第六章 配位化合物的结构和性质
配位化合物的结构和性质
2
3
sp
sp2
直线形
平面三角形
[Ag(NH3)2]+
[CuCl3]2-
4
sp3
d3s dsp2
四面体
四面体 平面正方形 三角双锥形 四方锥形
[Ni(NH3)4]2+
MnO4[Ni(CN)4]2Fe(CO)5 [TiF5]2-
5
dsp3 d4s
6
d2sp3
八面体
[Fe(CN)6]3-
6.2 价键理论
(3) 平行正方形场
在平行正方形配合物中，四个配体沿x，y轴正负方向与
中心离子接近。 在平行正方形配合物中，dx2-y2轨道的电子云极大值方向 指向配体，因此能级最高，高于Es能级；dxy 轨其也在xy平面上，所以
也要受到较大的排斥故能级也高于Es能级；dz2 轨道的能级 较低，低于Es能级；dyz和dxz轨道受到的排斥作用相同，是 简并的，能级最低。这样，在平面正方形场中，能级分裂为 四组。
由于△值通常从光谱确定，故称这个顺序为光谱化学序列。
分裂能和成对能
b) 当配体固定时，分裂能随中心离子的不同而不同，其
大小次序为：
Pt 4 Ir 3 Pd 4 Rh3 Mo3 Ru3 Co3 Cr 3 Fe 3 V 2 Co2 Ni 2 Mn2
中正负离子的静电作用；
中心离子在配体的静电作用下，使原来简并的d轨道分 裂成能级不同的几组轨道；
d电子在分裂的d轨道上重新排布，优先占据能量较低
的轨道，往往使体系的总能量有所降低，形成强场低自 旋、弱场高自旋的配合物。
二、d轨道在晶体场中的分裂
d原子轨道的角度分布图
配位化合物的结构与性质
配位化合物的结构与性质配位化合物是由中心金属离子和周围的配体离子或分子通过配位键结合形成的化合物。
由于配体的性质和配位方式的不同，配位化合物具有丰富的结构和性质。
本文将从配位化合物的结构和性质两个方面进行探讨。
一、配位化合物的结构配位化合物的结构主要包括中心金属离子和配体的组成以及它们之间的配位方式。
1. 中心金属离子中心金属离子是配位化合物的核心，它通常是一个带正电荷的离子。
常见的中心金属离子有过渡金属、稀土金属和镧系金属等。
不同的中心金属离子具有不同的电子排布和电子轨道结构，因此导致了不同的化学性质和配位特性。
2. 配体配体是与中心金属离子形成配位键的离子或分子。
常见的配体包括氨、水、氯化物、亚硝酸根、硫氰酸根等。
它们具有孤对电子或反应活性基团，能够提供一对或多对电子给中心金属离子形成配位键。
不同的配体具有不同的硬软酸碱特性，从而影响了配位键的强度和稳定性。
3. 配位方式配位方式是指配体与中心金属离子形成的空间排布方式。
常见的配位方式有线性、平面、四面体、八面体等。
不同配位方式对应于不同的配体数目和配位键的排布方式，从而影响了配位化合物的结构和性质。
二、配位化合物的性质配位化合物的性质主要由中心金属离子和配体的性质以及它们之间的配位方式决定。
1. 化学性质配位化合物具有多种多样的化学性质。
一方面，中心金属离子的价态和电子排布可以影响配位键的稳定性和反应活性；另一方面，配体的硬或软酸碱特性影响了配位键的强度和反应性。
通过改变中心金属离子和配体的性质，可以调控配位化合物的催化活性、化学吸附性能等。
2. 物理性质配位化合物的物理性质包括颜色、磁性、光学性质等。
其中，颜色是由于配位化合物中的电子跃迁所引起的，不同电子能级之间的跃迁导致了不同的吸收光谱和颜色。
磁性是由于中心金属离子孤对电子或配体的磁性所引起的，不同的磁性表现出不同的磁化行为。
光学性质则与配位化合物的吸收、散射、透射等相关。
3. 结构性质配位化合物的结构性质包括配位键长度、配位键角度等。
配位化合物的结构与性质
具有空的价轨道
2010-11-19
2
一. 配合物概述
配合物是由中心金属原子(M)与配位体 (L) 按一定的组成和空 间构型组成的化合物 (MLn)，是金属离子最普通的一种存在形 式。其中： n = 2~12，主要是 4和6
特点： 中心原子具有空的价轨道 配位体具有孤对电子或多个非定域电子 通过配键形成――配位离子和配位化合物分子 类型： 以中心原子数的多少分为单核或多核配位化合物 多核可以形成M一M之间有键结合的金属原子簇化合物
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3
应用领域： 分析化学，分离化学，催化化学，生物化学，分子生物学，
酶学，检验，分离，沉淀，络合，增溶，染料，生物，叶绿素 ( Mg ) ， 血红素(Fe) ，细胞色素( Cu , V )等。
主要理论： 价键理论，配位场理论
配位体： 具有孤对电子或π键电子并能与金属离子进行配位的原子
H2 C
NH2
C
C
O
OO
O
EDTA4-乙二胺四乙酸根
乙二胺en
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6
二. 配位化合物结构理论
价键理论――晶体场理论――分子轨道理论――配位场理论
杂化轨道 静电作用模型 MOT处理配键 配位化合物的
VBT理论 共价配键
MOT+CFT
电价配键
1. VBT ① 共价配键和d-s-p杂化轨道(低自旋化合物）
第六章 配位化合物的结构与性质
2010-11-19
1
配位化合物过去叫络合物，是一类比较复杂的分 子，一般是指由中心原子（过渡金属原子或离子） 与若干配体以配位键结合而成的化合物。
(有孤对电子或π键的分子或阴离子) 配体
《结构化学第六章》
产生磁性的原因： 物质具有不同的磁性，首先是源于物质内部的电子组
态，即电子在原子轨道和分子轨道上的排布情况；其次是 源于化学成分、晶体结构、晶粒组织和内应力等因素，这 些因素引起磁矩排列的情况不同。
.
