第八章配位化合物
配位化合物
8.2 配合物的空间结构和异构现象
1、配合物的空间结构 空间构型
配位数 2 杂化轨道 sp 空间构型 直线型 实例 [Ag(NH3)2]+
3
4
sp2
sp3
平面三角形
平面正方形
[HgI3][Ni(CN)4]-、[PdCl4]2-
四面体
5 dsp3或d3sp d2sp2 6 d2sp3或sp3d2 三角双锥 正方锥形 正八面体
配位数(不一定是配体数)
与中心原子直接以配位键结合的配位原子的数目 称为中心原子的配位数。中心原子的配位数一般可为 2-12,以配位数2,4,6最为常见。 中必原子的配位数与配体的齿数有关,
配体是单齿,那么中心原子的配位数就是配体的数目; 配体是多齿,那么中心原子的配位数则是配体的数目 与其齿数的乘积。 例如: [Co Br(NH3)5] (SO4),
1.62×107=(0.02-x)/4x3
x=6.8×10-4
二、配位解离平衡移动
1. 与弱电解质平衡的竞争
M+ + L+ + OHH+ [ML]
当Ka, Kb越小,配离子越易解离 平衡向生成弱酸、弱碱方向移动 MOH HL
[ Fe(C2O4 )3 ]3
Fe3 3C2O4 2
+ 6H+
→
3. 杂化轨道形式与配合物的空间构型
配 位 数 2 3
空间构型
直线形 平面三角形
杂化轨 道类型 sp sp2
实例
Ag(NH3)2+ , Ag(CN)2– Cu(CN)32 – ,HgI3–
4 4 5
5 6
正四面体 四方形 三角双锥
四方锥 八面体
配位化合物
配离子稳 定常数
15
配合物的稳定常数
Cu2+ (aq) + 4NH3(aq) = Cu(NH3)42+ (aq)
Kf Ө = K1Ө K2Ө K3Ө K4Ө = c{[Cu (NH3)4]2+}/ cӨ
{c (Cu 2+ )/cӨ}{c (NH3)/cӨ}4
K1Ө ,K2Ө ,K3Ө , K4Ө分别称为第一、二、三、四级稳定常数; Kf Ө称为配离子的稳定常数。 K1Ө ,K2Ө ,K3Ө , K4Ө的数值通常是逐步减小,但彼此相差不大。 Kf Ө的数值大小可以说明水溶液中配合物的稳定性。(表8-9)
{c([Cu(NH3)]2+}/cӨ}{c(NH3)/cӨ} c([Cu(NH3)3]2+)/cӨ {c([Cu(NH3)2]2+}/cӨ}{c(NH3)/cӨ} c([Cu(NH3)4]2+)/cӨ {c([Cu(NH3)3]2+}/cӨ}{c(NH3)/cӨ}
Cu (NH3)22+ (aq) + NH3(aq) = [Cu(NH3)3]2+ (aq) K3Ө=
配合物
外界 中心原子 配体
[Cu(NH3)4]SO4,[Ni(CO)4], [Ag(NH3)2]+, [Fe(CN)6]3配阳离子 配合物 配阳离子 配阴离子
3
配位个体(内界)
配合物 内界(配离子) 中心原子 [Cu 配体 (NH3)4] SO4
外界
中心离子(或原子):过渡金属离子(Cu2+, Fe3+, Fe2+, Zn2+ , Ag+, Hg2+)或原子(Fe, Co, Ni, Mo, Pd, Pt等), 某些非金属原子或离子(B3+, Si4+, I-) 配体和配位原子 单基配体:NH3, H2O, Cl-, CN-, F-, CO, S2-等是重要单基的配体 ,其特征是只有一 个配位原子提供孤电子对与中心原子配位; 多基配体:乙二胺、草酸根、乙二胺四乙酸等含有多个与中心原子配位的配体, 被称为多基配体。 配位数:直接与中心原子结合的配位原子数目,一般为2,4,6;4,6最常见。
第八章 配位化合物
A·m2
(3)测定 磁矩可通过磁天平测定。 • 顺磁性:被磁场吸引
• 反磁性:被磁场排斥
• 铁磁性:被磁场强烈吸引 (如 Fe , Co , Ni)
..
..
..
..
