第八章配位化合物.pptx

《第八章配位化合物.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第八章配位化合物.pptx（39页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一节第一节 配合物的基本概念配合物的基本概念实验实验：NaOH有蓝色的有蓝色的Cu(OH)2沉淀沉淀 NH3无无Cu(OH)2沉淀生成沉淀生成 BaSO4不变蓝不变蓝无无Cu2+NaOH无无NH3石蕊石蕊BaCl2CuSO4有有有有Cu2+Cu2+哪去了？哪去了？第1页/共39页 在溶液中能电离出配离子在溶液中能电离出配离子(复杂离子复杂离子)的化合物。的化合物。(与复盐区别：复盐仅电离出简单离子与复盐区别：复盐仅电离出简单离子)一、配位化合物一、配位化合物原因：原因：Cu2+4NH3 Cu(NH3)42+，因二者以，因二者以 配位键结合，故称配配位键结合，故称配(位位)离子或络离子。而离子

2、或络离子。而 含配离子的化合物称为配合物含配离子的化合物称为配合物(旧称络合物旧称络合物)。如如:Cu(NH3)4SO4如如=Cu(NH3)4SO4 Cu(NH3)42+=第2页/共39页配位化合物的特征：分子中含配位化合物的特征：分子中含 (配离子配离子)。配离子可为分子、阴离子、阳离子配离子可为分子、阴离子、阳离子(见命名见命名)。二、配位化合物的组成二、配位化合物的组成 Cu(NH3)4 SO4配位体配位体配位体数配位体数 外界离子外界离子内内 界界外界外界中心离子中心离子(原子原子)中心离子中心离子(配合物的形成体配合物的形成体)：位于配合物中：位于配合物中心的离子或原子。心的离子或原

3、子。注注 意意第3页/共39页多为有空轨道的过渡金属离子多为有空轨道的过渡金属离子(d区、区、ds区区)。少数为高氧化数非金属元素少数为高氧化数非金属元素,如如:PF6-、SiF62-。个别为中性原子个别为中性原子,如如:Ni(CN)4、Fe(CN)5。配配(位位)体体:与中心原子结合的分子或离子。与中心原子结合的分子或离子。多为含孤对电子的分子或离子。如多为含孤对电子的分子或离子。如NH3、H2O、Cl-、CN-、SCN-等。等。配位原子：配体中直接与中心离子结合的原配位原子：配体中直接与中心离子结合的原子。配位原子多为电负性较大的非金属原子。子。配位原子多为电负性较大的非金属原子。第4页/

4、共39页配位配位原子原子的个数称为配位数。的个数称为配位数。配合物中，配合物中，中心离子中心离子(原子原子)提供空轨道，提供空轨道，配原子提供孤对电子形成配位键。配原子提供孤对电子形成配位键。第5页/共39页配位数不一定等于配位体数。配位数不一定等于配位体数。电电荷荷数数：配合物：配合物分子分子的的电电荷荷数为数为零；配离零；配离 子的子的电电荷荷数数等于中心离子等于中心离子电电荷荷与与配位体配位体总总 电电荷的代荷的代数数和。和。如：如：Cu(NH3)4PtCl4 CoCl2(NH3)2en(NH4)2Co(SO4)2Cu(NH3)4(OH)2配离子配离子Cu(NH3)42+配离子配离子Co

5、(SO4)22-无外界，电荷数为零无外界，电荷数为零配离子配离子Cu(NH3)42+PtCl42-第6页/共39页三、配合物的化学式及命名三、配合物的化学式及命名1、配合物的化学式遵循两条原则、配合物的化学式遵循两条原则(1)内外界间，先阳后阴；无外界，仅写内界。内外界间，先阳后阴；无外界，仅写内界。(2)内内界中：界中：形成体形成体(配位体配位体)配体数配体数(NH4)2Co(SO4)2 Cu(NH3)4 (OH)2Cu(NH3)4PtCl4(如上例如上例)CoCl2(NH3)2en 先形成体，后配体和配位体数；先形成体，后配体和配位体数；如如 CoCl2(NH3)2 en 多个配体时，顺序

