无机化学配位化合物
无机化学中的配位化合物
无机化学中的配位化合物无机配位化合物是指由中心金属离子或原子与周围配体形成的稳定化合物，其中配体可以是有机分子、无机物以及某些复杂的大分子。
这些化合物在化学、材料和生物领域具有广泛的应用。
本文将对无机化学中的配位化合物进行详细介绍。
一、配位键的形成在配位化合物中，中心金属离子通过与配体的配位键结合在一起。
配位键可以是共价键，也可以是离子键。
在共价配位键中，金属离子与配体共享电子对，形成共有的化学键。
而离子配位键中，金属离子通过吸引配体上的电子形成离子键。
二、常见的配体在配位化合物中，各种不同的配体可以与中心金属离子形成配位键。
常见的配体包括一价的阴离子（如Cl-、Br-、I-）、二价的阴离子（如O2-、OH-）以及有机分子（如NH3、CO、CN-等）。
这些配体的不同基团和电性决定了它们与金属离子之间的相互作用方式和配位键的强度。
三、配位化合物的结构配位化合物的结构可以是简单的一对一结构，也可以是复杂的多中心配位结构。
在一对一结构中，一个中心金属离子配位于一个配体上。
而在多中心配位结构中，一个或多个中心金属离子与多个配体形成配合物。
四、配位化合物的性质配位化合物的性质受到配体和中心金属离子的影响。
配合物的颜色、溶解度、稳定性以及一些化学反应都与配体和金属离子的性质密切相关。
例如，某些过渡金属离子与氮、氧等电负性较高的配体形成的配合物具有较强的酸性；而某些具有大的络合度的配合物则具有较好的溶解性和稳定性。
五、应用无机配位化合物在化学、材料和生物领域具有广泛的应用。
在催化剂中，配合物的金属离子可以提供活性位点，从而促进化学反应的进行。
在生物医学中，金属配合物可以用作药物，通过与特定的生物分子相互作用来治疗疾病。
此外，配位化合物也广泛应用于材料科学领域，用于制备光电材料、磁性材料、液晶材料等。
六、进展与展望近年来，随着科学技术的不断发展，无机化学中的配位化合物在结构设计、属性调控以及应用领域方面取得了许多重要的进展。
无机化学课件-配位化合物
乙二酸根(草酸根):
O
O 2-
CC
OO
六齿配体:乙二胺四乙酸根 EDTA(Y4-)
OOC– H2C
CH2 – COO 4-
N–CH2 –CH2 –N
OOC– H2C
CH2 – COO
3.配位数:
指在配合物中直接与中心原子配合的配位 原子的数目
表示：n 特点：一般是2，4，6，8 （偶数）
单齿配体: [ Cu(NH3)4]2+
{ 3.特殊配合物
簇状配合物
π－酸配体配合物
桥基配合物：
H O （H2O）4 Fe Fe（OH2）4 O H
簇状配合物 ：
CO CO CO CO
Fe Fe
CO
CO CO
CO
CO
四、配合物的几何异构现象
几何异构体：组成相同、空间排列方式不同的物质 平面四方形空间构型的[Pt(NH3)2Cl2]，就有两
种不同的排列方式：
Cl
NH3
Pt
Cl
NH3
顺式
μ≠0 棕黄色
有抗癌活性
Cl
NH3
Pt
NH3
Cl
Байду номын сангаас
反式
μ=0 亮黄色 无抗癌活性
第二节 配合物的化学键理论
一、价键理论
（一）基本要点：
1.配合物的中心原子与配体之间是以配位键结合的： M ← L。
2.在形成配离子时，中心原子所提供的空轨道必须首 先进行杂化，形成数目相同的新杂化轨道，M以杂化 空轨道接受L提供的电子而形成σ配键。配离子的空间 构型、配位数、稳定性，主要取决于形成配位键时， M所用的杂化轨道的类型。 3.M的原子轨道杂化时，由于参加杂化的轨道能级不 同，形成的配离子可分为内轨型、外轨型。
无机化学7配位化合物
第七章 配位化合物
二、配位化合物的组成 1．配合物的内界和外界 配合物根据其化学键特点和在水溶液中的离解方式不同 而分成两大部分：内界和外界。内界是配位键结合的配离子 部分，通常用方括号括起。外界是与配离子以离子键结合的 带相反电荷的离子，写在方括号外面。配位分子是只有内界 没有外界的反离子，内界配离子部分是由中心离子和配位体 组成。
第七章 配位化合物
2．中心离子（或中心原子） 中心离子是在配位个体中提供空轨道的金属离子或原子， 是配合物的核心部分，是孤对电子的接受体，如［Cu(NH3)4］ 2+中的Cu2+就是中心离子。常见的中心离子多是过渡元素金属 离子如Fe2+、Cu2+、Zn2+等，这些离子的半径小，电荷多，吸 引孤对电子能力强。少数金属原子和少数高氧化态的非金属 元素也可作配合物的形成体，如Fe(CO)5]、Ni(CO)4中的Fe、 Ni及[SiF6]2-、[BF4]-中的Si（Ⅳ）、B（Ⅲ）等。
