配位化合物的立体结构共42页
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
配位化合物的立体构型与同分异构体
配位化合物的立体构型与同分异构体配位化合物是由一个中心金属离子与周围的配体形成的，其中配体可以是各种无机或有机分子。
这些配位化合物具有不同的立体构型，这取决于金属离子的电子构型和配体的性质。
在化学领域中，研究配位化合物的立体构型和同分异构体对于理解其性质和应用具有重要意义。
一、正方形配位正方形配位是一种常见的配位构型，其中中心金属离子周围的配体分别位于配位面的四个顶点上。
当配体是单原子配体时，正方形配位通常是以四个相同的配体环绕金属离子形成的。
例如，在[Co(NH3)4]2+离子中，四个氨分子以正方形构型周围环绕着钴离子。
正方形配位也可以由配体的两个双电子对形成，使配位化合物的电子构型更为稳定。
二、八面体配位八面体配位是另一种常见的配位构型，其中中心金属离子周围的配体形成一个八面体的结构。
八面体配位通常由六个配位点环绕金属离子而成，配位点位于八个顶点上。
例如，[Co(NH3)6]3+离子以八面体构型形成，其中六个氨配体分别位于八个顶点上。
三、四面体配位四面体配位是一种较少见的配位构型，其中中心金属离子周围的配体形成一个四面体的结构。
四面体配位通常由四个配位点环绕金属离子而成，配位点位于四个顶点上。
四面体配位对于d0和d10电子构型的金属离子特别常见。
例子包括[Ni(CN)4]2-离子，其中四个氰根离子形成四面体构型周围包围着镍离子。
同分异构体是一类化合物，它们具有相同的化学式但不同的结构。
在配位化合物中，同分异构体的存在可以由立体构型的差异导致。
具有完全相同的化学式的同分异构体可以显示出不同的物理和化学性质，因为它们的立体构型影响了它们的分子形状和空间排列。
以[CoCl2(en)2]+离子为例，它是由一个钴离子和两个氯化物配体以及两个乙二胺配体构成的。
该离子可以有两种同分异构体：光学异构体和构效异构体。
光学异构体是由于手性中心存在而产生的异构体。
在[CoCl2(en)2]+离子中，乙二胺配体具有两个官能团，因此该离子可以形成两个非对映体。
配位化合物命名
•根据一个配体中所含配位原子数目的不同，可将配体分为单齿 配体和多齿配体。
配位原子有孤对电子(ɡū duì diàn zǐ)，形成配体-金属配位键
• 配体是饱和的 • 中心原子有明确的氧化态
第三十五页，共四十七页。
第三十六页，共四十七页。
[Pt (NH2)(NO2)(NH3)2]
胺基·硝基(xiāo jī)·二氨合铂(II)
⑥配体相同(xiānɡ tónɡ)，配位原子不同，则按配位原子元素 符号的字母顺序排列 (- SCN, -NCS)或不同的名称命名
第六页，共四十七页。
例1：[Fe(CN)5(NO)]2- 五氰·亚硝酰合铁(II)离子(lízǐ)
第二十八页，共四十七页。
对第一过渡系金属离子，配位数还是有一定的规律：
铬(III) 6（八面体）>> 5，其他配位数的非常少 铁（III）6（八面体）> 4（四面体）> 5≈7 钴（II） 6（八面体）> 4（四面体）> 5 > 4（平面） 钴（III）6（八面体）>>> 5 > 4 镍（II） 6（八面体）> 4（平面） > 4（四面体）≈ 5 铜（II） 6（八面体）*> 4（平面）> 5 *≈ 4（四面体）* *: 通常为变形的结构(jiégòu) 对由给定的中心金属原子组成的配合物，配位数不一定是固定
键合异构
第三十八页，共四十七页。
键合异构体的命名(mìng míng)
①用不同的名称(míngchēng)区分：
N C S MS C N M
硫氰酸根
异硫氰酸根
配合物的立体结构
R=正丙基 平面正方形
Ni2+ + 水杨醛来胺衍生物—— R=叔丁基 四面体构型
R=异丁基 在顺式平面
CHNR
和四面体间转换
OH
4、离子半径比和溶剂化效应
5、配位数为5的配合物 ——三角双锥、四方锥
