北京大学无机化学2PPT课件
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北京大学无机化学PPT课件
(CO)4Co C C Co(CO)3 FF
第12页/共32页
二 金属原子簇
1. HNCC(High Nuclear Carbonyl Cluster )
Wade 规 则 ： M(CO)3 与 BH （ 或 CH ） 的 等 瓣 关 系 ， (2n+2)、 (2n+4)、(2n+6)骨架电子数规则，
CO2和SiO2; “ PO33 – ”和SO32 – 是否为等电子体?
H
H
H
H
CH4
H
H H NH3
H H
OH2
H FH
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2. 等瓣(等叶片)相似
R. Hoffmann, (Nobel Lecture, 1982) “Building Bridges between Inorganic and Organic Chemistry”
一.等瓣(isolobal) 相似
1. 等电子(isoelectronic)原理: 电子数相等 N2, CO, CN –, NO+ (10e) CH4, NH3, OH2, FH (8e) NO3 –, CO32 –, BO33 – (24e) ClO3 –, SO32 – (26e) SiO44– , PO43–, SO42–, ClO4– (32e)
(n为金属原子数)
14n+2 14n+4 14n+6 14n+8
第16页/共32页
高价过渡金属卤化物(硫化物)原子簇
M6X8
或 [ M6(3-X)8 ]
Mo6Cl84+ Mo6S84–
Mo(II) 簇电子数: 4×6 = 24e
Mo—Mo间的电子数: 24/12(棱)=2 Mo—Mo 单键(2e) ~ 2.60Å
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二 金属原子簇
1. HNCC(High Nuclear Carbonyl Cluster )
Wade 规 则 ： M(CO)3 与 BH （ 或 CH ） 的 等 瓣 关 系 ， (2n+2)、 (2n+4)、(2n+6)骨架电子数规则，
CO2和SiO2; “ PO33 – ”和SO32 – 是否为等电子体?
H
H
H
H
CH4
H
H H NH3
H H
OH2
H FH
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2. 等瓣(等叶片)相似
R. Hoffmann, (Nobel Lecture, 1982) “Building Bridges between Inorganic and Organic Chemistry”
一.等瓣(isolobal) 相似
1. 等电子(isoelectronic)原理: 电子数相等 N2, CO, CN –, NO+ (10e) CH4, NH3, OH2, FH (8e) NO3 –, CO32 –, BO33 – (24e) ClO3 –, SO32 – (26e) SiO44– , PO43–, SO42–, ClO4– (32e)
(n为金属原子数)
14n+2 14n+4 14n+6 14n+8
第16页/共32页
高价过渡金属卤化物(硫化物)原子簇
M6X8
或 [ M6(3-X)8 ]
Mo6Cl84+ Mo6S84–
Mo(II) 簇电子数: 4×6 = 24e
Mo—Mo间的电子数: 24/12(棱)=2 Mo—Mo 单键(2e) ~ 2.60Å
北京大学无机化学课件
第一章 酸碱化学
1. 元素在周期表中的酸碱性 2. 酸碱质子理论和酸碱概念的相对性 3. Lewis酸碱 4. 软硬酸碱
1.元素在周期表中的酸碱性
元素周期表中酸性和碱性元素的分布区域
第一过渡系金属的氧化态和酸性的关系
2. 酸碱概念的相对性
醋酸为碱： CH3COOH +H2SO4 CH3COOH2+ HSO4 醋酸为酸： CH3COOH + H2O H3O + CH3COO
EDTA
配位数（coordination number,CN )和配位点
Ag(NH3)2+ CN=2, Cu(CN)2- CN=?
