第五章配位化合物
配盐:先阴离子后阳离子,简单酸根加“化”字, 复杂酸根加“酸”字如[Co(NH3)5(H2O)]Cl3, [Cu(NH3)4]SO4, K3[Fe(CN)6]
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(1)命名原则: 按照中国化学会无机专业委员会制定
规则命名
配体数 配体名称 合 中心元素名称(氧化态值)
以一、二、 不同配 三表示 体“•”分开
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如何来判断一种配离子是内轨型还是外轨型 呢?通常判断的依据是磁矩。
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四、磁矩
磁矩由分子中未成对的电子自旋而产生。从经典电磁学看,电子绕 核运动相当于电流在一个小线圈上流动,会产生磁矩。分子磁矩等 于分子中各电子产生的磁矩总和。若电子都已配对,m=0;若有 成单电子,m≠0;磁矩m的数值随未成对电子数的增多而增大。
铜氨配离子 银氨配离子 铁氰化钾(赤血盐) 亚铁氰化钾(黄血盐) 氟硅酸
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练习
K[PtNH3Cl3] 三氯·一氨合铂(Ⅱ)酸钾
[Co2(CO)8]
八羰基合二钴
[Co(en)2(ONO)2]NO2 亚硝酸二亚硝酸根·二乙二胺合钴(Ⅲ)
[Co(NH3)3(H2O)Cl2]Cl 氯化二氯·三氨·一水合钴(Ⅲ)
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§7-2 配合物的结构 ——价键理论和空间构型
一、价键理论的要点
配合物的价键理论是在共价键的价键理论的 基础上发展起来的。
价键理论认为:配位键是中心离子通过空轨 道,接受配位原子提供的孤对电子,形成的一类 特殊的共价键。
中心离子空轨道 配位键 配位原子含孤对电子的轨道
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配位键的形成
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(二)配位数为4 1、sp3杂化:四面体型 [Zn(NH3)4]2+ Zn:3d104s2 →Zn2+:3d 10(4s04p0)
在NH3作用下,Zn2+采取sp3杂化,形成正四面 体型的杂化空轨道,与配体中NH3中N原子的4对孤对 电子形成四个配位键。
再如: [Ni(NH3)4]2+、[CoCl4]2-、[HgI4]2-
3 )2 + 、Co( 、Fe(CN )6
H 2O
4
)4
Hale Waihona Puke 2中性配分子:Pt( NH 3 )2Cl2 、Ni (CO)4
2.配合物:含有配离子或形成配分子的化合物
Cu(NH3 )4 SO4 、Ag(NH3 )2 Cl 、K3Fe(CN )6 Ni(CO)4 、Pt(NH3 )2Cl2
第五章 配位化合物 (Coordination compounds)
(书上第7章)
配位化合物简称配合物,也叫络合物(complex ) 。 像我们熟悉的[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+等都是配合物。 实际上,自然界中绝大多数的无机化合物都是以配合物的 形式存在的,例如:金属离子在溶液中大部分是以水合配 离子的形式存在,象[Fe(H2O)6]3+;动、植物还有人体中 也有许多配合物。配合物涉及的领域非常多,应用也非常 广泛,尤其是一些尖端科技的发展:化学模拟生物固氮、 人工模拟光合作用、太阳能的利用等,也与配合物密切相 关。
NO2-(以氮原子为配位原子) ONO- (以氧原子为配位原子) SCN- (以硫原子为配位原子) NCS- (以氮原子为配位原子) (4) 有些常见的配合物都有些习惯用名:
硝基 亚硝酸根 硫氰酸根 异硫氰酸根
[Cu(NH3)4]2+ [Ag(NH3)2]2+ K3[Fe(CN)6] K4[Fe(CN)6] H2SiF6
布发生变化 。配合物是平面四方形。
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(三)配位数为6:正八面体型
1、sp3d2杂化: [FeF6]3-,Fe:3d64s2 → Fe3+:3d 5(4s04p04d0)
配位原子的电负性很大,如卤素、氧等, 不易给出孤电子对,使中 心离子的结构不发生变化,仅用外层的空轨道ns,np,nd进行杂 化生成能量相同,数目相等的杂化轨道与配体结合。
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绿色植物中的叶绿素主要成分是镁的配合物
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3
人体中输送氧气的血红蛋白是铁的配合物
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§7.1 配合物的基本概念
一、配合物定义
1.配离子:由一个简单正离子(或原子)和几个中性分
子(或负离子)以配位建结合而成的复杂离子。
正配离子:Ag( NH 负配离子:HgI4 2-
F+3e(CN)6
3
C+2o(H2O)2
-1
Cl
4
2
反过来,根据配离子的电荷数和配体的电
荷数,也可以推算出中心离子的电荷数。
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三、配合物的类型
配合物的种类非常多,主要有两大类: (一)简单配合物
单齿配体与中心离子形成的配合物。
[Ag(NH3)2]Cl、[Fe(H2O)6]Cl3
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(二)配体与配位原子
