无机化学第十一章配合物结构.ppt
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1、Inorganic ChemistryCollege of Chemical Engineering第十一章第十一章 配合物结构配合物结构11.3 配合物的价键理论配合物的价键理论本章要求与作业本章要求与作业11.2 配合物的异构现象和立体结构配合物的异构现象和立体结构11.4 配合物的晶体场理论配合物的晶体场理论11.1 配合物的基本概念配合物的基本概念 对于于CuSO4,天天蓝色色是水合是水合铜离子离子Cu(H2O)42+产生的生的颜色。向色。向CuSO4溶液滴加溶液滴加过量氨水,量氨水,深深深深蓝蓝色色色色都是都是Cu(NH3)42+产生的生的颜色。色。取少量硫酸四氨合取少量硫酸四氨合铜
2、晶体用水溶解后滴加晶体用水溶解后滴加过量量浓盐酸,得到酸,得到黄色透明溶液,黄色透明溶液,其中存在其中存在 CuCl42-。它也能在。它也能在晶体里存在。晶体里存在。像像Cu(H2O)42+、Cu(NH3)42+、CuCl42-这样的的由由金属原子(离子)与中性分子或者阴离子金属原子(离子)与中性分子或者阴离子结合形成的复合形成的复杂离子叫做配离子离子叫做配离子(络离子离子),其中的金属原子(离子),其中的金属原子(离子)是配离子形成体或是配离子形成体或中心原子,中心原子,其中的其中的H2O、NH3、Cl-等等叫做叫做配体。配体。11.1 配合物的基本概念配合物的基本概念11.1.1 配合物的
3、定配合物的定义 配离子的中心原子配离子的中心原子一般一般为过渡金属渡金属,特,特别是是铁系、系、铂系、第系、第IB、IIB族元素。族元素。配体配体为水、氨等中性分子或水、氨等中性分子或卤离子、离子、拟卤离子离子(CN-等等)、羟离子离子(OH-)、酸根离子等离子。、酸根离子等离子。中心离子与配体通中心离子与配体通过配位配位键结合在一起,一般是合在一起,一般是中心原子接受配体中的某原子的孤中心原子接受配体中的某原子的孤对电子形成的。子形成的。中中心原子周心原子周围的的配位原子的个数配位原子的个数叫做叫做配位数。配位数。配合物是配合物是具有空的价具有空的价层轨道的原子或离子道的原子或离子(统称中称
4、中心原子心原子)和和一一一一组组能能能能够给够给予孤予孤予孤予孤对电对电子或子或子或子或 电电子的分子或离子子的分子或离子子的分子或离子子的分子或离子(统统称配体称配体称配体称配体)以配位以配位以配位以配位键结键结合合合合而形成的具有一定而形成的具有一定稳定性和空定性和空间结构的化合物。构的化合物。配合物不一定是离子,也可以是中性分子。配合物不一定是离子,也可以是中性分子。配体中只有一个配位原子叫配体中只有一个配位原子叫单齿配体配体,有多个配,有多个配位原子的叫位原子的叫多多齿配体配体(又分又分双双齿、三、三齿、四、四齿等等等等)。由。由多多齿配体形成的配合物又被形象地叫做配体形成的配合物又被
5、形象地叫做螯合物螯合物。丙氨酸铜丙氨酸铜 11.1.2 复盐与配合物复盐与配合物 复盐、水合物和氨合物不一定是配合物,复盐、水合物和氨合物不一定是配合物,关键要关键要关键要关键要看在水溶液中或其晶体中是否存在配离子看在水溶液中或其晶体中是否存在配离子看在水溶液中或其晶体中是否存在配离子看在水溶液中或其晶体中是否存在配离子。如:。如:2KCl PtCl2存在存在PtCl42-是配合物,而光卤石是配合物,而光卤石KCl MgCl26H2O不是配合物不是配合物 CrCl3 6NH3 存在存在Cr(NH3)6 3+或或Cr(NH3)5Cl 2+是配合物是配合物,而而CaCl2 8NH3不是配合物。不是