物质的磁结构分类:
.
6.6.2 顺磁共振
顺磁共振是研究具有未成对电子的物质，如配合物、 自由基和含有奇数电子的分子等顺次性物质结构的一种重 要方法，它又称为电子顺磁共振（EPR）或电子自旋共振 （ESR）。 原理：
.
三种成键方式（自由基反应）：
6.5.3 簇合物的催化性能（自学）
.
6.6 物质的磁性和磁共振
磁性是普遍存在的一种物质属性，任何一种物质材料 都有磁性，只不过表现形式和程度有所不同。物质的磁性 常用磁化率х或磁矩μ表示。磁化率是在外磁场H中物质 磁化强度M和磁场强度H的比值：
M/H
Χ是一个无量纲的量。
因子是为了使δ得到一个便于表达的数值。
对于扫频仪器，δ可以如下表达成
Δ是i 无量v纲 v参的，1由0于6 乘10v6因i v子参v，参所以1单0位6为ppm。
.
影响化学位移的因素： （1）核外电子分布 （2）抗磁各向异性效应 （3）溶剂效应和氢键的影响
.
3.磷、砷、锑、铋的三价化合物，如PF3、PCl3、AsCl3、 SbCl3、PR3等也可作为配位体形成σ—π配键。P、As等原子除 有一孤对电子可以作为电子对的供给者，与M形成σ键外，它还 有空的d轨道可和M形成反馈π键，使配位化合物稳定存在，例如 Pd(PF3)4、HCo(PF3)4、Ni(PF3)4、(R3P)4Mo(CO)2等。
.
6.3.2 不饱和烃配位化合物
以不饱和烃为配位体，通过σ—π配键与过渡金属形成的 配位化合物，在石油化工中占有重要地位。
配位化合物的结构与性质
配位化合物的结构与性质配位化合物是由中心金属离子和一定数量（通常2-10个）的可供配位的分子或离子（配体）通过配位键结合而形成的化合物。
它是化学中非常重要的一类分子，具有多种结构和性质。
结构特点配位化合物最明显的结构特点是中心金属离子和配体之间的配位键，通常是通过金属离子上的空位轨道与配体上的待键电子形成的。
这种配位键形成的结果是形成了一个略呈正八面体或正四面体形态的金属配合物分子。
这种结构基本的几何参数是配合物中金属离子和配体之间的键长，金属离子上配位轨道形态的种类，以及金属离子和配体之间的角度。
除此之外，配位化合物还表现出明显的立体性。
比如说，在多数属于八面体结构的金属配合物中，配体的排布方式并不对称，导致配合物整体呈现出某种程度的非对称性。
性质特点配位化合物的性质特点十分丰富。
这类化合物同时拥有金属离子和配体的特性，因此它们的物理化学性质具有较强的多样性。
化学反应：配合物可以催化反应或受体原位离子介导的化学反应，具有种种反应规律，并可以通过多种方法来改变它的反应方式和反应速率等性质。
比如说，常见的螯合反应和配体置换反应等。
光学性质：许多金属配合物由于其具备特殊的结构和电子状态，有着比较特殊的发射和吸收光谱。
在吸收光谱方面，金属配合物可以吸收具有相应能量的光线。
而在发射光谱方面，则是通过激发过程所带来的电子的反跃而发出特定的光线。
这种光学性质已被广泛采用于生物分子探针和材料科学领域。
磁性：由于金属中心离子的未配对电子结构，在许多情况下会带来显著的磁性效应。
基于这种效应，配位化合物在磁性和电子学领域中有着广泛应用。
酸碱性：金属离子通常处于一种特殊的氧化态，因此对酸碱性的响应性也具有特殊的特点。
这种性质使得一些金属配合物具备了很好的可控酸碱催化性质，也有助于在一些化学反应循环中使反应处于最佳的酸碱平衡状态。
总体而言，配位化合物是现代化学中一类重要的分子。
它的复杂性和多样性在众多领域中的应用前景十分广泛，其中包括生物医学和材料科学等重要领域。
配位化合物的结构与性质
配位化合物的结构与性质在无机化学领域中，配位化合物是指由一个中心金属离子与一或多个配位基团组成的化合物。
配位基团可以是有机或无机的，通过与中心金属离子形成化学键，使得金属离子被包围在一个空间中。
这种特殊的结构使得配位化合物具有独特的性质和广泛的应用。
一、结构特点配位化合物的结构通常由中心金属离子和配位基团以一定的几何排列方式组成。
最常见的几何排列包括线性、平面四方形、正方形、八面体和八面体等。
这种排列方式不仅由金属离子和配位基团的性质决定，还受到配位基团之间的相互作用和空间限制的影响。
