配位化合物和原子簇的结构ppt课件.pptx

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1、第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么主主 要要 内内 容容8.18.1 配位化合物的概述配位化合物的概述8.28.2 配合物的价键理论配合物的价键理论8.3

2、8.3 晶体场理论晶体场理论8.48.4 分子轨道理论和配位场理论分子轨道理论和配位场理论第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么配位化合物：（1）中心原子（或离子）（2）配体配位键电荷平衡离子配位单元：一个中心离子（或原子）与多个配位体以配位键连接而成的分子或离子配位单元（内界）（外界）配合物溶于水易电离为内界配离子和外界离子。内界的配体和中心离子通常不能电离 含有配位单元的化合物，简称配合物8

3、.18.1配位化合物的概述配位化合物的概述第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么例例K3Fe(CN)6中心离子配体配位数内界外界电荷平衡离子第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么配位单元配位单元配

4、位键红花红花绿叶绿叶配位单元配位单元研究配合物，实际上主要是研究配位单元第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么配位单元配位单元Ag(NH3)2+Pt(NH3)42+Zn(NH3)42+Co(NH3)63+配位单元：一个中心离子（或原子）与多个配位体以配位键连接而成的分子或离子离子第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费

5、这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么配位单元配位单元配位单元：一个中心离子（或原子）与多个配位体以配位键连接而成的分子或离子Pt(NH3)2Cl2 Co(NH3)4Cl2 分子第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么（1 1）中心离子（原子）中心离子（原子）中心离子或原子一般是具有空的价轨道(能接受孤电子对)的离

6、子或原子。绝大多数为过渡族元素金属离子：如Fe3+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Ag+少数非金属离子，如B3+(BF4-)、Si4+(SiF62-)金属原子，如Ni、FeNi(CO)4Fe(CO)5【提醒】务必熟悉各个过渡金属原子的电子组态第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么Transition metals元素周期表元素周期表第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费

7、粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么ScTiVCrMnFeCoNiCuZnYZrNbMoTcRuRhPdAgCdLaHfTaWReOsIrPtAuHgIIIB IVB VB VIB VIIBIBIIBVIIIB过渡金属过渡金属IIIAIIA Fe Ar 3d64s2 Co Ar 3d74s2 Ni Ar 3d84s2 Cu Ar3d104s1 Zn Ar3d104s2 ScAr3d14s2 TiAr3d24s2 VAr3d34s2 CrAr3d54s1 M

8、nAr3d54s2第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么ScTiVCrMnFeCoNiCu部分过渡金属部分过渡金属3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s1第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的

9、现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么+-（2 2）配位体配位体配位体:提供电子对(孤对电子或键电子)的阴离子或分子.第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么Cu(NH3)42+如PtCl3(C2H4)-配体配体配体阴离子阴离子：X-、OH-、CN-；中性分子中性分子：NH3、H2O、CO（2 2）配位体配位体配位体:提供电子对(孤对电子或键电子)的阴离子或分子.第八章

10、 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么单齿配位体和多齿配位体单齿配位体和多齿配位体乙二胺四乙酸（EDTA）Cl-、C2H4是单齿配位体CH2H2NCH2NH2乙二胺是双齿配位体第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点

11、点算不了什么请思考请思考请问该配合物的配位数是多少？第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么金属有机骨架（MetalOrganicFramework,简称MOF)当前纳米材料研究的一个炙热领域世界MOF研究的领袖级科学家美国加州大学洛杉矶分学的OmarYaghi教授及其研究组在2010年7月23日的Science杂志上发表文章（Science,2010,329,424)，报道了一系列MOF材料，其

12、中MOF-210的BET和Langmuir比表面积分别达到6240和10400m2/g，CO2储气容积达到2870mg/g.金属有机骨架金属有机骨架内部结构如晶体的晶格高度有序，纳米孔非常发达内部结构如晶体的晶格高度有序，纳米孔非常发达第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么国际比赛的足球场地长度不得多于110米或少于100米，宽度不得多于75米或少于64米。1 1克克MOFMOF与一个足球场与一