三角双锥（trigonal bipyramid, TBP） 中心原子以dsp3杂化 [Fe(CO)5] 、 [Cu(dipy)2I]+
根据2个金属离子之间的连接方式可将双 核配合物分为： 单齿桥联、双齿桥联、无桥联
根据2个金属离子的种类又可分为： 同双核、异双核
3、三核配合物(trinuclear complex)、 四核配合物(tetranuclear complex)等
原子簇化合物——簇合物(cluster)
Fe—S金属簇合物立方烷单元 双立方烷Mo(W)-Fe-S簇合物的主要结构类型
原子数的配体排在前面，较多原子数的配体
列后。 [Pt(NO2)(NH3)(NH2OH)py]Cl 氯化硝基·氨·羟氨·吡啶合铂(II)
(5) 配位原子相同，配体中所含的原子数目也 相同时，按结构式中与配原子相连的原子的元 素符号的英文顺序排列。
[Pt(NH2-)(NO2-)(NH3)2] 氨基·硝基·二氨合铂(II)
PPh 3
Cl
Cu
Cu
PPh 3
PPh 3
Cl
（2）三角锥形：中心原子具有非键
Sn
电子对，并占据角锥顶点 [SnCl3]- [AsO3]3-
Cl
Cl Cl
4、配位数为4的配合物
非过渡金属——四面体 [BeCl4]- [AlF4]- [SnCl4] 过渡金属——四面体、平面正方形
第七章配位化合物的结构
假设中心的电荷高，半径大，那 么 利于形成高配位数的配位单元；
而配体的电荷高，半径大，利 于低配位数。
配体 H2N－CH2－CH2－NH2 称为乙二胺，用 en 表示
两个氮原子经常与同一中心配位。 像这种有两个配位原子的配体通 常称双基配体或双齿配体。
称为乙二胺四乙酸，用 EDTA 表示。
它的两个 N，4 个 －OH 中的 O 均 能够配位。
其中 M 表示中心， A，B 表示不同种类的 配体。
本节中 A，B，C，D 等均表示 前面涉及到的简单配体。
能够说 MA2B2 型正方形 配位单元有顺反异构。
而 MA3B 型正方形配位 单元那么没有顺反异构。
关于配位数为 4 的正四面体 结构的配位单元
不论 MA2B2 型依然 MA3B 型均可不能有顺反异构。
比如人的两只手，互为镜像，各 有手指、手腕、手心、手背，且相互 位置关系也一致，但不能重合。
互为镜像的两个配位单元可 能重合，但只要能够重合确实是同 一种单元。
假设两个配位单元互为镜像但 又不能重合的，那么互为旋光异 构 体。
旋光异构体的熔点相同，但 光学性质不同。
自然光由振动方向不同的光 波组成。
自然光
通过起偏镜后只有一种振动 方向，成为偏振光。
自然光
起偏镜 偏振光
通过旋光物质后偏振光的振动 方向会发生偏转。
自然光 起偏镜 偏振光 旋光物 发生偏转
物质的这种性质称为旋光性质。
互为旋光异构体的两种物质， 使偏振光偏转的方向不同。
按一系列的规定，分别定义为 左旋和右旋。
[ PtCl（2 NH3）2 ] 有顺式和反 式两种几何异构体。
顺式
反式
顺式异构体的特点是，同种 配体位于正方形的同一边上。
第四章 配位化合物的立体结构-zhou
③含七个相同单齿配体的配合物数量极少, 含有两个或两个以上不
同配位原子所组成的七配位配合物更趋稳定, 结果又加剧了配位多
面体的畸变。
二、 高配位数配合物
八配位和八配位以上的配合物都是高配位化合物。
一般而言, 形成高配位化合物必须具行以下四个条件。 ①中心金属离子体积较大, 而配体要小, 以便减小空间位阻; ②中心金属离子的d电子数一般较少, 一方面可获得较多的配位 场稳定化能, 另一方面也能减少d电子与配体电子间的相互排斥 作用; ③中心金属离子的氧化数较高; ④配体电负性大, 变形性小。
一般而言5配位配合物属于 D3h和T4v 点群
四方锥 (square pyramid, SP) C4v
三角双锥 (trigonal bipyramid, TBP) D3h
[Fe(CO)5] D3h
BiF5 C4v
6、 六配位化合物
对于过渡金属, 这是最普遍 且最重要的配位数。其几何 构型通常是相当于6个配位 原子占据八面体或变形八面 体的角顶。