6、为多个配体时，顺序为:阴、中、无、有。阴、中、无、有。第7页/共39页同类配体的顺序为：同类配体的顺序为：配原子配原子元素符号在英文字母中的顺序；元素符号在英文字母中的顺序；如如CoCl2(NH3)3(H2O)Cl但个别配合物的习惯写法例外，但个别配合物的习惯写法例外，如如Pt(NH3)2Cl22、命名、命名(1)内外界间内外界间配离子为阴离子配离子为阴离子 第8页/共39页K2SiF6某酸钾某酸钾某酸某酸如如 H2PtCl6配离子为阳离子配离子为阳离子 阳离子为氢离子阳离子为氢离子某酸某酸阳离子为非氢离子阳离子为非氢离子某酸某某酸某阴离子为氢氧根阴离子为氢氧根氢氧化某氢氧化某阴离子为无氧酸根

7、阴离子为无氧酸根某化某某化某阴离子为有氧酸根阴离子为有氧酸根某酸某某酸某Co(NH3)5(H2O)Cl3三氯化三氯化如如 Cu(NH3)4 (OH)2氢氧化氢氧化第9页/共39页Zn(OH)(H2O)3NO3硝酸硝酸无外界配合物：无外界配合物：按内界命名法命名。按内界命名法命名。(2)内界中内界中配位体数、配位体名称、配配位体数、配位体名称、配(合合)形成体形成体(大写罗马数字标明氧化数大写罗马数字标明氧化数)(中间无间隔中间无间隔)多种配体，多种配体，命名顺序同书写顺序命名顺序同书写顺序并以并以“”间隔。间隔。配位体数用小写中文数字表示，配位体数用小写中文数字表示，且为且为“一一”可省。可省

8、。注注 意意第10页/共39页六氟合硅六氟合硅(IV)酸钾酸钾六氯合铂六氯合铂(IV)酸酸二氯二氯二氨合铂二氨合铂()四羰基合镍四羰基合镍二氢氧化四氨合铜二氢氧化四氨合铜()三氯化五氨三氯化五氨一水合钴一水合钴()K2SiF6H2PtCl6PtCl2(NH3)2Ni(CO)4 Cu(NH3)4 (OH)2Cu(NH3)4PtCl4Co(NH3)5(H2O)Cl3Zn(OH)(H2O)3NO3硝酸一羟基硝酸一羟基三水合锌三水合锌()四氯合铂四氯合铂()酸四氨合铜酸四氨合铜()第11页/共39页如如 Na3Ag(S2O3)2 二二(硫代硫酸根硫代硫酸根)合银合银()酸钠酸钠 如如NO2-:写为写为

9、ONO-,O为配原子为配原子,称为称为亚硝酸根；亚硝酸根；写为写为NO2-，N为配原子为配原子,称为称为硝基。硝基。同一配体配原子不同，写法、读法不同。同一配体配原子不同，写法、读法不同。带倍数词头的无机含氧酸根或含代酸原子带倍数词头的无机含氧酸根或含代酸原子的配体，命名时用的配体，命名时用()括起。如括起。如(二硫酸根二硫酸根)、(硫代硫酸根硫代硫酸根)、(三磷酸根三磷酸根)、乙二胺等。、乙二胺等。SCN-:写为写为SCN-,S为配原子为配原子,称为称为硫氰酸根；硫氰酸根；写为写为NSC-,N为配原子为配原子,称为称为异硫氰酸根；异硫氰酸根；第12页/共39页命名练习：命名练习：K Co(N

10、O2)4(NH3)2四硝基四硝基二氨合钴二氨合钴()酸钾酸钾CoCl2(NH3)2(en)二氯二氯二氨二氨一一(乙二乙二 胺胺)合钴合钴()二氯二氯一草酸根一草酸根一一(乙二乙二 胺胺)合铁合铁()离子离子 FeCl2(C2O4)(en)-K3Fe(NCS)6六六(异硫氰酸根异硫氰酸根)合铁合铁()酸钾酸钾第13页/共39页1、简单配合物、简单配合物单齿单齿(基基)配位化合物配位化合物：一个配位体仅含一个配位原子。一个配位体仅含一个配位原子。如：如：Cu(NH3)4SO4K2PtClClClClClCl此类配合物，此类配合物，配位数配位数=配位体数配位体数四、配合物的类型四、配合物的类型第14