1. 线性结构：当配位基团是双电子供体时，配位化合物多呈现线性结构。
例如，四氯合银(I) [AgCl4]- 和四氢合铜(I) [CuH4]^- 都是线性结构。
2. 平面四方形结构：当金属离子与四个配位基团形成平面四方形结构时，配位数为4。
例如，四氯合铜(II) [CuCl4]^2- 和四氟合铁(II) [FeF4]^2-。
3. 正方形结构：某些金属离子具有8个电子的自然稳定结构，形成正方形结构。
例如，六氟合钴(III) [CoF6]^3-。
4. 八面体结构：当金属离子与六个配位基团形成八面体结构时，配位数为6。
这种结构在配位化合物中很常见，例如六氯合钴(III) [CoCl6]^3- 和六氟合铂(IV) [PtF6]^2-。
5. 八面体结构：金属离子与八个配位基团形成八面体结构的配位化合物具有配位数为8。
这种结构在过渡金属配位化合物中较为常见，例如八氟合铁(III) [FeF8]^3-。
二、性质特征配位化合物的性质由以下因素决定：中心金属离子的性质、配位基团的性质、配位数和配位体的空间排列等。
下面将介绍配位化合物的一些典型性质。
1. 形成稳定的络合物：配位基团与中心金属离子之间通过配位键形成络合物。
这种络合作用增加了配位化合物的稳定性，使其在化学反应中更加耐受。
2. 形成彩色络合物：一些过渡金属离子能够吸收可见光的特定波长，因此形成的配位化合物会呈现出不同的颜色。
结构化学课件-配位化合物的结构和性质
二茂铁分子中两个C5H5环平行，之间距离为332pm；所有CC键的键长都相等的，为140pm；Fe原子位于两个C5H5环之 间，与十个碳原子等距离，Fe-C之间的距离为204pm。
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配位化合物的结构
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配位化合物的结构
-配键
CO的5与金属的空d轨道作用形成键，由CO提供电子。 金属的d轨道与CO的*轨道作用形成键，由金属提供电子
，称为反馈键。
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6.1.2 -配键及金属羰基配位化合物的结构
CO作为配体的特点
二电子给体，不因配位形式或金属骨干的价态改变而改 变。
协同成键效应，可以获得显著的稳定能，直接有利于过 渡金属配位化合物的形成。
配位原子是C而不是O，与一般含氧配体不同
CO的电子组态是 12223242145220 最高占据轨道5主要是由C的原子轨道提供，电荷密度偏 向C。
配位化合物的结构
金属羰基配位化合物的磁性
一般是反磁性，只有个别例外，如V(CO)6
单核和多核金属羰基配位化合物
CO提供两个电子，金属M的价电子数N为偶数 单核羰基配位化合物，CO的数目9-N/2
N为奇数 多核羰基配位化合物
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配位化合物的结构
一些含金属-金属四重键的化合物
配位化合物的结构与性质
配位化合物的结构与性质配位化合物是指由中心金属离子和周围配位体（也称为配位络合物）通过配位键相互结合而形成的化合物。
它们广泛存在于生命系统、催化剂和材料科学等领域，具有丰富的结构和性质。
本文将重点讨论配位化合物的结构与性质，并进一步探讨其中的影响因素。
一、结构特征1. 配位数与配位键类型：配位化合物的结构特征受到中心金属离子的配位数和配位键类型的影响。
根据配位基团与金属之间的配位键数，我们可以区分出单齿、双齿、三齿等不同的配位体。
例如，一种醋酸盐配合物中，乙酸根离子通过氧原子与金属离子形成双齿配位，而三齿配体可通过三个原子与金属离子形成配位键。
2. 配位几何构型：配位基团与金属之间的配位键具有一定的空间取向，导致配位化合物呈现不同的配位几何构型。
常见的配位几何构型包括线性、四方形、八面体等。
例如，一种八面体配合物中，六个配位基团通过配位键与中心金属离子连接，使得配合物的结构形成了八面体状。