第七章 配位化合物
4．配位数 配合物中直接与中心离子配位键结合的配位原子的总数 称为该中心离子的配位数，即中心离子与配体形成配位键的 数目。中心离子的配位数取决于配离子所含配体的种类和数 目。 单齿配体形成配位键的数目等于配体的个数，多齿配体 形成配位键的数目等于配体数乘以配体中所含配位原子的数 目。如［Co(en)2(NH3)2］3+ 中的Co3+ 的配位数是6而不是4， 因为每个乙二胺配体含有两个N配位原子。通常中心离子的 配位数是2、4、6。有些中心离子在特定条件下具有一定的 特征配位数。
第七章 配位化合物
根据配位体中所含有配位原子的数目和与中心离子配位情况，配位体 还可分为以下几种。 单啮配位体：在一个配位体中，能与金属离子配位的点称为配位点， 只有一个配位点的配位体叫单啮配位体，如NH3，H2O，配位后阻碍了正 负离子间的吸引而使溶解度增大。 非螯合多啮配位体：配位体有多个配位点，但由于空间位阻使同一配 位体的几个配位点不能直接与同一个金属离子配位，例如PO43-，一般情况 下，每个配位体要和一个以上金属离子配位，而每个金属离子为了满足配 位要求又要与若干个这样的配位体配位，这样形成的多核配位化合物，往 往是不溶性的沉淀，所以非螯合多啮配位体在化学中常作沉淀剂。 螯合配位体：一个配位体中的几个配位点能直接相同一个金属离子配 位，称为螯合配位体，如EDTA。不带电的单核螯合分子一般在水中的溶 解度很小，但能溶于有机溶剂中，这种配位体在水溶液中是一种沉淀剂， 在有机溶液中能起萃取络合剂的作用，如乙酰丙酮。带电的单核螯合离子 一般很难从水溶液中沉淀出来，这种配位体可作掩蔽剂，如酒石酸盐、 EDTA。
无机化学中的配位化合物的合成
无机化学中的配位化合物的合成在无机化学中，许多重要的化学反应中都存在配位化合物的合成。
配位化合物是指带有一个或多个配体的金属离子与一些不含金属离子的分子化合物相互结合形成的复合物。
配位化合物在生物、工业和材料科学中都有着重要的应用。
因此，了解一些基本的配位化合物合成方法是非常必要的。
一. 酸碱法合成酸碱法合成是最常用的合成方法之一。
在此方法中，金属离子首先与碱性配体反应，形成产物的“母液”。
然后，向其中加入酸性配体，使其与金属离子螯合形成所需的配位化合物。
例如，将某些金属离子和氢氧化物反应，可以得到一些碱式金属盐。
接下来，加入某些酸性配体，如某些羧酸盐或胺类，可以得到配位化合物。
例如，可以通过酸碱法合成一些重要的金属络合物，如FeCl3所形成的Fe(C6H5COO)3。
这种化合物是一种强氧化剂，在某些有机反应中得到了广泛的应用。
二. 光合成光合成是另外一个常用的方法，适用于各种水溶性离子或氢氧化物的配位化合物。
在此方法中，将金属离子和配体放入光敏溶液中照射，以光催化的方式促进反应发生。
这种方法需要使用专业的设备，因此，成本比较高，但可以得到高纯度的产物。
例如，对于RhCl3和6，6’-二(β-萘乙酰氨基)-2,2’-双吡啶盐，可以通过光合成得到一个配位化合物。
可以利用这种配位化合物的吸咐特性进行分离和提取某些特定的分子。
三. 热解法热解法也是一个配位化合物的合成方法。
在这种方法中，将金属离子与其它配体混合，加热使得溶剂蒸发，留下固体混合物。
然后，将这个混合物加入到高温的熔盐中进行热解，以形成所需的配位化合物。
例如，可以将铜与苯并芴并吡啶合并形成金属配合物Cu(bpy)(Pbenz), 其中bpy为2,2'-联吡啶，Pbenz为苯并芴并吡啶。
四. 溶剂热法溶剂热法是一种较新的方法。
在这种方法中，将金属离子和配体混入一个溶剂中，在高温高压下反应。
由于高温和高压的影响，反应的速率显著提高。
此外，溶剂热法多能够得到高度晶化的产物，这对于实验室合成和应用都是非常重要的。
无机化学-第六章 配位化合物
正四面体构型
同样是四配位，但对配合物[Ni(CN)4]2–就成了另一回事 3d 4s 4p
中心离子Ni2+的结构
3d [Ni(CN)4]2–的结构 CN CN dsp2杂化
平面正方形构型
CN CN
例
[FeF6]3–的结构?
sp3d2杂化
八面体构型
[Fe(CN)6]3-的结构?