13、个足球场第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么Omar YaghiOmar YaghiYaghi教授是世界著名的化学家，在配位化学及其储能研究领域做出了重要贡献，已在Science和Nature学术期刊发表数十篇论文，曾被多次提名为诺贝尔化学奖候选人。1998至今，Yaghi教授连续被列为全球十大被最广泛引用的化学家。(1965(1965，美国，美国)第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中

14、，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么配合物的出现配合物的出现1798年法国化学家塔萨尔特在实验室制得第一个配合物六氨合钴(III)氯化物xyzCo3+NH3NH3NH3NH3NH3NH3Cl3配合物的结构究竟如何确定？中性的氨分子怎么能和CoCl3结合？第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你

15、并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1893年瑞士年仅26岁的化学家维尔纳才提出配位理论，成为配位化学的奠基人。维尔纳因此而获得1913年诺贝尔化学奖。中心离子倾向于既满足它的主价又要满足于它的副价。副价确定配合物的空间构型。维尔纳认为：副价主价中心离子表现有两种形式的价键：主价和副价。配位理论配位理论第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1931年，鲍林提出了配合物的价键理论

16、1.中心离子(M)有空轨道，配位体(L)有孤对电子；2.中心离子的空轨道先杂化，然后与配位体成键，形成的是配位键ML；3.中心离子的杂化类型可由配合物的磁矩和配位数推知。8.2 8.2 配合物的价键理论配合物的价键理论分子（包括配合物在内）的磁矩可实验测知未成对电子数n第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么配位数为6实验测知=1.70Bn=1Fe3+3d4s4pd2sp3杂化（内轨型）例例 Fe

17、(CN)Fe(CN)6 6 3-3-Ar3d5CN-CN-CN-CN-CN-CN-.Fe(CN)63-为八面体结构，低自旋配合物第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么例例 FeFFeF6 6 3-3-配位数为6实验测知=5.90Bn=5Fe3+sp3d2杂化Ar3d53d4s4p4d（外轨型）F-.F-.F-.F-.F-.F-.FeF63-为八面体结构 高自旋配合物第八章 配位化合物和原子簇的结

18、构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么共价配合物和电价配合物共价配合物和电价配合物电价配合物：靠静电引力形成配合物，配体不影响中心离子的电子层结构，中心离子的未成对电子数不变，形成配合物前后磁矩不改变，是高自旋配合物.共价配合物：配体将中心离子d轨道的电子“挤入”以后，中心离子以空的杂化轨道接受配体提供的孤对电形成共价配健，是低自旋配合物.FeF63-Fe(CN)63-（内轨配合物）（外轨配合物）d2sp3杂化sp3d2杂化

19、第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么共价配合物和电价配合物的稳定性共价配合物和电价配合物的稳定性稳定性：Fe(CN)63-FeF63-共价配合物中配体将中心离子d轨道的电子“挤入”以后，中心离子与配体的轨道重叠程度要明显高于电价配合物。第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以

20、看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么共价配合物和电价配合物的判定共价配合物和电价配合物的判定配合物属于配合物属于共价配合物共价配合物还是还是电价配合电价配合物物可以通过可以通过分子磁矩的数值分子磁矩的数值来判断来判断。第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么配位单元的磁性、杂化类型和几何构型之间的关系配位单元的磁性、杂化类型和几何构型之间的关系Ni(NH

21、3)62+配位单元配位单元几何构型几何构型杂化类型杂化类型八面体正方形八面体八面体八面体八面体分子磁性分子磁性d2sp3dsp2sp3d2sp3d2d2sp3d2sp30Fe(CN)64 Co(NH3)63+Co(CN)64 Ni(CN)42 FeF63 01.71B05.90B2.83B第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么价键理论的优缺点价键理论的优缺点优点：优点：简单，可解释配合物几何构型

22、以及配合物的磁性和其稳定性的关系等。xyzCo3+NH3NH3NH3NH3NH3NH3第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么缺点：缺点：1、未解释为何同一个中心离子，相同的配位数，当配位体不同时，磁性不一样。2、不能解释一些配合物的稳定性。例如Fe(CN)63-等,有单电子的轨道存在，从价键理论角度来看应不稳定，但实际上它很稳定。3、不能解释配合物的电子吸收光谱（紫外-可见光谱）和颜色。价键理论

