7、配位化学第七章配合物的制备
《配合物的制备方法》课件
配合物的制备方法 PPT大纲：
什么是配合物？
配合物是由一个中心金属离子与一个或多个配体通过化学键连接而成的化合 物。配合物可以具有不同的结构和性质，广泛应用于化工、药物和材料科学 等领域。
配合物的制备方法分类
溶剂热法
通过在高温溶剂中加热反应，使得配体与金属离子发生络合反应。
离子交换法
通过离子交换作用，使得金属离子与溶液中的配体发生配位反应生成固态配 合物。
电化学合成法
通过在电解质溶液中施加电流，使得金属离子与配体发生原位电化学反应生成固态配合物。
氢气化合成法
利用氢气在适当反应条件下与金属离子发生化学反应助化学法
利用微波辐射对反应体系进行加热，提高反应速率和收率，实现快速制备配合物。
合成过程中的注意事项
1 反应温度的影响
合成过程中的反应温 度对反应速率和产物 性质有重要影响，需 要严密控制。
2 活性溶剂的选择
3 搅拌速度的控制
活性溶剂可以促使金 属离子与配体的反应， 需要选择合适的溶剂。
搅拌速度的控制可以 影响反应物质的混合 程度，对于反应的进 行有重要影响。
4 水分的控制
5 原料的纯度要求
碱络合法
利用碱性条件下的络合反应，使得金属离子与碱性配体发生络合反应生成固 态配合物。
工业生产常用的制备方法
1 溶剂热法
在工业生产中，溶剂 热法常用于大规模合 成高纯度配合物。
2 气相沉积法
由于气相沉积法操作 简单，适用于大规模 产量的配合物制备。
3 沉淀法
沉淀法能够得到较高 纯度的配合物，常用 于工业生产中。
溶液法
在溶剂中将金属离子与配体反应生成配合物溶液，然后通过适当的处理得到固态配合物。
配位化学基础
配位化学基础配位化学是在无机化学基础上发展起来的一门具有很强交叉性的学科，配位化学旧称络合物化学，其研究对象是配合物的合成、结构、性质和应用。
配位化学的研究范围，除最初的简单无机加和物外，已包括含有金属-碳键的有机金属配位化合物，含有金属-金属键的多核蔟状配位化合物即金属簇合物，还包括有机配体与金属形成的大环配位化合物，以及生物体内的金属酶等生物大分子配位化合物。
一、配合物的基本概念1.配合物的定义及构成依据1980年中国化学会无机化学命名原则，配合物可以定义为：由可以给出孤对电子或多个不定域电子的一定数目的离子或分子（统称为配体）和具有接受孤对电子或多个不定域电子的空位的原子或离子（统称为中心原子），按一定的组成和空间构型所形成的化合物。
结合以上规定，可以将定义简化为：由中心原子或离子和几个配体分子或离子以配位键相结合而形成的复杂分子或离子，统称为配体单元。
含配体单元（又称配位个体）的化合物称为配位化合物。
配体单元可以是配阳离子，配阴离子和中性配分子，配位阳离子和阴离子统称配离子。
配离子与与之平衡电荷的抗衡阳离子或阴离子结合形成配位化合物，而中性的配位单元即时配位化合物。
但水分子做配体的水合离子也经常不看成配离子。
配位化合物一般分为内界和外界两部分，配体单元为内界，抗衡阳离子或阴离子为外界，而含中性配位单元的配位化合物则无外界。
配合物的内界由中心和配体构成，中心又称为配位化合物的形成体，多为金属，也可以是原子或离子，配体可以是分子、阴离子、阳离子。
2.配位原子和配位数配位原子：配体中给出孤对电子与中心直接形成配位键的原子配位数：配位单元中与中心直接成键的配位原子的个数配位数一般为偶数，以4、6居多，奇数较少配位数的多少和中心的电荷、半径及配体的电荷、半径有关：一般来说，中心的电荷高、半径大有利于形成高配位数的配位单元，如氧化数为+1的中心易形成2配位，氧化数为+2的中心易形成4配位或6配位，氧化数为+3的易形成6配位。
配位化学的合成及应用研究
配位化学的合成及应用研究配位化学是指通过配体与中心离子或原子团之间的相互作用来形成持久的、适当化学性质的化合物的研究领域。
配位化学研究的核心是寻找合适的配体，通过其与中心离子之间的配位反应得到理想的化合物。
本文将介绍配位化学的合成及应用研究在现代科学技术领域中的重要意义。
一、配位化学的合成方法配位化学的合成方法常见的有两种，一种是配体的交换，一种是直接合成。
1. 配体的交换配体的交换是指通过反应原有配体与新配体产生的化学反应，来形成新的配合物，以达到改变其化学性质的目的。
例如，已知一种1,4,7-三氧杂环反丁烷-5,6-二羧酸配体的制备方法，现在想调整其化学性质，可以选择一种新的配体，如三乙基氨基甲酸钠，经过反应后，便得到新的化合物3,3'-（1,4,7-三氧杂环反丁烷-5,6-二酰胺）双[三乙基氨基甲酸钠]。
2. 直接合成配合物的直接合成是指直接将中心离子（或原子团）与一种或多种配体反应得到目标化合物，这种方法通常被用于制备新型化学反应催化剂。