Zn(EDTA)2- CN=6,
配位数 化学计量比 配位数 配体数
二.常见的配体
1. 单齿配体(monodentate ligands）
F、Cl、Br、I、
NH3 、NR3 、PR3、PPh3、P(OR)3,
多齿配体
-OOC -OOC
NCH2CH2N
COOCOO-
六齿配体 EDTA
L
N
N
Co
O
O
四齿配体
二水杨醛缩乙二 胺合钴Co(Salen)
EDTA配合物的结构
三.配合物的几何构形
❖配位数2 (D∞h ) ❖配位数3 (D3h)
❖配位数4 （D4h和Td 点群） ❖ 配位数5 （D3h和T4v 点群） ❖ 配位数6 （Oh, D4h , D3h , D3d , D2h点群） ❖ 配位数8 （D4d四方反棱柱 , D2d 12面体 ）
K2Pt(CN)4.0.3Br.3H2O 配合物(分子导线)
2. 基础研究: 量子化学为基础, 波谱学方法 新型无机化合物的合成, 反应机理, 结构表征
高等无机化学第二章课件
20
轨道重叠：
9F
9F 9F
1s22s22p5
1s22s22p5 1s22s22p5
B原子的3个sp2 杂化轨道与 3 个F原子的2p 轨道重叠形成 3个 sp2-p轨道构成的σ键。 空间构型：平面三角形 键 角：120
s轨道 p轨道 sp2杂化
p轨道
21
（3）sp3 等性杂化 CCl4、CH4分子就属于此类型杂化 基 激发态 态
H2O 不 等 性 杂 化
NH3
26
乙炔分子中键模型
27
2－4－1 价层电子对互斥理论的基本要点
一.基本要点
1．ABn分子或离子的空间构型取决于中心原子周围 的价层电子对数
价层电子对数=成键电子对和孤对电子数之和
Vp(Valence Pair) = Bp(Bond Pair )＋Ip(Isolated Pair)
成键原子轨道重叠越多，两核间电子云密度越 大，形成的共价键越稳定
3. 对称性匹配原理
两原子轨道重叠时，必须考虑原子轨道“+”、 “-”号，同号重叠才是有效重叠。
5
2－2－2 共价键的特性
－ －具有饱和性和方向性
-
+
+
x
+
+
-
x
+
-
+
x
( s 和px 轨道的重叠方式 )
6
2－2－3 共价键的键型
LP = 0
SF6
VP=½(6+6)=6
LP = 0
40
LP≠0
VP 2
分子的空间构型≠电子对的空间构型
1.σ键
两原子轨道沿键轴（两核间联线）进行同号 重叠而形成的共价键称σ键 范畴： s s px s px px 重叠 重叠 重叠
轨道重叠：
9F
9F 9F
1s22s22p5
1s22s22p5 1s22s22p5
B原子的3个sp2 杂化轨道与 3 个F原子的2p 轨道重叠形成 3个 sp2-p轨道构成的σ键。 空间构型：平面三角形 键 角：120
s轨道 p轨道 sp2杂化
p轨道
21
（3）sp3 等性杂化 CCl4、CH4分子就属于此类型杂化 基 激发态 态
H2O 不 等 性 杂 化
NH3
26
乙炔分子中键模型
27
2－4－1 价层电子对互斥理论的基本要点
一.基本要点
1．ABn分子或离子的空间构型取决于中心原子周围 的价层电子对数
价层电子对数=成键电子对和孤对电子数之和
Vp(Valence Pair) = Bp(Bond Pair )＋Ip(Isolated Pair)
成键原子轨道重叠越多，两核间电子云密度越 大，形成的共价键越稳定
3. 对称性匹配原理
两原子轨道重叠时，必须考虑原子轨道“+”、 “-”号，同号重叠才是有效重叠。
5
2－2－2 共价键的特性
－ －具有饱和性和方向性
-
+
+
x
+
+
-
x
+
-
+
x
( s 和px 轨道的重叠方式 )
6
2－2－3 共价键的键型
LP = 0
SF6
VP=½(6+6)=6
LP = 0
40
LP≠0
VP 2
分子的空间构型≠电子对的空间构型
1.σ键
两原子轨道沿键轴（两核间联线）进行同号 重叠而形成的共价键称σ键 范畴： s s px s px px 重叠 重叠 重叠
北师大版无机化学课件氧化还原
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第 11 章 单击此处编辑母版副标题样式 氧化还原反应
Inorganic Chemistry 2015年7月20日星期一
1 1
无 机 化
主要内容
氧化还原反应 原 电 池 电 极 电 势 化学电源和电解
2
学
Inorganic Chemistry
无 机 化
本章重点
1、掌握氧化还原的基本概念；熟练掌握氧 化还原反应方程式的配平； 2、理解标准电极电势的意义，能应用标 准电极电势判断氧化剂和还原剂的强弱、 氧化还原反应的方向和计算平衡常数； 3、掌握用能斯特方程式讨论离子浓度变化 时电极电势的改变对氧化还原反应的影响。
学
规定的，确定数值有一定的规则。可以是分
数。
2. “价”应该与“键”相联系。但依原子所形成
化学键数目来计算化合价则有很大的局限性。