23、的优缺点价键理论的优缺点如Fe(CN)63-，FeF63-第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么8.3 8.3 晶体场理论晶体场理论第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1929年，贝特(Beth

24、e,H.)和范弗莱克(J.H.vanVlack)提出了晶体场理论（CrystalFieldTheory）,但由于人们当时未了解其重要意义而被忽视.直到五十年代才开始将晶体场理论应用于配合物的研究,才使理论得到迅速发展。著名物理学家，生于德国，1941年加入美国籍。1954年当选为美国物理学会会长。1929年和范弗莱克提出晶体场理论，用来解释配合物的能级分裂。贝特主要以在原子核物理理论方面的成就及参与研制原子弹的工作而闻名于世。1938年提出太阳的能源来自它的内部氢核聚变成氦核的热核反应，即质子-质子反应和碳氮循环反应，从而获得1967年度的诺贝尔物理学奖。贝特(1906-2005)8.3 8.

25、3 晶体场理论晶体场理论第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么范弗莱克范弗莱克(J.H.van Vlack,(J.H.van Vlack,美国，美国，1899-1980)1899-1980)范弗莱克（VanVleck,JohnHasbrouck)，美国著名物理学家。1899年3月13日生于康涅狄格州的米德尔城；1980年10月27日卒于马萨诸塞州的坎布里奇。范弗莱克1920年毕业于威斯康辛大学，

26、1922年获哈佛大学博士学位。他先后在哈佛、明尼苏达和威斯康星大学执教，1934年又回到哈佛大学长执教席。他的主攻方向是在用量子力学方法研究原子内部电子分布的基础上，探察单个原子的磁学性质。1929年和贝特提出晶体场理论，用来解释配合物的能级分裂。三十年代，他提出了一种考虑电子受其近邻电子影响的理论，它目前仍是磁学领域内的基础理论，并使范弗莱克获得1977年诺贝尔物理学奖。范弗莱克(1899-1980)第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识

27、到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1.晶体场理论(Crystal Field Theory)(Crystal Field Theory)的要点2.影响分裂能大小的因素3.中心d电子的重新排布4.晶体场稳定化能CFSE5.晶体场理论对配合物性质的解释6.姜-泰勒效应8.3 8.3 晶体场理论晶体场理论第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1.中心离子与配位体之间只是类似离子晶体中正负离

28、子间的单纯静电作用，无需考虑轨道重叠作用。晶体场理论晶体场理论(Crystal Field Theory)(Crystal Field Theory)的要点的要点单纯静电作用中心离子配体第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么2.中心离子进入配位体溶液时，5个d轨道相当于“置身”于一个球形场，所有5个d轨道的能量将有一定程度的上升。晶体场理论晶体场理论(Crystal Field Theory)(

29、Crystal Field Theory)的要点的要点球形场d轨道：第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么3.当中心离子与多个配体结合构成稳定构型后，5个d轨道在配位体的作用下发生能级分裂。以六配位化合物为例：晶体场理论晶体场理论(Crystal Field Theory)(Crystal Field Theory)的要点的要点球形场dx2-y2dz2dxydxzdyz八面体场第八章 配位化合物

30、和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么晶体场理论晶体场理论(Crystal Field Theory)(Crystal Field Theory)的要点的要点量子力学原理指出：量子力学原理指出：不管晶体场的对称性（如正八面体场、正四面体场或平面正方形场等）如何，受到微扰的d轨道可能发生能级分裂，但它们的平均能量不变。球形场dx2-y2dz2dxydxzdyz八面体场3.当中心离子与多个配体结合构成稳定构型后，5个

31、d轨道在配位体的作用下发生能级分裂。以六配位化合物为例：第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么4.中心离子的d电子重排，使体系能量降低，产生晶体场稳定化能，使配合物稳定。晶体场理论晶体场理论(Crystal Field Theory)(Crystal Field Theory)的要点的要点球形场八面体场dx2-y2 dz2dxy dxz dyz o什么因素决定分裂能（o）的大小呢？第八章 配位化