11、页/共39页2、复杂配合物：一个配体含多个配原子。、复杂配合物：一个配体含多个配原子。又称多齿又称多齿(基基)配合物、内络盐、鳌合物。配合物、内络盐、鳌合物。特点：具有环状结构，且以五六元环最常见。特点：具有环状结构，且以五六元环最常见。二齿配体二齿配体乙二胺乙二胺(en)二二(乙二胺乙二胺)合铜合铜()离子离子第15页/共39页鳌鳌物中，配位数为配位体数的整数倍物中，配位数为配位体数的整数倍形成体电荷形成体电荷+1+2+3+4常见配位数常见配位数24或或66或或46或或8 AlF63-Cu(NH3)4SO4Co(NH3)2(en)2(NO3)3配位数配位数 6 4 6例：例：配合物配合物 常

12、见的单、多齿配体常见的单、多齿配体配位数与中心离子的关系：配位数与中心离子的关系：第16页/共39页第二节第二节 配合物的化学键理论配合物的化学键理论配合物的价键理论配合物的价键理论（美国，鲍林，（美国，鲍林，1931）1、配合物中，形成体、配合物中，形成体M与配体与配体L间以配位键间以配位键 结合。结合。一、基本要点：一、基本要点：如：如：CuNH32、形成配离子时，形成体先重组杂化，形成、形成配离子时，形成体先重组杂化，形成 具有一定构型的杂化轨道后再形成配位键。具有一定构型的杂化轨道后再形成配位键。二、示例：二、示例：第17页/共39页5s5p1、配位数为、配位数为“2”者者形成体氧化数

13、多为形成体氧化数多为+1，均发生，均发生sp杂化，空间杂化，空间构型为直线型。构型为直线型。如如 Ag(NH3)2+形成过程：形成过程：Ag+：4d105s05p0sp5p杂化杂化两个空的两个空的sp轨道可分别接纳轨道可分别接纳N的孤对电子的孤对电子,形成完全相同的形成完全相同的2个配键，且呈直线型。个配键，且呈直线型。第18页/共39页 有两种空间构型有两种空间构型:正四面体形、正方形正四面体形、正方形 分别发生分别发生 sp3 、dsp2杂化杂化2、配位数为、配位数为4 Ni 3d84s24p0 Ni2+3d84s04p0如如(1)Ni(NH3)42+Ni发生发生sp3杂化杂化 正四面体正

14、四面体 发生发生sp3杂化杂化,并分并分别与别与N形成配位键形成配位键第19页/共39页示意图示意图sp3杂化杂化Ni2+3d4s4p3dsp3两个单电子，高两个单电子，高自旋。顺磁性。自旋。顺磁性。分别与分别与4个个NH3中中的的N形成配位键。形成配位键。仅由外层轨道杂化仅由外层轨道杂化形成的配键称外轨形成的配键称外轨配键；含外轨配键配键；含外轨配键的配合物称外轨型的配合物称外轨型配合物；又因其含配合物；又因其含较多单电子，称高较多单电子，称高自旋配合物。自旋配合物。第20页/共39页(2)Ni(CN)42-Ni2+dsp2杂化杂化重排重排次外层轨道参与次外层轨道参与杂化形成的配键杂化形成的