二、理化性质1. 稳定性和热稳定性：配位化合物通常具有较高的稳定性，这归功于金属与配位体之间的强的配位键。
这些配位键不易被热量或其他外界条件破坏，从而赋予了配位化合物良好的热稳定性。
2. 磁性和颜色：配位化合物中的中心金属离子在配位体的影响下，可以表现出不同的磁性和颜色。
例如，一些配位化合物由于自旋和有序排列引起的相互作用，表现出磁性行为。
同时，由于配位体的电子结构调节作用，配位化合物还会呈现出不同的颜色。
这些性质的变化可以用于研究配位化合物的性质和应用。
三、影响因素1. 配位体的选择：配位体的选择对配位化合物的结构和性质有着重要影响。
不同类型的配位体具有不同的电子性质和空间取向，从而影响了配位化合物的配位数和配位几何构型。
2. 金属离子的性质：金属离子的尺寸、电子组态和电荷状态等也会影响配位化合物的结构和性质。
例如，金属离子的电荷状态越高，它与配位体之间的相互作用越强，从而使配位化合物的稳定性增加。
3. 外界条件：一些外界条件，如温度、压力和溶剂等，也会影响配位化合物的结构和性质。
配位化合物的结构与性质
配位化合物的结构与性质
配位化合物是由中心金属离子与周围的配体离子共同构成的。
它们的结构和性质对于理解和应用这些化合物具有重要意义。
结构
配位化合物的结构由中心金属离子和配体离子之间的配位键连接模式所决定。
常见的配位键连接模式包括线性、平面和立体等。
- 线性配位键连接模式：配体离子在平衡位置排列，形成一条直线连接中心金属离子。
- 平面配位键连接模式：配体离子在平衡位置排列，形成一个平面与中心金属离子相连接。
- 立体配位键连接模式：配体离子在平衡位置排列，形成一个立体结构与中心金属离子相连接。
性质
配位化合物具有一系列独特的性质，包括磁性、光学性质和化
学活性。
- 磁性：配位化合物中的中心金属离子通过与配体离子之间的
电子转移产生磁性。
它们可以表现出顺磁性或反磁性，这取决于中
心金属离子和配体离子之间的电子排列方式。
- 光学性质：一些配位化合物具有特殊的光学吸收和发射性质，可以用于制备染料、荧光标记物等。
- 化学活性：由于中心金属离子和配体离子之间的配位键的特
殊性质，配位化合物在化学反应中表现出不同的活性。
它们可以参
与配位交换反应、氧化还原反应等。
结构和性质的研究对于配位化合物的设计和合成具有重要意义。
通过了解配位化合物的结构和性质，我们可以合理设计新型配位化
合物以满足不同的应用需求。
第六章--配合物的结构和性质
• VBT的基本要点： 的基本要点： 的基本要点
和配体L之间 （A）配合物的中心离子 和配体 之间，是由中心离子提供 ）配合物的中心离子M和配体 之间， 与配位数相图的空轨道来接受配体提供的孤对电子， 与配位数相图的空轨道来接受配体提供的孤对电子，形成配 位键。 位键。 有空轨道，： 3有孤对电 ，：NH 如：在[Cu（NH3）4]2+中，Cu2+有空轨道，： （ 故可以形成配位键： 子，故可以形成配位键：见P69。 。 （B）为了形成稳定的配合物，中心离子采取杂化轨道与配位 ）为了形成稳定的配合物， 原子形成σ配键， 原子形成σ配键，杂化轨道的类型与配位个体的配位键型和 空间构型相对应。 P71表 空间构型相对应。见P71表。
●单核配位化合物：一个配位化合物分子（或离子）中只含有一 单核配位化合物：一个配位化合物分子（或离子） 单核配位化合物 个中心原子。 个中心原子。 ●多核配位化合物：含两个或两个以上中心原子。 多核配位化合物：含两个或两个以上中心原子。 ●金属原子簇化合物：在多核配位化合物中，若M—M之间有键 金属原子簇化合物：在多核配位化合物中， 之间有键 合称为金属原子簇化合物 金属原子簇化合物。 合称为金属原子簇化合物。 ●配位化合物是金属离子最普遍的一种存在形式。 配位化合物是金属离子最普遍的一种存在形式。 ●金属离子和不同的配位体结合后，性质不相同，可以进行溶解、 金属离子和不同的配位体结合后，性质不相同，可以进行溶解、 沉淀、萃取，以达到合成制备、分离提纯、分析化验等目的。 沉淀、萃取，以达到合成制备、分离提纯、分析化验等目的。