2、配位数为2的配合物
中心原子的电子组态：d10 如：Cu(I) Ag(I) Au(I) Hg(I)
直线形，D∞h如：Cu(NH3)2+, AgCl2, Au(CN)2，HgCl2–，
[Ag(NH3)2]+，
HgX2
S
S
Ag C
Ag C
N Ag
N C
N AgSCN晶体
S
二配位配合物的中心金属离子大都具有d0和d10的电子结构, 这类配合物的典型例子是Cu(NH3)2＋、AgCl2＋、Au(CN)2－等。
1、非对映异构或几何异构
凡是一个分子与其镜像不能重叠者即互为对映体，
配位化合物的立体结构
3、 三配位配合物 这种配位数的金属配合物是比较 少的。 已经确认的如 KCu(CN)2, 它是一 个聚合的阴离子, 其中每个Cu (I)原子 与两个C原子和一个N原子键合。 [Cu(Me3PS)3]Cl 中的Cu也是三 配位的。 在所有三配位的情况下, 金属原 子与三个直接配位的配位原子都是共 平面的, 有平面三角形的结构。 ◆并非化学式为MX3都是三配位的。如, CrCl3为层状结 构, 是六配位的；而CuCl3是链状的, 为四配位, 其中含有氯桥 键, AuCl3也是四配位的, 确切的分子式为Au2Cl6。
构。
一般地说, 只有惰性配位化合物才表现出异构现象, 因为不安定的配位化合物常常会发生分子内重排, 最后 得到一种最稳定的异构体。
一、 配合物的立体异构 立体异构的研究曾在配位化学的发展史上 起决定性的作用，Werner配位理论最令人信 服的证明，就是基于他出色地完成了配位数 为4和6的配合物立体异构体的分离。实验式 相同，成键原子的联结方式也相同，但其空 间排列不同，由此而引起的异构称为立体异 构体(stereoisomerism)。一般分为非对映异构 体（或几何异构）(diastereoisomeris)和对映 异构体（或旋光异构）(enantiisomerism)两类
一种非常罕见的六配位配合 物是具有三棱柱的几何构型, 之所以罕见是因为在三棱柱 构型中配位原子间的排斥力 比在三方反棱柱构型中要大。 如果将一个三角面相对于相 对的三角面旋转60º 就可将 , 三棱柱变成三方反棱柱的构 型。
八面体Oh
三棱柱 D3h
八面体变形的一种最普通的 形式是四方形畸变, 包括八 面体沿一个四重轴压缩或者 拉长的两种变体。
一般而言5配位配合物属于 D3h和T4v 点群 四方锥 (square pyramid, SP) C4v
第12章 配位化合物-2012.12.3
不了解成键作用的本质, 故将其称之为“复杂化
合物” 。
获1913年诺贝尔化学奖
1893 年 苏 黎 世 大 学 维 尔
纳(Werner A)教授对这类
化合物本性提出了天才
书写时，内界用方括号框住，是配合物 1.总体来说配合物是由配位单元(内界)和 的核心部分，方括号以外的部分为外界 与内界带相反电荷的外界两大部分组成。
H3N
Cu
NH3
SO4
NH3
H3N
内界（正/负电荷） 外界（负/正电荷）
它们之间靠什么作 用形成配合物呢？
正负电荷的 离子键 静电引力
内界和外界通过离子键结合。
[Co Cl2 (NH3)3 (H2O) ] Cl
[PtCl2(NH3)2]
H2O、NH3、CO、CN-、X-
顺铂
Pt
卡铂
顺铂是全球广泛应用的三大抗肿瘤药物之一，顺 铂在生物体中的靶分子为脱氧核糖核酸 (DNA)，
能破坏遗传信息的复制和转录，抑制癌细胞的分
裂。
常见多齿配体举例：
• 乙二胺（en），NH2 CH2CH2NH2
二齿配体
1,10-二氮菲，双齿
N N
2, 2’-联吡啶，双齿
N N
•卟啉 四齿配体
•乙二胺四乙酸 EDTA 六齿配体
(1)重金属解毒剂：依地酸二钠钙
EDTA二钠盐的钙配合物
Pb2+
(2) 防止血液凝固 EDTA与Ca2+形成配合物减少血浆中的Ca2+
Ca2+ Ca2+ Ca2+
化学配位化合物的立体构型
化学配位化合物的立体构型化学配位化合物是由中心金属离子与一或多个配位体形成的化合物。