N
S
(a)无磁场
N
S
(b)磁场打开
顺磁性的说明
(4)影响因素 未成对电子数越多,磁矩越高,配合物
的磁性越大。
(5)意义
• 根据未成对电子数求磁矩; • 根据磁矩求未成对电子数; • 判断杂化方式、空间构型、配合物类型。
未成对电子数 0 1 2 3 4 5
µ计 / B.M
0 1.73 2.83 3.87 4.90 5.92
例: 测定FeF63-的µ为5.90 B.M,可判断: Fe3+有5个未成对电子;
Ag+
4d
[Ag(NH3)2]+
4d
5s
5p
NH3 NH3
5s
5p
sp杂化
2. 配位数为4的配合物的杂化方式及空间构型
(1)[NiCl4]2-:Ni 3d84s2
sp3杂化
Ni2+
Ni2+ 3d8 外轨型
四面体
3d
[NiCl4]2-
3d
4s
4p
Cl-
Cl- Cl- Cl-
4s
4p
sp3杂化
[NiCl4]2-
NH2-CH2-CH2-H2N
说明:
少数配体虽然有两个配位原子,由于两 个配位原子靠得太近,只能选择其中一 个与中心原子成键,故仍属单齿配体。
硝基NO(2 N是配位原子) 亚硝酸根ONO- (O是配位原子) 硫氰根SCN (S是配位原子) 异硫氰根NCS (N是配位原子)
第八章 配位化合物
NCS−(异硫氰根)
多齿配体:配体中含有两个或两个以上配位原子。
第一节 配位化合物的基本概念
多齿配体 O O 2草酸根( C2O4 ): ‖ ‖ —O—C—C—O— (二齿配体) .. ..
(二齿配体)
乙二胺(en)
:NH2—CH2—CH2—H2N:
(六齿配体) 乙二胺四乙酸(EDTA)
HOOC—CH2
色、稳定性、磁性等性质及其在实践中的应用。
内容提要
第一节 配合物的基本概念 一、配合物的定义 二、配合物的组成 三、配合物的命名 四、配合物的异构现象 五、螯合物和螯合效应 第二节 配合物的价键理论 一、价键理论的基本要点 二、内轨型配合物与外轨型配合物 三、配合物的磁性 第三节 配位平衡
一、配合物的标准稳定常数和标准不稳定常数 二、配位平衡的移动 第四节 配合物的应用 一、生命必需金属元素 二、有毒金属元素的促排
第一节 配位化合物的基本概念
(三)配位数
与中心原子直接结合的配位原子的数目,称 为中心原子的配位数。 中心原子的常见配位数是2、4、6。 对单齿配体:配位数=∑配体数 对多齿配体:配位数=∑配体数×配位原子数(齿数)
[Cu(NH3)4]2+ : 4 单齿配体 [PtCl (NH )]- :3+1=4 3 3
第一节 配位化合物的基本概念
(四)配离子的电荷
配离子的电荷=中心原子和配体所带电荷数的代数和
配离子电荷 中心原子电荷 外界电荷 [Cu(NH3)4]SO4 K2[HgI4]
+2
-2
+2
+2
பைடு நூலகம்-2
+2
H2[PtCl6]
[Ag(NH3)2]OH K4[Fe(CN)6]
第八章配位化合物解析
P t Cl 3 ( NH3 )
( 2 )
( 3) K 3 Fe(CN)6
赤血盐 ,
( 2) K 4 Fe(CN)6
黄血盐
(0) ( 3) Co Cl 3 (NH3 ) 3 , Fe(CO)5
配合物磁性的测定是判断配合物结构的一个重要手段。 磁矩: µ = [n(n+2)]1/2 (B.M.)玻尔磁子.
[Fe(H2O)6]3+ 磁矩 5.9B.M. 5个未成对电子 外轨型 [Fe(CN)6]3磁矩 2.0B.M. 1个未成对电子 内轨型
价键理论能很好地解释了配合物的空间构型、
磁性、稳定性,直观明了,使用方便,但它无
的多面体结构的化合物。
金属冠状配合物:过渡金属离子相互连接成 与冠醚结构类似的环状结构的化合物。 有机金属配合物:含有金属-碳键的配合物。
8.2.2 配位化合物的命名
配酸:×××酸。例: H2[PtCl6]
配碱:氢氧化×××。 例:[Ag(NH3)2]OH
配盐:先阴离子后阳离子,简单酸根加“化”字,
8.2.1 配合物的类型 简单配合物:一个中心离子,每个配体均为单齿配体. 如 Fe(CN)4 Co(NH ) (H O)3
6 3 5 2
螯合物:一个中心离子与多齿配体成键形成环状结构 的配合物. 如[Cu(en)2]2+, CaY2-
其它分类: 多核配合物:一个配位原子同时与两个中心 离子结合形成的配合物。 原子簇化合物:簇原子以金属-金属键组成
2
4 3 1 4 2 2 2 6 3 2 6 1 6 6
P tCl3 (NH3 ) 2 CoCl2 (en)2 3 Al(C2O 4 )3 2 Ca(EDT A)
第八章_配位化合物
0.10 21 1.0 10 2 y (0.10)
y 1.0 10
20
即Ag+的平衡浓度为1.0×10-20 mol/L。
2、判断配位反应进行的方向
[Ag(NH3)2] ++ 2CN反应向哪个方向进行?