6、配合物。复盐,又称重盐,是由两种或两种以上的同种晶复盐,又称重盐,是由两种或两种以上的同种晶型的简单盐类所组成的化合物。型的简单盐类所组成的化合物。11.1.3 配合物的命名配合物的命名 (1)(1)从右到左从右到左从右到左从右到左 SCN 硫氰化硫氰化 Cl2 二氯化二氯化 SO4 硫酸硫酸 K2 酸钾酸钾 H2 酸酸 2-配离子配离子 (2)(2)内界内界内界内界 命名顺序命名顺序命名顺序命名顺序:配体数目配体数目(一、二、三等一、二、三等)配体名称配体名称合合中心中心离子名称离子名称(氧化态氧化态、等等)Co(NH3)6 Cl3 三氯化三氯化六氨合钴六氨合钴()Cu(en)2SO4 硫酸
7、硫酸二乙二胺二乙二胺合铜合铜()H2SiF6 六氟合硅六氟合硅()酸酸 Cu(H2O)42+四水合铜四水合铜()配离子配离子 (3)(3)多种配体共存时排列顺序多种配体共存时排列顺序多种配体共存时排列顺序多种配体共存时排列顺序 先无机配体,后有机配体;先无机配体,后有机配体;PtCl2(Ph3P)2 二二氯二(三苯基二(三苯基膦)合)合铂()先阴离子配体,后阳离子和中性配体;先阴离子配体,后阳离子和中性配体;KPtCl3NH3 三三氯氨合氨合铂()酸)酸钾 配体数目配体数目(一、二、三等一、二、三等)配体名称配体名称合合中心中心离子名称离子名称(氧化态氧化态、等等)同同类配体,按配体,按配位原
8、子配位原子元素符号的字母元素符号的字母顺序排列:序排列:Co(NH3)5H2OCl3 三三氯化五氨化五氨水水合合钴()同同类配体而且配位原子相同配体而且配位原子相同时,则将含将含较少原子数少原子数的配体排在前面,的配体排在前面,较多原子数配体列后。多原子数配体列后。Pt NO2 NH3 NH2 OH(py)Cl 氯化硝基化硝基氨氨羟胺胺吡吡啶合合铂()若若均相同,按配体中另一原子的元素均相同,按配体中另一原子的元素符号字母排列顺序符号字母排列顺序,NH2-NO2-同一配体,配位原子不同,按配位原子元素符同一配体,配位原子不同,按配位原子元素符号字母排列,如号字母排列,如:*NCS-(异硫氰根异
9、硫氰根)*SCN-(硫氰根硫氰根)*NO2-(硝基硝基)*ONO-(亚硝酸根亚硝酸根)(4)(4)复杂的配合物复杂的配合物复杂的配合物复杂的配合物,用化学式代替名称更好。用化学式代替名称更好。用化学式代替名称更好。用化学式代替名称更好。配合物的配合物的异构现象异构现象是配合物的重要性质之一。异是配合物的重要性质之一。异构现象是由配位键的刚性和方向性决定的。构现象是由配位键的刚性和方向性决定的。具有相同化学组成和不同结构的分子和离子互称具有相同化学组成和不同结构的分子和离子互称异构体异构体 所谓所谓异构现象异构现象异构现象异构现象是指是指:配合物化学组成相同,但原配合物化学组成相同,但原子间连接
10、方式或空间排列方式不同而引起的结构和性质子间连接方式或空间排列方式不同而引起的结构和性质不同的现象。不同的现象。配合物的异构现象配合物的异构现象配合物的异构现象配合物的异构现象构造异构构造异构构造异构构造异构现象现象现象现象立体异构立体异构立体异构立体异构现象现象现象现象11.2 配合物的异构现象和立体结构配合物的异构现象和立体结构11.2.1 构造异构构造异构1 1 1 1)溶剂异构)溶剂异构)溶剂异构)溶剂异构 溶溶溶溶剂剂剂剂分分分分子子子子在在在在配配配配合合合合物物物物内内内内外外外外界界界界分分分分布布布布不不不不同同同同而而而而引引引引起起起起的的的的异异异异构构构构现现现现象叫
11、象叫象叫象叫溶剂异构溶剂异构溶剂异构溶剂异构。溶剂为水,则叫水合异构。溶剂为水,则叫水合异构。溶剂为水,则叫水合异构。溶剂为水,则叫水合异构。例如例如例如例如:Cr(H:Cr(H2 2O)O)6 6ClCl3 3、Cr(HCr(H2 2O)O)5 5ClClClCl2 2HH2 2O O 和和和和 Cr(HCr(H2 2O)O)4 4 Cl Cl2 2Cl2HCl2H2 2OO2 2 2 2)键合异构)键合异构)键合异构)键合异构 多多多多原原原原子子子子配配配配体体体体分分分分别别别别以以以以不不不不同同同同种种种种配配配配位位位位原原原原子子子子与与与与中中中中心心心心原原原原子子子子键键