在配位化学中，研究和了解配位化合物的立体构型对于理解其性质和反应机制至关重要。
本文将介绍配位化合物的立体构型以及相关的分子几何形状。
一、线性型构型线性型构型是指配位体以直线方式与中心金属离子配位形成的构型。
例如，一价阳离子氯离子（Cl-）可以以线性方式配位到两个一价阳离子银离子（Ag+）上，形成Ag-Cl-Ag的线性链状结构。
此外，双原子分子中的配位体，如一氧化碳（CO）和氰化物（CN-），也可形成线性型构型。
二、四面体型构型四面体型构型是指四个配位体环绕着中心金属离子呈四面体形状排列而成的构型。
在这种构型中，配位体通常位于四面体的四个顶点位置。
例如，四个一价阴离子氯离子（Cl-）可以与一个四价阳离子钛离子（Ti4+）形成四面体型构型，其中氯离子位于四面体的四个顶点。
三、正方形平面型构型正方形平面型构型是指四个配位体环绕着中心金属离子呈正方形平面形状排列而成的构型。
在这种构型中，配位体位于正方形平面的四个角位置。
例如，四个一价阴离子氰化物离子（CN-）可以与一个二价阳离子镍离子（Ni2+）形成正方形平面型构型，其中氰化物离子位于正方形平面的四个角。
四、八面体型构型八面体型构型是指八个配位体环绕着中心金属离子呈八面体形状排列而成的构型。
在这种构型中，配位体通常位于八面体的八个顶点位置。
例如，八个二价阴离子氟离子（F-）可以与一个二价阳离子镍离子（Ni2+）形成八面体型构型，其中氟离子位于八面体的八个顶点。
五、扭曲型构型扭曲型构型是指配位体与中心金属离子配位形成的构型具有非常规形状的情况。
在某些情况下，配位体之间的相互作用会导致立体构型偏离理想的几何形状。
例如，五个一价阴离子溴离子（Br-）和一个一价阳离子铜离子（Cu+）形成的配位化合物呈扭曲型构型。
结论化学配位化合物的立体构型对其性质和反应机制有着重要影响。
不同的立体构型决定了配位化合物的形状以及与其他分子的相互作用方式。
配位化合物的结构和性质优秀课件
I. 单啮配位体：只有一个配位点的配体。
如NH3，形成的单核配位离子比单个金属离 子大(半径增大)，使正、负离子间静电引力下 降，溶解度增大，不易沉淀，AgCl能溶于氨 水，生成银氨络离子。
II. 非螯合多啮配位体：配体有多个配位点，但 受几何形状限制不能与同一金属离子配位。
如PO43-、CO32-等，一个配体与多个金属离子 配位，每个金属离子与若干个这样的配位体 配位，形成的多核配位化合物，往往是不溶 性沉淀，常作沉淀剂。
d2sp3 d2sp3 d2sp3 dsp2
— —
八面体 八面体 八面体 平面四方 八面体 八面体
e)价键理论的作用：能解释配合物的配位数、 几何构型、磁性等性质。
f) 价键理论的缺点：
➢价键理论是定性理论，不涉及轨道能级等 概念，不涉及激发态，所以不能满意地解 释配位化合物的紫外-可见光谱等光谱数据， 对光谱化学序列也无法给出合理的解释，
III.螯合配位体(Cheland)：一个配位体的几个 配位点能直接和同一个金属离子配位。
不带电的单核螯合分子， 水中难溶，易溶于有机溶 液中，常作萃取络合剂(如 乙酰丙酮铝Al(acac)3)。 带电的单核螯合离子一般 很难从水中沉淀出来，这 种配位体可作掩蔽剂，如 酒石酸盐、EDTA等都是 这类掩蔽剂。
别同时和2个Fe原子结合。
b)若一个配位体有n个配位点与同一金属原子 结合，则在配位体前标上n-记号。
例如(5-C5H5)2Fe，表示每个C5H5都有5个
配位点和同一个Fe原子结合。
三．配位化合物结构理论的发展
主要有价键理论、晶体场理论、分子轨道 理论和配位场理论这四种理论。
1. 价键理论(VBT) a) 20世纪30年代初由Pauling等人提出，基 本思想是中心离子的杂化轨道与配位体 孤对电子形成配键。 b) 中心离子采用什么样的杂化轨道，取决 于中心离子的电子构型和配体的性质， VBT的着眼点在配体与中心离子之间。
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.
