《简单配合物的形成》 知识清单

《简单配合物的形成》知识清单
一、配合物的定义
配合物是由中心原子（或离子）和围绕它的配体通过配位键结合而
成的一类化合物。

中心原子通常是金属离子，具有空的价层电子轨道，能够接受配体提供的孤对电子。

配体则是含有孤对电子的分子或离子，它们通过与中心原子形成配位键来稳定配合物的结构。

例如，在 Cu(NH₃)₄²⁺中，Cu²⁺是中心离子，NH₃是配体。

二、配合物的组成
1、中心原子（或离子）
中心原子（或离子）一般是具有接受孤对电子能力的金属离子，常
见的有过渡金属离子，如 Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ag⁺等。

其在配合物
中占据核心位置，决定了配合物的性质。

2、配体
配体是能够提供孤对电子的分子或离子。

配体可以分为单齿配体和
多齿配体。

单齿配体如 NH₃、H₂O 等，只含有一个配位原子；多齿
配体如乙二胺（en）、草酸根（C₂O₄²⁻）等，含有两个或两个以上
的配位原子。

3、配位原子
配体中直接与中心原子结合的原子称为配位原子。

常见的配位原子
有氧、氮、硫、磷等。

4、配位数
配位数是指直接与中心原子结合的配位原子的总数。

配位数的大小
取决于中心原子和配体的性质、浓度、反应条件等因素。

一般来说，
常见的配位数有 2、4、6 等。

5、内界和外界
配合物由内界和外界两部分组成。

内界是由中心原子和配体通过配
位键结合形成的一个整体，在化学式中用方括号括起来，如
Cu(NH₃)₄²⁺。

外界则是位于方括号外面的离子，如 Cu(NH₃)₄SO₄
中的 SO₄²⁻。

三、配合物的命名
配合物的命名遵循一定的规则：
1、先命名阴离子配体，再命名阳离子配体。

2、阴离子配体命名时，按照简单离子在前、复杂离子在后的顺序。

3、配体的个数用一、二、三等数字表示。

4、中心原子的氧化态用罗马数字表示，写在中心原子名称之后。

例如，Cu(NH₃)₄SO₄命名为硫酸四氨合铜（Ⅱ）。

四、配合物的形成条件
1、中心原子（或离子）具有空的价层电子轨道，能够接受配体提供的孤对电子。

2、配体具有孤对电子，能够与中心原子形成配位键。

3、形成配合物后，体系的能量降低，稳定性增加。

五、配合物的稳定性
配合物的稳定性取决于多个因素：
1、中心原子和配体的性质
中心原子的电荷越高、半径越小，对配体的吸引力越强，形成的配合物越稳定。

配体的给电子能力越强，形成的配合物也越稳定。

2、配位数
一般来说，配位数越大，配合物越稳定。

3、螯合效应
多齿配体形成的环越多，配合物越稳定，这种现象称为螯合效应。

例如，乙二胺与金属离子形成的配合物比单齿配体形成的配合物更稳定。

六、配合物的应用
1、在化学分析中的应用
配合物在定性和定量分析中有着广泛的应用。

例如，利用某些配合物的颜色变化可以进行离子的鉴定，通过形成稳定的配合物可以进行金属离子的定量测定。

2、在工业生产中的应用
在电镀、冶金等工业领域，配合物可以控制金属离子的浓度和反应速率，提高生产效率和产品质量。

3、在生物化学中的应用
许多生物分子，如血红蛋白、叶绿素等，都是配合物。

它们在生命活动中起着重要的作用，如氧气的运输、光合作用等。

4、在医学中的应用
配合物在药物设计和治疗中也有重要的应用。

例如，某些金属配合物可以作为抗癌药物、抗菌药物等。

七、配合物形成的实验探究
1、实验目的
通过实验探究简单配合物的形成条件和性质。

2、实验用品
试剂：硫酸铜溶液、氨水、氯化铁溶液、硫氰酸钾溶液、硝酸银溶液、氯化钠溶液等。

仪器：试管、滴管等。

3、实验步骤
（1）向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水，观察现象。

（2）向氯化铁溶液中滴加硫氰酸钾溶液，观察现象。

（3）向硝酸银溶液中滴加氯化钠溶液，再滴加氨水，观察现象。

4、实验现象及解释
（1）向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水，先产生蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色溶液。

这是因为开始生成了氢氧化铜沉淀，随着氨水的加入，氢氧化铜与氨水形成了稳定的 Cu(NH₃)₄²⁺配合离子。

（2）向氯化铁溶液中滴加硫氰酸钾溶液，溶液变为血红色，说明生成了 Fe(SCN)₆³⁻配合物。

（3）向硝酸银溶液中滴加氯化钠溶液，产生白色沉淀，再滴加氨水，沉淀溶解，这是因为生成了 Ag(NH₃)₂⁺配合离子。

5、实验结论
通过实验，可以观察到在一定条件下，中心原子与配体能够形成稳定的配合物，并且配合物具有独特的性质。

八、配合物形成的理论解释
1、价键理论
价键理论认为，中心原子（或离子）在形成配合物时，其空的价层
电子轨道通过杂化形成新的等价轨道，这些杂化轨道接受配体提供的
孤对电子，形成配位键。

例如，在 Fe(CN)₆³⁻中，Fe³⁺的价层电子构型为 3d⁵，在形成配
合物时，Fe³⁺的 4s、4p 和 4d 轨道进行 d²sp³杂化，形成 6 个等价的杂
化轨道，接受 6 个 CN⁻提供的孤对电子，形成正八面体结构的配合物。

2、晶体场理论
晶体场理论认为，配体与中心原子之间的相互作用类似于静电作用，配体产生的电场会影响中心原子的电子分布，从而影响配合物的性质。

例如，在八面体场中，中心原子的 d 轨道会发生分裂，形成能量较
高的 eg 轨道和能量较低的 t₂g 轨道。

电子在这些轨道上的分布会影响
配合物的颜色、磁性等性质。

总之，简单配合物的形成是一个涉及到化学原理和实验现象的重要
知识点。

通过对配合物的组成、命名、形成条件、稳定性、应用等方
面的学习，我们能够更深入地理解化学中的配位化学领域，为进一步
的学习和研究打下坚实的基础。

同时，通过实验探究和理论解释，我
们能够更好地掌握配合物的性质和形成机制，为解决实际问题提供有
力的支持。