2 [ Ag ( CN ) ][ NH ] 2 3 K [ Ag ( NH 3 ) 2 ][CN ]2
[Cu( NH 3 ) ] 1 2 [Cu ][NH 3 ]
2
2
[Cu( NH 3 ) 2 ] [Cu 2 ][NH 3 ]2
2
3
[Cu( NH 3 ) 3 ] [Cu 2 ][NH 3 ]3
2
2
4
[Cu( NH 3 )4 ] K稳 2 4 [Cu ][ NH 3 ]
[Zn(NH3)4]2+ [Zn(CN)4]2+ 5×108 1.0×1016
中心离子不同,配体相同,配位数相同。
[Zn(NH3)4]2+ [Cu(NH3)4]2+ 5×108 4.8×1012
不同类型配合物稳定性要通过计算 求出溶液中的离子浓度。
CuY2[Cu(en)2]2+ 6.3×1018 4.9×1019
配位离子 [Cu(NH3)4]2+ 配位单元 配合物 配位分子 Fe(SCN)3 配离子与带有异电荷的离子 组成的中性化合物。 [Cu(NH3)4]SO4
Hale Waihona Puke 1.2 配合物的组成中心离子和配位体之 间以配位键结合。
NH3 H3N Cu NH3 NH3
2+ 2 SO4 2
配合物的组成分为内 界和外界两部分。
(完整版)配位化合物与配位滴定法
第八章配位化合物与配位滴定法【知识导航】本章知识在《中国药典》(2010年版)中主要应用于含金属离子药物的含量测定,以配位反应为基础的滴定分析法。
目前多用氨羧配位剂为滴定液,其中以乙二胺四醋酸(EDTA)应用最广。
《中国药典》中使用直接滴定法对葡萄糖酸钙、葡萄糖酸钙口服液、葡萄糖酸钙含片、葡萄糖酸钙注射剂、葡萄糖酸钙颗粒、葡萄糖酸锌、葡萄糖酸锌口服液、葡萄糖酸锌片、葡萄糖酸锌颗粒进行含量测定;使用间接滴定法对氢氧化铝、氢氧化铝片、氢氧化铝凝胶进行含量测定。
在历年执业药师考试中也有相关考题出现。
学好本章内容有利于掌握配位滴定法的原理、配位滴定法在药物分析中的应用以及备战执业药师考试。
【重难点】1.配位化合物(coordination compound)简称配合物,以具有接受电子对的空轨道的原子和离子为中心(中心离子),与一定数量的可以给出电子对的离子或分子(配体)按一定的组成和空间构型形成的化合物。
配位键的形成:中心离子(原子)提供空轨道,配位体上的配位原子提供孤对电子。
例如:[Cu(NH3)4]SO4、K3[Fe(NCS)6]等。
这些化合物与简单的化合物区别在于分子中含有配位单元,而简单化合物中没有这些配位单元。
以[Cu(NH3)4]SO4为例:[Cu (NH3)4 ] SO4↓ ↓↓内界配体外界配位体中提供孤电子对的,与中心离子以配位键结合的原子称为配位原子。
一般常见的配位原子是电负性较大的非金属原子。
常见配位原子有C、N、O、P及卤素原子。
由于不同的配位体含有的配位原子不一定相同,根据一个配位体所提供的配位原子的数......目.,可将配位体分为单齿配位体(unidentate ligand)和多齿配位体(multidentate ligand)。
只含有一个配位原子配位体称单齿配位体如H2O、NH3、卤素等。
有两个或两个以上的配位原子配位体称多齿配位体,如乙二胺NH2一CH2一CH2一NH2(简写为en),草酸根C2O42-(简写为ox)、乙二胺四醋酸根(简称EDTA)等。
第八章 配位化合物
化合物叫做外轨型配合物。
例:[FeF6]3+ sp3d2杂化
这类外轨型配合物的键能小,不稳定,在水
中易离解。 稳定性:内轨>外轨
[CoF6]3-—— 正八面体 Co3+价层电子结构为
3d 4s 4p 4d
[CoF6
]3-
3d
Fsp3d2
[Co(CN)6]3-—— 正八面体
3d
d2sp3
中 州 大 学
的化合物称为配合物。
[Cu(NH3)4]SO4 [Cu(NH3)4]SO4 Fe(CO)5 K2[HgI4]
二、配合物的组成:
配合物
([Cu(NH3)4]2+——配离子)内界 外界
[Cu(NH3)4]SO4
配 中心离子 位 配 配 (形成体) 原 体 位 子 数
外 界 离 子
[PtCl2(NH3)2]、Fe(CO)5——中性化合物
Ni2+价层电子结构为 3d 4s 4p
3d
NH3
sp3
3d
4s
4p
[Ni(CN)4]2-
3d
