配位化学8
无机化学中的配位化学
无机化学中的配位化学无机化学是化学的一个分支，研究的是无机物质的性质、合成、结构和反应。
而无机化学中的配位化学则是其中一个重要的领域，研究的是配合物的性质和反应机理。
一、什么是配位化学？配位化学是指研究配合物的化学性质、结构和反应机理的一门学科。
配合物是由一个或多个叫配体的化学物质和一个中心离子或原子团通过配位键结合而成的。
二、配合物的基本结构在无机配位化学中，有一些基本的配合物结构，以下是其中几种常见的：1. 八面体型配合物八面体型配合物的一种常见形式是指一个中心金属离子被六个配体包围而成。
这种配合物包括了一些过渡金属物质，比如八面体的铁离子（Fe2+），铬离子（Cr3+）和钴离子（Co3+）等等。
2. 四面体型配合物四面体型配合物的中心离子被四个或更少的配体包围而成。
例如一个中心钴离子（Co2+）被四个氨分子包围而成的结构。
类似的四面体型配合物还包括了许多其他的过渡金属离子。
3. 矩形双桥型分子矩形双桥型分子是指由一个或多个金属中心和一个或多个桥联的配体组成的化合物。
这种化合物经常被用作催化剂。
4. 端基配位端基配位是指配体的一个原子与金属离子形成了一个配位键，而其它的配体分子则不与之配位。
这种结构的一个例子是钴离子与四个水分子和一个氯离子形成的结构。
以上这些结构只是无机配位化学中的几个例子，实际上在无机化学中还有许多其他的配合物结构。
了解这些结构的特点，可以帮助我们更好地了解配合物的性质和反应机理。
三、配位化学的应用无机配位化学有着广泛的应用，例如在工业、农业和医学等领域。
以下是其中的一些例子：1. 工业应用无机配位化学在工业生产中有着广泛的应用。
例如，许多催化剂都是配合物，它们被广泛地应用在成本高昂和复杂的化学反应中。
此外，许多电池和太阳能电池中也使用了配合物。
2. 农业应用农业领域中，配位化学也扮演着重要的角色。
例如，许多农药和肥料都是由稳定的配合物构成的。
3. 医学应用医学领域中，配位化学也有着广泛的应用。
8羟基喹啉的制备总结和讨论
8羟基喹啉的制备总结和讨论
8-羟基喹啉（8-Hydroxyquinoline）是一种有机化合物，常用于药物合成、配位化学和光学材料等领域。
下面是关于8-羟基喹啉制备的总结和讨论：
制备方法：
1. 溴化8-氨基喹啉：首先将8-氨基喹啉与溴在适当溶剂中反应，生成溴化8-氨基喹啉。
2. 氧化：将溴化8-氨基喹啉与碱性高锰酸钾（KMnO4）或其他氧化剂反应，进行氧化反应，生成8-羟基喹啉。
讨论：
1. 溴化8-氨基喹啉的反应条件：溴化反应可以在适当的溶剂（如醚类、醇类溶剂）中进行，在适当的温度下进行反应。
反应条件的选择应考虑到反应速率和产率的平衡。
2. 氧化反应的选择：氧化反应可以使用高锰酸钾等常见的氧化剂进行。
其他氧化剂，如过氧化氢（H2O2），也可以用于该反应。
在选择氧化剂时，应考虑到反应条件的温度和反应速率。
3. 产率和纯度：制备8-羟基喹啉的关键是产率和纯度。
反应条件的优化可以提高产率，如反应温度、反应时间、反应物的比例等。
纯度可以通过适当的提纯方法（如结晶、萃取、柱层析等）获得。
总结：
制备8-羟基喹啉的一种常见方法是将8-氨基喹啉与溴反应生成溴化8-氨基喹啉，然后进行氧化反应，生成8-羟基喹啉。
制备过程中需考虑反应条件的选择和优化，以提高产率和纯度。
制备方法的选择还可以根据具体需求和实验条件进行调整和改进。
化学反应中的配位化学
化学反应中的配位化学化学反应中的配位化学是一门研究化学反应中配位物质的反应性质和化学变化的学科。
它在化学领域中具有重要的地位和作用，涉及到化学、物理、材料等多个领域。
本文将从配位化学的基础知识、应用现状和未来展望三个方面来探讨化学反应中的配位化学。
一、配位化学的基础知识1. 配位化学的概念配位化学是指利用有机或配位物与金属离子之间的化学反应，形成络合物（配合物）的一门化学学科。
配合物是指由中心离子（金属离子）和一定数量的配体（有机物或无机物）通过共价键或配位键形成的化合物，具有明确的化学性质和结构特征。
2. 配位化学的基本结构配位化学中离子的配位方式分为三种：线性型、分支型和环状型。
其中，线性型是指配体在金属离子周围形成的一条直线，如[Co(NH3)6]2+；分支型是指配体在金属离子周围形成的一条分支结构，如[Cr(edta)]-；环状型是指配体在金属离子周围形成的一个环结构，如[Mn(H2O)6]2+。
3. 配位化学的反应机制配位化学反应机制主要包括化学键的形成和断裂过程。
在形成化学键的过程中，配体发生了配位键形成的反应，即配体的一个或多个可供给位点上出现一个共价或配位键，形成配合物。
在断裂化学键的过程中，反应产物的配体发生了离去或转移反应，即配合物中的一个或多个配体由于其它反应的作用而离去或被替代。
二、配位化学的应用现状1. 金属配合物在催化反应中的应用金属配合物在催化反应中起到了至关重要的作用。
它可以加速反应速率、提高产率、减少副产物、改善反应条件等多种效果。
如：铂催化剂可以帮助丙烷的氧化反应，使其转化为丙酮。
另外，其他金属如镍、铁、钒、铬等也可以用作催化剂。
2. 金属配合物在材料领域中的应用金属配合物在材料领域中有广泛的应用，可以制备出多种性质优异的材料。
如：可溶于水的金属离子与各种溶液中的有机物反应，可以制备出具有吸附性、交换性和载体性的离子交换树脂。
此外，配位化学也可以用于制备与生物有关的材料，如透明质酸等。