例如，将银离子与三苯基膦反应，可得到AgPPh3，它被用作一种重要的催化剂，在有机反应中发挥着不可替代的作用。
二、配位化学在物理化学领域中的应用配位化学作为物理化学领域的一些重要研究领域之一，一直发挥着越来越重要的作用，这里我们讲述一些其应用的主要领域及部分研究进展。
1. 光电材料在光电材料领域中，配位化学仍然是一个活跃的研究领域。
例如，大家广泛关注的有机发光材料领域就属于其中之一。
化学家们利用有机发光材料的自身特性，在化学结构中加入不同配体，使其在不同芳香环之间形成各种不同的化学键，从而形成不同种类的化学结构，获取不同发光颜色和发光效率，如其中的钌配合物用作新型发光材料，大大拓展了有机发光材料的应用领域。
2. 生物学领域配位化学在生物学领域的应用，主要涉及到金属离子对生物大分子结构的影响。
因为金属离子一般具有较强的配位能力，在与生物大分子结合的过程中会形成交联，使其在反应方面的选择性和效率大大提高。
《配位化学》课件
配位化合物的稳定性
总结词
配位化合物的稳定性
详细描述
配位化合物的稳定性取决于多个因素，包括中心原子或离子的性质、配位体的数目和类型、配位键的 数目和类型等。一般来说，配位数越大，配位化合物的稳定性越高。此外，具有强给电子能力的配位 体也能提高配位化合物的稳定性。
03
配位键理论
配位键的定义
总结词
配位键是一种特殊的共价键，由一个 中心原子和两个或更多的配位体通过 共享电子形成。
《配位化学》PPT课件
目录
• 配位化学简介 • 配位化合物 • 配位键理论 • 配位反应动力学 • 配位化学的应用
01
配位化学简介
配位化学的定义
配位化学是研究金属离子与有机配体 之间相互作用形成络合物的科学。
它主要关注配位键的形成、性质和反 应机制，以及络合物在催化、分离、 分析等领域的应用。
方向性是指配位键的形成要求中心原子和配 位体的电子云在特定的方向上重叠。这决定 了配合物的特定空间构型。饱和性则是指一 个中心原子最多只能与数目有限的配位体形 成配位键，这取决于中心原子的空轨道数量 和配位体的可用孤对电子数。
04
配位反应动力学
配位反应的动力学基础
反应速率
01
配位反应的速率是研究配位反应动力学的关键参数，它决定了
05
配位化学的应用
在工业生产中的应用
催化剂
配位化合物可以作为工业生产中的催化剂，如烯烃的氢化反应、 烷基化反应等。
分离和提纯
利用配位化合物的特性，可以实现工业生产中的分离和提纯过程 ，如金属离子的分离和提纯。
化学反应控制
通过配位化合物可以控制化学反应的速率、方向和选择性，从而 实现工业化生产中的优化。
研究生配位化学第7章
显然 , 上图左图和右图中生成的配合物 MLn的n 分 别是1和2,即分别生成了配合物ML和ML2. 若生成的络合物极为稳定，则所得的吸光度—组 成曲线上的最高处极为明显，图形接近于图中的虚 线。若络合物的稳定性较小时，则曲线的最高处附 近较为圆滑，这时可用画切线的办法来确定最高处 。当络合物稳定常数虽很大但溶液浓度很小时，由 于此时络合物的离解度较大，曲线的极大处附近也 会显得比较圆滑。
FeCl2+、FeCl2+、FeCl3、FeCl4-的浓度。
12. 在25 oC时，Hg2+-NH3体系的逐级稳
定常数Kn，以常用对数表示是：lgK1=8.8,
lgK2=8.7, lgK3=1, lgK4=0.9. （1）为什么Kn值逐渐减小？ （2）为什么K2/K3值这样大？
13. 已知 Au3+ 1.41 Au+ 1.68 AuCl4- 0.82 AuCl2- 1.35 Au
用电位法测定金属离子或配体的浓度， 是将所选择的指示电极和参比电极两 个半电池组成一个电池，测定其电动 势，然后从电池的电动势及参比电极 的电位计算出指示电极的电位。最后 用能斯特方程式可计算出欲测定的离 子的浓度。
Cu(en)22+的稳定常数测定。用如下所示的两个 电池。
为了维持两个电池的 Cu-Cu(NO3)2 端溶液的离子强 度 近 乎 相 等 ， KN03 的 浓 度 在 电 池 (1) 中 是 1 ． 05 mol· L-，在电池(2)中是1．00mol· L-。在这两个电池 中，所不同的就是在电池 (2) 有螯合剂 en 存在。两 个电池都是由铜汞齐电极和当量甘汞电极所组成。 电池(1)的电极反应为：
例如混合8 ml的M溶液和2ml的 L溶液,7ml的M溶液和3ml L溶液，等等。在一定波长下测定各混合溶液 (以及只有M 或只有L的两分溶液)的吸光度。若在所选的波长下，只有 MLn吸收光，而M和L都不吸收光，则可作出吸光度--组成 图，如下图。当体系中只有一种络合物MLn生成时，吸光 度 - 组成图的曲线有一最高处。作切线，如图中所示，可 确定所生成的络合物的组成.