d2sp3杂化
八面体构型
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 3d
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ＿ 3d
＿
＿
＿ ＿ ＿ 4s 4p
＿ ＿ ＿ 4s 4p dsp2杂化，四方形
同一中心原子的内轨型配合物比外轨型配合物稳定
(3)内外轨型取决于 ♦ 配体的强弱
配体 (主要因素) 中心离子(次要因素)
(1)电负性小的配位原子易给出孤对电子，如：CN-， CO， NO2-(配位原子：C，N) 。对中心离子（n-1）d轨道影响较 大，内轨型，配体的配位能力强； (2) 电负性大的配位原子（如卤素X-和氧O），不易给出孤 对电子，对中心离子影响不大。外轨型，配体的配位能
力弱 。
配体的强弱——光谱化学系列： I- <Br-<S2-<SCN-≈Cl-<NO3-<F-<OH-<C2O42-<H2O<NCS<NH3<en≈SO32-<o- phen<NO2-<CO(羰基),CNH2O以前：弱场； H2O ~ NH3：中间场；NH3以后：强场
♦ 中心离子的价层电子数
(1) d10型，无空(n-1)d轨道， 易形成外轨型 (2) d4 ~d8型， 需根据配体强弱判断内外轨型 (3) d0~d3型，有空的(n-1)d轨道，形成内轨型
《无机化学》第8章.配位化合物PPT课件
配位化合物的发展趋势与展望
新材料与新能源
随着人类对新材料和新能源需求的不断增加，配位化合物有望在太 阳能电池、燃料电池等领域发挥重要作用。
生物医药领域
配位化合物在药物设计和治疗方面的应用前景广阔，有望为人类疾 病的治疗提供新的解决方案。
环境科学领域
配位化合物在处理环境污染和保护生态环境方面具有潜在的应用价值， 未来有望为环境保护做出贡献。
螯合物
由两个或更多的配位体与同一 中心原子结合而成的配合物，
形成环状结构，如： Fe(SCN)3。
命名
一般命名法
根据配位体和中心原子的名称，加上 “合”字和数字表示配位数的顺序来 命名，如：Co(NH3)5Cl。
系统命名法
采用系统命名法，将配位体名称按照 一定的顺序列出，加上“合”字和数 字表示配位数的顺序，最后加上中心 原子名称，如： (NH4)2[Co(CO3)2(NH3)4]·2H2O。
配位化合物的种类繁多，其组成和结 构取决于中心原子或离子和配位体的 性质。
配位化合物的形成条件
01
存在可用的空轨道 和孤对电子
中心原子或离子必须有可用的空 轨道，而配位体则需提供孤对电 子来形成配位键。
02
能量匹配
中心原子或离子和配位体的能量 状态需要匹配，以便形成稳定的 配位化合物。
03
空间和电子构型适 应性
中心原子或离子和配位体的空间 和电子构型需相互适应，以形成 合适的几何构型和电子排布。
02
配位化合物的组成与结构
组成
配位体
提供孤电子对与中心原子形成配位键的分子或离子。常见的配位 体有：氨、羧酸、酰胺、酸酐、醛、酮、醇、醚等。
中心原子
接受配位体提供的孤电子对形成配位键的原子。常见的中心原子有： 过渡金属元素的离子。
无机化学 配位化合物
配合物命名实例
二氯· 二氨合铂(Ⅱ)
1. [Pt(NH3)2Cl2] 2. [Cr(H2O)2(Py)2Cl2]Cl 氯化二氯· 二水· 二吡啶合铬(Ⅲ)
3. [Co(NH3)3(H2O)Cl2]OH
氢氧化二氯· 三氨· 水合钴(Ⅲ) 4. K3[Co(ONO)3Cl3] 三氯· 三(亚硝酸根)合钴(Ⅲ)酸钾 5. [Co(NO2)(NH3)5]Cl2 氯化硝基· 五氨合钴(Ⅲ) 6. [Fe(CO)5]
一 些 常见 配 体 单齿配体
:F– :Cl– :Br– :I– H2O: :NH3 :CN– :OH– :NO 氟， 氯， 溴， 碘， 水， 氨， 氰， 羟， 亚硝酰 :CO :ONO– :NO2– :SCN– :NCS– 羰基，亚硝酸根，硝基，硫氰酸根，异硫氰酸根
双齿配体
乙二胺(en) 氨基乙酸根 草酸根 H2N – CH2 – CH2 – NH2 H2N – CH2 – COO– – OOC – COO–
例如[Ag(NH3)2]+ 配离子
）采取sp杂化形成两 个 新 的 能 量 相 同 的 空 的 sp 杂 化 轨 道 ， 两 个 NH3 中的 N 上的孤对电子，进入 Ag+ 的空的 sp 杂化轨道中，形成[Ag(NH3)2]+ 配离子。
4d 5s 5p
+ 10 0 0 47Ag （[Kr]4d 5s 5p
课 堂 练 习 [Co(NO2)(NH3)5]Cl2 氯化硝基· 五氨合钴(Ⅲ) [Co(en)3]Cl3 三氯化三（乙二胺）合钴(Ⅲ) [Cu(NH3)4](OH)2 氢氧化四氨合铜(Ⅱ) [Pt (Py)]4[Pt Cl4] 四氯合铂(Ⅱ)酸四吡啶合铂(Ⅱ) [Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O 水合二氯化一氯· 五水· 合铬(Ⅲ)
无机化学：第八章配位化合物
无机化学：第八章配位化合物第八章配位化合物一、配合物的基本概念1、配位化合物的定义及其组成定义：把由一定数目的阴离子或中性分子与阳离子或原子以配位键形成的复杂分子或离子称配合单元。
含有配合单元(配位键)的化合物即配合物。
配合物可看成是一类由简单化合物反应生成的复杂化合物。
配合单元相对稳定，存在于晶体及溶液中，在溶液中不能完全离解为简单组成的部分。
配位键——由配体单方面提供电子对给中心原子（离子）而形成的共价键。
中心离子（或中心原子）——又称“配合物形成体”。
特征：带有空轨道。
组成中心离子的元素种类:◆能充当中心离子的元素几乎遍及元素周期表的各个区域，但常见的是金属离子，尤其是一些过渡金属离子，如[Co(NH3)6]3+、[Fe(CN)6]4—、[HgI4]2—。
◆高氧化态非金属元素原子：如B、Si、P等形成[ BF4]—、[SiF6]2—、PF6—。
◆金属元素电中性原子：如[ Ni(CO)4]、[ Fe(CO)5]、[Cr(CO)6]配合物的组成：配合物由内界和外界组成。
内界为配合物的特征部分（即配位个体），是一个在溶液中相当稳定的整体，在配合物的化学式中以方括号表明。