第8章_配位化合物
1704年，普鲁士人在染料作坊中发现第一个配合物 1789年，B. M. Tassert发现分子加合物[Co(NH3)6]Cl3 1893年，Werner提出“络合理论” 1930年，Pauling 提出配位键理论
1929 年，H. Bethe 提出晶体场理论
X-射线晶体衍射技术的产生,促进配位化学的发展
•• ••
4s 3d
•• ••
4p
dsp2杂化
Ni(CN)42 –的空间构型为平面四边形
③ML6配合物：
[FeF6]3– Fe3+ (3d5)：
3d
F–的配位作用较弱，利用4s、4p、4d轨道杂化
•• •• •• •• •• ••
3d
4s
4p sp3d2杂化
4d
[FeF6]3–的空间构型为八面体
[Fe(CN)6]4Fe2+ (3d6)：
例如：
[NiCl4]2-
[Ni(CN)4]2-
sp3杂化
外轨型 正四面体
dsp2杂化 内轨型 平面正方形
3. 价键理论的应用
⑴判断配合物的空间构型
判断中心离子杂化类型及配合物空间构型的方法
1. 根据配位数=杂化轨道数，初步判断中心离子
也有中性原子，如[Ni(CO)4]、[Co(CO)4]中的Ni、Co等。
②配位体：
含有孤对电子的分子或离子
配体中提供孤对电子与 中心离子以配位键相结 合的原子称配位原子， 如NH3分子中的N原子， H2O分子中的O原子。
常见配体和配位原子
配体
NH3，RNH2，NCS-
配位原子
N
H2O，OH-，RCOO-，
②中心离子提供的空轨道是经过杂化的。 杂化类型由中心原子M的价电子构型和配 体L的种类、数目决定。 ③配合物（配离子）的空间构型取决于中 心离子的杂化方式。
化学反应中的配位化学
化学反应中的配位化学配位化学是化学领域中的一个重要分支，研究物质中金属离子与配体之间的结合反应，这种反应可以导致配合物的形成。
配合物在化学和生物学等领域具有广泛的应用，对于了解化学反应的机理和探索新的功能材料具有重要意义。
配位化学的基本概念是指金属离子通过与非金属原子(通常是有机分子或配体)中的配体结合形成配合物。
配体通常是具有孤对电子或可以提供电子对给金属离子的化合物。
在配位化学中，金属离子被称为中心原子，而配体则被称为配位子。
配位反应可以发生在溶液中或固体中。
在溶液中，可以通过直接混合金属离子和配体来触发配位反应。
例如，当氯化铜溶解在水中时，水分子可以作为配体与铜离子形成六配位的配合物[Cu(H2O)6]2+。
这种反应可以通过配合物的颜色变化来观察到，从蓝色的溶液变为深绿色。
在固体中，配位反应通常需要提供外部条件，如温度、压力和反应时间等。
例如，当铵氨铜盐固体与氨气在高温下反应时，可以观察到铜离子与氨分子形成配合物[Cu(NH3)4]2+的反应。
这种反应可以通过X射线衍射等技术来确定产物的结构。
配合物由金属离子和配体之间的配位键连接而成。
配位键可以是共价键、离子键或金属键。
共价键是基于共享电子对而形成的，而离子键是由电荷吸引力形成的。
金属键是金属离子和配体之间的主要连接方式，在金属离子中心的周围形成一个或多个配体的电子对云。
这种键连接通常比共价键和离子键更强，并且具有不同的特殊性质。
配位化学在许多领域中都有广泛的应用。
在医药领域，配合物被用作药物的载体，可以提高药物的稳定性和生物利用度。
在环境科学中，配合物可以用来去除重金属离子和其他有毒物质，从而减少对环境的污染。
在材料科学中，配合物可以用来合成陶瓷、纳米材料和光电材料等新型功能材料。
研究配位反应的机理对于理解化学反应的基本原理和探索新的反应路径具有重要意义。
通过深入研究配位反应的动力学和热力学过程，可以为合成更复杂和有特殊功能的配位化合物提供指导。
第8章 配位化合物
[Cu(NH3)4]SO4
配阳离子 [Cu(NH3)4]2+
K2[HgI4]
配阴离子 [HgI4]2-
2、配位化合物 配离子与相反电荷离子所构成的电中性化合物
含有配离子的配合物 [Cu(NH3)4]SO4
K2[HgI4]
电中性配合物
[CoCl3(NH3)3]
[Fe(CO)5]
8.1.2 配合物的组成
(out spher)
①内外界之间为离子键，配合物可解离。
配位单元内部，形成体和配体之间是配位键，相对稳定。
②外界离子具有简单离子的性质。
③有的配位单元是电中性的，如：[Ni(CO)4]、[Fe(CO)5]。
配位原子
[Fe(CO)5]
中心 配 配 原子 体 位 (形成体) 数
1. 含有配离子的配合物
阴离子 F- Cl- Br- I- OH- CN- NO2配体 氟 氯 溴 碘 羟基 氰 硝基 O C N 配位原子 F Cl Br I
ONOSCNNCS阴离子 配体 亚硝酸根 硫氰酸根 异硫氰酸根 O S N 配位原子
常见多齿配体 分子式 名称
O C
-
缩写符号 (OX)
O C
O
O
-
草酸根
乙二胺
一、配合物化学式的书写原则 （1）在配合物中，阳离子在前，阴离子在后 （2）在配离子中，按如下顺序： [形成体∙∙∙阴离子配体∙∙∙中性配体∙∙∙阳离子配体]
例如： [CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl
[Co(ONO)(NH3)5]SO4
二、配合物的命名
1、按无机化合物的命名原则：
从后向前读，即先阴离子后阳离子
[Cu(NH3)4]SO4
中 心 离 子 配 体 配 位 数