15、配键称内轨型配键；称内轨型配键；含内轨配键的配含内轨配键的配合物称内轨配合合物称内轨配合物；又因无单电物；又因无单电子子(或少或少),故又称低故又称低自旋配合物。自旋配合物。Ni发生发生dsp2杂化，正方形。杂化，正方形。第21页/共39页Ni2+外轨型外轨型正四面体正四面体内轨型内轨型平面正方形平面正方形比较：比较：NiNCCNNCCN2+3d4s4p第22页/共39页内轨型配合物，稳定性强，磁矩小。内轨型配合物，稳定性强，磁矩小。外轨型配合物，稳定性弱，磁矩大。外轨型配合物，稳定性弱，磁矩大。配合物构型主要取决于中心离子的杂化方式。配合物构型主要取决于中心离子的杂化方式。注注意意Cu(H2

16、O)42+、Cu(NH3)42+的特殊结构的特殊结构即均发生即均发生dsp2杂化，为平面正方形结构。杂化，为平面正方形结构。dsp2杂化杂化3d4s4pCu2+激发激发第23页/共39页3、配位数为、配位数为6Fe2+电子层结构：电子层结构：顺磁性顺磁性(1)Fe(CN)64-、Fe(CN)5(NH3)3-3d4s4pd2sp3杂化杂化正八面体结构正八面体结构内轨型；低自旋。内轨型；低自旋。3d(2)Fe(H2O)62+、FeF64-sp3d2杂化杂化3d4s4p4d外外轨轨型型；高高自自旋旋。正正八八面面体体结结构构第24页/共39页Fe3+也可发生类似杂化，也可发生类似杂化，但外轨型有但外

17、轨型有5个单电子，个单电子，内轨型有内轨型有1个单电子。个单电子。正八面体结构正八面体结构空间构型：平面正空间构型：平面正，形成体发生，形成体发生sp2杂化。杂化。4、配位数为、配位数为3如如:HgI3-Hg2+：5d106s06p0sp26p杂化杂化6s6p接纳接纳I-的孤对电的孤对电子形成子形成3个配键个配键第25页/共39页分别发生分别发生 dsp3(内轨型内轨型)、d4s杂化杂化(内轨型内轨型)5、配位数为、配位数为5：三角双锥形、四方锥形三角双锥形、四方锥形如如(1)Ni(CN)53-Ni2+杂化杂化重排重排三角双锥，分别三角双锥，分别与与CN-形成内轨形成内轨配键，低自旋。配键，低

18、自旋。第26页/共39页(2)TiF52-Ti3+3d14s03d4s4p杂化前杂化前杂化后杂化后3dd4s4p四方锥形四方锥形此配合物虽为内轨型，此配合物虽为内轨型，但有单电子，顺磁性。但有单电子，顺磁性。注注 意意第27页/共39页配位数配位数杂化杂化类型类型空间构型空间构型示例示例2sp外外轨轨型型直线型直线型Ag(CN)2-3sp2三角形三角形CuCl32-4sp3四面体四面体MnCl42-dsp2内内轨轨型型平面四边平面四边Ni(CN)42-5d4s四方锥四方锥NiBr3(PR3)2dsp3三角双锥三角双锥Fe(CO)56d2sp3正八面体正八面体Fe(CN)64-sp3d2外轨型外

19、轨型正八面体正八面体FeCl63-第28页/共39页据单电子数据单电子数=B.M.（玻尔磁子）（玻尔磁子）其中其中称为磁矩；称为磁矩；n为为单单电子数电子数.显然显然:0 有单电子，顺磁性；有单电子，顺磁性；=0 无单电子，反磁性。无单电子，反磁性。判断轨型，需结合结构判断轨型，需结合结构磁矩的理论值与未成对电子数的关系磁矩的理论值与未成对电子数的关系单电子数单电子数单电子数单电子数00 33.8711.7344.9022.8355.92 n+1 (n0)窍门窍门三、判断内轨型、外轨型的方法三、判断内轨型、外轨型的方法第29页/共39页如如(1):FeF63-实验测得实验测得=5.90 B.M