中
CNdsp2
州 大 学
[Fe(CO)5]—— 三角双锥 Fe价层电子结构为
3d 4s 4p
CO
[Fe(CO)5]
3d dsp3
中
州
大
学
[CoF6]3-—— 正八面体 Co3+价层电子结构为
3d 4s 4p 4d
配阴离子命名顺序: 阴离子配体→中性分子配体→合→中心离子→ 酸
K4[Fe(CN)6]
K[PtCl3NH3] H2[PtCl6]
六氰合铁( Ⅱ )酸钾 三氯•一氨合铂( Ⅱ)酸钾 六氯合铂( IV )酸
第八章 配位化合物
配合物生成反应
Cu 2 4NH3
[Cu( NH 3 )4 ]2
[Cu( NH 3 )2 4 ] K稳 [Cu 2 ][ NH 3 ]4
● K稳值愈大,表示该配离子越稳定------直 接反映配离子稳定性的大小。
K稳
1 K不稳
溶液中配离子的生成是分步进行的,每一步都 有一个对应的稳定常数,我们称为逐级稳定常数 1 2 2 θ Cu NH3 Cu(NH 3 ) K 稳1 θ 10 4.31 K 不稳4
Cu( NH3 ) NH3 Cu(NH ) Cu( NH ) NH3 Cu(NH ) Cu( NH ) NH3 Cu(NH ) K K
θ 稳 θ 稳,1 2 3 3 2 3 2
2
2 3 2
K K K
θ 稳2
1 K
θ 不稳3
103.67 103.04 10 2.3
(NH4)2[Pt(NH3)2Cl4]
内界命名法: 三先三后原则 先配位体 先离子配体 先无机配体 后有机配体
后分子配体
同类配体: 配位原子英文字母顺序
后中心离子
先NH3后H2O
配合物内界的命名原则:
内界配体命名次序:先阴后中、先无后有、 先 A后 B 、先少后多。
配体名称列在中心离子之前,配体数目用倍 数词头二、三、四等数字表示(配体数为一时省 略),不同配体名称之间以“•”分开,在最后一 个配体名称之后缀以“合”字。中心离子的氧化 数用带括号的罗马数字表示(氧化数为 0 时省略)。 配体数 - 配体名称-合-中心离子名称(氧化态值) 不同 以罗马数 以二、 配体 字Ⅱ、Ⅲ、 三、四 “•” Ⅳ表示 表示 分开
NH3 Cl NH3 NH3 Cl
第八章_配位化合物
NH3 H3N H3N Co NH3 NH3 NH3
中心离子最高配位数: 第一周期 2 , 第二周期 4 第三,四周期 6 ,第五周期 8 影响配位数的因素: 中心离子 半径 电荷 半径 电荷 配位数 配位数
(AlF63-, BF4-)
配位原子 半径 电荷 半径 电荷 配位数 配位数
(AlF63-, AlCl4-)
配位数: 与中心原子成键的配位原子总数.
配位数 配位原子
[Fe(CO)5]若配位单元为中性分子,只有内界,没有外界
1、中心离子(或原子)
一般为带正电的过渡金属离子
[Co(NH3)6]3+, [Fe(CN)6]4-, [HgI4]2 电中性原子:Ni(CO)4 , Fe(CO)5 , Cr(CO)6 非金属元素原子:SiF62- , PF6-
二者形成配位键ML. (2)中心原子采用杂化轨道成键. (3)中心原子杂化方式与配合物空间构型有关.
配位键形成条件: 成键原子一方有孤对电子; 另一方有空轨道.
配位键的形成: 配位键是由中心原子空的杂化轨道与配 位原子充满孤对电子的原子轨道相互重叠而 形成的。
二、σ配键和π配键
1、σ配键
[Co(NH3)6]3+ Co3+: 3s23p6 3d6
8.4 配合物的化学键本性
目前有三种理论讨论配合物中的化学键。 这
里介绍价键理论(实际上只是把杂化轨道扩大到 d
轨道)、晶体场理论和分子轨道理论。在此介绍价
键理论。
8.4 配位化合物的化学键本性
一、配合物价键理论要点 (1)中心原子(M):价电子层有空轨道,是电子对接
受体;
配体(L):提供孤对电子,是电子对给予体;
8.3 配合物的异构现象
第八章 配位化合物
三氯化三(乙二胺)合铁(Ⅲ)
氢氧化二氨合银(Ⅰ)
硫酸亚硝酸根•五氨合钴(Ⅲ) 四硝基•二氨合钴(Ⅲ)酸钾
NH4[Cr(NCS)4 (NH3)2] K2[Pb(SNC)2Cl4]
[Ni(CO)4 ] H2[PtCl6 ]
四(异硫氰酸根)•二氨合铬(Ⅲ)酸铵
四氯•二(硫氰酸根)合铅(Ⅳ)酸钾 四羰基合镍(0) 六氯合铂(Ⅳ)酸 氨基•硝基•二氨合铂(Ⅱ)
3.