《配位化学》课件
影响因素
配位数受中心金属的化合价电子数、配位体的空 位数、配位体的电子性质等因素的影响。
配位环境与元素反应性的关系
活泼元素
活泼元素喜欢在较高的配位环境中形成配位键，反 应活性较高。
稳定元素
稳定元素在较低的配位环境中更容易形成配位键， 反应活性相对较低。
化学计量学与合成
1 化学计量学
通过配位反应的计量关系，确定化学反应的机理和反应速率。
2 合成
通过合理选择合适的配体和中心金属离子，实现目标化合物的合成。
配位化合物的应用
药物与化学治疗
配位化合物在药物和化学治疗领域发挥重要作用， 如铂类抗癌药物等。
工业应用
配位化合物广泛应用于催化剂、材料科学和电子行 业等领域。
金属蛋白质的结构和功能
结构
金属蛋白质由金属离子与蛋白质组成，具有特功能，如催化、 传导和存储等。
配位化学
在《配位化学》PPT课件中，我们将探讨配位化学的基本概念、配位化合物的 命名规则、配合物的光谱分析以及应用等方面的知识。
配位化学的概念
配位化学研究了过渡金属与配位体之间的相互作用及其产物，通过了解配位 键的形成和配位化合物的结构分类，加深对配位化学的理解。
配位数的概念及其影响因素
配位数的定义
配位键能与交换反应
1
配位键能
配位键能是形成有效配位键所需的能量。
2
交换反应
交换反应是指配位体与溶液中的其他配体发生交换，改变配位环境。
3
影响因素
配位键能和交换反应受配体的结构、配体的电子性质以及配位体的交换速率等因 素的影响。
配位配体的分类及性质
配位化合物与配位数
配位化合物与配位数配位化合物是指由一个或多个中心原子或离子（通常是金属离子）与一个或多个配位体（通常是化学键中的孤对电子）形成的化合物。
在配位化合物中，中心原子或离子通过配位键与配位体相连，形成一种稳定的结构。
配位数是指配位化合物中中心原子或离子周围所配位的配位体的数量。
它决定了配位化合物的结构和性质。
常见的配位数有2、4、6和8等。
1. 配位数为2的化合物配位数为2的化合物通常是线性结构，中心原子或离子周围配位的配位体数目较少。
常见的例子是一价阳离子如氯化银（AgCl）。
在AgCl中，银离子（Ag+）和氯离子（Cl-）通过一个配位键相连。
2. 配位数为4的化合物配位数为4的化合物具有四方形结构或略带四方形结构。
中心原子或离子周围配位的配位体数目相对较多，使得形成了更为稳定的结构。
常见的例子是四价阳离子如氯化钛（TiCl4）。
在TiCl4中，钛离子（Ti4+）与四个氯离子（Cl-）通过四个配位键相连。
3. 配位数为6的化合物配位数为6的化合物通常具有八面体或略带八面体结构，它们是最常见的配位化合物。
中心原子或离子周围配位的配位体数目最多，使得配位化合物更加稳定。
常见的例子是六价阳离子如六氯合铜（CuCl6^2-）。
在CuCl6^2-中，铜离子（Cu2+）与六个氯离子（Cl-）通过六个配位键相连。
4. 配位数为8的化合物配位数为8的化合物通常具有立方体结构或单斜结构。
中心原子或离子周围配位的配位体数目最多，形成了非常稳定的结构。
常见的例子是八价阳离子如八配位铁离子（Fe(H2O)6^2+）。
在Fe(H2O)6^2+中，铁离子（Fe2+）与八个水分子（H2O）通过八个配位键相连。
综上所述，配位化合物的配位数决定了它们的结构和性质。
不同的配位数会导致不同的空间排列方式，进而影响到配位化合物的化学性质。
通过控制配位数，可以合理设计和合成出具有特定性质的配位化合物，为材料科学、催化剂设计等领域的研究提供了重要的理论基础。
8配位化合物
二、组成
配合物中有一个金属离子或原子处于配合物 的中央，称为中心离子，在它周围按一定几何构 型围绕着一些带负电荷的阴离子或中性分子，称 为配位体，中心离子和配位体构成配合物的内界， 写在方括号内。内界离子与外界离子构成配合物， 内界离子称为配离子，外界离子一般为简单离子。 配离子与外界离子以离子键结合成电中性的配合 物。
单齿配位体：中心离子的配位数=配位体的数目
如：[Cu(NH3)4]2+
4个
多齿配位体:
中心离子的配位数=配位体的数目×该配位体的齿数
如： [Cu(en)2]2+ [Co(en)2(N2O)Cl]SCN
2×2=4个 2×2+1+1=6个
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4. 配离子的电荷 中心体和配位体电荷的代数和即为配离子的电荷。 例如：[Fe(CN)6]3-的电荷为: +3+(-1)×6＝-3 例2：试求算K4[Fe(CN)6]中配离子的电荷数。 可根据配合物的外界离子(4个K＋)电荷数判定
5
C
5
0
[CoCl3(NH3)3]
NH3 Cl-
6
N
Cl
6 ＋3
[Pt(en)2]Cl2
en
2
N
4 ＋2
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因此，配位化合物又可定义为：以具有接 受电子对的空轨道的原子或离子为中心（中心 原子），一定数目可以给出电子对的离子或分 子为配位体，两者以一定的组成和空间构型所 形成的以配位个体为特征的化合物，叫做配位 化合物。
2、配位体：在配合物中，与中心离子以配位键结 合的负离子、原子或分子称为配位体。配位体位于中 心离子周围，在配位体中，与中心离子直接结合的原 子称为配位原子。配位原子必须具有孤电子对，一般 是位于周期表中电负性较强的非金属原子，如C、N、 O、S、Cl、F、Br、I等。