第七章 配位化合物
sp 3d 2杂杂 sp3d 2杂杂杂杂
3d
3d 7
NH3 NH3 NH3 NH 3 NH 3 NH 3
8
外轨型配合物，高自旋 µ = 3.87B.M. 八面体构型
说明 Co(CN)64–不稳定，易被氧化
4d 4p 4s 3d 7
激激 3d6
d 2 sp 杂杂 3d
CN
-
Co(CN)64 –氧化成Co(CN)63–
(3).多核配合物 一个配位原子与二个中心离子结合所成的配合物称多核 配合物，例如:
(4).金属有机配合物 有机基团与金属原子 之间生成碳—金属键 的化合物。A）金属与 碳直接以σ键合的配合 物；B）金属与碳形成 不定域配键的配合物。
7-2 配合物的化学键理论
用来解解释配合物化学键的本质，配合物的结构、稳定性以及一 般特性（如磁性、光譜等）的主要理论有①价键理论、②晶体场理 论、③分子轨道理论。 一，价键理论
4d 4p 4s
4d
CN CN - CN
-
-
CN - CN -
(3).磁性——可通过磁矩来判断内轨型配合物或外轨型的 配合物
形成外轨型的配合物，中心离子电子结构未发生变化,单电子数 与原来自由离子相同; 而形成内轨型的配合物，中心离子的成单电 子数一般会减少,比自由离子的磁矩相应降低，所以可通过磁矩来判 断内、外轨型配合物。. 物质的永磁矩主要是电子的自旋造成的，永磁矩µ与原子或分子中 未成对电子数n有如下关系式：
化学实验中的配位化合物的合成
化学实验中的配位化合物的合成化学实验是化学学习的重要环节，通过实际操作能够深入理解化学原理，配位化合物的合成实验是其中重要的内容之一。
配位化合物是由一个中心金属离子与周围的配体通过配位键连接而成的物质，具有多样的结构和性质，广泛应用于催化、药物、材料等领域。
在化学实验中，我们可以通过不同的合成方法制备各种配位化合物，下面就为大家介绍几种常见的合成方法。
一、配合物溶液的合成1.普通配位反应普通配位反应是配合物溶液合成的重要方法之一。
以[Co(NH3)6]Cl3为例，实验中可以通过加入适量的氯化钠氯化合物溶液和氨的氯化钠溶液，将其反应后转移到酒精醇溶液中，并在恒温搅拌下结晶得到单斜晶系的[Co(NH3)6]Cl2。
通过红外光谱和核磁共振等技术对其结构进行表征。
2.配位配离子交换反应配位配离子交换反应是指将一个或多个配体从一个金属中心物种转移到另一个金属中心物种的反应。
例如，可以通过将CuSO4和盐酸铵同时混合，在适当的温度和pH值条件下，反应后产生[AuCl2]^-离子，并通过红外光谱和元素分析等手段进行结构表征。
二、固相合成固相合成是一种常见的合成方法，利用化学反应在固相条件下进行，结晶得到配位化合物。
例如，通过将金属阳离子和配体混合，然后在高温下熔融，冷却结晶得到配位化合物晶体。
该方法具有反应速度快、产率高、晶体纯度高等优点，常用于制备难溶于水或有害物质的配位化合物。
三、溶剂热法溶剂热法是通过在有机溶剂中加热反应得到配位化合物。
例如，在有机溶剂中加热反应过程中，使用酸性氨水溶液溶解LiOH，然后用过量浓硫酸调节pH，再加入盐酸反应生成2-[Revaprazan]的四氢萘溶液，通过控制反应时间和温度，最终得到分散稳定性较好的配位化合物。
四、溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是通过将溶胶转变为凝胶体系，然后通过干燥获得配位化合物的方法。
例如，将硝酸铈和硝酸尼钴在10 mL乙醇中共同溶解，加入适量的三甘醇并搅拌均匀形成透明凝胶，经过干燥后得到配位化合物。
配合物合成
配合物合成是指通过化学反应将中心原子（通常是金属离子）与配体结合形成配合物的过程。
配合物是由中心原子和周围的配体组成的复合物，其中配体通过配位键与中心原子结合。
以下是一些常见的配合物合成方法：
1.直接合成法：将中心原子的盐溶液与配体的溶液混合，在适当的
条件下反应，使中心原子与配体结合形成配合物。
这种方法简单直接，但需要选择合适的反应条件和配比。
2.取代反应：通过取代配体上的原子或基团来合成新的配合物。
例
如，可以用一个新的配体取代已存在配合物中的一个配体，形成新的配合物。
3.氧化还原反应：利用氧化还原反应改变中心原子的氧化态，从而
形成不同的配合物。
这种方法常用于合成具有不同电子构型的配合物。
4.模板法：在存在模板分子的情况下，通过与模板分子的相互作用，
使中心原子与配体结合形成特定结构的配合物。
模板法可以控制配合物的结构和立体构型。
