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第十章 金属配位化合物



中性分子 H2O NH3
Co
en
配位体又因含有的配位原子数目不同分为单齿配 位体 (Monodentate ligand) 和多齿配位体 (Polydentate
ligand) 。
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● 单齿配体: 一个配体中只含一个配位原子
X O H Nhomakorabea羟基)

CN


S CN (硫 氰 根)
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中心离子Ag+的结构
4d 5s 5p
[Ag(NH3)2]+的结构
4d
sp杂化
5p
H3N NH3 结果: [Ag(NH3)2]+形成之前和之后, 中心原子的d电子排
布没有变化 。络合物是直线型,μ = 0
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中心离子Ni2+的结构
3d 3d
4s sp3杂化
4p
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
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7.1.2 化学式的书写和配合物的命名
命名原则:按照中国化学会无机专业委员会制定的规 则命名
关于化学式书写原则
● 对含有络离子的配合物,阳离子要放在阴离子之前 ( 类似于NH4Cl和Na2SO4)。 ● 对配位实体而言,先写中心原子的元素符号,再依 次列出阴离子配位体和中性分子配位体。例如 [CrCl2(H2O)4]Cl。 ● 对多种配位体同为负离子或同为中性分子的, 则按: 简单离子,复杂离子,有机酸根;H2O,NH3, 有机分
与配合物相关的一些概念可依下列实例说明:
例1 [Co(NH3)6]Cl3 例2 K4[Fe(CN)6] 例3 [Ni(CO)4]
1. 配位实体和络合物
配位实体(Coordination entity)是由配位共价键结合
起来的、相对稳定的结构单元, 它可以是阳离子物种(如 例 1 中 的 [ Co(NH3)6]3+)、 阴 离 子 物 种 ( 如 例 2 中 的 [Fe(CN)6]4-)或电中性物种(如例3)。
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CN
中心原子的d电子
CN
CN CN
10.4
配位实体的热力学稳定性 Thermodynamic stability of the coordination entity
10.4.1 稳定常数 Formation constant 10.4.2 螯合效应和大环效应 Chelate effect and macrocyclic effect
但 “配位化合物”与“络合物”在用法上有区别。例如 , 可将例3叫“配位化合物”或叫“络合物”,因为配位 实体本身就是整个化合物; 但不能将例1和例2叫“络合 物”, 因为配位实体并非整个化合物。
[Ag(NH3 )2 ]Cl
← 内 界 外 界
Ni(CO)4
只 有
[CoCl3 (NH3 )3 ]
内 界
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4. 配位体和配位原子
与中心原子结合的分子或离子(如例中的NH3分子、 CO分子和CN-离子)叫做配位体(Ligand), 配位体中与中 心原子直接键合的原子叫配位原子(如配位体NH3中的N 原子,配位体CN-和CO中C原子)。
配位体
负 离 子 X- SCN

C 2O2 CN 4
结果:[Ni(CN)4]2-形成之前和之后,
排布发生了变化,原来由单电子占据、后来腾空了的(n1)d轨 道 参 与 了 杂 化 , 这 样 一 类 络 合 物 叫 内 轨 络 合 物 (Inner orbital complexes), 它们是指配位体孤对电子填充 在(n-1)d轨道和一部分n层轨道上的一类络合物 。
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10.4.1
M
n
稳定常数
(1)稳定常数
xL ML
Cu2++4NH3
( n x ) x
[Cr(NH3)5Br]2+ 外界是_______________。 SO42上页 下页 目录 返回
10.2 配合物的化学键理论 Chemical bond theory of coordination compound
10.2.1 价键理论: 外轨络合物和内轨络
合物 Valence bond theory:Outer orbital complexes and Inner orbital complexes
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例: 硫酸一溴五氨合铬(Ⅲ) 配合物[CrBr(NH3)5]SO4,中心离子是__________,
Cr3+
配位体是___________ 配位原子是______________,
NH3、Br6 3+
配位数________,配离子的电荷数是__________,
+2
N、Br
中心离子的氧化数是__________,内界是___________,
子。例如[Cr (H2O) (NH3)5]Cl3。
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关于汉语命名原则
● 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。 ● 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。 上页 下页 目录 返回
Cu(NH 3 ) 4 SO 4 K 3 Fe(NCS) 6 H 2 PtCl 6 Cu(NH 3 ) 4 (OH) 2 KPtCl 5 (NH 3 ) Zn(OH)(H 2 O) 3 NO 3 Co(NH 3 ) 5 (H 2 O) Cl 3 Co(NO 2 ) 3 (NH 3 ) 3 Ca(EDTA) 2
需要强调配位实体所带的电荷时,也可将其叫作络 离子(Complex ion)。这就是说,“络合物”和“络离子 ”都是“配位实体”的同义。
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2. 配位化合物
配位化合物(Coordination compound) 指包含配位实 体在内的整个化合物, 例1、例2和例3都是配位化合物。
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7.1.1 相关的定义
让我们先看一个实验:
[Cu(NH3)4]SO4溶液 Cu(OH)2沉淀 CuSO4溶液
CuSO4溶液
NH3水
Cu(OH)2沉淀
NH3水
[Cu(NH3)4]SO4溶液
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配位化合物可看成是一类由简单化合物反应生成的 复杂化合物:
CuSO4 + 4 NH3 3NaF + AlF3 SiF4 + 2 HF Ni + 4 CO 显然,这些产物中: ● 都存在一个“配位实体”. ● “配位实体”相对稳定,既可存在于晶体中,也可 存 在于溶液中。 ● 与“复盐” (Double salts) 不同,但又无绝对的界线。 上页 下页 目录 返回 [Cu(NH3)4]SO4 Na3[AlF6] H2[SiF6] [Ni(CO)4]
第 10章
金属 配位化合物
Chapter 10 Metal Coordination Compounds
10.1
相关的定义和命名 The relating definitions and nomenclature
10.1.1 相关的定义 Relating definitions 10.1.2 化学式的书写和配合物的命名 Writing of chemical equation and nomenclature of coordination compound
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10.2.1 价键理论: 外轨络合物和内轨络 合物
这里把第二章的s-p杂化轨道扩大到d轨道上,形 成s-p-d杂化轨道。
(1) 价键理论的要点
● 形成体(M)有空轨道,配位体(L)有孤对电子,形
成配位键 ML
● 形成体(中心离子)采用杂化轨道成键 ● 杂化方式与空间构型有关
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5. 配位数
与中心离子(或原子)成键的配位原子的总数
配位数 配位体 i 的数目 齿数
例如:
单齿配体 Cu(NH 3 ) 4 多齿配体 4 3 1 4 2 2 2 6 3 2 6 1 6 6
PtCl 3 (NH 3 ) CoCl 2 (en) 2 2 Al(C 2 O 4 ) 3 3 Ca(EDTA) 2
Fe(CO) 5
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) 上页 下页 目录 返回
Question 2
命名下列配合物和配离子: (1)(NH4)3[SbCl6]; (2)[Co(en)3]Cl3 (3)[Cr(H2O)4Br2]Br· 2O 2H
[Ni(NH3)4]2+的结构
NH3
NH3 NH3
NH3
结果:
[Ni(NH3)4]2+形成之前和之后, 中心原子的d电子
排布没有变化,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。这样一类络合物叫外轨络合物
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