化合价必须是整数。
7
Inorganic Chemistry
无 确定氧化值的规则：
1. 单质中元素的氧化数为0,如H2、N2、O2 机 中H、N、O 的氧化数为0。
化 2. 中性分子元素的氧化数的代数和为0，如 2（+3）+3（- 2）= 0 学 As2S3
3
学
Inorganic Chemistry
无 机 化
11.1 氧化还原反应
11.1.1
氧化数
学
11.1.2 氧化还原半反应
11.1.3
氧化还原反应方程式的配平
4
Inorganic Chemistry
无 11.1.1 氧化数 机 化
氧化还原概念的发展
起先
后来 现在
2 Mg(s) + O2(g) = 2MgO(s)
第 11 章 单击此处编辑母版副标题样式 氧化还原反应
Inorganic Chemistry 2015年7月20日星期一
1 1
无 机 化
主要内容
氧化还原反应 原 电 池 电 极 电 势 化学电源和电解
2
学
Inorganic Chemistry
无 机 化
本章重点
1、掌握氧化还原的基本概念；熟练掌握氧 化还原反应方程式的配平； 2、理解标准电极电势的意义，能应用标 准电极电势判断氧化剂和还原剂的强弱、 氧化还原反应的方向和计算平衡常数； 3、掌握用能斯特方程式讨论离子浓度变化 时电极电势的改变对氧化还原反应的影响。
学
规定的，确定数值有一定的规则。可以是分
数。
2. “价”应该与“键”相联系。但依原子所形成
化学键数目来计算化合价则有很大的局限性。
化合价必须是整数。
7
Inorganic Chemistry
无 确定氧化值的规则：
1. 单质中元素的氧化数为0,如H2、N2、O2 机 中H、N、O 的氧化数为0。
化 2. 中性分子元素的氧化数的代数和为0，如 2（+3）+3（- 2）= 0 学 As2S3
3
学
Inorganic Chemistry
无 机 化
11.1 氧化还原反应
11.1.1
氧化数
学
11.1.2 氧化还原半反应
11.1.3
氧化还原反应方程式的配平
4
Inorganic Chemistry
无 11.1.1 氧化数 机 化
氧化还原概念的发展
起先
后来 现在
2 Mg(s) + O2(g) = 2MgO(s)
大学无机化学第二章 PPT
子, 使它们均满足八隅律的要求.
Question
写出 NO+ 离子的路易斯结构式.
NO+ 离子只可能有一种排布方式，见下图最左边一个：
+ NO NO
+ NO
+ NO
NO +
NO+ 离子中价电子总数等于10 (两个原子的价电子数相加后减 1)，扣除 1 个单键的 2 个电子， 余下的 8 个电子无论按上图中第 二个那样以孤对方式分配给两个原子，还是按上图中第三或第四 个那样将 N－O 单 键改为双键，都不能使两个原子同时满足八隅 律的要求. 这一要求只有将单键改为叁键才能满足.
大多数情况下,原子间的键合关系是已知的, 例如, NO2中的 键合关系不是N—O—O, 而是O—N—O. 有时还可作出某些有 根据的猜测.
2. 将各原子的价电子数相加, 算出可供利用的价电子总数. 如果 被表达的物种带有正电荷, 价电子总数应减去正电荷数; 如果 被表达的物种带有负电荷, 价电子总数应加上负电荷数.
Definition of chemical bonding
2.2 共价键的概念与路易斯 Concept of the covalent bond
结构式
theory and Lewis’ structure
formula
2.3 用以判断共价分子几何形 VSEPR for judging the configuration
子对服从“八隅律”(octet rule). 共享电子对——共价键
single covalent bond double covalent bond
记住有关术语和概念！
配位共价键 coordination covalent bond 极性共价键 polar covalent bond 非极性共价键 non polar covalent bond
Question
写出 NO+ 离子的路易斯结构式.
NO+ 离子只可能有一种排布方式，见下图最左边一个：
+ NO NO
+ NO
+ NO
NO +
NO+ 离子中价电子总数等于10 (两个原子的价电子数相加后减 1)，扣除 1 个单键的 2 个电子， 余下的 8 个电子无论按上图中第 二个那样以孤对方式分配给两个原子，还是按上图中第三或第四 个那样将 N－O 单 键改为双键，都不能使两个原子同时满足八隅 律的要求. 这一要求只有将单键改为叁键才能满足.
大多数情况下,原子间的键合关系是已知的, 例如, NO2中的 键合关系不是N—O—O, 而是O—N—O. 有时还可作出某些有 根据的猜测.
2. 将各原子的价电子数相加, 算出可供利用的价电子总数. 如果 被表达的物种带有正电荷, 价电子总数应减去正电荷数; 如果 被表达的物种带有负电荷, 价电子总数应加上负电荷数.