内轨型配合物： 内轨型配合物： 为外轨型配合物， 如[FeCN6]3- 为外轨型配合物，见P69。 。 特点： 轨道参与杂化； 特点：(n-1)d轨道参与杂化；配体的孤对电子部分 轨道参与杂化 进入中心离子的（ ） 轨道中 轨道中； 进入中心离子的（n-1）d轨道中；配体一般为电负 性小的原子， 性小的原子，如C,P，因电负性小，易给出电子， ，因电负性小，易给出电子， 对中心离子的价层电子结构有强烈的影响。 对中心离子的价层电子结构有强烈的影响。因此内 轨型配位键形成时打乱了中心离子的外层电子排布。 轨型配位键形成时打乱了中心离子的外层电子排布。
(06) 第六章 配合物的结构与性质-2
Cr(CO)6 Mn2(CO)10 Fe(CO)5 Co2(CO)8 Ni(CO)4
例 Mn2(CO)10是典型的双核羰基化合物，
•其中 Mn—Mn 直接成键。每个 Mn与5 个 CO 形成八面体 其中 直接成键。 与 个配位， 构型中的 5 个配位，第六个配位位置通过 Mn—Mn 键相互 提供一个电子， 个价电子。 提供一个电子，使每个 Mn原子周围满足 18 个价电子。 原子周围满足 •为了减少空间阻碍引起的排斥力，羰基基团互相错开。 为了减少空间阻碍引起的排斥力，羰基基团互相错开。 为了减少空间阻碍引起的排斥力
b) Pt2＋的充满电子的 d 轨道和 C2H4 的π*轨道叠加成键，由Pt2＋提供 d 电子成π配键。 * 以上成键方式的作用： 1. 防止由于形成σ配键使电荷过分集中到金属原子上； 2.促进成键作用。
过渡金属(M)和烯烃 和烯烃( 过渡金属 和烯烃
C
C
) 间形成 配键的情况 间形成σ-π配
★ 除乙烯外，其他的烯烃和炔烃也能和过渡金属形成配位化合物。
Co2(CO)8 的情况和 Mn2(CO)10相似。
CO的等电子体与过渡金属形成的配位化合物： ● CO的等电子体与过渡金属形成的配位化合物：
N2、NO+、CN－等和 CO 是等电子体，由于结构的相似性，它们也可 和过渡金属形成 配位化合物。 例如，在1965年，人们得到了第一个N2分子配位化合物[Ru(NH3)5N2]Cl3 ★ NO与过渡金属形成的配位化合物： NO比CO多一个电子，这个电子处在π* 轨道上，当NO和过渡金属配 位时，由于π* 轨道参与反馈π键的形成，所以每个NO分子有3个电子参 与成键。 当按照18电子结构规则计算时，由NO分子与CO分子可形成下列化 合物： V(CO)5NO ， Mn(CO)4NO，Mn(CO)(NO)3， Fe(CO)2(NO)2，[Fe(NO)(CO)3]－， Co(CO)3(NO)，Co(NO)3
结构化学基础-6配位化合物的结构和性质
4 t 0 9 ☻ 立方体场( Oh, 8 配位):
☻ 平面正方形场(D4h):
4 8 = 2 t 2 0 0 9 9
x y2
Ed 2
Ed xy Eb1 g Eb2 g 10 Dq
所以，d 8 结构形成平面正方形结构者甚多。但当 Dq 较小时 (弱场)，也可能形成正四面体配位化合物。
• N2的HOMO(3g)能量比CO低,而LUMO轨道又比 CO的高 • 即 N2 较 CO 来说,既不易给出电子,又不易 接受电子。 • 所以 N2 分子配合物不易合成。
磷配体
金属不饱和烃配合物
• 1825年， Zeise（蔡斯）盐：PtCl3(C2H4)]–K+
金属不饱和烃配合物
• 这样既可防止由于形成配键使电荷过分集 中到金属原子上，又促进成键作用。
核磁共振
研究对象：原子核的磁矩在磁场中对电磁波的吸收和发射
• 第1次，美国科学家Rabi发明了研究气态原子核磁性的共振方法，获 l944年诺贝尔物理学奖。 • 第2次，美国科学家Bloch（用感应法）和Purcell（用吸收法）各自独 立地发现宏观核磁共振现象，因此而获1952年诺贝尔物理学奖。 • 第3次，瑞士科学家Ernst因对NMR波谱方法、傅里叶变换、二维谱技 术的杰出贡献，而获1991年诺贝尔化学奖。 • 第4次，瑞士核磁共振波谱学家Kurt Wüthrich，由于用多维NMR技术在 测定溶液中蛋白质结构的三维构象方面的开创性研究，而获2002年诺 贝尔化学奖。同获此奖的还有一名美国科学家和一名日本科学家。 • 第5次，美国科学家Paul Lauterbur于1973年发明在静磁场中使用梯度 场，能够获得磁共振信号的位置，从而可以得到物体的二维图像；英 国科学家Peter Mansfield进一步发展了使用梯度场的方法，指出磁共 振信号可以用数学方法精确描述，从而使磁共振成像技术成为可能， 他发展的快速成像方法为医学磁共振成像临床诊断打下了基础。他俩 因在磁共振成像技术方面的突破性成就，获2003年诺贝尔医学奖。
