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天津大学无机化学课件第八章配位化合物1
2015-1-25 无机化学
(2) 配体 电荷——电荷越多,配体间斥力增大, 配位数越小 如 配离子 [Zn(NH3)6]2+ [Zn(OH)4]2 配体 NH3 OH 配位数 6 4 半径——半径越大,中心离子所能容纳 配体数减少,配位数越小 如 配离子 [AlF6]3 [AlCl4] 配体 F Cl 配位数 6 4
d8
大多数为内轨型 Ni2+、Pt2+、 Pd2+
Fe3+、Co2+
d4~d7 内轨型、外轨型
2015-1-25 无机化学
配位键类型——内轨配键、外轨配键
影响因素: 中心离子的电荷 电荷增多,易形成内轨型配合物 [Co(NH3)6]2+ 外轨型配合物
[Co(NH3)6]3+ 内轨型配合物
2015-1-25
2015-1-25 无机化学
[Cu(NH3)4]2+
影响配位数大小的因素
(1) 中心离子 电荷——离子电荷越高,配位数越大
如
配离子 中心离子
[PtCl4]2 Pt2+
[PtCl6]2 Pt4+
配位数
2015-1-25
4
无机化学
6
常见金属离子(Mm+)的配位数(n) M+ n M2+ n M3+ n M4+ n Cu+ 2、4 Cu2+ 4、6 Fe3+ 6 Pt4+ 6 Ag+ 2 Zn2+ Au+ 2、4 Cd2+ Pt2+ Hg2+ Ni2+ Co2+
2+
3d
4NH3
sp3
[Ni(CN)4]2-—— 正方形
Ni2+价层电子结构为
[Ni(CN)4]22015-1-25 无机化学
3d 3d
4s
4p
4CNdsp2
[Fe(CO)5]—— 三角双锥体
Fe价层电子结构为
3d 4s 4p
5CO
[Fe(CO)5]
3d dsp3
2015-1-25
无机化学
[CoF6]3-—— 正八面体 Co3+价层电子结构为
5d
5d
6s
6p
2NH3
sp
NH3
2015-1-25
Hg2+
无机化学
NH3
[CuCl3]2-——正三角形
Cu+价层电子结构为
3d
4s
4p
[CuCl3]2-
3d
3Clsp2
Cl-
Cl-
2015-1-25
无机化学
Cl
[Ni(NH3)4]2+—— 正四面体
Ni 价层电子结构为
2+
3d
4s
4p
[Ni(NH3)4]
2015-1-25 无机化学
常见多齿配体 分子式 名称 草酸根 乙二胺
缩写符号
(OX) (en)
邻菲罗啉 (o-phen)
联吡啶
乙二胺 四乙酸
2015-1-25 无机化学
(bpy)
(H4edta)
3. 配位数——与一个形成体成键的配位 原子总数 配位个体 配位体 配位原子 配位数
NH3 单齿 N 4 ClCl [CoCl3(NH3)3] 6 单齿 NH3 N [Cu(en)2]2+ en 双齿 N 4 配体为单齿,配位数=配体的总数 en 的分子式为: 配体为多齿,配位数=配体的数目×齿数
2015-1-25 无机化学
[Ni(NH3)4]2+ [Ni(CN)4]2 Ni2+的d电子构型 d8 杂化轨道 sp3 dsp2 配键类型 外轨型 内轨型 未成对电子数 2 0 磁性 顺磁性 反磁性 2.83 0 /B.M.
磁性
=√n(n+2)
—磁矩,单位为波尔磁子,符号 B.M.