方括号以外的离子构成配合物的外界。
内外界之间以离子键结合，故在水溶液中易解离出外界离子，而内界即配合单元很难发生离解。
如[Cu (NH3)4] SO4↓↓↓中心原子，配位体，外界在配合物中同中心原子/离子配位的分子如NH3、H2O或阴离子如Cl—、CN—、SCN—称为配位体，简称配体。
配体属于Lewis碱，都含有孤对电子，是电子对的给予体。
中配体无机化学配位化学CO 一氧化碳羰基OH—氢氧根离子羟基NO2—亚硝酸根硝基ONO—亚硝酸根亚硝酸根SCN—硫氰酸根硫氰酸根NCS—硫氰酸根异硫氰酸根Cl—氯离子氯配位体中与中心离子（或原子）直接成键的离子称为配位原子。
配位体所提供的孤对电子即是配位原子所具有的孤对电子。
常见的配位原子有：F、Cl、Br、配位体分类——单齿配体和多齿配体单齿配体：一个配位体只提供1个孤对电子与1个中心离子结合形成1个配位键。
《无机化学》第8章
钴(Ⅲ)
Co3+ NH3 N 6
+2
溴化二（乙二胺）
④[Cu(en)2]Br2 合铜（Ⅱ） Cu2+ en N 4 +2
二、2、
① 六氯合铂（Ⅳ）酸 ② 硫酸四氨合铜（Ⅱ） ③ 四硫氰·二氨合钴（Ⅲ）酸铵 ④ 五羰基合铁 ⑤ 二氢氧化四氨合铜（Ⅱ） ⑥ 一氯化二氯·一水·三氨合钴（Ⅲ）
习题：
一、选择题。
（2）形成体:(中心离子或中心原子)
接受孤对电子的阳离子或原子 ①特点：具有接受孤对电子的空轨道 ②常见中心原子：过渡元素(特别是ⅧB族)
或具有高氧化态的P区非金属元素
③举例：
形成体 （中心离子或中心原子）
[Cu(NH3)4]2+ [Fe(CN)6]3[PtCl2(NH3)I2] [Fe(CO)5] [SiF6]2-
Cu2+ Fe3+ Pt4+ Fe原子 Si4+
（3）配位体和配位原子：
①配位体：（配体） 在配合物中，与中心离子（或原子）
相结合的分子或离子，称为配位体，简 称配体。 例如：
[Cu(NH3)4]SO4 配体： NH3
②配位原子： 在配体中，与中心离子（或原子）
相结合的原子，称为配位原子。
❀常见配位原子：X、O、S、N、C
一、指出下列配合物的配位原子和配位数：
配合物
[PtCl2(NH3)2]2+ [Fe(en)3] 3+ [Ag(NH3) 2] [Pt (NH3)6] 4+ [Cr Cl2 (en)2] 2+
配位原子 Cl、N
N N N Cl、N
配1、配合物的内界和外界以_离__子__键相结合。 2、配合物的配体和中心离子（或原子）以
无机化学中的配位化合物反应
无机化学中的配位化合物反应无机化学是研究无机物质的组成、结构、性质和变化规律的学科，而配位化合物反应则是无机化学中的重要研究方向之一。
配位化合物反应涉及到配位键的形成和断裂，以及配位离子和配位体之间的相互作用。
本文将介绍配位化合物反应的一些基本概念、反应类型以及实际应用。
一、配位化合物反应的基本概念1. 配位键的形成与断裂在配位化合物中，金属离子与配位体之间的相互作用通过共价键或离子键来完成。
当配位体中的一个或多个配位原子与金属离子中的未配位的d电子形成或断裂共价键时，配位键的形成或断裂就会发生。
2. 配位离子与配位体的相互作用配位离子和配位体之间的相互作用主要包括配位键的形成和断裂过程中的电子转移、配体的配位置换、配位体的配位模式转化等。
二、配位化合物反应的类型1. 配位键形成与断裂反应金属离子可以与不同的配位体形成配位键，其中最常见的形成配位键的方式有配位置换反应和配体添加反应。
配位离子与配位体之间的配位键断裂可以通过配位离子的还原或氧化来实现。
2. 配位物的配位置换反应配位离子与更适合形成配位键的配位体发生置换反应，可以获得更稳定的配位化合物。
配位置换反应根据配位体的不同，可以分为配位离子置换反应和配位体置换反应两种情况。
3. 配位物的配位模式转化在一些配位化合物反应中，配位体可以改变其配位方式，从而形成不同的配位化合物。
这种配位模式的转化可以通过配位体的内部转位或配位体的外部替换来实现。
三、配位化合物反应的应用1. 催化反应一些配位化合物在催化反应中起到重要的作用，例如过渡金属配位化合物催化的氧化还原反应、羰基化反应等。
这些配位催化剂可以提高反应速率、改善反应选择性，并且可以在较温和的条件下进行。
2. 荧光材料配位化合物中的金属离子可以通过与特定的配位体形成配位键来产生特定的荧光性质。
这些荧光配位化合物在生物荧光探针、荧光传感器、发光材料等方面具有广泛的应用。
3. 金属有机化学配位化合物反应也在金属有机化学中发挥着重要的作用。
无机化学第7章 配位化合物
（没有不成对电子）
d2sp3杂化
7.2.3 价键理论的应用
(1) 中心原子(或离子)接受电子的二种方式： a. 中心原子用外层轨道接纳配体电子 例如：[FeF6]4–，3d 6，
2. 软硬酸碱结合原则 软亲软，硬亲硬；软和硬，不稳定。 软硬酸碱理论在解释某些配合物的稳定性和元素在 自然界的存在状态等方面很成功。
1. 配位化合物定义 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，通常称为配位
单元，含有配位单元的化合物称为配位化合物。
配位阳离子： [Co ( NH3 )6 ]3＋ 和 [Cu ( NH3 )4 ]2＋ 配位阴离子： [Cr(CN)6]3－ 和 [Co(SCN)4]2－ 中性配合物分子：Ni(CO)4 和Cu(NH2CH2COO)2
Co(NH3)63+: Co3+: 3d6
内轨型配合物，µ = 0 ，正八面体构型
4d 4s 4p
3d
4d 调整 3d 4s 4p
d 2 sp 杂 化 3d
NH3 NH3 NH3 NH 3 NH3 NH3
3
d 2 sp3杂 化 轨 道
CoF63– : Co3+: 3d6
外轨型配合物，µ = 4.90B.M.，正八面体构型
没有磁场
样 品 磁 铁 磁 铁
Question
根据实验测得的有效磁矩，判断下 列各种离子分别有多少个未成对电子？ 哪个是外轨？哪个是内轨？
2 ① Fe(en) 2 5.5 B.M. ② Mn(SCN) 4 6 6.1 B.M. 2 4.3 B.M. ③ Mn(SCN) 4 1.8 B.M. ④ Co(SCN) 6 4 2 ⑤ Pt(CN) 4 0 B.M.