5.水热/溶剂热合成：在高温高压的水或有机溶剂中进行反应，这种
方法可以提供特殊的反应环境，促进配合物的形成。
配合物的合成需要选择合适的反应条件、配体和中心原子，并且需要对反应进行监控和表征，以确保合成的配合物具有预期的结构和性质。
不同类型的配合物可能需要不同的合成方法，因此具体的合成过程会根据目标配合物的特点而有所不同。
有机化学7章+配合物
【例2】分别向0.1mol· -1[Ag(NH3)2]+溶液(含 L 0.1mol· -1氨水)中及0.1mol· -1[Ag(CN)2]-溶液(含 L L 0.1mol· -1CN-)中加入KI，使[I-]=0.1mol· -1，问 L L 17 是否有沉淀？ K sp ,AgI 8.5110
C2O42－
乙二胺(en)
氨基乙酸 邻二氮菲
H2 N
COH
丁二酮肟
CH3
N N
C C
= =
NOH NOH
CH3
EDTA HOOCCH 2
H4Y
N HOOCCH 2
CH2
5. 配位数 2，4，6 与中心离子直接以配位键相结合的配位原子数目 [CoCl(OH)2(NH3)3] 6 [Ag(S2O3)2]3 2
7.1 配合物与螯合物 7.2 配位平衡及其影响因素 7.3 配位滴定法
7.1 配合物与螯合物 7.1.1 配合物及其特点 分子加合物 蓝色干燥硅胶吸水变粉色
6H CoCl2 CoCl2· 2O
吸水 烘干
特点:解离方式不同
+少量NaOH
Cu(OH)2↓ BaSO4↓ CuSO4· 3 4NH
(
K<1
2 稳[ Ag(CN)2 ]
) K
θ sp,Ag2S
=(1.27×1021)2×6.3×10-50=1.02×10-7 向左
【例3】AgCl的Ksp为1.77×10-10，AgBr的Ksp为 5.35×10-13，试比较完全溶解0.010mol的AgCl和 0.010mol的AgBr所需要1升NH3的最低浓度？ 7 AgCl的K稳 1.12 10 解： AgCl + 2NH3 [Ag(NH3)2]+ +Cl 设完全溶解后，维持平衡时氨的总浓度为x mol· -1 L
第七章：配位化学
H2[SiF6] H2[PtCl6] [Fe(CO)5] [Pt(NH3)2Cl2]
二(硫代硫酸根)合银(Ⅰ) 酸钠
六氟合硅(Ⅳ)酸(俗名氟硅酸) 六氯合铂(Ⅳ)酸(俗名氯铂酸)
五羰基合铁
二氯· 二氨合铂(Ⅱ)
[Co(NH3)3(NO2)3]
三硝基· 三氨合钴(Ⅲ)
3.配体的配位方式
1)单齿配位 配体的一个配原子与一个中心离子配位, 称为单齿配位。
二乙烯三胺(dien) diethylenetriamine
EDTA-Ni
卟啉铁(Ⅱ)
卟吩镁
3.1.4 配位数和影响配位数大小的因素
定义：直接同中心原子或离子配位的配位原子的数目称 为该配合物的配位数。 配位数的多少与中心原子、配体和环境等许多因素有 关。在其它因素不变的情况下，有： 配体相同时，中心原子的半径越大，可能的配位数越 多；
12 Mg 20 Ca 38 Sr 56 Ba 21 Sc 39 Y 71 Lu 22 Ti 40 Zr 72 Hf
中心原子、配原子 在周期表中的分布
2 He
5 B
13 Al
6 C
14 Si 32 Ge 50 Sn 82 Pb
7 N
15 P 33 As 51 Sb 83 Bi
8 O
16 S 34 Sc 52 Te 84 Po
配位化学中的配体与配合物
配位化学中的配体与配合物配位化学是化学中的一个重要分支，研究的是金属离子与配体之间的配位作用以及形成的配合物的性质。
在配位化学中，配体和配合物是两个核心概念，它们在研究金属离子的配位行为和化学性质时起着至关重要的作用。
一、配体的概念与分类在配位化学中，配体是指能够与金属离子形成配位键的分子或离子。
它们通常具有一个或多个孤对电子，可以与金属离子中的空位轨道形成配位键。
根据配体中的配位原子类型和配位数的不同，配体可以分为单原子配体和多原子配体。
1. 单原子配体：单原子配体是指由一个原子组成的配体，如氨、水、氯等。
这些配体通常通过一个孤对电子与金属离子形成配位键。
2. 多原子配体：多原子配体是指由多个原子组成的配体，如乙二胺、氰化物离子、羰基等。
这些配体通常通过多个原子上的孤对电子与金属离子形成配位键。
二、配合物的构成与性质配合物是由金属离子与配体通过配位键结合而成的化合物。
在配位化学中，配合物的构成和性质是研究的重点。
1. 配位键：配位键是指金属离子与配体之间形成的化学键。