配位化合物的结构与性质
配位化合物的结构与性质配位化合物是由中心金属离子与周围的配体离子或分子通过配位键结合而成的化合物。
它们具有独特的结构与性质，对于我们理解化学反应、催化、材料科学等方面都具有重要意义。
本文将介绍配位化合物的结构特点以及其性质，并探讨它们在现代科学中的应用。
1. 配位化合物的结构特点配位化合物的结构特点主要体现在以下几个方面：1.1 配位键的形成配位化合物中的配位键是通过金属离子与配体之间的配位作用形成的。
这种配位作用是一种共价键的特殊形式，可以通过配体的配位对数来描述。
常见的配位键包括金属-配体配位键、金属-金属配位键等。
1.2 配合物的配位几何结构配位几何结构指的是配位化合物中金属离子与配体之间的空间排列方式。
根据配位原理，常见的配位几何结构包括线性、方形平面、三角双锥、正四面体等。
1.3 配位化合物的立体异构性由于配位离子的配位数和配位键的种类不同，配位化合物可能存在多种立体异构体。
这种立体异构性对于配位化合物的物理性质和化学性质都有重要影响。
2. 配位化合物的性质配位化合物具有多种独特的性质，包括磁性、光谱性质、催化性质等，下面将分别进行介绍。
2.1 磁性配位化合物中的金属离子可以表现出不同的磁性行为，例如顺磁性和反磁性。
这种磁性行为与金属离子周围配体的性质密切相关。
2.2 光谱性质配位化合物在紫外可见光谱和红外光谱等方面具有独特的性质。
通过光谱分析，可以了解配位化合物的电子结构、配位键性质等信息。
2.3 催化性质配位化合物广泛应用于催化领域。
例如，贵金属配位化合物在有机合成中具有良好的催化活性，可以加速化学反应的进行。
3. 配位化合物的应用配位化合物在科学研究和工业应用中有广泛的应用。
3.1 化学分析与测定配位化合物在化学分析与测定中起着重要作用。
例如，通过络合滴定可以定量测定金属离子的浓度。
3.2 金属催化剂配位化合物在金属催化剂中起着关键作用，广泛应用于化学合成、能源转换等领域。
金属配位催化剂可以提高反应速率和选择性，有效地促进化学反应的进行。
配位化合物的结构和性质
配位化合物的结构和性质配位键是指中心金属离子与配位体离子或分子之间的化学键。
一般来说，配位键是由配位体中的配位位点与中心金属离子的空位之间形成的。
常见的配位位点有氧、氮、卤素、硫等原子，配位键可以用坐标键表示。
配位键的形成使得中心金属离子与配位体之间形成了一个稳定的化学结构。
配位化合物的结构多种多样，可以分为晶体结构和分子结构两种。
晶体结构是由大量的配位化合物分子组成的，通过相互作用形成结晶体。
晶体结构的特点是具有有序、规则的排列方式，其中中心金属离子与配位体之间的配位键呈现出复杂的几何构型。
常见的晶体结构有寻常离子晶体、共价配位晶体和离子-分子晶体等。
而分子结构则是由单个配位化合物分子组成的，分子结构较为简单。
分子结构中，中心金属离子以及周围的配位体离子或分子通过配位键结合在一起。
配位化合物的结构决定了它们的性质。
首先，由于配位键的形成使得中心金属离子的空位被占据，导致配位化合物的结构稳定。
其次，配位化合物常常具有较高的熔点和沸点，这是由于配位中心金属离子和配位体之间较强的键能引起的。
此外，由于配位体与中心金属离子之间的电荷转移作用，配位化合物通常具有较好的导电性和磁性，可用于电池、电磁材料等领域。
此外，配位化合物还常常表现出较好的催化性能，可用于有机合成等反应中。
另外，一些具有特定的配位结构的配位化合物，如螯合物、簇合物等，还具有特殊的性质和应用，可用于药物、催化剂等领域。
配位化合物具有丰富的应用价值。
首先，在多个领域中广泛应用的催化剂就是配位化合物，催化剂可促使化学反应的进行，并提高反应速率。
