无机化学第八章-配合物ppt课件.ppt
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1、病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程第八章:配位化合物配合物配合物的基本概念配合物的化学键理论配合物在水溶液中的稳定性配合物的应用螯合物病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程重点讲述:1.配合物的组成、命名2.配合物的化学键理论3.配合物的稳定常数及其有关计算病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程一.配合物的基本概念1.定义 2.组成 3.命名含有配离子的化合物配合物原子或离子离
2、子或分子配位键复杂离子(或分子)Cu(NH3)42+Cu(NH3)4SO4 K2HgI4 Ni(CO)4HgI42-Ni(CO)4配合物配阳离子配阴离子配位分子病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程配合物的组成:Cu(NH3)4 SO4内界外界离子键K 2 Hg I4 内界外界中心离子配位体配位键配位体数配离子的电荷配位数2+病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程配离子是体现配合物性质的核心部分用方括号标明内界(配位个体,配位单元)病原体侵入机体,消弱
3、机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程位于配离子的中心金属离子(形成体)是配离子的核心部分某些金属原子高氧化值的非金属元素过渡金属离子中心离子病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程与中心离子以配位键结合的离子或分子配 体类 型 实 例单 齿配 体H2O:NH3 :CO :X-:CN-:OH-:ONO-:NO2-:SCN-:NCS-多 齿配 体乙二胺(en)草酸根(OX)联吡啶(bpy)EDTA(Y2-)氨基乙酸 邻菲罗啉(o-phen)一 些 常 见 配 位 体配位体只含
4、有一个配位原子的配体含有二个或二个以上配位原子的配体提供孤电子对的原子配位原子:SCN-:NCS-两可配体病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程直接与中心离子配位的配位原子的数目数值中心离子半径:外界条件浓度:配位数电荷:温度:半径越大,配位数大电荷越高,配位数越大配体半径:电荷:半径越大,配位数小电荷越高,配位数越小降低反应温度增大配体浓度高配位 数的配 合物病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程配离子的电荷Cu(NH3)42+HgI42-Ni(CO
5、)4Fe(CN)4(NH3)(H2O)-+2+04=+2+2+(-1)4=-20+04=0+3+(-1)4+0+0=-1中心离子的电荷配位体的电荷据配离子电荷确定中心离子的电荷(氧化数)病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程命名配离子:配体数目配体名称合中心离子名称配离子一一、二二、三三、先无机配体,氧化值()先阴离子,同类配体,配位体之间以圆点“”隔开按配位原子元素符号英文字母顺序后有机配体后中性分子病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程配位原子相同
6、配体中原子个数少的在前(NH3)(NH2OH)配体中原子个数相同按与配位原子直接相连的其他原子的元素符号英文字母顺序(NO2)(NH2)病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程命名配合物:与一般无机盐和氢氧化物的命名原则相同CoCl2(NH3)3(H2O)Cl Co(NH3)6Br3 PtCl(NO2)(NH3)4CO3K2PtCl6 K4Fe(CN)6NH4Cr(NCS)4(NH3)2NH4Cr(SCN)4(NH3)2氯化二氯 三氨一水合钴()()三溴化六氨合钴()()碳酸一氯 一硝基四氨合铂()()六氯合铂()()酸钾六
7、氰合铁()()酸钾四异硫氰酸根 二氨合铬()()酸铵四硫氰酸根 二氨合铬()()酸铵病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程Ag(NH3)2OHPt(Py)4PtCl4Ni(CO)4Co(NH3)2(en)2Cl3 H2PtCl6 Co(ONO)(NH3)5SO4氢氧化二氨合银()()四氯合铂()()酸四吡啶合铂()四羰基合镍(0)(0)三氯化二氨 二(乙二胺)合钴()()六氯合铂()()酸一亚硝酸根 五氨合钴()()硫酸Pt(NO2)(NH3)(NH2OH)(Py)Cl氯化一硝基 一氨一羟氨基一吡啶合铂()病原体侵入机体,