八配位化合物
➢ 软碱：电负性小、半径较大、易被氧化、易变形 的原子为配位原子的碱，I-, S2-
➢ 交界碱:介于软碱和硬碱之间 ➢ 硬酸：电荷数较多，半径较小，极化率较小的阳
离子，Al3+, Fe3+ ➢ 软酸：电荷数较少，半径较大，极化率较大的阳
书写原则如下：
➢ 含配离子的配合物，其化学式中阳离子写在 前，阴离子在后。
如：K3 Fe(CN)6 、Cu(NH4)4 SO4
➢ 配离子的化学式，先列出金属离子的元素符 号，再依次列出阴离子和中性配体；无机配 体列在前面，有机配体列在后面，将整个配 位个体的化学式括在方括号内。在括号内同 类配体的次序，以配位原子元素符号的英文 字母顺序为准。
§8-1 配合物的基本概念
1- 1 1- 2 1- 3 1- 4
配合物的定义 配合物的组成 配合物的命名 配合物的类型
1-1 配合物的定义
金属离子与一组分子或离子以配位键结合而形成的复 杂化合物——配位化合物（简称配合物）如：
[Ag(NH3)4]SO4 Ni(CO)4 K3[Fe(CN)6] （普鲁士蓝） [Cu(NH3)4]SO4
1- 2 配合物的组成
3. 配位数
配位数：在配离子中与金属离子成键的配位原子的总数。 如 [Cu(NH3)4]2＋中Cu2+的配位数为4。
➢实验发现，中心金属离子的配位数有1到14，最常见的配 位数为6和4。
➢配位数不一定等于 配体数
➢配位数的多少一般取决于中心金属离子形成体和配体的 性质(电荷、半径、核外电子分布等)
Ag S2O32
Ag(
NH
3
)
普通化学 第八章课后答案
第八章配合物配合物思考题与答案1．设计一些实验，证明粗盐酸的黄色是Fe3+与Cl-的络离子而不是铁的水合离子或者羟合离子的颜色。
（略）2．配位化学创始人维尔纳发现，将等物质的量的黄色CoCl3.6NH3﹑紫红色CoCl3.5NH3﹑绿色CoCl3.4NH3和紫色CoCl3.4NH3四种配合物溶于水，加入硝酸银，立即沉淀的氯化银分别为3 ﹑2 ﹑1 ﹑1mol，请根据实验事实推断它们所含的配离子的组成。
答：配离子分别是[Co(NH3)6]3+, [Co(NH3)5Cl]2+ , [Co(NH3)4Cl2] +, [Co(NH3)4Cl2] +，颜色不同的原因是有同分异构体。
3．实验测得Fe(CN)64-和Co(NH3) 63+均为反磁性物质（磁矩等于零），问它们的杂化轨道类型。
答：中心二价Fe2+亚铁离子外层价电子排布是3d6，有4个未成对电子，测得Fe(CN)64-为抗磁性物质，说明中心的铁离子的外层价电子排布发生变化，进行了重排，使得内层3d轨道上没有未成对电子，所以应采取的是d2sp3杂化方式。
三价Co离子外层价电子排布也是3d6，也有4个未成对电子，测得Co(NH3) 63+为反磁性物质，原理同上，也是d2sp3杂化方式。
4．实验证实，Fe(H2O)63+和Fe(CN) 63-的磁矩差别极大，如何用价键理论来理解？答：Fe(H2O)63+的中心离子铁是采用sp3d2杂化方式，外轨型配合物，高自旋，有5个成单电子，磁矩高；而Fe(CN) 63-采用的是d2sp3杂化方式，内轨型配合物，低自旋，只有1个成单电子，所以磁矩低。
5．上题的事实用晶体场理论又作如何理解？略6．用晶体场理论定性地说明二价和三价铁的水合离子的颜色不同的原因。
略7．FeF63-为 6 配位，而FeCl4-为四配位，应如何解释？1答：三价Fe的外层价电子层电子排布是3d3，d轨道上有2个空轨道。
同样作为中心离子，作为负电荷的配体之间的排斥力是需要重点考虑的。
配位化学课件
配位化学课件配位化学课件配位化学是化学中一门重要的学科，它研究的是金属离子与配体之间的相互作用和配位化合物的性质。
在化学课程中，配位化学是一个重要的分支，它不仅涉及到理论知识的学习，还需要进行实验操作和数据处理。
为了更好地教授配位化学知识，许多教师和学者制作了配位化学课件，以帮助学生更好地理解和掌握这门学科。
一、配位化学的基本概念和原理配位化学的基本概念是指金属离子与配体之间的相互作用。
在配位化学中，金属离子通常是正离子，而配体则是带有配位基团的分子或离子。
当金属离子与配体结合形成配位化合物时，它们之间会形成配位键，配位键的形成会导致配位化合物的性质发生变化。
配位化学的原理主要包括配位键的形成和配位化合物的性质。
配位键的形成是指金属离子和配体之间的电子转移过程，通常涉及到配体中的孤对电子和金属离子中的空轨道。
配位化合物的性质则取决于金属离子的性质、配体的性质以及配位键的强度和类型。
二、配位化学课件的设计和使用为了更好地教授配位化学知识，许多教师和学者制作了配位化学课件。
这些课件通常包括理论知识的介绍、实验操作的演示和数据处理的方法。
通过使用配位化学课件，学生可以更直观地了解配位化学的基本概念和原理，提高学习效果。
在配位化学课件的设计中，需要注意以下几个方面。
首先，课件的内容要简洁明了，重点突出，避免冗长和复杂的叙述。
其次，课件的布局要清晰，包括标题、目录、正文和总结等部分，方便学生阅读和理解。
另外，课件中可以加入一些配位化合物的结构示意图和实验操作的演示动画，以增加学生的兴趣和参与度。
配位化学课件的使用可以通过教师讲解和学生自学相结合的方式进行。
教师可以根据课件的内容进行讲解和解答学生的问题，同时可以通过实验操作的演示和数据处理的方法进行实践教学。