n—未成对电子数
2015-1-25 无机化学
2. 配合物的稳定性、磁性与键型关系
稳定性
同一中心离子形成相同配位数的配离子时 稳定性: 内轨型 > 外轨型 [FeF6]3- [Fe(CN)6]3[Ni(NH3)4]2+ [Ni(CN)4]2 杂化 3 2 2sp3 3 2 sp d d sp dsp 轨道 配键 外轨型 内轨型 外轨型 内轨型 类型 Kf 1014 1042 107. 96 1031. 3 稳定性 < <
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4、6 4、6 4 2、4 4、6 4、6
Cr3+ Co3+ Sc3+ Au3+ Al3+
无机化学
6 6 6 4 4、6
影响配位数大小的因素
(1) 中心离子 电荷——离子电荷越高,配位数越大 半径——半径越大,其周围可容纳的 配体较多,配位数大 如 配离子 [AlF6]3 [BF4] 半径 r(Al3+) > r(B3+) 配位数 6 4
NCS
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N
无机化学
异硫氢酸根
注意
某些分子或基团,作配体后读法上有所改 变
如
Байду номын сангаас
CO
OHNO
羰基
羟基 亚硝基
2015-1-25
无机化学
第八章 配位化合物
第二节
配合物的化学键理论
2015-1-25 无机化学
配合物中的化学键
是指配合物中的形成体与配体之间 的化学键
2015-1-25
无机化学
如
Na3[Ag(S2O3)2] 二(硫代硫酸根)合银(Ⅰ)酸钠 NH4[Cr(NCS)4(NH3)2] 四(异硫氰酸根)· 二氨合铬(Ⅲ)酸铵
2015-1-25
无机化学
注意
有些配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 如 配体
ONO-
配位原子
O
命名
亚硝酸根
NO2
SCN
N
S
硝基
硫氢酸根
无机化学
配位键类型——内轨配键、外轨配键
影响因素: 配位原子电负性 电负性 大 小
2015-1-25
易形成配合 物类型 外轨型 内轨型
无机化学
实例 F、Cl、O C(CN-、CO)
配位键类型——内轨配键、外轨配键 中心原子或离子与电负性较大的配 位原子,形成外轨配键,这种配位 键,离子性成分较大,又称为电价 配键。 中心原子或离子与电负性较小的配 位原子,形成内轨配键。这种配位 键, 离子性成分较小,共价键成分 较大,又称共价配键。
配位原子
[Fe(CO) Fe CO 5]
中心 配 配 原子 体 位 数 (形成体)
2015-1-25 无机化学
8-1-1 配合物的组成
1. 形成体——中心离子或中心原子, 绝大多数为金属离子 如 Fe3+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Ag+ 少数为非金属离子 如 B3+ {[BF4]-} 、Si4+ {[SiF6]2-} 金属原子 如 Ni {[Ni(CO)4}、Fe {[Fe(CO)5}
2015-1-25 无机化学
8-1-2 配合物的化学式和命名
1. 配合物的化学式 原则 含有配离子的配合物:阳离子在前, 阴离子在后 如 [CrCl (H O) ]Cl 2 2 4 整个配位个体用方括号[ ]括起来 配位个体:形成体→配体
[Cr(NH3)5(H2O)]Cl3
阴离子→中性分子 无机配体→有机配体
2015-1-25 无机化学
(3)外界条件 增大配体浓度 降低反应温度
有利于形成高配位数的配合物
2015-1-25
无机化学
4. 配离子电荷
配离子电荷 = 形成体与配体电荷的代数和 = - 外界离子的电荷 配合物 [Cu(NH3)4]SO4 K3[Fe(CN)6] Cu2+ Fe3+ 形成体 NH3 CN配体 +2 (+3)+(-1)×6=-3 配离子电荷 SO4 K+ 外界 [Cu(NH3)4]2+ [Fe(CN)6]3配离子
8-2-1 价键理论
形成体的杂化轨道与配位 原子的孤电子对的原子轨道成键,形 成配位键,即M←L
基本要点
2015-1-25
无机化学
1. 配合物的几何构型和配位键键型
几何构型
由于形成体的杂化轨道
具有一定的伸展方向,使
形成的配合物具有一定的
几何构型。
2015-1-25 无机化学
轨道杂化类型与配位个体的几何构型 配位数 杂化类型 几何构型 实例 sp [Hg(NH3)2]2+ 直线形 2 3
2015-1-25 无机化学
2. 配位个体、配体及配位原子 配体:根据一个配体中所含配位原子个数 配体分为单齿配体和多齿配体 单齿配体 一个配体所含 配位原子个数 多齿配体
1
NH3、 XOH无机化学
2个或2个以上 H2NCH2CH2NH2
举例
2015-1-25
常见单齿配体 中性分子 H2O NH3 CO CH3NH2 配体 水 氨 羰基 甲胺 O N C N 配位原子 阴离子 F- Cl- Br- I- OH- CN- NO2配体 氟 氯 溴 碘 羟基 氰 硝基 O C N 配位原子 F Cl Br I SCNNCS阴离子 ONO配体 亚硝酸根 硫氰酸根 异硫氰酸根 O S N 配位原子
2015-1-25 无机化学
=√n(n+2)
2015-1-25 无机化学
类型 配位 酸 配位 碱
化学式 H[BF4] H3[AlF6] [Zn(NH3)4](OH)2 [Cr(OH)(H2O)5](OH)2