配位键的形成是通过配体中的孤对电子与金属离子中的空位轨道之间的相互作用而实现的。
配位键的强弱决定了配合物的稳定性和性质。
2. 配位数：配位数是指一个金属离子周围配体的数量。
不同金属离子具有不同的配位数，常见的有2、4、6等。
配位数的不同会直接影响到配合物的结构和性质。
3. 配合物的性质：配合物具有许多独特的性质，如颜色、磁性、光谱性质等。
这些性质的变化与配合物中金属离子的电子结构和配位键的性质有关。
通过调节配体和金属离子的选择，可以合成出具有不同性质的配合物。
三、配位化学的应用配位化学在许多领域都有广泛的应用，如生物学、医学、材料科学等。
1. 生物学和医学：许多生物体内的重要酶和蛋白质都含有金属离子配合物。
这些配合物在生物体内起着重要的催化作用。
配位化学的研究可以帮助我们理解生物体内金属离子的配位行为和功能。
2. 材料科学：配位化学在材料科学中有着广泛的应用。
配位化学
六氰合铁（Ⅲ）酸钾
六氟合硅（Ⅳ）酸
NH4[Cr(SCN)4(NH3)2] 四硫氰二氨合铬(Ⅲ)酸铵
8
配阳离子配合物：称“某化某”或“某酸某”。 [Pt(NH3)6]C)2]SO4
[Cu(NH3)4]SO4
[PtCl(NO2)(NH3)4]CO3
硫酸二(乙二胺)合铜(Ⅱ)
14
【例2】欲使0.1 mol · L-1 AgCl溶解于氨水中，问氨 水的初始浓度至少为多少？ Kf [Ag(NH3)2+]=1.6×107；Ksp(AgCl)=1.6×10-10 解： AgCl ＋ NH3 ＝ [Ag(NH3)2+] ＋ClcAg(NH ) cCl 3 2 K K ( Ag(NH ) f 3 2 ) K sp ( AgCl ) 2 j cNH3
18
解： Zn2+ + 4NH3 ⇌ Zn(NH3)42+ + 4CN－ ⇌ Zn(CN)42总反应为： Zn(NH3)42+ + 4CN- = Zn(CN)42- + 4NH3
Kf [Zn(CN) ] 5.0 10 7 K 1.7 10 9 Kf [Zn(NH ) ] 2.9 10
24 2 3 4 16
可见，这个转化应该是很完全的。
19
中心离子(罗马 数字注明氧化数)
多个配位体次序： “ 先离子 , 后分子” ; “ 先无机 , 后有机”；同类配体 按配位原子元素符号的英文字母顺序排列，配位原 子相同简单者在前。
7
K4[Fe(CN)6]
配阴离子配合物：称“某酸某”或“某某 酸”。
六氰合铁（Ⅱ）酸钾
K3[Fe(CN)6]
H2[SiF6]
配位化学与配合物的合成与应用
配位化学与配合物的合成与应用配位化学是无机化学的一个重要分支，研究的是金属离子与配体之间的配位作用。
配合物是由金属离子与配体通过配位作用形成的化合物，具有独特的化学性质和广泛的应用价值。
本文将从配位化学的基本概念、配合物的合成方法以及配合物在催化、药物和材料领域的应用等方面进行探讨。
一、配位化学的基本概念配位化学研究的核心是金属离子与配体之间的配位作用。
配位作用是指金属离子与配体之间通过配位键结合形成配合物的过程。
在配位作用中，金属离子作为电子受体，配体则提供电子给金属离子，形成配位键。
配位键的形成使得金属离子周围的配体数目增加，形成了稳定的配合物。
配合物的形成使金属离子的性质发生了很大的改变。
例如，金属离子在配合物中的化学价数目通常比在无配体的情况下更高，这是因为配体的提供的电子使金属离子的电荷得到了部分中和。
此外，配合物的形成还使得金属离子的空间结构发生了变化，从而导致了配合物的独特性质。
二、配合物的合成方法配合物的合成方法多种多样，常见的方法包括溶液法、固相法和气相法等。
溶液法是最常用的合成方法之一。
在溶液法中，金属离子和配体通常以适当的摩尔比例溶解在溶剂中，经过搅拌和加热反应一段时间后，形成配合物。
溶液法具有反应条件温和、反应速度快的优点，适用于大多数配合物的合成。
固相法是一种在固相条件下进行合成的方法。
在固相法中，金属离子和配体通常以适当的摩尔比例混合在一起，然后在高温下进行反应。
固相法适用于一些高温稳定的配合物的合成。
气相法是一种在气相条件下进行合成的方法。
在气相法中，金属离子和配体通常以适当的摩尔比例混合在一起，然后通过气相反应生成配合物。
气相法适用于一些高温或高压条件下进行反应的配合物的合成。
三、配合物在催化、药物和材料领域的应用配合物在催化领域具有广泛的应用。
许多金属配合物具有催化剂的性质，可以加速化学反应的进行。