无机化学下册：第十九章 配位化合物
特殊的稳定性
螯合物 Kf 一般配合物 Kf [Cu(en)2]2+ 1.0×1020 [Cu(NH3)4]2+ 2.09×1013 [Zn(en)2]2+ 6.8×1010 [Zn(NH3)4]2+ 2.88×109
[Co(en)2]2+ 6.6×1013 [Co(NH3)4]2+ 1.29×105 [Ni(en)2]2+ 2.1×1018 [Ni(NH3)4]2+ 5.50×108
几何构型 由于中心（原子或离子）的杂化轨道具有一定的伸展方 向性，使形成的配合物具有一定的几何构型。
形成配离子的轨道示意图 3d Fe3+ ↑ ↑ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 4s 4p
螯合物比非螯形配合物稳定
多核配合物
两个或两个以上中心原子结合所形成的配合物。
5+
OH
(H3N)5Cr Cr(NH3)5
O C C O
O
2-
O
羰合物(羰基化合物)
以CO为配体的配合物
M←C间的σ键—C原子提供孤对电子，中心金属原子提 供空杂化轨道
M→C的反馈π键—CO分子提供空的π*(2p)反键轨道，金 属原子提供d轨道上的孤电子对。
(sp－sp反键)
(二重简并)
(sp(C))
(二重简并)
(sp－sp成键)
(sp(O))
原子簇状化合物(簇合物)
具有金属-金属(M-M键)直接结合而形成的化合物。
同多酸、杂多酸型配合物
同多酸型配合物－有多核配离子形成的同多酸及 其盐。 K2Cr2O7，其中Cr2O72-为多核离子
杂多酸型配合物——由不同酸根组成的配合物
无机化学 配位化合物PPT课件
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见解, 被后人称为维尔纳配位学 说，成为配位化学的奠基 人。维尔纳因此而获得 1913年诺贝尔化学奖。
维尔纳 (Werner, A, 1866-1919)
配位化学的奠基人—维尔纳
配位化学是当今化学学科的前沿领域之一， 配合物在医疗、药物、分离分析、染料、化学合 成等诸多方面具有极为广泛的应用。
② 配离子的解离如同弱电解质：
[Cu(NH3)4]2+
Hale Waihona Puke Cu2++4NH3
浓度非常低
+
+ [Cu(NH3)4]2+
[Cu(NH3)4]2+
Cu2+
Cu2+ 4NH3
4NH3
配离子解离出中心原子和配体，同
时，二者C重u(新O结H合)2成配离子Cu，S是动态平
衡的过程，这种平衡就叫做配位平衡。
一、稳定常数
内界
外界
离子键
➢ 配合物的解离如同强电解质：
[Cu(NH3)4]SO4→[Cu(NH3)4]2++SO42-
[ Cu (NH3)4 ]2+
中心原子 配体 配位键
➢ 配离子的解离如同弱电解质：
[Cu(NH3)4]2+
Cu2+ + 4 NH3
配合物的解离：
① 配合物的解离如同强电解质：
[Cu(NH3)4]SO4→[Cu(NH3)4]2++SO42-
Fe4[Fe(CN)6]3 [Cu(NH3)4]SO4
K2[Ag(CN)2]
[Ag(NH3)2]OH
无机化学 第六章 配位化合物
分裂后最高d轨道与最低d轨道之间的能量差。
(1）轨道方 向正对配 体：
dz2, dx2－ y2
(2）轨道方 向
不正对配体: d= 0Dq 球形场
d x 2- y 2 d z 2
二重简并 dγ 或 eg
6Dq Δ 0=10Dq
-4Dq
三重简并
d xy d xz d yz 八面体场
系总能量(比球形对称场)的降低值。
它与d电子数和晶体场的强弱有关。 五、应用——对颜色的解释
第四节 配位平衡 一、配位平衡及其平衡常数
K不稳、 K稳 意义：表征配合物在水中离解程度的大小。
二、逐级常数 与多元弱电解质一样，配合物的离解或配位也是分
步的 规律： 1. K稳=K稳1 K稳2 K稳3 2. K1＞K2＞K3 但各级常数相差不大
H3 N
Cl
Pt
H3 N
Cl
Pt
H3 N
Cl
Cl
NH3
顺式 反式
小结：VB法对配合物的几何构型分析较直观和满意，但不能说 明其颜色、稳定性与d电子的关系。
第三节 配合物的晶体场理论(了解)
立论:配体对中心元素的结构发生影响，简并的d轨道发生分裂
一、d轨道能级的分裂
八面体场中d轨道的分裂
二、分裂能及影响因素
1.内界：由中心元素与配位体以配位键组成的单元。
2.外界：其它部分。
3.中心元素:又称配合物形成体,为价层有空轨道的
2.多配体命名顺序：
①无机配体在前，有机配体在后；
②阴离子配体在前，阳离子、中性配体随后；
③同类配体：按配位原子符号的英文字母顺 序排列；若配位原子也相同，少原子数配 体在前；若原子数亦同，则按其结构式中 与配位原子相连原子的符号英文字母顺序 排列。
无机化学 配位化合物
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杂化类型 配位数 配合物类型 sp sp3 dsp2 sp3d2 d2sp3
实例