配合物的空间构型,取决于中心
原子所提供杂化轨道的数目和类型。
杂化轨道要点 1. 在成键过程中,由于原子间的相 互影响,同一原子中参加成键的几个能 量相近的原子轨道可以进行混合,重新 分配能量和空间方向,组成几个数目相 等的杂化轨道
2. 杂化轨道成键时,要满足原子轨 道最大重叠
3. 杂化轨道成键时,要满足空间取 得最大键角 4. 杂化轨道又分为等性杂化和不等 性杂化两种 5. 杂化轨道的成键能力 sp3 > sp2 > sp > p > s
配体数(汉)+配体+―合”+中心原子+氧化数(罗马)
+ 不同配体用 • 分开 先无机、后有机 先负离子、后中性分子
若同为分子或离子则按配位原子的元素符号
的英文字母顺序
K [ Pt (NH3)Cl3]
三氯•氨合铂()酸钾
[Fe(en)3]Cl3 [Ag(NH3)2]OH [Co(ONO)(NH3)5]SO4 K[Co(NO2)4 (NH3)2]
磁 性:物质在磁场中表现出来的性质. 顺磁性:被磁场吸引 n > 0 , µ > 0,如O2, NO, NO2 反磁性:被磁场排斥 n =0 , µ = 0 铁磁性:被磁场强烈吸引。例:Fe,Co,Ni 磁 矩: µ =[n(n+2)]1/2 玻尔磁子 ( B ) B = 9.27 10-24 A· m2
第08章配位化合物
8-2-1 价键理论
基本要点 形成体的杂化轨道与配位 原子的孤电子对的原子轨道成键,形
成配位键8,-2即-1M价←L键。理论
形成体
价层电子构型 杂化轨道类型
配合物的几何构型和配位键的键型
1. 配合物的几何构型和配位键
几何构型
由于形成体的杂化 轨道具有一定的伸展方 向性,使形成的配合物 具有一定的几何构型。
轨道杂化类型与配位个体的几何构型
配位数 杂化类型 几何构型 实例*
2
sp
直线形 [Hg(NH3)2]2+*
3
sp2 等边三角形 [CuCl3]2-*
4
sp3 正四面体形 [Ni(NH3)4]2+*
dsp2 正方形 [Ni(CN)4]2-*
5
dsp3 三角双锥形 [Fe(CO)5]*
6
sp3d2 正八面体形
[CoF6]3-*
d2sp3
[Co(CN)6]3-*
2. 配位键类型—内轨配键、外轨配键
1)内轨配键:由次外层(n-1)d与最外层ns、 np轨道杂化所形成的配位键。
内轨型配合物:由内轨配键形成的配合物
如 [Fe(CN)6]3-、[Co(NH3)6]3+、[Ni(CN)4]22)外轨配键:全部由最外层ns、np、nd轨道
3.3. 配核位反数应类型4
6
主要内容 常见金属离子(Mm+)的配位数(n)
M+ n M2+ n M3+ n M4+ n Cu+ 2、4 Cu2+ 4、6 Fe3+ 6 Pt4+ 6
Ag+ 1.2 镧Z系n2+、4锕、6系C元r3素+ 通6性
配位化合物
乙二酸根(草酸根) C2O24
六齿配体:乙二胺四乙酸根 EDTA(Y4-)
2021/4/9
8
(4) 配位数及电荷
● 与中心离子(或原子)成键的配位原子的总数
配 位 配 数 i位 的 体 数 齿目 数
单 齿 配 体 [Cu(NH3 )4 ]2
PtCl3(NH3 ) 多 齿配 体 CoCl2(en)2 2
2021/4/9
14
8.2 配合物的化学键理论
价键理论 晶体场理论
2021/4/9
4
8.1配合物的组成和定义
配合物是由可以提供孤电子对的一定数目的离子 或分子(配体)和接受孤电子对的原子或离子
(形成体)按一定组成和空间构型所形成的化合
物,即化合物是由形成体和配体以配位键结合成 的复杂化合物。
如:[Ag(NH3)2]Cl,[Cu(NH3)4]SO4, K4[Fe(CN)6], Ni(CO)4 等。
2021/4/9
6
(2) 形成体
正离子(多) 中性原子(少) Fe(CO)5 , Ni(CO)4 金属元素(多)
非金属元素(少) BF4 Si6F2
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7
(3) 配体和配位原子
配位体
负离子 X SCN C2O2 4 C N 中性分 H2O子 N3HCOen
配位原子:配位体中与中心离子(或原子)直接以配位键结合的原子.