32、合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么d d轨道能级分裂（八面体场）轨道能级分裂（八面体场）dx2-y2,dz2极大值指向八面体的顶点，它们的电子云与配位体（带负电荷）迎头相碰，距离较近，受到的排斥作用较强。ldxy,dxz,dyz极大方向指向八面体的棱心，与配体不迎头相碰，距离较远，受到排斥作用较弱。l所以,d轨道在八面体场中分裂为二组。能量顺序为:dx2-y2=dz2 dxy=dxz=dyz第八章 配位化

33、合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么八面体场中八面体场中d d轨道能级分裂图轨道能级分裂图自由离子自由离子自由离子自由离子d d轨道轨道轨道轨道球形场球形场球形场球形场 o=10Dq6Dq-4Dqegt2gd轨道发生分裂后，高低能级之差称作分裂能o（一般，令o=10Dq）,分裂能o用以衡量晶体场强度，场越强o值越大。e二重简并,t三重简并;g中心对称,u中心反对称八面体有对称中心八面体有对称中心八面体有对称

34、中心八面体有对称中心dx2-y2 dz2dxy dxz dyz八八八八面面面面体体体体场场场场第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么四面体场中四面体场中d d轨道能级分裂图轨道能级分裂图自由离子自由离子自由离子自由离子d d轨道轨道轨道轨道球形场球形场球形场球形场 t=4/9 o=40/9Dqet2dx2-y2 dz2dxy dxz dyz四四四四面面面面体体体体场场场场 在配体相同时,正四面体

35、场的能级分裂t大约只有正八面体场o的4/9倍。-0.6t0.4t四面体无对称中心四面体无对称中心四面体无对称中心四面体无对称中心，所以，所以，所以，所以t t t t和和和和e e e e下标无下标无下标无下标无g g g g或或或或u u u u第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么正方形场中正方形场中d d轨道能级分裂图（轨道能级分裂图（了解了解）在配体相同时,正方形场的能级分裂s大约是正八

36、面体场o的倍。自由离子自由离子自由离子自由离子d d轨道轨道轨道轨道球形场球形场球形场球形场17.32Dqdz2正正正正方方方方形形形形场场场场dxz dyzdxydx2-y2-5.14Dq-4.2Dq12.28Dq2.2Dq第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么2.2.影响分裂能影响分裂能 大小的因素大小的因素1)晶体场类型3)配体的种类2)中心离子（原子）的种类影响分裂能影响分裂能 大小的因

37、素大小的因素第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在中心原子（离子）和配体种类相同时,正四面体场的能级分裂t大约只有正八面体场o的4/9。正方形场的能级分裂s大约为正八面体场o的倍。o=10Dq,t=40/9Dq,s=Dq1)1)晶体场类型晶体场类型第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中

38、，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么2)2)中心离子的种类中心离子的种类V(H2O)62+V(H2O)63+第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么中心离子对分裂能的影响规律中心离子对分裂能的影响规律一、同一M，高价离子的分裂能大于低价离子二、M所处周期数高，分裂能大第五周期比第四周期大4050%，第六周期比第五周期大2025%。如Fe(H2

39、O)63+，Fe(H2O)62+，o=13700 cm-1 o=10400 cm-1如CrCl63-RhCl63-o=13600 cm-1 o=20300 cm-1MoCl63-o=19200 cm-1IrCl63-o=24900 cm-1第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么Cr(NH3)63+Cr(NH3)5Cl2+3)3)配位体的种类配位体的种类第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中

40、，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么3)3)配位体的种类配位体的种类第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么配位体对分裂能的影响规律配位体对分裂能的影响规律晶体场类型相同条件下，各种配位体对同一中心离子产生的分裂能值由小到大的顺序（光谱化学

41、序列）：H2O往左为弱场配位体NH3向右为强场配位体I I BrBr ClCl SCNSCN FF OHOH HH2 2OO NHNH3 3NONO2 2 CNP 低自旋低自旋 oP低自旋低自旋 oP 低自旋低自旋 oP 低自旋低自旋 oP）低自旋，弱场（oP）时高自旋。小结小结四面体配合物因t小(一般tPCFSE呈“单峰”状（若忽略成对能）第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么Ca2+Sc2+