学生可以通过阅读课件、观看演示和进行实验操作，加深对配位化学知识的理解和掌握。
三、配位化学课件的优缺点配位化学课件的使用有许多优点。
首先，配位化学课件可以提供直观的图像和动画，帮助学生更好地理解和掌握配位化学的概念和原理。
无机化学中的配位化学和络合反应
无机化学中的配位化学和络合反应配位化学和络合反应是无机化学中的重要概念，也是无机化学研究和应用的基础。
本文将从配位化学与络合反应的定义和基本理论出发，结合实际应用，探讨它们的重要性和相关进展。
一、配位化学配位化学是无机化学的一个重要分支，研究的是形成配合物的原理和配位体的性质、结构、反应等基本问题。
在无机化学中，配合物是指以中心原子（通常是金属离子）为核心，围绕着它的配位体构成的一种复合物。
配位体是指与中心原子通过配位键相连的原子、离子、分子或键合基团。
1. 配位键配位键，也叫配位作用，是指配位体与中心原子的相互作用。
配位键形成的能力在化学上通常用配合物的稳定性来衡量。
形成配位键的主要力有电等效作用（即配体中的每个原子都具有局部电荷），配位作用（共用原子轨道），范德华力等。
2. 配位数配位数指一个中心原子周围形成配合物的配位体个数。
一般来说，金属离子的配位数通常是6、4或5。
其中，6配位体分别位于八面体的八个顶点，4配位体分别位于四面体的四个顶点，5配位体分别位于三棱锥的五个棱角位置。
3. 配合物的结构配合物的结构决定了它们的性质和功能。
常见的配合物结构有正方体、八面体、四面体和三棱锥等。
其中，正方体和八面体是最常见的配合物结构类型，分别对应着6和8配位的情况。
4. 配合物的性质配合物有许多独特的性质，如：（1）配合物的共价键通常是极性的。
（2）配合物可以通过对称性分析进行分类，如在八面体结构中，依据对称中心的多少可以分为两类：正八面体和扭曲八面体。
（3）配合物的色彩多种多样，如黄色、绿色、蓝色、紫色等，其中色彩变化与金属离子的氧化态、配位体、配位数和配位环境等有关。
二、络合反应络合反应是指配位体与中心离子或原子通过配位键相互作用，形成配合物的反应。
络合反应通常可分为配位反应和溶解度反应两类。
1. 配位反应配位反应是通过配位体形成配位键和配合物的化学反应。
配位反应中的反应物有两类，分别是金属离子和配位体。
高中化学中的配位化学与高分子化学
高中化学中的配位化学与高分子化学化学是一门广泛的科学领域，其中配位化学与高分子化学是高中化学课程中的重要内容。
配位化学研究的是金属离子与配体之间的相互作用，而高分子化学则研究的是由大量重复单元构成的聚合物。
这两个领域在现代科学和工业中都有着重要的应用。
一、配位化学1. 配位化学的基本概念配位化学是研究金属离子与配体之间形成配位键的化学学科。
在配位化学中，金属离子作为中心原子或离子，通过配位键与配体结合形成配合物。
配体是指能够提供孤对电子的分子或离子，例如水、氯化物离子等。
2. 配位键的形成配位键是金属离子与配体之间的化学键。
配位键的形成依赖于金属离子的空位和配体提供的孤对电子。
常见的配位键有配位键、共价键和离子键等。
3. 配合物的性质与应用配合物具有独特的性质和应用。
例如，过渡金属配合物具有良好的催化性能，广泛应用于工业生产中。
另外，配合物还可以用于医学、环境保护等领域。
二、高分子化学1. 高分子化学的基本概念高分子化学是研究由大量重复单元构成的聚合物的化学学科。
聚合物是由单体分子通过共价键连接而成的大分子化合物。
常见的聚合物有塑料、橡胶、纤维等。
2. 聚合反应的机理聚合反应是指将单体分子通过共价键连接成聚合物的过程。
聚合反应包括加成聚合、缩聚聚合和环聚合等。
其中，加成聚合是最常见的聚合反应类型。
3. 聚合物的性质与应用聚合物具有多种性质和应用。
例如，聚乙烯是一种常见的塑料，具有良好的绝缘性能和耐腐蚀性，广泛应用于包装、建筑等领域。
此外，聚合物还可以用于制备纤维、涂料、胶粘剂等。
三、配位化学与高分子化学的联系1. 配位聚合物配位聚合物是一类特殊的聚合物，它们由金属离子和配体通过配位键连接而成。
这些聚合物具有独特的结构和性质，广泛应用于催化、传感等领域。
2. 配位聚合反应配位聚合反应是一种通过配位键连接单体分子的聚合反应。
这种反应可以在常温下进行，并且具有高效、选择性好等优点。
3. 配位聚合物的应用配位聚合物在催化、传感、药物等领域具有广泛的应用。
化学中的配位化学理论
化学中的配位化学理论化学是一门非常重要的科学领域，而配位化学则是化学中的一个非常重要的分支。
配位化学主要研究的是金属离子和配体形成配合物的化学原理。
在配合物中，金属离子与配体之间形成了化学键，而这种化学键的形成与配合物的性质密切相关。
因此，探讨配位化学理论对于了解配合物的性质，开发新型配位剂等具有极其重要的意义。
一、配位化学的历史配位化学是一门历史悠久的学科，最早可以追溯到十九世纪末期。
当时的化学家们发现，金属离子在水溶液中可以与其他分子形成配合物。
这些配合物在物理性质上与单纯的金属离子有了很大的不同，如颜色发生变化、熔点降低等。
因此，化学家们开始思考：这些变化是由什么原因引起的？如何解释这些现象？在接下来的几十年里，化学家们逐渐摸索出了配位化学的一些基本原理。
他们发现，配合物的物理性质与其电荷、配位数、配位形式等因素有关。
于是，配位化学作为一门独立的学科开始逐渐成形。
二、配位化学的基本概念在配位化学中，配体是指与金属离子形成复合物的分子或离子，而金属离子则是中心原子。