催化剂对反应物质具有选择性，可以选择性地催化其中一种反应，从而提高合成产率。
除此之外，配位化合物还可用于药物领域，如铂抗癌药物顺铂（cisplatin）、鉴定DNA结构的法林（phenanthroline）等。
而金属配合物作为光敏感材料，有着广泛的应用前景，在光催化、光克隆以及信息存储等领域具有重要价值。
第六章配位化合物结构与性质习题答案
第六章配位化合物结构与性质习题答案6150(1) [RhCl6]3-(2) [Ni(H2O)6]2+6001分裂成两组, d22yx 和2zd处于高能级,d xy,d yz,d xz处于低能级。
6002X-为弱场配体,CN-为强场配体, NH3介于两者之间。
6003(A)6004否6005(C)6006-2△06007此结论仅在O h场中,中心离子d 电子数n=4--7 时才成立。
6008-0.4△0×6 =-2.4△06009假设填T d空隙LFSE(Td)=[4×(-0.267△)+4×0.178△] = -0.356△假设填O h空隙LFSE(Oh)=[6×(-0.4△)+2×0.6△] = -1.2△Ni2+倾向填入稳定化能大的空隙中,所以NiAl2O4为反尖晶石。
6010小6011参看《结构化学基础》 (周公度编著) p.275 6012(1) t 2g 4 e g 2(2) - 0.4△ (3) │M s │=6π2h(4) μ= 26μβ6013(D) 6014能级次序: d 22y x -最高, 2d z 次之,d xy 再次之,d yz ,d xz 最低。
理由:①因z 方向拉长,相应xy 平面上的 4 个L 靠近,所以d 22y x -能级升高,d z2能级下降; ②因为 d xy 在xy 平面内,受L 的影响大,所以d xy 能级上升,而d yz , d xz 受xy 平面上的 4 个L 排斥小,所以能级下降。
③但因z 方向上方还有 1 个L,加之2z d 的"小环"在xy 平面上,可受到L 的直接作用,所以2d z 能级高于 d xy 能级。
6015O h 点群,说明Jahn-Teller 效应为 0,按强场排:( t 2g )6(e g )0LFSE =-2.4△0 6016(B), (D) 6017否 6018(B)6019(1) [Fe(CN)6]3-: μ= [n(n+2)]1/2μβ; n1= 1[FeF6]3-: n2= 5(2) 中心离子Fe3+为d5结构,配位场为八面体场。
结构化学课件6第六章 配位化合物的结构和性质
八面体场，d轨道分裂成 eg 轨道（dz2 ，dx2-y2）， t2g 轨道（dxy ,dxz ,dyz）。 将eg和t2g这两组轨道间的能量差用△o或10Dq来表 示, △o或10 Dq称为分裂能, 根据重心守恒原理, 则
2E(eg)＋3E(t2g)＝0 E(eg)－E(t2g)＝△o 由此解得 E(eg)＝0.6△o = 6Dq E(t2g)＝－0.4△o =－4Dq
H2[HgI4]
K2[SiF6] K2[Co(SO4)2] [Ag(NH3)2]Cl [CrCl2(NH3)4]· 2H2O Cl· K[PtCl3NH3] [Co(NH3)5H20]Cl3
[Pt(NO2)(NH3)(NH2OH)(Py)]Cl
四碘合汞（ll)酸
六氟合硅(IV)酸钾 二硫酸根合钴(II)酸钾 氯化二氨合银(I) 二水合一氯化二氯四氨合铬(III) 三氯一氨合铂(II)酸钾 三氯五氨一水合钴(III)
K3[Fe(CN)6]
Fe3+：
3d5
µ =2.40
n=1
配合物的空间构型
配合物分子或离子的空间构型与配位数的 多少密切相关。 配位数
4 2 6 4 4 6 2
空间构型 直线形
四面体 平面正方形 八面体
NiCl 2 4
Ni(CN ) 2 4
例
Ag(NH3 ) 2
Fe(CN) 3 6
空间构型 例
[BeX4]2-四面体
Ni2+形成配位数为4的配合物时，既有四面体构型，也有平面正 方形构型的，前者，Ni2+采用的是dsp2杂化，后者，Ni2+采用的 是sp3 杂化。
四 配 位 的 配 平面正方形，μ=0 合 物
四面体，μ=2.83B.M.