Definition of chemical bonding
2.2 共价键的概念与路易斯 Concept of the covalent bond
结构式
theory and Lewis’ structure
formula
2.3 用以判断共价分子几何形 VSEPR for judging the configuration
子对服从“八隅律”(octet rule). 共享电子对——共价键
single covalent bond double covalent bond
记住有关术语和概念！
配位共价键 coordination covalent bond 极性共价键 polar covalent bond 非极性共价键 non polar covalent bond
【北京大学】化学院 名师讲解--《无机化学》电化学篇--全册课件
298K，506.5 kPa
实 际 过 程
程恒 压
(II径) 途
过
(II)
375 K，101.3 kPa
恒温过 程 (I)
375 K，506.5 kPa
实际过程与完成过程的不同途径
二、热力学第一定律 （first law of thermodynamics）
热和功
热（Heat）：系统与环境之间由于存在温差 而传递的能量。
• 换句话说，状态就是体系各种宏观性质的综 合表现。
• 体系的任何一种性质发生变化，体系就从一 种状态过渡到另一种状态。
状态函数
• 确定体系状态的物理量称为状态函数(state function)。
如:某理想气体体系n = 2 mol，p = 1.013 10 5 Pa ，V = 44.8 dm 3 ，T = 273 K。 这就是一种状态。 因而 n、p、V、T 都是体系的状态函数。
系统吸热: Q >0；
系统放热: Q <0。
功( W )：系统与环境之间除热之外以其它 形式传递的能量 。
系统对环境做功，W<0（失功）； 环境对系统做功，W>0（得功）。
Q、W：得到为正 失去为负
• 热和功不是状态函数，不取决于过程的 始、终态，而与途径有关。
关于体积功
非体积功:如电功、机械功
T3=473K V3=0.845m3
P2=202.6kPa 终
T2=373K
V2=1m3
态
减压、降温
温
△P=P2-P1
△T=T2-T1
△V=V2-V1
理想气体变化的两种不同途径
体系的广度性质和强度性质
• 根据与物质的量的关系，状态函数分为两 类：
无机化学(本科)全套教学课件pptx-2024鲜版
9
酸碱平衡常数计算与应用
2024/3/28
酸碱平衡常数定义
01
表示酸碱反应平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积
的比值。
酸碱平衡常数计算
02
通过测定平衡时各物质的浓度，利用平衡常数表达式进行计算。
酸碱平衡常数应用
03
用于预测酸碱反应的方向、程度和速率，以及判断酸碱的强度。
10
沉淀溶解平衡原理及影响因素
氧化剂与还原剂
氧化剂接受电子，还原剂失去电 子。 2024/3/28
氧化还原反应类型
根据反应物和生成物的性质分类， 如金属与非金属、酸与碱等。
氧化数概念
表示元素在化合物中的氧化状态， 通过计算化合价确定。
14
原电池与电解池工作原理
原电池工作原理
将化学能转化为电能的装置，由正负极和电 解质组成。
电极反应与电池反应
无机化学(本科)全套教 学课件pptx
2024/3/28
1
contents
目录
• 无机化学概述与基础知识 • 酸碱反应与沉淀溶解平衡 • 氧化还原反应与电化学基础 • 配位化合物与金属有机化学 • 无机固体化学与纳米材料 • 无机合成与绿色合成技术
2024/3/28
2
01
无机化学概述与基础知识
2024/3/28
2024/3/28
沉淀的溶解
利用某些试剂使已生成的 沉淀溶解，如胃药中的氢 氧化铝治疗胃酸过多。
分步沉淀
当溶液中存在多种难溶电 解质时，通过控制条件可 实现分步沉淀，从而分离 出各种难溶电解质。
12
03
氧化还原反应与电化学基础
2024/3/28
13
氧化还原反应原理及类型
无机化学2
SO2的物理性质
无色刺激性臭味的气体 极性分子 易液化 溶于水(<10%)
加热
三. 臭 氧
O2的同素异形体O3 1. 结构: 单质分子中唯一有极性的物质; 中心氧原子以SP2杂化轨道与其他 两个氧原子相连.