而金属离子和配体之间形成的化学键则是配位键。
配位键是通过配体上的配位原子与金属离子之间的电子云重叠形成的。
金属离子和配体之间的配位数是一个非常重要的概念。
配位数是指与金属离子相邻的配位原子数，它可以决定配合物的稳定性。
通常情况下，金属离子的配位数在2-6之间。
除此之外，配位化学中还有一些非常重要的概念，如络合物、配合物、低自旋态、高自旋态等。
三、配位化学理论的发展在配位化学的发展过程中，出现了许多重要的理论。
这些理论不仅可以解释已知的化学现象，而且还可以指导开发新型的配位剂，用于各种重要的工业应用。
（一）丙二酮孪生体理论丙二酮孪生体理论是指配位化合物的中心离子周围的配体可被视为由, 配体中存在着两个互为孪生体的化学键。
这种情况下，配位合物中的中心离子会被包围在一个对称的分子构型中。
该理论最早由瑞典化学家保罗·克鲁特·沙曼在1925年提出。
配位化学中的金属离子配位数的确定
配位化学中的金属离子配位数的确定配位化学是无机化学中的一个重要分支，研究的是金属离子与配体之间的相互作用及其结构性质。
在配位化学中，金属离子的配位数是一个关键的概念，它决定了配位化合物的结构和性质。
本文将探讨金属离子配位数的确定方法及其在配位化学中的应用。
一、配位数的概念与意义配位数是指金属离子周围配体的数目，也可以理解为金属离子与配体之间的化学键数。
配位数的确定对于揭示配位化合物的结构和性质非常重要。
在配位化学中，常见的金属离子配位数有2、4、6、8等。
二、确定金属离子配位数的方法1. 晶体结构分析法晶体结构分析是一种常用的确定金属离子配位数的方法。
通过X射线衍射技术，可以获得配位化合物的晶体结构信息。
在晶体结构中，金属离子与配体之间的距离和角度可以提供金属离子的配位数信息。
2. 磁性测量法磁性测量是另一种确定金属离子配位数的方法。
根据配位化合物的磁性性质，可以推断出金属离子的配位数。
例如，当金属离子的配位数为2时，通常表现为高自旋态，磁性较强；而当配位数为6时，通常表现为低自旋态，磁性较弱。
3. 光谱法光谱法也可以用于确定金属离子的配位数。
例如，红外光谱可以提供金属离子与配体之间的键合信息，从而确定配位数。
同时，紫外-可见光谱也可以用于研究金属离子的电子跃迁行为，进一步确定配位数。
三、金属离子配位数的应用金属离子配位数的确定对于了解金属配合物的结构和性质具有重要意义。
在实际应用中，金属离子的配位数决定了配位化合物的稳定性、光学性质、磁性性质等。
1. 稳定性金属离子的配位数与配位化合物的稳定性密切相关。
一般来说，金属离子的配位数越高，配位化合物的稳定性越高。
这是因为高配位数可以提供更多的配体与金属离子形成化学键，增强了配位化合物的稳定性。
2. 光学性质金属离子的配位数对配位化合物的光学性质有重要影响。
例如，金属离子在不同配位数下的配位化合物可以表现出不同的颜色。
这是因为金属离子的配位数改变了配位化合物的电子结构，导致其吸收和发射光谱发生变化。
8配位化合物.
知识点：配合物的价键理论
外轨型：中心原子 ( 或离子 ) 参与杂化的价层轨道属于同一主 层，即ns，np，nd杂化 内轨型：中心原子 ( 或离子 ) 参与杂化的价层轨道不属于同一 主层，即(n-1) d, ns，np杂化 影响因素 配合物类型 强场 (CN-, NO2-, CO) 配体的场强 内轨 弱场 (X-, H2O) 外轨 (n-1)d10 外轨 中心原子或离子 的价层电子构型 (n-1)d4-7 外轨或内轨 (n-1)d8 (Ni2+, Pt2+, Pd2+) 中心离子的电荷 数 配原子 电荷数高 电负性大 内轨 内轨 外轨
中心原子或离子参与杂化的价层轨道不属于同一主层即n1nsnp杂化影响因素配合物类型配体的场强强场cn中心原子或离子的价层电子构型n1d10n1d47配原子电负性大中心离子电子构型3d中心离子杂化方式sp电子排布单电子数磁矩49配合物类型中心离子电子构型3d中心离子电子构型3d中心离子杂化方式sp磁矩283配合物类型中心离子电子构型5d中心离子杂化方式dsp电子排布类似的题
C. [Co(NH3)6]2+与[Co(NH3)6]3+ [Co(NH3)6]2+ < [Co(NH3)6]3+ 正电荷高的中心离子与配体的引力大，配位键
强，配合物稳定性高。
同时，NH3对Co2+是弱场配体， [Co(NH3)6]2+ 为
外轨型；
NH3对Co3+是强场配体， [Co(NH3)6]3+为内轨型；
[Ag(NH3)2]+ < [Ag(S2O3)2]3NH3 的配位原子为 N, S2O32- 的配位原子为 S ，
电负性小的 S 比电负性大的 N 配位能力强；
配位化学教案
配位化学教案配位化学是现代化学领域的一个重要分支，它研究物质中金属离子与其它化合物或分子之间形成的配合物结构及性质。
配位化学在生物学、医学、材料科学等领域都有着广泛的应用。
本教案将介绍配位化学的基本概念、原理和相关实验方法，帮助学生深入了解这一领域的知识。
一、配位化学基本概念1.1 配位物的定义配位物是指由中心金属离子和配体分子通过配位键结合而成的化合物。
中心金属离子通常是过渡金属元素，而配体则是能够提供一个或多个孤对电子给中心金属离子形成配位键的分子或离子。
1.2 配位键的形成配位键是通过中心金属离子与配体之间的电子对共价或者协同共价键形成的。