第八章 配位化合物
2021/4/9
1
CuSO4溶液
[Cu(NH3)4]SO4溶液 Cu(OH)2沉淀
CuSO4溶液 NH3水 Cu(OH)2沉淀 NH3水 [Cu(NH3)4]SO4溶液
2021/4/9
2
19世纪末期,德国化学家发现一系列现象和问题: 氯化钴跟氨结合,会生成颜色各异、化学性质不同的物质。 分子式分别是CoCl3∙6NH3、CoCl3∙5NH3、CoCl3∙5NH3∙H2O、
无机化学(人卫版)第八章__配位化合物
配合物的命名:配位盐类
盐的名称
硫酸钾
配合物
K4[Fe(CN)6] [Cu(NH3)4]SO4
配合物的名称
六氰合铁(II)酸钾 硫酸四氨合铜(II)
配离子的名称
六氰合铁(II)配离子 四氨合铜(II)配离子
(K2SO4)
硫代硫酸钠
K4[FeCl2(C2O4) (en)]
二氯· 草酸根· 乙二 胺合铁(III)酸钾
特点:必须含有孤对电子。
常见配位原子:一般为周期表中电负性较大 的非金属原子。
F–,Cl– ,Br–,I– OH–,OH2, NO2–(硝基),NCS–,NH3,NO–(亚硝酸根)
CO,CN–
SCN–
中心离子(或原子)
又称配合物形成体,位于配离子中心。 绝大多数为金属离子或金属原子,一般为过渡金属 离子或原子,如:Fe、Co、Cr、Ni、Cu、Ag、Hg等。
常见金属离子的配位数
1价金属离子 Cu+
Ag+ Au+
2价金属离子 Ca2+
Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+
3价金属离子 Al3+
Sc3+ Cr3+ Fe3+ Co3+
2,4
2 2,4
6
6 4,6 4,6 4,6
4,6
6 6 6 6
Zn2+
4,6
Au3+
4
影响配合物配位数的因素
1. 中心原子及配体的种类
关计算。
第一节 配合物的基本概念
最早配合物:亚铁氰化铁(Fe4[Fe(CN)6]3)(普鲁士蓝)。 铜氨配合物: 硫酸铜溶液滴加氨水,开始时有大量天蓝色
第八章 配位化合物,,
出现多种配体:
先离子后分子,例如:
K[PtCl3NH3]:三氯•氨合铂(Ⅱ)酸钾; 同是离子或同是分子,按配位原子元素符
号的英文字母顺序排列,例如:
[Co(NH3)5H2O]Cl3:氯化五氨•水合钴(Ⅲ); 配位原子相同,少原子在先;配位原子相
同,且配体中含原子数目又相同,按非配位原
子的元素符号英文字母顺序排列,例如:
(M1L1) (M2L2) 与(M2L1) (M1L2)
•
§8.4 配合物的化学键理论
8.4.1 价键理论 * 8.4.2 晶体场理论
8.4.1 配合物的价键理论
1.价键理论的要点: (1) 中心离子(M):有空轨道
配位体(L):有孤对电子 中心离子与配体通过配位键相结合,由配 体提供孤对电子填入中心离子的空轨道, 二者形成配位键M L
• (2)配离子中成键轨道的杂化和空间构型
• 在形成配离子时,中心原子所提供的空轨 道必须进行杂化,形成一组等价的杂化轨 道,以接受配体的孤电子对。
• 杂化类型有:SP、SP2、SP3、dSP2、 SP3d2 (d2SP3)
• (3)内轨和外轨型配合物
配位数为 2 的配合物 [Ag(NH3)2]+的空间构型为直线形,μ=0。
(2)结构异构现象 • 解离异构
当配合物在溶液中电离时,由于内界和外 界配位体发生交换生成不同的配离子的异构现 象叫解离异构。 [CoBr(NH3)5]SO4 紫色 [Co(SO4)(NH3)5]Br红色
水合异构:[Cr(H2O)6]Cl3 紫色; [Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O蓝绿色 [Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O绿色
配离子 计算磁矩 实测磁矩 杂化类型
Fe(CN)63- 1.73 2.3 内轨型(低自旋) Fe(H2O)63+ 5.92 5.88 外轨型(高自旋) 这类配合物的磁矩可按下式计算:
无机化学第八章 配位化合物(天大)
类型
配位 酸
主要内容 化学式
H[BF4]
命名
四氟合硼(Ⅲ)酸
H3[AlF6]
六氟合铝(Ⅲ)酸
配位1[Z. n镧(N系H3、)4](锕OH系)2元素氢氧通化性四氨合锌(II)
碱 2[C.r(我OH国)(H稀2O)土5](O元H)2素氢氧资化源一羟和基提五水取合铬(Ⅲ)
配 K[Al(OH)4]
四羟基合铝 (Ⅲ)酸钾
位 3[C.o核(NH反3)5应(H2类O)]型Cl3 三氯化五氨一水合钴(III)
盐 [Pt(NH3)6][PtCl4] 四氯合铂(II)酸六氨合铂(II)
中性 [Ni(CO)4]
四羰基合镍
分子 [PtCl2(NH3)2]
二氯二氨合铂(II)
主要内容 注意 带倍数词头的无机含氧酸根阴离子配
体,命名时需用括号括起来
阴离3.子核反O应NO类- 型 SCN-
NCS-
配体 亚硝酸根 硫氰酸根 异硫氰酸根
配位原子 O
S
N
常见多齿配体
分子主式 要内容名称
O
O
CC
草酸根
-O
O-
缩写符号 (OX)
1. 镧系、锕系元乙素二通胺性 (en)
2. 我N 国N稀土元素邻资菲源罗和啉 提(o取-phen)
3. 核N 反N应类型
配体 配位原子
命名
2. 我O国NO稀- 土元素O资源和亚提硝取酸根
3. 核SN反CON应-2- 类型
N S
硝基 硫氢酸根
NCS-
N 异硫氢酸根
主要内容 注意 某些分子或基团,作配体后读法上
有所改变
1. 镧系、锕系元素通性
2.如我国稀CO土元素羰资基源和提取
第八章 配位化合物
系统命名 配合物的命名与一般无机化合物的命名原则相同: 先提阴离子,再提阳离子。 若阴离子为简单离子,称某化某。 若阴离子为复杂离子,称某酸某。 内界的命名次序是: 配位体数—配位体名称—合—中心原子(中心原子 氧化数)
配体的命名顺序:先无机配体,后有机配体。
对于同类配体: (1)先阴离子,后中性分子。 (2)同类配体按配位原子元素符号的英文字母顺序排列。 (3)同类配体中若配位原子相同,则按配体中含原子 数的多少 来排列。原子数少的排前面,原子数多
为了增强成键能力,中心原子采取杂化轨 道与配体成键,配位键具有方向性和饱和性
8.2.2 配离子的形成
1. 外轨型配离子的形成 中心原子全部用外层空轨道(ns,np,nd) 杂化成键形成的配合物称为外轨型配合物. 4d 5s 5p sp杂化 5p 5s .. ..