20、.，则，则n=5，高自旋，高自旋,Fe3+为为sp3d2杂化，为外轨型化合物。杂化，为外轨型化合物。(2)Fe(CN)63-实验测得实验测得=2.0 B.M.则得则得n=1，低自旋，低自旋,Fe3+属属d2sp3，属内轨型化合物。，属内轨型化合物。第30页/共39页 应用：应用：1、可解释许多配合物的配位数和几何构型。、可解释许多配合物的配位数和几何构型。2、可以解释配离子的磁性、稳定性等。、可以解释配离子的磁性、稳定性等。四、配合物价键理论的应用与不足四、配合物价键理论的应用与不足 不足：不足：1、价键理论目前只是一个定性理论，不能定、价键理论目前只是一个定性理论，不能定 量或半定量地说明配

21、合物的性质。量或半定量地说明配合物的性质。2、不能解释配合物为何具有特征光谱及过渡、不能解释配合物为何具有特征光谱及过渡 金属形成的配离子具有不同的颜色。金属形成的配离子具有不同的颜色。第31页/共39页小结小结平面三角形平面三角形 sp2 sp直线型直线型正八面体形正八面体形平面正方形平面正方形正四面体正四面体 sp3 dsp2 dsp3(sp3d)d2sp3(sp3d2)三角双锥形三角双锥形配离子空间构型配离子空间构型 中心离子轨道中心离子轨道 杂化类型杂化类型 配位数配位数 2 3 4 5 6 6配离子的杂化类型及空间构型配离子的杂化类型及空间构型第32页/共39页外轨配合物外轨配合物内

22、轨配合物内轨配合物sp、sp2、sp3 sp3d、sp3d2dsp2 dsp3、d2sp3单电子数多单电子数多高自旋高自旋磁矩大磁矩大单电子数少单电子数少低自旋低自旋磁矩小磁矩小不稳定不稳定稳定稳定n+1配合物的类型配合物的类型小结小结第33页/共39页 1、组成与命名、组成与命名（1）确定中心离子氧化数、配位体、配位原）确定中心离子氧化数、配位体、配位原 子、配位数、配离子电荷子、配位数、配离子电荷（3）推断配合物化学式）推断配合物化学式（2）命名）命名 化学式化学式配离子电荷配离子电荷=中心离子与配体电荷的代数和中心离子与配体电荷的代数和 外界离子电荷外界离子电荷=配离子电荷配离子电荷 本

23、章总结第34页/共39页2、配合物命名配合物命名阳离子阳离子简单阴离子简单阴离子（Cl-、Br-）等）等化化阳离子阳离子复杂阴离子复杂阴离子（酸根离子、配离子）等（酸根离子、配离子）等酸酸配位数配位数 配位体配位体 合合 中心离子中心离子(氧化数）氧化数）书写时：先无后有，先离后中，先书写时：先无后有，先离后中，先A后后B，先少后多。，先少后多。命名时：多个配体，从前向后命名时：多个配体，从前向后第35页/共39页sp、sp2、sp3 sp3d、sp3d2dsp2 dsp3、d2sp3单电子数多单电子数多高自旋高自旋磁矩大磁矩大单电子数少单电子数少低自旋低自旋磁矩小磁矩小不稳定不稳定稳定稳定3

24、、配合物的价键理论及类型、配合物的价键理论及类型外轨配合物外轨配合物内轨配合物内轨配合物内层结构不变内层结构不变内层结构常变化内层结构常变化内外界间离子键，配离子内配位键。内外界间离子键，配离子内配位键。参与杂化的是中心离子的空轨道。参与杂化的是中心离子的空轨道。第36页/共39页（4）由高、低自旋）由高、低自旋（5）由中心离子电荷）由中心离子电荷（1）由中心离子由中心离子内轨内轨外轨外轨内或外轨内或外轨（2）由配位原子）由配位原子XX小小X大大配体相同，高则内配体相同，高则内C(CN-、CO)、N(NO2)F(F)、O(H2O)（3）由）由单电子数（单电子数（n）n固有单电子固有单电子n=固有单电子固有单电子内轨内轨外轨外轨高自旋高自旋低自旋低自旋 内轨内轨外轨外轨4、内外轨的判断、内外轨的判断n+1内轨内轨外轨外轨d13d49d10第37页/共39页The End第38页/共39页感谢您的观看！第39页/共39页