秋季第十一章配位化合物.ppt

第一节第一节配位化合物概述配位化合物概述实验事实：实验事实：CuSO4溶液中加入过量氨水溶液中加入过量氨水现象现象 NaCN、KCN有剧毒，（有剧毒，（K4Fe(CN)6）和）和（K3Fe(CN)6）没有毒性）没有毒性CuSO4+4NH3Cu(NH3)4SO4一个简单的阳离子（少数情况下为原子或阴一个简单的阳离子（少数情况下为原子或阴离子）与一定数目的分子或阴离子通过配位离子）与一定数目的分子或阴离子通过配位键结合而成的复杂单元，称为键结合而成的复杂单元，称为配离子配离子或或配分配分子子，又叫，又叫配位单元配位单元。含有配位单元的化合物为含有配位单元的化合物为配位化合物配位化合物一一.配合物的组成配合物的组成Cu(NH3)42+SO42-离子键离子键配位键配位键中心中心原子原子配体配体内界内界（配位单元）（配位单元）外界外界配合物配合物书写：书写：中心离子（配体）中心离子（配体）配体数配体数外界离子外界离子F-，Cl-，Br-，I-ONO-，ONO2-，OCO22-，OH-，OH2，NO2，NCS-，NH3，NOCO，CN-SCN-NH2-CH2CH2-NH2，N(CH2COOH)3(HOOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COOH)2常见配位原子常见配位原子:配位配位单元单元中心原子中心原子(有空轨道有空轨道、多为过渡元素、多为过渡元素)配体配体单齿配体单齿配体多齿配体多齿配体（配位数（配位数=配体数）配体数）（配位数（配位数=n配体数）配体数）（有孤对电子有孤对电子）（F-、Cl-、CN-）en(乙二胺乙二胺),EDTA(乙二胺四乙酸乙二胺四乙酸)中心原子中心原子配位数配位数：直接同中心原子以配位键结：直接同中心原子以配位键结合的合的配位原子总数配位原子总数（二）配位数（二）配位数配位数配位数中心原子中心原子2Ag+,Cu+,Au+4Cu2+,Zn2+,Fe3+,Fe2+,Hg2+,Co2+,Pt2+6Cr3+,Fe2+,Fe3+,Co2+,Co3+,Pt4+常见中心原子的配位数常见中心原子的配位数影响配位数的因素：影响配位数的因素：中心原子中心原子配体配体1.中心原子半径中心原子半径中心原子半径越大，则周围能容纳的配体中心原子半径越大，则周围能容纳的配体数越多，配位数也就越大。中心原子半径过大，数越多，配位数也就越大。中心原子半径过大，反而会使配位数减小。反而会使配位数减小。Al3+(51pm)，AlF63-；B3+(23pm)，BF4-Cd2+(97pm)，CdCl64-；Hg2+(110pm)HgCl42-2.中心原子电荷：中心原子电荷：中心原子的电荷数越大，吸引配体的能力越中心原子的电荷数越大，吸引配体的能力越大，配位数也就越大。大，配位数也就越大。Pt4+PtCl62-;Pt2+PtCl42-3.配体半径配体半径对于同一中心原子来说，配位数随配体半径对于同一中心原子来说，配位数随配体半径增大而减小。增大而减小。rF-rCl-：AlF63-、AlCl4-4.配体电荷配体电荷配体电荷越多，配位数越少配体电荷越多，配位数越少Ni(NH3)62+Ni(CN)42-5配体浓度配体浓度增加配体浓度，配位数增大增加配体浓度，配位数增大6.反应温度反应温度温度降低，配位数增大温度降低，配位数增大二二.配合物的命名配合物的命名原则：原则：服服从从一一般般无无机机化化合合物物的的命命名名原原则则，阴阴离离子子名名称在前，阳离子名称在后。称在前，阳离子名称在后。配离子命名：配离子命名：配体数（中文数字）配体数（中文数字）配体名称配体名称“合合”中心原子名称中心原子名称中心原子氧化数（括号、中心原子氧化数（括号、罗马数字）罗马数字）HgI42-：四碘合汞（：四碘合汞（）离子）离子Cu(NH3)42+：四氨合铜（：四氨合铜（）离子）离子配体个数为配体个数为1时，可将时，可将“一一”字省去。字省去。中心原子仅有一种氧化态时可不加罗马数字。中心原子仅有一种氧化态时可不加罗马数字。若配离子为阳离子，外界阴离子为简单离子若配离子为阳离子，外界阴离子为简单离子时称为某化某，外界阴离子为复杂离子时称为时称为某化某，外界阴离子为复杂离子时称为某酸某；若配离子为阴离子，配离子为酸根称某酸某；若配离子为阴离子，配离子为酸根称为某酸某。为某酸某。不止一种配体时，配体的顺序为：不止一种配体时，配体的顺序为：a.无机配体在前，有机配体在后无机配体在前，有机配体在后b.阴离子在前，中性分子在后阴离子在前，中性分子在后c.同类配体（阴离子、中性分子同类配体（阴离子、中性分子）按配位原）按配位原子元素符号的英文字母顺序排列；若配位原子元素符号的英文字母顺序排列；若配位原子相同，将含较少原子数的配体列在前。不子相同，将含较少原子数的配体列在前。