NH3 NH3
Ag+
4d
[Ag(NH3)2]+
少量BaCl2 少量NaOH 定量乙醇
晶体析出(深蓝)
经分析,深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4,在 水中以[Cu(NH3)4]2+和SO42-形式存在,复 杂离子[Cu(NH3)4]2+几乎不能解离出Cu2+, 在结构上4个NH3与1个Cu2+牢固地结合 [Cu(NH3)4]SO4—配位化合物
0.1-x ≈ 0.1
0.1 x 7 Kf 1.62 10 2 x(2 x)
0.1 3 1 3 x 1.2 10 mol L 7 4 1.62 10
Ag+ + 2CN初始: 0 平衡: y 0 2y
[Ag (CN)2 ]0.1 0.1- y mol· -1 L
1. 离解程度 内轨型配离子比外轨型配离子更稳定,
无机化学:第八章配位化合物
无机化学:第八章配位化合物第八章配位化合物一、配合物的基本概念1、配位化合物的定义及其组成定义:把由一定数目的阴离子或中性分子与阳离子或原子以配位键形成的复杂分子或离子称配合单元。
含有配合单元(配位键)的化合物即配合物。
配合物可看成是一类由简单化合物反应生成的复杂化合物。
配合单元相对稳定,存在于晶体及溶液中,在溶液中不能完全离解为简单组成的部分。
配位键——由配体单方面提供电子对给中心原子(离子)而形成的共价键。
中心离子(或中心原子)——又称“配合物形成体”。
特征:带有空轨道。
组成中心离子的元素种类:◆能充当中心离子的元素几乎遍及元素周期表的各个区域,但常见的是金属离子,尤其是一些过渡金属离子,如[Co(NH3)6]3+、[Fe(CN)6]4—、[HgI4]2—。
◆高氧化态非金属元素原子:如B、Si、P等形成[ BF4]—、[SiF6]2—、PF6—。
◆金属元素电中性原子:如[ Ni(CO)4]、[ Fe(CO)5]、[Cr(CO)6]配合物的组成:配合物由内界和外界组成。
内界为配合物的特征部分(即配位个体),是一个在溶液中相当稳定的整体,在配合物的化学式中以方括号表明。
方括号以外的离子构成配合物的外界。
内外界之间以离子键结合,故在水溶液中易解离出外界离子,而内界即配合单元很难发生离解。
如[Cu (NH3)4] SO4↓↓↓中心原子,配位体,外界在配合物中同中心原子/离子配位的分子如NH3、H2O或阴离子如Cl—、CN—、SCN—称为配位体,简称配体。
配体属于Lewis碱,都含有孤对电子,是电子对的给予体。
中配体无机化学配位化学CO 一氧化碳羰基OH—氢氧根离子羟基NO2—亚硝酸根硝基ONO—亚硝酸根亚硝酸根SCN—硫氰酸根硫氰酸根NCS—硫氰酸根异硫氰酸根Cl—氯离子氯配位体中与中心离子(或原子)直接成键的离子称为配位原子。
配位体所提供的孤对电子即是配位原子所具有的孤对电子。
常见的配位原子有:F、Cl、Br、配位体分类——单齿配体和多齿配体单齿配体:一个配位体只提供1个孤对电子与1个中心离子结合形成1个配位键。
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❖ 1798年 ,塔赫特(Tassaert) Co3+ + NH4Cl + NH3·H2O CoCl3 ·6NH3 ( Co3+ 的电子层结构)
❖ 1893年 ,Werner 配位学说 ❖ 至今,形成一门独立学科,成为各分支化学的交叉点
Tuesday, June 16, 2020
§8.1 配合物的组成和定义 §8.2 配合物的类型和命名 §8.3 配合物的化学键理论 §8.4 配位平衡 §8.5 螯合物的特点及稳定性
单齿配体: 多齿配体:
[ Cu(NH3)4]2+ 4 [PtCl3(NH3)]- 4 [CoCl2(en)2] + 6 [Al(C2O4)3]3- 6 [Ca(EDTA)]2- 6
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4、配离子电荷
配离子电荷等于中心离子和配体两者电荷的代数和。
(+3)
[Fe(CN)6]3-(赤血盐)
2、系统名称
配合物内界命名:配位体数—配位体名称(不同配 位体名称之间以中圆点(·)分开)—合—中心离子(氧
化数) 配体顺序:先无机后有机;先离子后分子;
先阴离子后阳离子; 同类型离子,按英文字母顺序排配体
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常见配体的名称
N
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(+2)
[Fe(CN)6]4-(黄血盐) [Fe(CO)5]
?配合物内界是否一定带电
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§8.2 配合物的类型和命名
一、类型
1、按中心离子数
❖ 单核 H2N Pt
Cl
H2N Pt
❖ 多核 H2N
Cl H2N
2、按配体种类
❖ 水合 ❖ 卤合 ❖ 氨合 ❖ 氰合
❖ 特殊配合物
❖金属羰基配合物 Ni(CO)4 ❖簇状配合 ❖有机金属配合物