[Cu(CN)2][Zn(NH3)4]2+ [Ni(CN)4]2[Fe(H2O)6]3+ [Fe(CN)6]3南京医科大学药学院 许贯虹
磁矩： µ 磁矩： ＝ n(n + 2)µB （n为配合物中单电子数） 为配合物中单电子数 为配合物中单电子数）
玻尔磁子 µB = 9.27 ×10-24 A·m2 n µ/µB
单电子个数与磁矩的理论值 0 1 2 3 4 0.00 1.73 2.83 3.87 4.90
17 南京医科大学药学院 许贯虹
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三、配合物的异构现象
具有相同化学组成的化合物，却具有不同结构的现象称为 异构，这些化合物互称为异构体。 结构异构 （1）键合异构（2）水合异构（3）配合异构（4）配体异构 立体异构 （1）几何异构（2）旋光异构
18
南京医科大学药学院
31
5 5.92
许贯虹
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解题思路
1. 计算自由金属离子的 电子数目 计算自由金属离子的3d电子数目
（第四周期过渡元素）Z（原子序数）－18－中心原子电荷数 （原子序数） －
2. 依据核外电子排布规则将电子填在 轨道，确定自由 依据核外电子排布规则将电子填在3d轨道 轨道， 金属离子的单电子数目n1 金属离子的单电子数目 3. 根据配合物磁矩算出配合物中心原子的单电子数目 2 根据配合物磁矩算出配合物中心原子的单电子数目n n 2≈ µ － 1 4. 比较 1 、n2，若相等，则3d电子未重排，为外轨型， 比较n 若相等， 电子未重排， 轨型， 电子未重排 则为内轨型。对于d 型原子，必为外轨型。 若n1 >n2，则为内轨型。对于 10型原子，必为外轨型。
无机化学(人卫版)第八章__配位化合物
配合物的命名：配位盐类
盐的名称
硫酸钾
配合物
K4[Fe(CN)6] [Cu(NH3)4]SO4
配合物的名称
六氰合铁(II)酸钾 硫酸四氨合铜(II)
配离子的名称
六氰合铁(II)配离子 四氨合铜(II)配离子
(K2SO4)
硫代硫酸钠
K4[FeCl2(C2O4) (en)]
二氯· 草酸根· 乙二 胺合铁(III)酸钾
特点：必须含有孤对电子。
常见配位原子：一般为周期表中电负性较大 的非金属原子。
F–，Cl– ，Br–，I– OH–，OH2， NO2–(硝基)，NCS–，NH3，NO–(亚硝酸根)
CO，CN–
SCN–
中心离子(或原子)
又称配合物形成体，位于配离子中心。 绝大多数为金属离子或金属原子，一般为过渡金属 离子或原子，如：Fe、Co、Cr、Ni、Cu、Ag、Hg等。
常见金属离子的配位数
1价金属离子 Cu+
Ag+ Au+
2价金属离子 Ca2+
Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+
3价金属离子 Al3+
Sc3+ Cr3+ Fe3+ Co3+
2，4
2 2，4
6
6 4，6 4，6 4，6
4，6
6 6 6 6
Zn2+
4，6
Au3+
4
影响配合物配位数的因素
1. 中心原子及配体的种类
关计算。
第一节 配合物的基本概念
最早配合物：亚铁氰化铁(Fe4[Fe(CN)6]3)(普鲁士蓝)。 铜氨配合物： 硫酸铜溶液滴加氨水，开始时有大量天蓝色
无机化学中的配位化合物
无机化学中的配位化合物无机化学是化学的一个重要分支，主要研究非有机化合物或元素的结构、性质及其间的相互作用。
而其中一个重要且常被人们忽略的分支，就是配位化学。
配位化学研究的是金属离子与一定数量的配体结合成的配位化合物，而这些化合物则在许多领域有着重要应用。
在本篇文章中，我们将进一步探讨无机化学中的配位化合物。
一、配位体的分子结构及分类在配位化学中，有机分子或无机离子集体被称为配位体。
它们的分子结构是由原子或原子团组成的。
根据杂化状态的不同，它们可以分为配位体I（线型）和配位体II（平面）。
此外，它们也可以由下列形式的单原子离子(如NO+、NH4+、SO4^-2等)、小分子(如CO、SO2、NH3、H2O等)或多原子离子(如[Fe(CN)6]^-4、[Co(NH3)6]3+、[CuCl4]^-2等)组成。
二、配位化合物的性质由于其特殊的结构，配位化合物表现出了一些独特的性质。
其中最重要的特征就是其对化学反应的影响。
例如，在生化学领域中，许多酶（大分子催化剂）都是由一定数量的金属离子（如Fe、Cu、Mg等）与配体结合而成，这些金属离子可以在催化反应中参与，并极大地影响反应动力学。
除了对生化学反应的影响外，配位化合物还有一些其他的性质。
例如，它们显示出的光学性质一直是该领域研究的一个热点。
有些金属离子和其所组成的配位体能发射出特定的荧光，因此在化学的分析和监测中得到了广泛应用。
此外，很多配位化合物也有着重要的电子学性质，如电导、磁性等等。
三、配位化合物在实际生活中的应用由于其独特性质，配位化合物已经广泛应用在现实生活中，例如：1.医学在医学领域中，针对疾病的药物中许多都是由一定数量的金属离子与配体结合而成。
