbF5]2– [FeF6]3– , [Fe (CN)6]3– [V(H2O)6]3+
外、内轨型配合物的差别
配位键的键能: 配位键的键能:内轨型 > 外轨型 配合物的稳定性: 配合物的稳定性:内轨型 > 外轨型 稳定常数: 稳定常数: 内轨型 > 外轨型
外、内轨型配合物的判别
一般根据物质的磁矩来确定
µ ≈ √ n( n+2)
式中 µ 为磁矩,n 为未成对电子数。 为磁矩, 为未成对电子数。 中心原子的电子结构不发生改变, 中心原子的电子结构不发生改变, 未成对电子数多, 未成对电子数多,µ 较大。 中心原子的电子结构发生了重排, 中心原子的电子结构发生了重排, 未成对电子数减少, 较小。 未成对电子数减少, µ 较小。
[Ni(CN)4]23d Ni 3d Ni2+ 4s 4p 4s 4p
[Ni(CN)4]2dsp2杂化轨道
结果: 形成之前和之后, 中心原子的d电子排 结果:[Ni(CN)4]2-形成之前和之后 中心原子的 电子排
布发生了变化,原来由单电子占据、后来腾空了的 布发生了变化,原来由单电子占据、后来腾空了的(n-1)d 轨道参与了杂化。 轨道参与了杂化。
■ 单齿配体
一个配体中只有
■ 多齿配体
一个配体中有两
一个配位原子。 一个配位原子。
例如: 例如:NH3,OH-,X-, SCN-
个或两个以上的配 位原子。 位原子。
例如:乙二胺( ) 例如:乙二胺(en)
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