2. 存 在
离地面约25km处, 同温层(~3km厚) 雷电, 强阳光辐射等 3O2→2O3 循环平衡: O2+hν(λ<242nm)→O+O O+O2→O3 O3+hν(λ=220~320nm)→O2+O O+O→ O2 O3(g) 灰尘卤素 O2
B
AB
A
A
第三节 硫及硫化物
一. 硫的存在和制备 1. 自然界中的硫 单质硫: 火山附近, 古时称为硫黄石, 意为可以燃烧 的石头. S +O2 = SO2 燃烧(煤与石油中的S→SO2， 大气污染 SO2 + O2→ SO3 H2O H2SO4) 硫化物: 黄铁矿(FeS2), 闪锌矿(ZnS), 方铅矿(PbS) 硫酸盐: 石膏(CaSO4), 天青石(SrSO4), 重晶石(BaSO4)
H2O2性质
弱酸性 H2O2 = H2O- + H+ K1 = 1.55×10-12 H2O2+2NaOH冷Na2O2(或NaHO2)+2H2O 加合作用(与H2O合物相似) 2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO33H2O2 过氧化氢合物 分解: 2H2O2 (l) = 2H2O + O2↑ (见光, 加热, 碱性介质, 重金属离子(Mn2+, Fe2+) 促进分解)
三. 金属硫化物:
一般为难溶盐,因为H2S为弱酸,所以一般显碱性 1. 制备: 氢硫酸和金属盐溶液反应: Cu2+ + S2- = CuS↓
北京大学无机化学课件.ppt
4. 成绩(无机化学部分） 期末考试60%，期中考试30%、平时10%。平
时成绩包括： ①课堂练习及平时测验； ②每章作业。必需完成所留作业，单双周对应单 双号； ③ 小论文。查阅有关文献，每人完成一篇一种元 素的生理或生化作用。（文献指英文期刊）
论文撰写格式Βιβλιοθήκη 题目作者姓名及单位摘要
引言（前言） 正文
• 检验假设。进行实验，收集数据和观察资料。Test
hypothesis. Perform experiments and collect data and observations.
• 分析结果，得出结论。Analyze results and draw
conclusions.
• 结果给出答案，但常常产生新的问题。Outcome
化学研究与分子设计
• 问题的提出（课题选择） 结合社会实际，提出重大问题
• 现有知识的调查（文献、资料、技术等）
• 研究方案、方法的确定 模型化法：模型的提出 实践 修正
• 实验、总结、再实验，直至成功
分子设计： 实际应用
物质的性质
合成制备
物质的结构
普通无机化学与其它化学课程的关系
高等无机化学 无机材料化学、生物无机化学等
从化学的发展看化学
1789，化学开始成为科学 200年前，化学的中心问题：“What is it？” (分析物质的组成，至少在元素水平上) 1901-，最常问的问题：“How?”和“Why?” (从宏观尺度理解物质的变化，Gibbs化学热力学) “新化学”与100年以前有何区别？(the molecular vision) 合成，更精通和突出，以某种可控的方式(in control); 分析，更深入和细致，“How little have I got of what?”; 化学反应机理，转化的原子路径，飞秒时间尺度 (How?); 理论，不仅限于解释和理解，预言性可与实验竞争 (Why?) 与物理、材料和生命科学的交叉与融合！
时成绩包括： ①课堂练习及平时测验； ②每章作业。必需完成所留作业，单双周对应单 双号； ③ 小论文。查阅有关文献，每人完成一篇一种元 素的生理或生化作用。（文献指英文期刊）
论文撰写格式Βιβλιοθήκη 题目作者姓名及单位摘要
引言（前言） 正文
• 检验假设。进行实验，收集数据和观察资料。Test
hypothesis. Perform experiments and collect data and observations.
• 分析结果，得出结论。Analyze results and draw
conclusions.
• 结果给出答案，但常常产生新的问题。Outcome
化学研究与分子设计
• 问题的提出（课题选择） 结合社会实际，提出重大问题
• 现有知识的调查（文献、资料、技术等）
• 研究方案、方法的确定 模型化法：模型的提出 实践 修正
• 实验、总结、再实验，直至成功
分子设计： 实际应用
物质的性质
合成制备
物质的结构
普通无机化学与其它化学课程的关系
高等无机化学 无机材料化学、生物无机化学等
从化学的发展看化学
1789，化学开始成为科学 200年前，化学的中心问题：“What is it？” (分析物质的组成，至少在元素水平上) 1901-，最常问的问题：“How?”和“Why?” (从宏观尺度理解物质的变化，Gibbs化学热力学) “新化学”与100年以前有何区别？(the molecular vision) 合成，更精通和突出，以某种可控的方式(in control); 分析，更深入和细致，“How little have I got of what?”; 化学反应机理，转化的原子路径，飞秒时间尺度 (How?); 理论，不仅限于解释和理解，预言性可与实验竞争 (Why?) 与物理、材料和生命科学的交叉与融合！
《无机化学》PPT-第2章 化学基础知识
2 分体积定律(1880－E.H. Amage)
p， T 一定时
p，VA nA
p，VB nB
p，VA + VB nA + nB
pVA ＝ nART pVB ＝ nBRT
V总 ＝ VA + VB
在恒温恒压下，某组分的分体积等于该组分产生与 混合气体相同的压力时所占据的体积。
例 2－3 某温度下，将 2 ×105 Pa 的 O2 3 dm3 和 3 × 105 Pa 的 N2 1 dm3 充入 6 dm3 的真空容器中，求 混合气体的各组分的分压及总压 .