这些化合物通常和受体相互作用，从而达到治疗目的。
同时，它们还有助于分析分子结构，并赋予了医学领域一些其他的创新。
2.钢铁产业铁氧体是一种常见的铁矿石，其结构由铁离子和氧离子相互作用形成晶体而成。
由于其结构相对稳定，这种矿石是制造钢铁的重要原料之一。
无机化学中的配位化合物的配位数和配位环境
无机化学中的配位化合物的配位数和配位环境无机化学是研究无机物质及其性质、结构、合成和应用的学科。
其中，配位化合物是无机化学中的重要研究对象之一。
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。
在配位化合物中，配体以配位键的形式与中心金属离子相连，形成配位环境。
配位数和配位环境是决定配位化合物性质的重要因素。
配位数是指一个中心金属离子周围配位键的数量。
一般来说，配位数可以从1到12不等。
其中，配位数为1的配位化合物称为一配位化合物，如氯化银(AgCl)；配位数为2的配位化合物称为二配位化合物，如二氯化铜(CuCl2)；配位数为3的配位化合物称为三配位化合物，如三氯化铁(FeCl3)；配位数为4的配位化合物称为四配位化合物，如四氯化钛(TiCl4)；配位数为5的配位化合物称为五配位化合物，如五氯化钒(VCl5)；配位数为6的配位化合物称为六配位化合物，如六氯合铜(CuCl6)；配位数为7的配位化合物称为七配位化合物，如七氯化锆(ZrCl7)；配位数为8的配位化合物称为八配位化合物，如八氯化铁(FeCl8)；配位数为9的配位化合物称为九配位化合物，如九氯化铑(RhCl9)；配位数为10的配位化合物称为十配位化合物，如十氯化铪(HfCl10)；配位数为11的配位化合物称为十一配位化合物，如十一氯化钼(MoCl11)；配位数为12的配位化合物称为十二配位化合物，如十二氯化铅(PbCl12)。
配位环境是指配体与中心金属离子之间的空间排布。
根据配位环境的不同，配位化合物可以分为线性、平面、四面体、八面体等不同的形态。
线性配位环境是指配体以直线排列与中心金属离子相连，形成线性形态。
平面配位环境是指配体以平面排列与中心金属离子相连，形成平面形态。
四面体配位环境是指配体以四面体的形态与中心金属离子相连。
八面体配位环境是指配体以八面体的形态与中心金属离子相连。
不同的配位环境会影响到配位化合物的稳定性和反应性。
无机化学教学11章.配位化合物PPT课件
电池材料
一些配位化合物可作为电池材料， 如镍镉电池中的镉离子和镍离子
形成的配位化合物。
05
配位化合物与配合物之间的 关系
配位化合物的形成条件
配位化合物的形成需要一个中心 原子（通常为金属）和几个配位 体分子或离子，通过配位键结合。
中心原子必须有空轨道，可以接 受电子对，而配位体则提供孤对
配位化合物的颜色变化是由于电子跃迁所引起的。
详细描述
配位化合物的颜色变化是由于其组成配体和中心金属的电子跃迁所引起的。不 同的配体和金属元素会产生不同的颜色，因此可以通过观察颜色来判断配位化 合物的组成和结构。
磁性
总结词
配位化合物的磁性主要取决于其组成的金属离子和配体的性质。
详细描述
一些配位化合物具有明显的磁性，这与其组成和结构密切相关。一般来说，含有铁、钴、镍等过渡金属的配位化 合物具有明显的磁性。此外，配体的性质和配位化合物的结构也会影响其磁性。了解配位化合物的磁性对于其在 化学、物理和材料科学等领域的应用具有重要意义。
配位体
提供孤对电子与中心原子 或离子形成配位键的分子 或离子。
特性
稳定性
配位化合物具有较高的稳定性 ，主要由于配位键的形成使得
整个分子更加稳定。
多样性
配位化合物的种类繁多，可以由 不同的中心原子、配位体和配位 数组成，形成各种不同的结构。
可预测性
根据中心原子和配位体的性质 ，可以预测配位化合物的性质 和稳定性。
诊断成像
生物分析
配位化合物可用于检测生物体内的金 属离子和蛋白质等生物分子的含量和 活性。
配位化合物可用于医学影像技术，如 核磁共振成像和X射线造影剂。
在材料科学上的应用
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三、 Werner配位理论 1891年，瑞士苏黎士（Zurich）大学的Werner教授提出。
1）大多数元素有两种类型的价：即主价（---）和副价（—）。 2）每种元素都倾向于既满足它的主价又要满足它的副价。 3）副价指向空间的确定位置。 *主要贡献：1）提出了副价的概念（现称配位数）。
2）奠定了配合物的立体化学基础。
中心原子 配合物内界中，位于其结构的几何中心的离子 或原子。通常具有(n-1)d ns np nd等空的价电 子层轨道。
①阳离子：Ag+、Pt2+、Fe2+、Al3+、Si4+等； ②阴离子：I-→[I(I2)]-、S2-→[S(S8)]2-等； ③中性原子：Fe、Ni等。
配体与配位原子 1. 配体
配合物内界之中，位于中心原子周围，并沿一 定的方向与之直接形成配位键的离子或分子。
①阴离子配体：SCN-、NCS-、CN-、OH-、NO2-、 S2O32-、C2O42-、X-、NH2-、Y4-等；