配位键的形成可分为硬配位和软配位两种类型，硬配位以强极性金属离子和小的、硬的配体为主，软配位则以较软的金属离子和大的、软的配体为主。
1.3 配位数和配位几何配位数是指配位物中中心金属离子与配体形成的配位键的个数，而配位几何则是指这些配位键在空间中的排布方式。
常见的配位数包括2、4、6等，配位几何则有线性、四方形平面、八面体等形式。
二、配位化学实验方法2.1 合成配位化合物合成配位化合物是配位化学研究的重要实验方法之一。
通过控制金属离子与配体的摩尔比例及反应条件，可以合成出不同种类的配位化合物。
实验中需要注意反应条件的控制以及产物的纯度检测。
2.2 表征配位化合物表征配位化合物是验证合成产物结构及性质的关键步骤。
常用的表征方法包括元素分析、红外光谱、核磁共振等。
通过表征可以确定配位物的组成、配位键结构以及稳定性等信息。
2.3 测定配位物的性质测定配位物的性质是研究配位化学的重要手段。
包括测定配位化合物的磁性、光谱性质、配位键键长等。
这些性质的测定可以进一步揭示配位物的结构和反应机理。
三、配位化学在生物和医学中的应用3.1 金属配合物药物金属配合物药物是一类利用金属离子与配体形成的稳定配合物来治疗疾病的药物。
例如，铂类抗肿瘤药物顺铂、卡铂等就是金属配合物药物的代表。
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对于一个Mn原子：
5×2 + 1(M－M键π电子) + 7(3d54s2) = 18(个电子)
其二是分子中的CO既有端基形式，也有桥基形式，
如Fe2(CO)9。 O C
Fe
OC
O C
Fe
CO
OC
OC
C O
CO
CO
对于一个Fe原子： 3×2(端基) + 3×1(桥基) + 1(Fe－Fe键) + 8(3d64s2)
子——聚乙炔而获得诺贝尔奖。
有机金属化合物的分类
按金属的类型可粗分为主族和过渡元素两大类；按配位
基团可分为含有烷基、芳基、酰基或共轭烯烃的有机过渡金
属化合物。 最本质的是按化学键的类型来分类，根据M－C键的类型，
可分为离子型和共价型两大类
1. 离子型有机金属化合物
这类化合物主要由电负性小的第1族和第2族金属 (Na、K、Ca、Sr、Ba)和烃基组成，可看作R－H盐
原 Fe 子 半 径 Ru 减 小 Os
Mn、Fe、Co 原子半径减小 Mn无桥基； Fe、Co有桥基
Fe有桥CO基； Ru、Os无桥CO基
金属羰基化合物中的成键作用
CO的分子轨道能级图 6σ 2π 2p 2s 5σ 1π 4σ 3σ C CO O LUMO HOMO
2p
2s
最高占据轨道5σ(HOMO)上的一对电子特别活泼，当CO
对于原子序数为奇数的过渡金属，如V、Mn、Co等，
则要通过形成阴离子如V(CO)6-，二聚体Mn2(CO)10或与其
他原子或基团形成单键结合的化合物如HCo(CO)4才能符合 EAN规则，所以单核羰基化合物也有很多衍生物。
所有的单核羰基化合物均可根据它们的分子式来推断
它们的结构。对于M(CO)6(M=Cr、Mo、W)为八面体，对于 M(CO)5(M=Fe、Ru、Os)为三角双锥，对于Ni(CO)4为？ 四面体
实验中误将C4H10当成了乙基游离基；但是这却是获得 二乙基锌的惊人发现。所以，人们称这个实验为“收获最多的
失败”。直到1900年Grignard试剂发现前，烷基锌一直作为
是重要的烷基化试剂使用。
1890年Mond发现了羰基镍的合成方法；
1900年Grignard发现了Grignard试剂（获得1912
η6－苯C6H6，贡献6个电子；
EAN规则应用
例1：根据EAN规则计算Ni(CO)4的核外电子总数。 解：Ni原子，3d84s2，10个电子； 4个CO，2×4 = 8个电子，10 + 8 = 18 因此，Ni(CO)4符合18电子规则。
例2：判断下列化合物是否符合EAN规则：
(η6－C7H8)Cr(CO)3； (η5－C5H5)Fe(CO)2C2H4]+ 解： (η6－C7H8) 3(CO) Cr 6个电子； 6个电子； 6个电子；共计18个电子， 因此，它符合18电子规则。
配位化学
Coordination Chemistry
授课教师：夏江滨
教学大纲
第1章 配位化学概论 （第一章2学时）
第2章 配合物的化学键理论 （ 自学 2学时 + 教材2 第二章4学时） 第3章 溶液中稳定性规律 （第三章，自学 2学时） 第4章 配合物的反应理论 （第五章，自学 2学时）
第5章 配位物的电子光谱 （第四章）4学时
类。如：Ca2＋(C5H5)2，Na＋[C(C6H5)3]等。
2. 共价型有机金属化合物
含有σ共价键的有机金属化合物 常由电负性较大的金属生成，金属和有机基团各提供 一个电子，形成两中心两电子共价键。如：Zn(CH3)2、 Cd(CH3)2、Hg(CH3)2、Sn(CH3)4等。 含有多中心键的有机金属化合物 Li、Be、Mg、Al通常形成二聚或更高聚合度的分子， 如： [AlMe3]2 含有π键的有机金属化合物 由过渡金属与含有π键的配体形成。这里指含有C-C 多重键的碳氢基团或化合物，如：C2H4，C5H5等，CO
1951年，夹心二茂铁Fe(C5H5)2;
20世纪70年代后期，大量新的有机金属化合物被合 成并被应用
最早的金属有机化合物是1827年由丹麦药剂师Zeise
用乙醇和氯铂酸盐反应而合成的；比俄国门捷列夫1869年 提出元素周期表约早40年。