故所得氢气的质量为 2 g ·mol × 1 × 0.05 mol ＝ 0.1 g
K
解得 T2 ＝ 900 K 当温度达到 900 K 以上时，烧瓶会炸裂。
例 2－2 27℃ 和 101 kPa下， 1.0 dm3 某气体质量为 0.65 g，求它的相对分子质量。
解：由理想气体的状态方程 pV ＝ nRT
得 n ＝ pV/RT 即 m/M ＝ pV/RT
M mRT pV
M 0.658.314300 g / mol 16g / mol 1011
解：O2 p1 ＝ 2 × 105 Pa p2 ＝ ?
V1 ＝ 3 dm3 V2 ＝ 6 dm3
O2 的分压
p(O2) ＝ p1V1/V2＝ (2 × 105 × 3/6) Pa ＝ 1 × 105 Pa
同理 N2 的分压 p(N2) ＝ (3×105×1/6)Pa
＝ 0.5 ×105 Pa
混合气体的总压力
解：由此法收集到的是氢气和水蒸气的混合气体， 则其中水蒸气的分压 p(H2O) ＝ 2.7 kPa
那么 p(H2) ＝ 100 kPa － 2.7 kPa ＝ 97.3 kPa
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例： Na3Mo(CN)8 ·8H2O中 Mo(CN)83– 为D4d [N(n-C4H9 ]3 Mo(CN)8中 Mo(CN)8 3–为D2d
16.09.2020
16
❖ 高配位数的化合物
➢ CN=12 Ce(NO3)63– ( NO3– 为双齿配体) ➢ CN=7 Ho(PhCOCHCOPh)3 ·8H2O ➢ CN=8 Eu(dpm)3(py)2 (dpm 四甲基庚二酮)
D3h
BiF5 C4v
13
❖ 配位数6 ( Oh和 D3h 点群）
八面体Oh
三棱柱 D3h
16.09.2020
14
16.09.2020
(a), (b), D4h 沿四重轴拉长或压扁
(c) D2h, 沿二重轴 (d) D3d，沿三重轴
15
❖ 配位数8 （四方反棱柱 D4d, 12面体 D2d ）
族： 4 5 6 7 8 9 10 11 12
金属： Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
(n-1)s2nd2 d3 d4
d5 d6 d7
d8 d9
d10
16.09.2020
2
配体( ligand, L) , Lewis硷,电子对的给体
:NH3 :CN- :Cl-
EDTA
配位数（coordination number,CN )和配位点
_
O
双酮
16.09.2020
5
多齿配体
-OOC -OOC
NCH2CH2N
COOCOO-
六齿配体 EDTA
L
N
N
Co
O
O
四齿配体
二水杨醛缩乙二 胺合钴Co(Salen)
16.09.2020
6
EDTA配合物的结构
16.09.2020
7
三.配合物的几何构形
❖配位数2 (D∞h ) ❖配位数3 (D3h)
O
O
N
H3N H3N
Co NH3 NH3
NH3
硝基配合物(黄色）
O N
O
H3N H3N
Co NH3 NH3
NH3
亚硝酸根配合物（红色）
16.09.2020
24
五.配位化合物的制备
水溶液中的取代反应
Cu(H2O)42+ + 4NH3 Cu(NH3)42+ + 4H2O
[Co(NH3)5Cl]Cl2+ 3en [Co(en)3]Cl3 + 5NH3
Td
AlF4- (d0) , SnCl4 (d0) TiBr4 (d0), FeCl4- (d5), ZnCl42- (d10),
VCl4 (d1), FeCl42- (d6) , NiCl42- (d8)
16.09.2020
11
D4h [Ni(CN)4]2- (d8) ， [Pt(NH3)4]2+ (d8), [Cu(NH3)4]2+ (d9)
Ag(NH3)2+ CN=2, Cu(CN)2- CN=?