H2 CH2N
CH2N H2
H2
2+
NCH2
Cu
NCH2
H2
❖多酸配合物
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金属羰基化合物
有机金属配合物
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二、命名
1、习惯名称
K4[Fe(CN)6]: 黄血盐 Fe(C5H5)2: 二茂铁 K3[Fe(CN)6]: 赤血盐 K[PtCl3(C2H4)]:蔡斯盐
1、中心离子(或原子)
❖ 一般为带正电的过渡金属离子 [Co(NH3)6]3+, [Fe(CN)6]4-, [HgI4]2-
❖ 电中性原子:Ni(CO)4 , Fe(CO)5 , Cr(CO)6 ❖ 非金属元素原子:SiF62- , PF6-
2、配体(配位原子)
配体:含孤对电子 ❖ 阴离子:X-, OH-, SCN-
[Co(NH3)6]Cl3 K3[Fe(NCS)6]
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二、配位化合物的组成
内界(配位个体)
[Co(NH3)6]Cl3
配体
中心离子
外界
配位数 配位原子
练习:
[Cu(NH3)4]SO4
K3[Fe(NCS)6] [Fe(CO)5]
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❖中性分子:CO, H2O, NH3
配位原子:配体中与中心原子直接相连的原子。
H,C,N,P,As,Sb,O,S,Se,Te,F, Cl,Br,I
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3、配位数
配位数是与中心原子成键的配位原子总数
中心离子最高配位数:第一周期 2 , 第二周期 4
第三,四周期 6 ,第五周期 8
影响配位数的因素:❖中心离子
半径 半径 电荷 电荷
配位数 配位数
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(AlF63-, BF4-) (PtCl62-, PtCl42-)
❖配位原子
半径 电荷
(AlF63-, AlCl4-)
半径 电荷
配位数 配位数
配位数: 与中心原子成键的配位原子总数.
分类 单齿配体:只含有一个配位原子的配体 多体—合—中心离子(价态)酸
例:K[PtCl5(NH3)] 五氯.氨合铂(IV)酸钾 2)配阳离子配合物 规则:外界阴离子—化—配体—合—中心离子(价态)
例:[Co(ONO)(NH3)5]SO4 硫酸亚硝酸根.五氨合钴(III)
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一、配位化合物定义
[Cu(NH3)4]SO4
中心离子 (原子)
定义:以具有接受电子对的空轨道的原子和离子为
中心,与一定数量的可以给出电子对的离子或分子
按一定的组成和空间构型形成的化合物。 配位体
配位键的形成:中心离子(原子)提供空轨 道,配位体上的配位原子提供孤对电子。
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§8.1 配合物的组成和定义
实验例:CuSO4→加NaOH , 浅蓝色沉淀Cu(OH)2 →加氨 水 ,沉淀溶解,生产绛蓝色溶液
加BaCl2,白色沉淀 加NaOH ,无沉淀 碱性条件下加热,无气体放出
说明:新生产的分子中几乎没有游离的Cu2+和NH3 [Cu(NH3)4]SO4 Cu2+:具空轨道,路易斯酸 NH3:具孤电子对,路易斯碱
第八章 配位化合物
复习1、共价键分类 按电子对提供方式分正常共价键和配位共价键
CO分子的结构: C: 2s22px12py12pz
CO
O: 2s2 2px12py1 2pz2
复习2、酸碱电子理论 酸:凡接受电子对的物质,碱:凡给出电子对的 物质
酸碱反应实质:形成配位键,生成配位化合物
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[Cu(H2O)6]2+ [AlF63-] [Co(NH3)6]3+ [Fe(CN)6]4-
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Cl Pt NH2
Cl
NH2
3、按成键类型
S
Co
Co
❖ 经典配合物 ❖ 簇状配合物
Co C
O
N C
N
C
Ph
(金属-金属键)
O
❖ 烯烃不饱和配合物
❖ 夹心配合物
❖ 穴状配合物
H H Cl
Cl
C Pt
Cl C
HH
N
N
NH Eu NH
N
N
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C5H5 Fe
C5H5
4、按配体类型
❖简单配合物 单齿配体——一个配位原子
(NH3, H2O, CN-) ❖ 螯合物
H3N
NH3 2+
Cu
H3N
NH3
多齿配体——两个(含)以上配位原子
(en, EDTA)