弗兰克兰
金属与烷基直接键合的化合物是1849年由Frankland在 偶然的机会中合成的（Frankland是He的发现人）。他设计 的是一个获取乙基游离基的实验：
配体电子数的计算
在计算配体提供的电子时规定如下： CO、R3P、R3As各贡献2个电子； H-、X-、CH3-、C5H5-均贡献2个电子； NO贡献3个电子；
η2－C2H4烯烃贡献2个电子；
ηn代表同金属原子以π键结合的配体碳原子个数。 η4－丁二烯、环丁烯贡献4个电子；
η5－环戊二烯基 ，贡献6个电子；
室温下大多数单核羰基化合物是易挥发的
固体，在空气中易氧化，氧化速度各有不同。
单核二元羰基化合物的制备方法主要有两种：
金属和CO直接反应，在温和条件下，能直接和CO反 应的金属只有Fe和Ni，如：
473K, p(CO )20~200atm
333K
Fe(s) 5CO(g) Fe(CO)5 (g)
彼此结合形成二聚体，金属原子间形成M－M键：
Mn2(CO)10
金属的氧化态
有机金属化合物中金属氧化态的确定和配体的形式 电荷有关，经验规则如下： 氢和卤素形式电荷均为-1； NH3、PR3、AsR3等中性配体形式电荷为0；
含碳配体的形式电荷根据与金属键合的碳原子数来
决定：当键合碳原子数为奇数时，形式电荷为-1；偶数时 形式电荷为0。 例如：(PPh3)2PtCl2 CH3Mn(CO)5 Fe(CO)3(C4H4) 中性分子，Pt电荷+2； 中性分子，Mn电荷+1； 中性分子，Fe电荷0。
Ziegler-Natta催化剂也给工业带来了巨大经济效益。 1951年具有特殊结构和类似芳烃的二茂铁得到了制备
和结构确证，为有机过渡金属开辟了一大类新型的有机金 属配合物。现已发现，周期表中几乎所有金属元素都能和 碳结合，形成不同形式的金属有机化合物。迄今已先后有 10位科学家因在有机金属化学领域做出的巨大贡献而荣获 Nobel化学奖。
例3：根据EAN规则预言 Fe3(μ2－CO)2(CO)10的结构。 解：8×3 + 2×12 = 48(电子)，48/3 = 16(电子)； 若要满足18电子规则，则每个Fe原子必定与其余两个 Fe原子共用电子对，才可补偿所缺的2个电子，那么，Fe3
的结构一定是三角形原子簇结构。
例4: 根据EAN规则预言 Fe2(CO)9和Co4(CO)12的结构。
3. 过渡金属的羰基化合物
1. 过渡金属羰基化合物简介
2. 金属羰基化合物中的成键作用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3. 过渡金属羰基化合物的化学反应
过渡金属羰基化合物简介
CO是最重要的σ给予体和π接受体配体，它易和低氧化 态的过渡金属形成羰基化合物。现已制备出上千种二元及多 元金属羰基化合物，大多数d区过渡金属都能生成简单金属羰 基化合物。 过渡金属的羰基化合物有单核、双核和多核的区别。 1. 单核二元羰基化合物 此类化合物通式为M(CO)n。对原子序数为偶数的过渡 金属，如Cr、Fe、Ni等，和一定数目的CO组合，均符合 EAN规则。
Lipscomb（1976年）由于对硼烷类的缺电子键的
理论研究获得了诺贝尔化学奖。
1979年研究烯烃硼氢化的H.C.Brown与有机磷
Wittig反应者Wittig获得诺贝尔化学奖。 2000年Alan J. Heeger，Alan G. MacDiarmid， Hideki Shirakawa因Ziegler-Natta催化合成导电高分
第6章 配合物的磁性 （第四章） 2学时
第7章 多核及原子簇配位物 （第七章，自学 2学时）
第8章 有机金属化合物 （第六章） 4学时
第9章 配合物的合成方法 （第二章） 2学时
有机金属化合物
1. 有机金属化合物的定义 2. 有机金属化合物的发展简史 3. 有机金属化合物的分类 4. 有效原子序数规则 5. 过渡金属羰基化合物简介 6. 过渡金属的分子氮和亚硝酰化合物 7. 过渡金属的不饱和烃化合物
EAN规则认为稳定存在的有机金属化合物应该符合：金属
原子的电子总数加上所有配体提供的电子数等于同周期的稀有 气体的原子序数。对于过渡金属，该规则表述为：每个过渡金 属原子的价电子数加上配体提供的电子数等于18，故该规则又 称为“18电子规则”。
但是，有些过渡金属的有机金属化合物的电子总数等
于16，也表现出同样的稳定性，例如： 具有d8组态的Rh+、Ir+、Pd2+、Pt2+所生成的平面正 方形化合物，[Pt(C2H4)Cl3]-等都很稳定，所以EAN规则又 称为18和16电子规则。 对原子序数为奇数的过渡元素的羰合物，如Mn(CO)5， 通过以下2种方式形成18电子稳定结构： 生成羰合物阴离子：Na[Mn(CO)5]；
8. Pc&Por
有机金属化合物的定义
有机金属化合物 (organo-metallic compound)， 严格定义是指含有至少一个金属－碳(M－C)键的化合物。
1827年问世的蔡司Zeise盐 KPtCl3(CH2=CH2) 是第一个
被发现的具有不饱和有机分子与金属键链的有机金属化合物。
此后，有机硅、有机钠、有机锌等相继问世并得到应用。著 名的格氏试剂及其催化反应极大地推动了有机化学的发展，
2011年 Nobel Prize 查德· 海克（Richard F. Heck），根岸英一（Ei-ichi
Negishi）及铃木章（Akira Suzuki）