Zn(EDTA)2- CN=6,
配位数 化学计量比 配位数 配体数
16.09.2020
3
二.常见的配体
1. 单齿配体(monodentate ligands）
F、Cl、Br、I、
NH3 、NR3 、PR3、PPh3、P(OR)3,
NH 2
CS NH 2
16.09.2020
25
非水溶剂中的取代反应
Cr3+(aq) + en Cr(OH)3 （水溶液中） Cr2(SO4 )3 + en （乙醚溶剂, KI） [Cr(en)3]I3 [Fe(H2O)6]2+ + 3bpy（乙醇溶剂
配合物基础和配位立体化学
1. 配合物(complexes)的基本观念 2. 配体的主要类型 3. 配合物的几何构型 4. 配合物的异构(isomerism)现象 5. 配合物的制备和大环配体配合物 6. 典型配合物的制备和表征举例
16.09.2020
1
一.配合物(complexes)的基本观念
MLn 金属(metal, M) , Lewis酸,电子对的受体
NH 2
CO NH 2
2. 多齿配体（polydentate ligands）
乙二胺（en）、EDTA、联吡啶(bpy)、邻菲咯啉(phen)、 双酮
16.09.2020
4
双齿配体
CH2 H2N
CH2 NH2
NN
乙二胺(en）
联吡啶(bpy)
N
N
1,10-二氮菲（邻菲咯啉）
R' C
R" C
C R
O
[Ni(CN)4]2- (d8) 和 NiCl42- (d8) 构形为何不同？
16.09.2020
12
❖配位数5 （D3h和T4v 点群）
四方锥 (square pyramid, SP)
C4v
三角双锥 (trigonal bipyramid, TBP) D3h
[Fe(CO)5]
16.09.2020
Ph C
HC
C Ph
O RE
O_
双酮和稀土离子配位
16.09.2020
17
[Ce(NO3)6]2-, CN=12
16.09.2020
18
四. 配合物的异构现象（反顺，光活，键合）
Cl
H3N Co NH3
H3N
Cl NH3
cis
Cl
H3N Co NH3
H3N
NH3 Cl
trans
反顺异构体
H3N
H3N Co NH3
Cl
Cl
Cl
facial
面式
Cl
H3N Co NH3
H3N
Cl
Cl
meridional
经式
NO2
O2N
NO2
O2N
光活异构体
（弯线表示en)
16.09.2020
19
N
N
N
Co
N
N
N
D (+) Co(en)33+
N
N
N
Co
N
N
N
风扇形构形，D3点群
L (-) Co(en)33+
Cis-Co(NH3)4Cl2+
❖配位数4 （D4h和Td 点群） ❖ 配位数5 （D3h和T4v 点群） ❖ 配位数6 （Oh, D4h , D3h , D3d , D2h点群） ❖ 配位数8 （D4d四方反棱柱 , D2d 12面体 ）
16.09.2020
8
❖ 配位数2： 中心原子的电子组态： d10
例如：Cu(I) Ag(I) Au(I) Hg(I)
16.09.2020
trans -Co(NH3)4Cl2+
20
光活异构体：Co(en)33+，Co(OX)33–，Co(en)2(NO2)22+
沿三重轴向右旋转 沿三重轴向左旋转
16.09.2020
21
16.09.2020
22
16.09.2020
23
键合异构体(linkage isomer)：连接的原子不同
直线形，D∞h Cu(NH3)2+, AgCl2, Au(CN)2，HgCl2–
[Ag(NH3)2]+，HgX2
S
S
Ag C
Ag
N
N
Ag C
S
AgSCN晶体
16.09.2020
9
❖ 配位数3：KCu(CN)2
N
N
CБайду номын сангаас
C
Cu
Cu
C
N
N
C
Cu
C N Cu
C
C
16.09.2020
10
❖ 配位数4 （D4h和Td 点群）
16.09.2020
16
❖ 高配位数的化合物
➢ CN=12 Ce(NO3)63– ( NO3– 为双齿配体) ➢ CN=7 Ho(PhCOCHCOPh)3 ·8H2O ➢ CN=8 Eu(dpm)3(py)2 (dpm 四甲基庚二酮)
D3h
BiF5 C4v
13
❖ 配位数6 ( Oh和 D3h 点群）
八面体Oh
三棱柱 D3h
16.09.2020
14
16.09.2020
(a), (b), D4h 沿四重轴拉长或压扁
(c) D2h, 沿二重轴 (d) D3d，沿三重轴
15
❖ 配位数8 （四方反棱柱 D4d, 12面体 D2d ）
族： 4 5 6 7 8 9 10 11 12
金属： Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
(n-1)s2nd2 d3 d4
d5 d6 d7
d8 d9
d10
16.09.2020
2
配体( ligand, L) , Lewis硷,电子对的给体
:NH3 :CN- :Cl-
EDTA
配位数（coordination number,CN )和配位点
_
O
双酮
16.09.2020
5
多齿配体
-OOC -OOC
NCH2CH2N
COOCOO-
六齿配体 EDTA
L
N
N
Co
O
O
四齿配体
二水杨醛缩乙二 胺合钴Co(Salen)
16.09.2020
6
EDTA配合物的结构
16.09.2020
7
三.配合物的几何构形
❖配位数2 (D∞h ) ❖配位数3 (D3h)
O
O
N
H3N H3N
Co NH3 NH3
NH3
硝基配合物(黄色）
O N
O
H3N H3N
Co NH3 NH3
NH3
亚硝酸根配合物（红色）
16.09.2020
24
五.配位化合物的制备
水溶液中的取代反应
Cu(H2O)42+ + 4NH3 Cu(NH3)42+ + 4H2O
[Co(NH3)5Cl]Cl2+ 3en [Co(en)3]Cl3 + 5NH3
Td
AlF4- (d0) , SnCl4 (d0) TiBr4 (d0), FeCl4- (d5), ZnCl42- (d10),
VCl4 (d1), FeCl42- (d6) , NiCl42- (d8)
16.09.2020
11
D4h [Ni(CN)4]2- (d8) ， [Pt(NH3)4]2+ (d8), [Cu(NH3)4]2+ (d9)
Ag(NH3)2+ CN=2, Cu(CN)2- CN=?