例如，铂配合物常用作催化剂，用于催化氧化反应、加氢反应等。
此外，配合物还可以用于催化有机合成反应，如羰基化反应、氢化反应等。
配位化合物的制备与性质
配位化合物的制备与性质配位化合物是由一个或多个配体与一个中心金属离子形成的化合物。
配位化合物在化学和生物学中都有广泛的应用。
本文将探讨配位化合物的制备方法以及它们的性质。
一、配位化合物的制备方法1. 水合物合成法水合物合成法是最常见的制备配位化合物的方法之一。
它是通过将金属离子与水合剂反应形成水合物。
水合剂通常是水，但也可以是其他溶剂，例如乙醇。
水合物的配体数目可以通过实验条件来控制，使得配位数发生变化。
例如，将CuSO4溶解在水中，可以得到蓝色的CuSO4·5H2O水合物。
2. 配体置换法配体置换法是一种常用的制备特定配位化合物的方法。
通过在溶液中加入所需的配体，与原有配体进行竞争配位，实现配体的置换。
这种方法可用于制备具有特定性质的配位化合物。
例如，通过将氯化铜(CuCl2)溶解在水中，然后加入亚硝酸钠（NaNO2），可以得到亚硝酸铜（Cu(NO2)2）。
3. 配位聚合法配位聚合法是一种将多个配体与中心金属离子形成配位化合物的方法。
这种方法可以通过将金属离子与多个配体同时反应，使它们在空间上连接起来，形成一个配位聚合物。
例如，将铜离子与乙二胺（en）和氰化钠（NaCN）同时反应，可以制备出[Cu(en)2(CN)2]复合物。
二、配位化合物的性质1. 配位数配位数是指配合物中与中心金属离子配位的配体数目。
配位数通常在2至6之间。
配位数的增加会增加配位化合物的稳定性和化学性质的多样性。
2. 颜色许多配位化合物具有鲜艳的颜色，这是由于配体与金属离子之间的电荷转移或电子转移的结果。
不同的配体和金属离子对颜色的影响是不同的。
3. 稳定性配位化合物通常比金属离子更稳定。
这是因为配体能够通过与中心金属离子形成配位键来降低金属离子的电荷密度，从而减少金属离子与其周围环境的相互作用。
4. 配位键性质配位键是配位化合物中配体与金属离子之间的化学键。
配位键的性质直接影响配位化合物的稳定性和反应性。
配位键可以是共价键或离子键。
配位化学课件
names of charged and neutral ligands are intermingled as dictated by alphabetization
b) When two or more same ligands are present, their number is indicated by a prefix (di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, etc.). However, when the ligand name itself contains one of these prefixes (as in ethylenediamine), then the multiplicative prefix is bis-, tris-, tetrakis-, pentakis-, hexakis-, etc. e.g.
在化学式前加一前缀，以指明配体在空间的排列特点 （异构体，手性等） cis-, trans-, mer-, fac- 分别表示顺式、反式、经式、 面式结构，
如 cis-[CoCl2(NH3)4]+, d和l表示手性, l（左旋，levorotatory， “-”, d(右旋， dextorotatory，“+”). 如d-[Co(en)3]3+
Ligand abbreviations may be used in place of complete formulas (e.g. en for H2NC2H4NH2).
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The formula for a metal-ligand entity (complex) is enclosed in brackets whether it is charged or uncharged [CoCl3(NH3)3]. When a compound consists of charged complex ions, the cation is always listed first, e.g. K2[Ni(CN)4], [CoCl2(NH3)4]Cl.