②中性分子配体：NH3、H2O、CO、en等。
2. 配位原子
配位体中提供孤对电子，直接与中心原子结合 的原子。
的顺序命名； ➢ 同类配体，按配位原子元素符号的字母顺序先后命名； ➢ 同类配体的配位原子也相同时，先简单后复杂； ➢ 同类配体的配位原子相同，配体所含原子个数也相同时，
按与配位原子相连的原子的元素符号的字母顺序命名。
真正标志研究开始：1793年Tassaert发现CoCl3.6NH3 无法解释CoCl3和NH3为何要结合成新化合物。
二．链式理论(Chain theory)
1869年瑞典Lund大学Blomstrand及Jorgensen提出链式理论。 当时认为元素只有一种类型的价——氧化态，N为5价，Co为3价， Cl为1价。
内界的命名 ➢ 配离子中配位体的名称放在中心原子之前，用
“合”相连。 ➢ 配位体的数目用一、二、三……表示，不同配
体间用“·”隔开。 ➢ 中心原子的化合价用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……
标在元素符号后面的括号中。
[Cu(NH3)4]2+ 四氨合铜(Ⅱ)离子
配体的命名顺序
➢ 先无机配体，再有机配体； ➢ 有多个无机或有机配体时，每种配体按照先离子后分子
➢ 配体的浓度越大，配位数越大； ➢ 体系的温度越高，配位数越小。
配离子的电荷 等于中心原子和配位体两者电荷的代数和。
例如：[Cu(NH3)4]2＋、[Fe(CN)6]3－ 、Ni(CO)4 三 种配离子电荷分别为+2、-3 、0。
配位化合物的基本概念
配位化合物的命名
配体的名称 阴离子配体：一般叫原有名称（例外：OH-羟、 HS-巯、CN-氰、NH2-氨基、NO2-硝基）； 中性分子配体：一般保留原有名称（例外： NO亚硝酰、CO羰基）。
如：乙烯(CH2=CH2)， 丁二烯(H2C=CH-CH=CH2)， CO等。
配位数 1，只有单基配体时配位数等于配体的总数，如 [Cu(NH3)4]2+的配位数为4。 2，含有多基配体时配位数等于中心原子与配体 之间形成的配位键总数，如[Co(en)3]3+的配位 数为6(=2×3)。
常见配位数为2，4，6。
位于周期系p区的18个元素原子均能做配位原子。 常见的有N，O，C，P，S和卤素原子。
一个配位体上可以有一个或多个配位原子和中 心原子成键。
a，单基配体（“单齿配体”） 只含一个配位原子的配体。 如：NH3，H2O，X-，CN-，OH-等。
b，多基配体( “多齿配体”) 含有两个或两个以上配位原子的配体。 如：乙二胺(en) ，NH2-CH2-CH2-H2N 乙二胺四乙酸根(EDTA)等。
配位化合物的基本概念
配位化合物的组成
[Cu(NH3)4]SO4
➢ Cu ➢ NH3 ➢N ➢4 ➢ SO4
– 中心原子 – 配位体 – 配位原子 – 配位数
内界 – 外界离子
➢ 像 [Cu(NH3)4]2+这种由中心原子（或离子）和提供 孤对电子的配位体以配位键的形式相结合而形成的 复杂离子称为配离子。配离子在水溶液中不能完全 离解成简单离子。
主价和副价的本质？ 离子键 1916年，Kossel（W.科塞尔）提出了离子键。（使阴阳 离子结合成化合物的静电作用） 共价键 1916年，Lewis提出共价键。 配位共价键（配位键） 共享的电子对由配体单方提供的共价键。 配合物的内界 配合物中由配位键结合的部分。 配合物的外界 通过离子键与内界结合的部分。
-OOC-H2C -OOC-H2C
N-CH2-CH2-N
CH2-COOCH2-COO-
CH2 H2N
CH2 NH2
乙二胺(en）
NN
1,10-二氮菲（邻菲咯啉）
NN
联吡啶(bpy)
Hale Waihona Puke R'COR" C
_
C
O
R
双酮
c，π键配体
和中心原子形成配位键的孤对电子不是来自某个 原子，而是来自两个原子形成的π键。
➢ 含有配离子的化合物称为配位化合物，简称配合物。
➢ 配位化合物是由一定数目的可以给出孤对电子的离 子或分子（称为配体）和接受孤对电子的原子或离 子（统称中心原子）以配位键结合形成的化合物。
配离子
Ag(NH3)2+ I3Cu(H2O)42+ FeSCN2+
配合物
[Ag(NH3)2]Cl K[I3] [Cu(H2O)4]SO4 [FeSCN]Cl2
一章配位化合物
配位化合物的基本概念 配位化合物的化学键理论 配位化合物的稳定性 配合平衡的移动
配合物的发现
1704年，普鲁士（柏林）染料厂一位工匠迪斯巴赫 （diesbach）制得一种蓝色染料（用兽皮或兽血和Na2CO3在 铁锅中熬煮制得）普鲁士蓝KCN.Fe(CN)2.Fe(CN)3
3，影响配位数的因素：
➢ 中心原子的正电荷越多，配位数越大，如 H2[PtCl6]、[Pt(NH3)2Cl2]等；
➢ 中心原子的半径越大，配位数越大，如[BF4]-、 [AlF6]3-等 ；
➢ 配体的负电荷越多，配位数越小，如[Ni(NH3)6]2+、 [Ni(CN)4]2-等；
➢ 配 体 的 半 径 越 大 ， 配 位 数 越 小 ， 如 [AlF6]3- ， [AlCl4]-等；