Zn(EDTA)2- CN=6,
配位数 化学计量比 配位数 配体数
16.09.2020
3
二.常见的配体
1. 单齿配体(monodentate ligands）
F、Cl、Br、I、
NH3 、NR3 、PR3、PPh3、P(OR)3,
NH 2
CS NH 2
16.09.2020
25
非水溶剂中的取代反应
Cr3+(aq) + en Cr(OH)3 （水溶液中） Cr2(SO4 )3 + en （乙醚溶剂, KI） [Cr(en)3]I3 [Fe(H2O)6]2+ + 3bpy（乙醇溶剂
配合物基础和配位立体化学
1. 配合物(complexes)的基本观念 2. 配体的主要类型 3. 配合物的几何构型 4. 配合物的异构(isomerism)现象 5. 配合物的制备和大环配体配合物 6. 典型配合物的制备和表征举例
16.09.2020
1
一.配合物(complexes)的基本观念
MLn 金属(metal, M) , Lewis酸,电子对的受体
NH 2
CO NH 2
2. 多齿配体（polydentate ligands）
乙二胺（en）、EDTA、联吡啶(bpy)、邻菲咯啉(phen)、 双酮
16.09.2020
4
双齿配体
CH2 H2N
CH2 NH2
NN
乙二胺(en）
联吡啶(bpy)
N
N
1,10-二氮菲（邻菲咯啉）
R' C
R" C
C R
O
[Ni(CN)4]2- (d8) 和 NiCl42- (d8) 构形为何不同？
16.09.2020
12
❖配位数5 （D3h和T4v 点群）
四方锥 (square pyramid, SP)
C4v
三角双锥 (trigonal bipyramid, TBP) D3h
[Fe(CO)5]
16.09.2020
Ph C
HC
C Ph
O RE
O_
双酮和稀土离子配位
16.09.2020
17
[Ce(NO3)6]2-, CN=12
16.09.2020
18
四. 配合物的异构现象（反顺，光活，键合）
Cl
H3N Co NH3
H3N
Cl NH3
cis
Cl
H3N Co NH3
H3N
NH3 Cl
trans
反顺异构体
H3N
H3N Co NH3
Cl
Cl
Cl
facial
面式
Cl
H3N Co NH3
H3N
Cl
Cl
meridional
经式
NO2
O2N
NO2
O2N
光活异构体
（弯线表示en)
16.09.2020
19
N
N
N
Co
N
N
N
D (+) Co(en)33+
N
N
N
Co
N
N
N
风扇形构形，D3点群
L (-) Co(en)33+
Cis-Co(NH3)4Cl2+
❖配位数4 （D4h和Td 点群） ❖ 配位数5 （D3h和T4v 点群） ❖ 配位数6 （Oh, D4h , D3h , D3d , D2h点群） ❖ 配位数8 （D4d四方反棱柱 , D2d 12面体 ）
16.09.2020
8
❖ 配位数2： 中心原子的电子组态： d10
例如：Cu(I) Ag(I) Au(I) Hg(I)
16.09.2020
trans -Co(NH3)4Cl2+
20
光活异构体：Co(en)33+，Co(OX)33–，Co(en)2(NO2)22+
沿三重轴向右旋转 沿三重轴向左旋转
16.09.2020
21
16.09.2020
22
16.09.2020
23
键合异构体(linkage isomer)：连接的原子不同
直线形，D∞h Cu(NH3)2+, AgCl2, Au(CN)2，HgCl2–
[Ag(NH3)2]+，HgX2
S
S
Ag C
Ag
N
N
Ag C
S
AgSCN晶体
16.09.2020
9
❖ 配位数3：KCu(CN)2
N
N
CБайду номын сангаас
C
Cu
Cu
C
N
N
C
Cu
C N Cu
C
C
16.09.2020
10
❖ 配位数4 （D4h和Td 点群）