不同配体间用圆点同配体间用圆点“”分开。分开。五氨五氨一水合钴（一水合钴（）离）离子子SbCl5(C6H5)-：五氯五氯一苯基合锑（一苯基合锑（）离子）离子CoCl2(NH3)4+：二氯二氯四氨合钴（四氨合钴（）离子）离子Co(NH3)5(H2O)3+：Ag(S2O3)23-：二（硫代硫酸根）合银离子：二（硫代硫酸根）合银离子Fe(en)33+：三三（乙乙二二胺胺）合合铁铁（）离离子子较复杂配体带倍数词头的，以及无机含氧酸根，较复杂配体带倍数词头的，以及无机含氧酸根，用括号括起来。用括号括起来。Co(NH3)4Cl2Cl：KPt(NH3)Cl3：Pt(NH3)2Cl2：氯化二氯氯化二氯 四氨合钴（四氨合钴（）三氯三氯 一氨合铂（一氨合铂（）酸钾）酸钾二氯二氯 二氨合铂（二氨合铂（）命名举例：命名举例：Fe(CO)5:五羰基合铁五羰基合铁H2SiF6：六氟合硅（六氟合硅（）酸）酸常见仅含一种配体的配合物可用简名或惯名：常见仅含一种配体的配合物可用简名或惯名：K2PtCl6氯铂酸钾氯铂酸钾K3Fe(CN)6铁氰化钾铁氰化钾赤血盐赤血盐K4Fe(CN)6亚铁氰化钾亚铁氰化钾黄血盐黄血盐K2HgI4碘化汞钾碘化汞钾Ag(NH3)2+银氨配离子银氨配离子三三.配合物的异构现象配合物的异构现象（一）配合物的空间结构（一）配合物的空间结构与配位数有关与配位数有关与中心原子和配体种类有关与中心原子和配体种类有关同分异构同分异构：化学组成相同而结构不同：化学组成相同而结构不同配合物的同分异构现象主要是由于配离子配合物的同分异构现象主要是由于配离子空间结构不同引起，即原子间的连接方式或空空间结构不同引起，即原子间的连接方式或空间排列方式不同引起。间排列方式不同引起。配位配位数数杂化杂化类型类型空间构型空间构型实例实例2sp直线形直线形Cu(CN)2-,Ag(NH3)2+3sp2平面三角形平面三角形Ni(CN)3-,CuCl32-4sp3正四面体正四面体Cd(NH3)42+,ZnCl42-dsp2平面正方形平面正方形Ni(CN)42-,Cu(NH3)42+5dsp3三角双锥三角双锥Fe(CO)53+,CuCl53-d2sp2正方锥形正方锥形SbF52-6d2sp3sp3d2八面体八面体Co(NH3)62+d4sp三方棱柱三方棱柱V(H2O)63+7d3sp3五角双锥五角双锥ZrF73-Co(NH3)5BrSO4（红紫色）（红紫色）Co(NH3)5SO4Br（红色）（红色）（二）化学结构异构（二）化学结构异构化学组成相同，原子间连接方式不同化学组成相同，原子间连接方式不同Cr(H2O)6Cl3（紫色）（紫色）CrCl(H2O)5Cl2H2O（亮绿）（亮绿）CrCl2(H2O)4Cl2H2O（暗绿）（暗绿）水合异构水合异构电离异构电离异构（三）立体异构（三）立体异构组成相同、配体空间排列方式不同组成相同、配体空间排列方式不同（一）价键理论的要点（一）价键理论的要点1中心原子与配位原子间以中心原子与配位原子间以配位键配位键结合，由配结合，由配体上的配位原子提供孤对电子，填入中心原体上的配位原子提供孤对电子，填入中心原子外层空轨道中，形成配位键。子外层空轨道中，形成配位键。第二节第二节配合物的化学键理论配合物的化学键理论一一.配合物的价键理论配合物的价键理论2中心原子所提供的空轨道，在与配体成键时，中心原子所提供的空轨道，在与配体成键时，必须先经必须先经杂化杂化形成数目相等的新的杂化轨道。形成数目相等的新的杂化轨道。杂化后轨道的能量相等，成键能力增强，并有杂化后轨道的能量相等，成键能力增强，并有一定的方向性，与配位原子的孤对电子发生最一定的方向性，与配位原子的孤对电子发生最大重叠形成配位键，形成不同配位数、不同构大重叠形成配位键，形成不同配位数、不同构型的配位化合物。型的配位化合物。Ag(NH3)2+：直线型直线型中心原子常见的杂化类型与配合物空间结构的关系中心原子常见的杂化类型与配合物空间结构的关系配位数配位数 杂化轨道杂化轨道空间构型空间构型实例实例2sp直线直线Ag(NH3)2+3sp2平面三角形平面三角形CuCl32-4sp3四面体四面体FeCl4-dsp2平面四方形平面四方形Ni(CN)42-5dsp3三角双锥三角双锥Ni(CN)53-6d2sp3八面体八面体Cr(H2O)63+sp3d2Co(H2O)63+3中中心心原原子子的的空空轨轨道道杂杂化化时时，若若有有次次外外层层d轨轨道道参参加加，则则形形成成的的配配合合物物属属内内轨轨型型；若若参参与与杂杂化化的的轨轨道道都都是是最最外外层层的的，则则形形成成的的配配合合物物属属外轨型外轨型。内轨型内轨型/外轨型判断：外轨型判断：磁矩测定磁矩测定配合前后磁矩相同：外轨型，如配合前后磁矩相同：外轨型，如FeF63-配合后磁矩减小：内轨型，如配合后磁矩减小：内轨型，如Fe(CN)63-n为未成对电子数为未成对电子数