12、键键合的现象称为合的现象称为合的现象称为合的现象称为键合异构键合异构键合异构键合异构。例如:。例如:。例如:。例如:Co(Co(N NOO2 2)(NH)(NH3 3)5 5 2+2+与与与与Co(Co(OONO)(NHNO)(NH3 3)5 5 2+2+;Cr(Cr(S SCN)(HCN)(H2 2O)O)5 5 2+2+与与与与Cr(Cr(N NCS)(HCS)(H2 2O)O)5 5 2+2+;构构构构造造造造异异异异构构构构(structural isomerism)是是由由原原子子间间连连接方式不同引起的异构现象接方式不同引起的异构现象。11.2.2 几何异构几何异构立体异构立体异构
13、几何异构几何异构对映异构对映异构l l顺反异构:平面四边形和八面体的配合物中配位体不顺反异构:平面四边形和八面体的配合物中配位体不顺反异构:平面四边形和八面体的配合物中配位体不顺反异构:平面四边形和八面体的配合物中配位体不止一种时,相同配体处于对位(止一种时,相同配体处于对位(止一种时,相同配体处于对位(止一种时,相同配体处于对位(180180)则为)则为)则为)则为“反式反式反式反式”,相同配体处于邻位(相同配体处于邻位(相同配体处于邻位(相同配体处于邻位(9090)则为)则为)则为)则为“顺式顺式顺式顺式”。(。(。(。(p339p339)组成为组成为组成为组成为MXMX2 2Y Y2 2
14、、MXMX2 2YZYZ的平面四边形和组成为的平面四边形和组成为的平面四边形和组成为的平面四边形和组成为 MXMX4 4Y Y2 2、MXMX4 4YZYZ、M(XX)M(XX)2 2YZYZ、M(XX)M(XX)2 2Y Y2 2、MABCDXMABCDX2 2 的八面体配合物有顺反异构体。的八面体配合物有顺反异构体。的八面体配合物有顺反异构体。的八面体配合物有顺反异构体。立立体体异异构构(stereo isomerism)是是原原子子间间连连接接方方式式相相同同但空间排列方式不同的异构。但空间排列方式不同的异构。ClPtClNH3NH3 四面体构型四面体构型不可能有几何异构体不可能有几何异
15、构体顺式顺式 cis-cis-ClPtNH3ClNH3ClPtNH3H3NCl trans-trans-反式反式二氨二氯合铂的可能构型二氨二氯合铂的可能构型两种不同的二氨二氯合铂异构体的不同的化学性质两种不同的二氨二氯合铂异构体的不同的化学性质 顺反异构体的物理性质、化学性质或生物活性往往顺反异构体的物理性质、化学性质或生物活性往往顺反异构体的物理性质、化学性质或生物活性往往顺反异构体的物理性质、化学性质或生物活性往往差别很大,如:差别很大,如:差别很大,如:差别很大,如:顺式,棕黄色,有极性,有抗癌活性,顺式,棕黄色,有极性,有抗癌活性,水中溶解度为水中溶解度为0.2577g/100g,水解
16、后能水解后能与草酸反应与草酸反应.反式,淡黄色,无极性,无抗癌活性,反式,淡黄色,无极性,无抗癌活性,水中溶解度为水中溶解度为0.0366g/100g,水解后不水解后不能与草酸反应能与草酸反应.对映异构对映异构又称旋光异构或光学异构又称旋光异构或光学异构又称旋光异构或光学异构又称旋光异构或光学异构11.2.3 对映异构对映异构 一一一一个个个个分分分分子子子子(离离离离子子子子)与与与与其其其其镜镜镜镜像像像像不不不不能能能能重重重重合合合合,则则则则该该该该分分分分子子子子与与与与其其其其镜镜镜镜像像像像分分分分子子子子互互互互成成成成对对对对映映映映异异异异构构构构体体体体(或或或或旋旋旋
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- 无机化学 第十一 配合 结构
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