42、Ti2+V2+Cr2+Mn2+Fe2+Co2+Ni2+Cu2+Zn2+M2+dn012345678910CFSE(Dq)048126048126000000000000八面体八面体弱场弱场中的晶体场稳定化能中的晶体场稳定化能CFSECFSE-4Dq6DqoPCFSE呈“双峰”状第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么弱场:双峰型弱场强场（忽略了P）012345678910强场:单峰型八面体场不同电

43、子组态的八面体场不同电子组态的CFSECFSE第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么5.5.晶体场理论对配合物性质的解释晶体场理论对配合物性质的解释1）配合物的磁性弱场（o P）（如：CN-），低自旋、低磁性如八面体场的Cr2+、Mn2+、Fe2+、Co2+：【问题问题】八面体场的Mo2+、Tc2+、Ru2+、Rh2+W2+、Re2+、Os2+、Ir2+呢？四面体场的中心离子呢？第八章 配位化合

44、物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么2 2）配合物的吸收光谱）配合物的吸收光谱过渡元素的配合物大都有颜色，是因为d轨道分裂，且d轨道未完全充满电子，电子发生d-d跃迁，其分裂能大小一般都在紫外-可见光谱区。400nm700nm第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你

45、并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么解释解释Ti(HTi(H2 2O)O)6 6 3+3+为橙红色为橙红色d轨道分裂Ti3+的d轨道只有1个电子d-d跃迁八面体场egt2g 晶体场理论正是因为成功解释该配合物的晶体场理论正是因为成功解释该配合物的颜色而受到人们极大重视颜色而受到人们极大重视第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么d0：Ca2+，Mg2+；d10：Cu+,Ag+,Z

46、n2+,Cd2+,Hg2+*d轨道全满或全空，不产生d-d跃迁,无色例*溶液的颜色溶液的颜色溶液的颜色第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么*吸收光谱的测量紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计可用波长范围（1901000nm）Ti(H2O)63+Ti(H2O)63+为橙红色颜色与波长的对应关系颜色与波长的对应关系第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并

47、未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么3 3）配合物的热力学稳定性配合物的热力学稳定性“双峰”现象?Ca2+Sc2+Ti2+V2+Cr2+Mn2+Fe2+Co2+Ni2+Cu2+Zn2+M2+dn012345678910水合焓*水合放热。水合焓越大，表明水合物越稳定。化学中的化学中的又一著名又一著名困惑困惑中心离子核电荷离子半径对水分子的吸引力水合热得虚线。第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一

48、点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么Ca2+Sc2+Ti2+V2+Cr2+Mn2+Fe2+Co2+Ni2+Cu2+Zn2+M2+dn012345678910水合焓*“双峰”现象由CFSE(弱八面体场)造成。3 3）配合物的热力学稳定性）配合物的热力学稳定性第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么6.6.姜姜-泰勒效应

49、泰勒效应d若中心离子的t2g和eg轨道同是全空、全满或半满，则电子云分布是球形对称的，配合物为正八面体结构。egt2g配体相同且配位数为6的过渡金属配合物都是正八面体？dx2-y2,dz2 dxy,dxz,dyz若中心离子的t2g或eg轨道不是全空、全满或半满呢？第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么6.6.姜姜-泰勒效应泰勒效应姜泰勒效应（Jahn-Tellereffect）：1937年，姜泰

50、勒指出，若中心离子的t2g和eg轨道同是全空、全满或半满，则电子云分布是球形对称的，配合物为正八面体结构。否则,电子分布不均衡，将使得正八面体产生变形（姜-泰勒变形）。例：Cu2+：d9在八面体场中电子排布：拉长的八面体压扁的八面体第八章 配位化合物和原子簇的结构在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么犹太人，出生於匈牙利的美国著名理论物理学家。被誉为“氢弹之父”。1930年移民美国，是曼哈顿计划的早期成员，参与研制第一颗原子弹