配位化学教材pdf
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配位化学是研究金属与非金属之间通过配位键形成的化合物，即配合物（complex compounds）的化学。
这一领域是无机化学的一个重要分支，具有广泛的应用，如催化、材料科学、分析化学、生物化学等。
配位化学教材通常会涵盖配位化合物的结构、性质、制备方法以及它们在各个领域的应用。
以下是一段关于配位化学教材的摘要：
标题：配位化学教材全文最新版
摘要：配位化学（coordination chemistry）是无机化学的一个重要分支学科。
配位化合物（coordination compo unds），也称为络合物（complex），是无机化学研究的主要对象之一。
配位化学的研究虽有近二百年的历史，但仅在近几十年来，由于现代分离技术、配位催化及化学模拟生物固氮等方面的应用，极大地推动了配位化学的发展。
它已广泛渗透到有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学、催化化学、生物化学等领域，而且与材料科学、生命科学以及医学等其他科学的关系越来越密切。
目前，配位化合物广泛应用于工业、农业、医药、国防和航天等领域。
教材通常会详细介绍配位化合物的定义、命名规则、分类，以及配位键的形成和性质。
此外，还会涉及配位化合物的立体化学、价键理论、晶体场理论等理论，并通过实例介
绍其应用。
对于想要深入学习配位化学的人来说，选择一本好的教材是非常重要的。
一本好的配位化学教材应当能够清晰地解释复杂的概念，提供丰富的实例，以及包含最新的研究成果和发展动态。
7、配位化学第七章配合物的制备
对于那些没有外界阴离子的中性配合物 , 加 热失去配体后的空位可以通过配体桥联或者金 属 - 金属直接相互作用形成多核配合物的方式 得到补充。
-co [C02(CO)8] →[C04(CO)12] → [C06(CO)16]
-CO
(9.14)
(4) 氧化还原反应因为许多过渡金属离子具 有氧化还原活性,因此可以通过配合物中金属 离子的氧化还原反应来制备新的配合物。 常见的有从二价钴、二价铬配合物出发合成 相应的三价钴、三价铬配合物。对简单的金属 盐来说,二价钴盐比三价的稳定,但是对于配合 物来说则是三价钴的配合物更稳定,这一点可 以用价键理论和配位场理论得到很好的解释。
(2) 取代和交换反应 利用取代和配体交换反应来合成新的配位化 合物也是配合物合成中常用的一种方法。 如果将CuS04· 5H20看成是含有[Cu(H2O)4]2+ 配阳离子的配合物,那么式(7.1)的反应实际上 就是一个配体取代(交换)反应。 发生这种配体取代†交换‡反应的驱动力主 要有浓度差和交换前后配体配位能力的差别等 。 浓度差就是加入过量的新配体或者直接使用 新配体作为溶剂来进行取代(交换)反应,这样 取代(交换)反应平衡就会移向右边,使反应得 以顺利完成。
另外,对于含有易水解金属离子的体系 ,如Fe3+、 Cr3+ 等,或者是含有配位能力较弱的配体 ,与金属 离子配位时竞争不过水分子的体系,取代(交换)反 应只有在非水溶剂中进行才能够顺利完成。 例如:
Ｈ２Ｏ [Cr（H2O）6]CL3 +3en →[Cr（OH）3]↓+3H2O+3（en.HCL）（7.７） Et2O CrCL3 +3en → [Cr（en）3]CL3 （7.8） DMF [Cr（DMF）3CL3] +2en → cis-[Cr（en）2CL2]CL +3DMF （7.9）
《配位化学》课程介绍
3． Shriver D F, Atkins P W., Inorganic Chemistry,
Oxford University Press, Third edition Part I 7; Part III, 13, 14, 16, 19.
朱文祥配位化学课程介绍课程内容第一章概论第二章分子的对称性第三章配合物的立体化学第四章配合物的制备第五章配合物中的化学键第六章配合物的电子吸收光谱第七章d区元素的有机金属化合物第八章金属原子簇合物第九章生物体中的配合物学生交流教学参考书
内容
第一章 概论 第二章 分子的对称性 第三章 配合物的立体化学 第四章 配合物的制备 第五章 配合物中的化学键
第六章 配合物的电子吸收光谱 第七章 d-区元素的有机金属化合物 第八章 金属原子簇合物 第九章 生物体中的配合物 * 第十章 配位化学前沿 1. 老师简介 2. 学生交流
教学参考书：
1． 中级无机化学，朱文祥编，高等教育出版社， 第一版，（2004）。第二、三、四、五、十一章。 2． Kettle S F A., Physical Inorganic Chemistry － Coordination Chemistry, Oxford University Press, 1998.
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随着配位化学涵盖的范围和研究内容的不断 扩大,配合物的种类和数目也在不断增长,因此 配合物的制备(合成)方法也很多。而且结构新 颖、性能特殊的配合物还在源源不断地涌现 , 一些特殊的制备方法也不断的被开发和报道出 来。 到目前为止还没有一个较完善的理论体系可 以用来指导配合物的合成 , 新配合物的合成更 多的是要凭经验和尝试来完成。 因此 , 要总结出能够代表大多数配合物的合 成方法实际上是件很困难的事。这里首先介绍 几种常见的、经典的配合物的制备方法 , 然后 介绍一些近年来实验室里常用的配合物的合成 方法。