8、消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程K3CrCl2(NH2)2(NO2)2中心离子:配位体:配位原子:配位数:配离子电荷:命名:配离子:CrCl2(NH2)2(NO2)2 3-Cr3+Cl-NH2-NO2-Cl N N6-3中心离子氧化值:+3二氯二氨基二硝基合铬()酸钾病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程二.配合物的化学键理论特点:第一:中心离子多为过渡元素,(n-1)d轨道未填满电子(n-1)d、ns、np和nd轨道能量相近,易激发、杂化,d轨道参与配位体成键
9、。考虑d轨道的两种价态:基态、第二:激发态对配离子的颜色、光的吸收有影响,受配体的影响。第三:多数配离子含有未成对电子,表现出顺磁性,受到配位体的影响。病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程解释配合物的化学键理论:配位键(价键)理论晶体场理论配位场理论(分子轨道理论)病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程1.配位键(价键)理论中心离子配位体配位键空轨道杂化配离子的空间构型中心离子的配位数配离子的稳定性中心离子杂化轨道数目杂化轨道类型病原体侵入机体,消弱
10、机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程1)配位数为2的配离子构型Ag(NH3)2+sp杂化4d5s5pH3NAg+NH3 Ag+:sp4d5p4d5psp2NH3实验测定:直线形构型直线形,键角1804d105s0病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程2)配位数为4的配离子构型(1)四面体构型Zn(NH3)42+Zn2+:sp3杂化3d4s4p3dsp3四面体构型ZnNH3NH3 NH3NH33dsp34NH3键角:109283d104s0病原体侵入机体,消弱机体防御机能
11、,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程(2)平面正方形构型 Ni(CN)42-实验结果:Ni2+:3d4s4p重重 排排3d4s4p-CN-CNCN-CN-Ni2+平面正方形dsp23d4pdsp23d4pdsp2杂化4CN-Ni2+顺磁性,Ni(CN)42-反磁性键角903d84s0病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程3)配位数为6的配离子构型(1)FeF63-的空间构型(sp3d2)Fe3+:实验结果:3d4s4p4dSp3d2杂化3d4dsp3d23d4dsp3d26F-Fe
12、3+与FeF63-磁性相同,八面体构型3d54s0病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程配离子的空间构型:用ns、np、nd轨道杂化正八面体F FF F FeFF键角90配位键外轨型配位键配合物外轨型配合物病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程(2)Fe(CN)63-的空间构型(d2sp3)实验结果:Fe3+:3d54s03d4s4p4d3d4s4p4dd2sp33d4dd2sp3杂化重排重排d2sp33d4d6CN-八面体,Fe(CN)63-比Fe3
13、+的磁性小病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程配离子的空间构型:用(n-1)d、ns、np轨道杂化正八面体CN CNCN CNFeCNCN键角90配位键配合物内轨型配位键内轨型配合物CN-、NO2-:内轨型配合物X-、H2O:外轨型配合物稳定性:内轨型配合物外轨型配合物病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程重排,对中心离子影响大的配体:NH3视情况而定:Co(NH3)62+:不重排,Co(NH3)63+:对中心离子影响小的配体:CN-、NO2-(重排
14、)X-、H2O(不重排)Co2+(3d74s0)Co2+:sp3d2杂化(外轨型)Co3+:d2sp3杂化(内轨型)Co3+(3d64s0)病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程影响配合物类型的因素:中心离子的电荷:Co(NH3)62+外轨型配合物电荷增多,易形成内轨型配合物配位原子电负性:离子性成分较大x大F、Cl、O外轨型小C(CN-、CO)、N(NO2-)内轨型离子性成分较小,共价键成分较大(共价配键)(电价配键)Co(NH3)63+内轨型配合物病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部
15、位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程配位数 杂化轨道类型 空间构型配合物举例 2 sp直线形 Ag(NH3)2+Ag(CN)2-3 sp2平面三角形CuCl32-Cu(CN)32-4 dsp2平面正方形 Cu(NH3)42+Pt()、Pd()sp3正四面体Co(SCN)42-Zn()、Cd()5 dsp3三角双锥体Ni(CN)53-Fe(CO)5 6 sp3d2 d2sp3正八面体CoF63-Fe(CN)63-杂化轨道与配合物空间构型的关系病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程判断内、外轨配合物的方法:磁矩的变化变小,不