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第六章
1．用配位场理论说明，为什么八面体络离子是高自旋的，而
是低自旋的？并判断它们稳定性大小。
解：中心离子的核外电子排布式为。
的轨道在八面体场的
作用下分裂为和两组。
在中由于电子成对能大于分离能，
所以中心离子的电子排布为有四个成单电子，因而为高自旋。
见下图：
晶体场的稳定化能为
在中，由于电子成对能小于分离能，所以中心离子的
电子排布式为即没有成单电子，所以为低自旋的，见下图：
晶体场的稳定化能为
由此可见，比稳定。
2．某同学测定了三种络合物d-d跃迁光谱，但忘了贴标签，请帮他将光谱波数和络合物对应起来。
已知三种络合物为[CoF5]3-，[Co(NH3)5]3+，[Co(CN)5]3-，它们的三个光谱波数分别为34000cm-1，13000 cm-1，23000 cm-1。
解：[CoF5]3-：13000 cm-1;[Co(NH3)5]3+：23000 cm-1 ;[Co(CN)5]3：34000cm-1。
3．八面体络合物中电子结构哪个将发生较大的畸变
(A)(t2g)5(eg)2 (B) (t2g)3(eg)2 (C) (t2g)4(eg)2 (D) (t2g)6(eg)3
解：(D)
4．推测下列三种络合物的d-d跃迁频率大小顺序
(1)六水合铁(III) (2) 六水合铁(II) (3)六氟合铁(III)
(A)υ1>υ2>υ3 (B) υ1>υ3>υ2 (C) υ3>υ2>υ1 (D) υ3>υ1>υ2 (E) υ2>υ1>υ3
解：(A)
5．已知Fe(H2O) 中“2+6” 的配位场分裂能Δ0=10400 cm-1，电子成对能
P=21000cm-1，Fe(CN) 中“4-6”的Δ0=33000cm-1，P=15000cm-1，试用配位场理论回答以下的问题：
(1) 比较Fe2+离子半径的大小
(2) 比较配位场稳定化能(LFSE)的大小(要具体计算)
(3) 比较磁性大小(要具体计算)
解：(1)Fe2+离子半径，Fe(H2O) 2+6> Fe(CN) 4+6
(2) Fe(H2O) 2+6：LFSE= -0.4Δ0 = -4160cm-1
Fe(CN) 4+6 ：LFSE= -2.4Δ0 = -79200cm-1
(3) Fe(H2O) 2+6 ：μ= βe顺磁性
Fe(CN) 4+6 ：μ=0，反磁性
6．尖晶石的一般表示式为AB2O4，其中氧离子为密堆积，当金属离子A占据正四面体Td空隙时，称为正常尖晶石，而当A占据Oh空隙时，称为反尖晶石，试从晶体场稳定化能计算说明NiAl2O4晶体是什么型尖晶石结构(Ni2+为d8结构)。
解：假设填Td空隙
LFSE(Td)=[4×(-0.267Δ)+4×0.178Δ]=-0.356Δ
假设填Oh空隙
LFSE(Oh)=[6×(-0.4Δ)+2×0.6Δ]=-1.2Δ
因为Ni2+倾向填入稳定化能大的空隙中，所以NiAl2O4为反尖晶石
7．CoF63-的成对能为21000cm-1，分裂能为13000cm-1，试写出：
(1)d电子排布(2)LFSE (3)电子自旋角动量(4)磁矩
解：(1) t 2g 4 e g 2 (2) -0.4Δ(3)|M s| = (4)μ=
8.试用化学键的观点解释配合物中强场低自旋，弱场高自旋现象。
答：配合物中按配体强弱可分为强场，弱场。
如CO、CN等配体为强场配体，卤素离子F－、Cl－、Br－、I－为弱场配体。
配合物中卤素离子与金属中心原子只形成σ键，配位场分裂能△较小，（小于电子成对能P），所以电子选择高自旋填布，在强场配合物中，CO等与中心金属原子除了形成σ键外，还形成π反馈键，使△>P，所以中心原子价电子选择低自旋填布。
同时中心离子价态对△值也有影响，价态较高，△值较大，也使电子选择低自旋填布。
9.试用配位场理论比较八面体场、四面体场、平面四方形场中金属d轨道能级分布情况。
答：八面体场中金属d轨道分裂为2个能级，dxy、dxz、dyz3个轨道处于
较低位置，、处于较高位置，四面体则相反，而平面四方形场5个d 轨道分裂成4个能级，如图所示。