第九讲配位化合物简介
第九讲配位化合物简介一、配合物简介1．配合物定义配合物是由具有接受孤对电子或多个不定域电子的空位原子或离子（中心体）与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（配体）按一定的组成和空间构型所形成的物种称为配位个体，含有配位个体的化合物为配合物。
[FeF6]3-, Fe(NCS)3, [Fe(CN)6]3-, [Cu(NH3)4]2+, [AlF6]3-, [Ag(NH3)2]+等K3 [ Fe ( C N )6]（中央体）中心离子配位原子2．配合物的组成从溶液中析出配合物时，配离子经常与带有相反电荷的其他离子结合成盐，这类盐称为配盐。
配盐的组成可以划分为内界和外界。
配离子属于内界，配离子以外的其他离子属于外界。
内、外界之间以离子键结合。
外界离子所带电荷总数等于配离子的电荷数。
如：K3 [Fe( C N )6] 外界：K+; 内界：[ Fe( CN )6]3—。
中央体(形成体)通常是金属离子和原子，少数是非金属元素，例如：Cu2+，Ag+，Fe3+，Fe，Ni，B(Ⅲ)，PⅤ……配位体含孤电子对或离域电子的分子和离子。
如：F－，Cl－，Br－，I－，OH－，H2O，NH3，CO，CN －……配位原子具有孤电子对的原子。
如：C、N、O、F、Cl、S等。
3、配体的分类按配体所含配位原子的数目分：单齿配体：只含一个配位原子的配体(NH、Cl－、H2O、F－, NH3, H2O等)。
3多齿配体：含有两个或两个以上的配位原子的配体。
160161en 、EDTA 、OX 、bipy 等4-4. 配合物的分类：按中央体的个数分：单核： [Co(NH 3)6]Cl 3 、 Na[AlF 6]. etc 多核： K 2[Re 2Cl 8]、 [ Cr 2O(NH 3)10 ] Cl 4. etc按配体与中央体之间成环情况分：简单[Co(NH 3)5H 2O]Cl 3 、 Pt (NH 3)2 Cl 2, etc螯合物[Cr(en)3]Cl 3, etc按配位个体是否带电荷分：离子 [Cu(NH 3)4]2+ [Ag(CN)2]- . etc分子 Fe(CO)5、[Co(NH 3)3Cl 3]. etc二、配合物的价键理论1．理论要点：(1). 中央体(中心离子或原子)(M)：有空轨道 配位体(L)：有孤对电子OCOCHC H OC O NCH CH N O COCH C HOC O 222222162二者形成配位键M L(2). 中央体(中心离子或原子)采用杂化轨道成键. (3). 杂化方式与空间构型有关[Fe(H 2O)6]2＋sp 3d 2杂化， 八面体构型，外轨型配合物[Fe(CN)6]4－d 2sp 3杂化, 八面体构型，内轨型配合物2. 内、外轨型配合物：(1) 中心原子d1 ~ d3型, 有空(n-1)d轨道，d2s p3杂化形成内轨型(2) 中心原子d4 ~ d7型，视配体的强弱：强场配体,如CN – , CO, NO2–等,易形成内轨型；弱场配体，如X –、H2O易形成外轨型中心原子d8~ d10型, 无空(n-1)d轨道，sp3 d2杂化形成外轨型外轨型配合物：sp3d2杂化，轨道能量高，配合物较不稳定，中心原子的电子结构不发生改变，未成对电子数多，µ较大，一般为高自旋。