例如式(7.1)的反应中氨水就是过量的。实 际应用中更多的是利用配体配位能力的差别来 进行取代和交换反应。 常见的有配位能力强的配体取代配位能力弱 的配体和整合配体取代单齿配体,从而生成更 为稳定的配合物。 这一类反应不需要加入过量的配体,通常按反 应的化学计量比加入即可。 对于有些反应,根据加入新配体摩尔数的不同 会生成组成不同的产物。 [NiC14]2-+4CN-→[Ni(CN)4]2-+4Cl(7.2)
另外,对于含有易水解金属离子的体系 ,如Fe3+、 Cr3+ 等,或者是含有配位能力较弱的配体 ,与金属 离子配位时竞争不过水分子的体系,取代(交换)反 应只有在非水溶剂中进行才能够顺利完成。 例如:
Ｈ２Ｏ [Cr（H2O）6]CL3 +3en →[Cr（OH）3]↓+3H2O+3（en.HCL）（7.７） Et2O CrCL3 +3en → [Cr（en）3]CL3 （7.8） DMF [Cr（DMF）3CL3] +2en → cis-[Cr（en）2CL2]CL +3DMF （7.9）
7.1 经典配合物的合成
经典配合物亦称 Werner 型配合物。其配合 物的制备可分为直接法和间接法2种。 所谓直接法就是由2种或2种以上的简单化合物 (不是配合物)反应直接生成配合物的方法； 而间接法则是从配合物出发通过取代、加成或 消去、氧化还原等反应间接的合成配合物的方 法。间接法有时也称诱导法。 (1) 加合反应 简单加合反应制备配合物即属于直接法 , 这种 反应实际上是路易斯酸、碱反应。 这一类反应简单 , 多数是在常温常压的温和条 件下完成。
[Ni(H20)6]2++3bpy→[Ni(bpy)3]2++6H2O (7.3) [Co(NH3)5Cl]Cl2十3en → [Co(en)3]C13 十5NH3 (7.4) K2[PtCl4]++en → [Pt(en)]Cl2+2KCl (7.5) K2[PtCl4]+2en → [Pt(en)2]Cl2+2KCl (7.6)
式(7.7)在水溶液中进行时,因为Cr3+离子的 水解而生成了氢氧化铬 沉淀,因而得不到预期 的配体交换产物。式(7.8)和式(7.9)分别在非 水溶剂的乙醚和DMF中进行,成功地获得了配合 物[Cr(en)3]Cl3和cis-[Cr(en)2C12]Cl。 常用的非水溶剂有:无水乙醇、无水甲醇、丙 酮、氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃 (THF) 、 N,N二甲基甲酰胺 (DMF) 、脂肪醚类如 1,2- 二甲氧 基乙烷、乙醚等。 要求这些非水溶剂本身与金属离子的配位能 力比反应体系中参与反应的配体的配位能力要 弱得多。这样才能避免溶剂分子与金属离子的 配位。
(2) 取代和交换反应 利用取代和配体交换反应来合成新的配位化 合物也是配合物合成中常用的一种方法。 如果将CuS04· 5H20看成是含有[Cu(H2O)4]2+ 配阳离子的配合物,那么式(7.1)的反应实际上 就是一个配体取代(交换)反应。 发生这种配体取代†交换‡反应的驱动力主 要有浓度差和交换前后配体配位能力的差别等 。 浓度差就是加入过量的新配体或者直接使用 新配体作为溶剂来进行取代(交换)反应,这样 取代(交换)反应平衡就会移向右边,使反应得 以顺利完成。
但是 , 对有些体系需要选择合适的溶剂才能 得到所需要的产物 , 特别是有的反应需要避免 使用水做溶剂。 因为,水分子本身就是一类配体,若配体与金 属离子间的配位作用不强 , 在有大量水 ( 溶剂 ) 存在的条件下 , 水分子可能会取代配体而进入 生成的配合物,从而得不到所需产物。 例如,[(CH3CH2)4N]2[FeCl4]需要用 [(CH3CH2)4N]Cl和无水氯化亚铁(FeCL2)在无水 乙醇中反应得到就是这个原因。
例如,由 CuS04· 5H20和NH3出发合成 „Cu(NH3)4‟S04· H20：
CuS04· 5H20+4NH3 = [Cu(NH3)4]S04· H20+4H2O (7.1)
该反应就是在浓的硫酸铜水溶液中加入氨水 ,然后再加入适量的乙醇以降低产物的溶解度, 即可得到配合物[Cu (NH3)4]S04· H20 结晶。 又如,将NiX2(X为阴离子)溶解到浓的氨水中 ,即可得到[Ni(NH3)6]X2晶体。
(3) 加成和消去反应 有些配合物可以通过加成(addition)或消 去 (elimination) 反应来合成。 这种加成反应通常伴随着中心金属离子配位 数和配位构型的变化,而且多数情况下还同时 伴有金属离子价态的变化。 最为常见的是从四配位的具有平面四边形构 型的配合物通过加成反应变为五配位的四方锥 形或六配位的八面体形配合物。 代表性的具有平面四边形配位构型的金属离 子有Ni（II）、Cu(II)、Rh(I)、Ir(I)、 Pd(II)、Pt(II)等。
上述几个反应代表了几种不同的情况。式 (7.2)中氧根离子与金属离子的配位能力比氯离 子强,是典型的配位能力强的配体取代配位能力 弱的反应； 式(7.3)和式(7.4)则是螯合配体取代单齿配 体,2,2`-联吡啶(bpy)和乙二胺(en)都是很好的 螯合配体,而且从上面的反应式可以看出被取代 的单齿配体可以是一种,也可以是2种[式(7.4)] 或2种以上； 式(7.5)和式(7.6)显示了通过控制加入配体 的量(摩尔比)可以得到组成不同配合物的例子 。