16、变,内轨型外轨型病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程4)磁矩与键型的关系表示物质磁性强弱的物理量单位:波尔磁子(B.M.)未成对 电子数适于d d区第四周期过渡元 素所形成的配离子 0,顺磁性 n值 1 2 3 4 5(理理/B.M.)1.73 2.83 3.87 4.90 5.92n与的关系=0,反磁性病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程例例1:实验测得下列配合物的磁矩数据如下:CoF63-(4.5)Ni(NH3)42+(3.2)Ni(CN)42
17、-(0)Mn(CN)64-(1.8)试判断其几何构型,并指出哪 些属于内轨型,哪些属于外轨型。解:CoF63-(4.5):Co3+:3d6CoF63-:sp3d2正八面体外轨型 4病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程Ni(NH3)42+(3.2):Ni2+:3d8Ni(NH3)42+:sp3正四面体外轨型Ni(CN)42-(0):Ni2+:3d8Ni(CN)42-:dsp2平面正方形内轨型 2病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程Mn(CN)64-(
18、1.8):Mn2+:3d5Mn(CN)64-:d2sp3正八面体内轨型 1病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程例2:下列配离子中哪个磁矩最大?Fe(CN)63-Fe(CN)64-FeF63-解:配离子Fe(CN)63-M的d电子数 MLx的未 成对电子数(理)1.73Fe(CN)64-0FeF63-5.92FeF63-磁矩最大病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程d4 d7(中心离子)磁矩可以区别:内轨型外轨型病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机
19、体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程对价键理论的评价:简单明了,易于理解和接受可以解释配离子的几何构型、磁性、稳定性无法解释配合物的颜色(吸收光谱)病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程2.晶体场理论是一种静电作用理论以一定对称性分布的配位体对中心离子施加的电场带正电的点电荷带负电的点电荷 静电引力病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程1.基本要点:1)中心离子d d轨道发生能级分裂dxydyzdzxdx2-y2 dz
20、2 dx2-y2dz2dxydyzdzx自由离子球形对称静电场八面体场egt2gt2g轨道 d能级,eg 轨道dr能级病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程dxydxzdyzdx2-y2dz2病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程odx2-y2dz2dxydyzdzxegt2g2)o(分裂能)中心离子氧化值(电荷)o半径(所属周期数)配位体场配位体场ooo分裂能病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同
21、程度的病理生理过程中心离子相同,o随配体场强弱不同而异。I-Br-Cl-SCN-F-ONO-OH-H2OC2O42-NCS-EDTAPyNH3enNO2-CN-CO光谱化学序:病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程能量分裂能o3)跃迁egt2gegt2gEeg Et2g=o3Et2g+2Eeg=0解方程得Eeg=+0.6oEt2g=-0.4o病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程4)d电子进入分裂后d轨道比进入分裂前d轨道降低的能量晶体场稳定化能(CF
22、SE)CFSE=E(t2g)+E(eg)+(n1-n2)Pot2g轨道上的电子数eg 轨道上的电子数分裂后d轨道上的电子对数分裂前d轨道上的电子对数晶体场稳定化能越负(小),配合物越稳定Po:电子成对需要的能量病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程5)电子在分裂后d轨道上的排布分裂能o电子成对能PoPo o,高自旋排布,遵守洪特规则,中心离子处于弱配位体场(H2O、X-)如d5:egt2gt2g3 eg2 d3d r2Po o,低自旋排布,遵守能量最低原理,中心离子处于强配位体场(CN-、NO2-、CO)egt2gt2g5
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