配离子中,与中心离子紧密结合的中性分子 或负离子叫配体(ligand)。
常见配体:N
H3
、H2
O
、
Cl
、
I
、S
C
N
、S
O32、en、EDTA
配体中,有一个原子可以提供孤对电子,与
中心离子以配位键相结合,这个原子叫配位原子。
配位原子一般为电负性较大的非金属元素的原子,
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(三)金属有机化合物:金属原子与有机配体中的C原子结 合而形成的配合物。
Fe
二茂铁[Fe(C5H5)2]
汽油抗震剂、硅树脂、橡胶熟化剂、紫外光吸收剂
(四)其它类型:多核配合物,多酸性配合物
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四、配合物的命名
配酸: XXX酸 如H[BF4], H2[SiF6]
配碱:氢氧化××× 如[Cu(NH3)4](OH)2
以罗马数字Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ表示
例 [Cu(NH3)4]2+ 四氨合铜(II)配离子
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(2) 内界多种配体共存时命名顺序
与书不一致
①无机配体与有机配体共存时,无机在前;
K[PtPyCl3] 三氯· 一吡啶合铂(Ⅱ)酸钾 ②多种无机配体共存时,阴离子配体在前,中性分子在后;
K[PtNH3Cl3] 三氯· 一氨合铂(Ⅱ)酸钾 ③配体类型相同,按配位原子元素符号英文字母顺序排列;
如:C、N、O、S、X。
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单齿配体:只含有一个配位原子的配体
多齿配体:含有两个或两个以上配位原子的配体 (多为有机分子)
en:
N
H2CH2CH2
N
H
2
EDTA :
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(三)配位数(coordination number)
直接同中心离子配合的配位原子的数目。 [Cu(NH3)4]2+:4
(二)螯合物(chelate)
多齿配体与中心离子形成的具有环状结构的 配合物。
最常见的螯合剂:en、EDTA
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根据成环原子数目,可以分成四元环、五元
环、六元环、七元环,其中五元环和六元环最稳定,
而且,环数越多越稳定,[Cu(en)2]2+中有两个五
元环,[CaY]2-有五个五元环。
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[Co(H2O)(NH3)5]Cl3 三氯化五氨·一水合钴(Ⅲ) ④ 配体类型、配原子都相同,原子数少的在前;
[Pt(Py)(NH3)(NO2)(NH2OH)]Cl氯化一硝基 •一 氨 •一
羟氨 •一 吡啶合钴 ( II )
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(3) 某些配位体具有相同的化学式,但由于配位原子 不同而有不同的命名,使用时要加以注意:
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n
μ/μB(计算值)
1
1.73
2
2.83
3
3.87
4
4.90
5
5.92
μ/μB(实验值) 1.7~1.8 2.7~2.9 3.8 4.8~4.9 5.9
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根据μm值→求出中心离子的单电子数→推断中心离子 的内层d电子是否重排→判断中心离子的杂化方式。
外界是 Cl- ,内界是 [Co(NH3)2(H2O)2Cl2]+ , 中心离子是 Co3+ ,配体是 NH3、H2O、Cl- ,配位原 子是 N、O、Cl ,配位数是 6 。
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类别 配酸 配碱 配盐
配分子
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化学式
H2[SiF6] H2[PtCl6] [Ag(NH3)2]OH [Cu(NH3)4]SO4 [CrCl2(H2O)4]Cl [Co(NH3)5(H2O)]Cl3 K4[Fe(CN)6] Na3[Ag(S2O3)2] K[PtCl5(NH3)] NH4[Cr(NCS)4(NH3)2] [Fe(CO)5] [PtCl4(NH3)2] [Cr (OH) 3(H2O)(en)]
习惯上,配合物和配离子没有严格区分,配离子也可以叫配合物
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二、配合物的组成
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内界是整个配合物的中心,由中心离子(或 原子)和配体构成。
(一)中心离子
又称配合物形成体,是配离子的核心,一般 是带正电荷的金属离子,也有的是原子。
过渡金属的离子最适合做中心离子(ⅢB~ⅡB): Fe2+、Fe3+、Co2+ 、 Ni2+、Cu2+、Zn2+、Ag+
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2、d 2sp3杂化:[Fe(CN)6]3-,Fe3+:3d 5
配位原子的电负性较小,如氰根离子(CN-,以C配位),(NO2-, 以N配位 ),较易给出孤电子对,对中心离子的影响较大,使电子层结构发生变 化,(n-1)d 轨道上的成单电子被强行配对,(n-1)d,ns,np进行杂 化生成能量相同,数目相等的杂化轨道与配体结合。