第2章 配合物合成、结构和反应性能
《工程化学基础》第2章
碳团簇
在大量的团簇中，研究最多的是碳团簇， 原子数为 20，24，28，32，36，50，60， 70，84，120…的稳定性较高，其中 C60 的 丰度最高，C70 次之。C60 是1985年发现的。 以 C60 作为结构基元而形成的 C60 固体是除 石墨、金刚石外，碳的又一种同素异形体。
O
CO
CO CH2 N Ca N O CO CH2
CH2 CH2
CH2
[CaY]2– 配离子
9
配合物的结构与性能 螯合物的稳定性很强是因为螯合效应的结果。即多 齿配体与中心离子形成了环状结构 。结构对配合物的 性质有很大影响。具有相同化学组成的配合物往往有 不同的空间结构，并表现出不同的性能。 例如
20
非整比化合物（不定组成）与整比化合物(定组成) （水，二氧化碳等）是一对矛盾，他们代表着物质形 成的两种方式，各自发挥着自己的作用。
21
四、金属有机化合物
由金属原子和有机基团中碳原子键合而成，含金 属–碳键（M—C）的化合物称金属有机化合物，如 (C2H5)2 Zn、C6H5Ti(OC3H7)3、(C2H5)4Pb、RMgX（R 为烷基，X为卤素）。 金属有机化合物大体分三类： (1)离子型化合物 (2)σ键化合物 (3)非经典键化合物
《工程化学基础》
第二章 物质的化学组成和聚集状态
1
本章内容提要
物质是由原子、离子、分子等原子的结合态组成 的，根据组成物质的元素的种类的不同，可以将物 质分为无机物和有机物两大类。 原子、分子及其结合态因其所处条件不同，他们 又可分成单质、简单化合物、配合物、高分子化合 物、金属有机化合物等。在一定条件下，他们可以 聚集成固体、液体和气体等宏观状态，表现出不同 的性质、功能和用途。
《配合物合成》课件
溶液化学方法
通过在溶液中混合适当的金属盐和配体，
气相反应方法
2
使它们发生反应生成配合物。
以气体形式存在的反应物经过适当的条
件和反应，生成配合物。
3
固相反应方法
通过在固态环境中将合适的金属盐和配
体混合反应，形成配合物。
配合物的性质探究
电子结构
热稳定性
光谱特性
配合物的电子结构决定了其各
配合物的热稳定性受到金属离
红外光谱、核磁共振和电子自
种性质，如颜色、磁性和导电
子、配体和配位环境等因素的
旋共振等技术可用于分析和研
性等。
影响。
究配合物的结构。
配合物的应用
催化剂
医药领域
材料领域
配合物可用作催化剂，促进化学
配合物可用于药物的设计和合成，
配合物材料具有一定的特殊性能，
反应的进行。
具有调节活性和提高稳定性的功
用于制备新型材料和功能性材料。
配体通过配位键结合而形成的化合物。
的空间有序性，形成特定的配位几何构型。
稳定性
功能性
配合物一般具有较高的稳定性，可以通过调整
配合物不仅可以应用于化学合成，还具有广泛
配体类型和配位条件来控制其稳定性。
的应用领域，如催化剂、药物和材料。
配合物的分类
1
3
按配体类型分类
2
按配位键特性分类
配合物可以根据配体的特性和配位位点的不
《配合物合成》PPT课件
欢迎大家来到本次课程的《配合物合成》PPT课件。在本课件中，我们将介绍
配合物的基本概念、合成方法和应用，以及相关的分析技术。让我们一起探
索这个有趣而复杂的化学领域吧！
工程化学第2章物质的化学组成和聚集状态
上述各类材料体系可根据用户 不同用途及要求选择合成，发光颜 色主体为红、蓝、绿等过渡色。
上海科润光电材料有限公司
19
录音磁头合金： (Co0. 90 Fe0. 06 Ni0. 02 Nb0. 02 )78 Si22–x Bx 计算机储存元件：(GdCo，GdFe) ，一种非晶态材料
形状记忆合金： Ti50 Ni
O CO
2-
CO CH2 CH2
O Ca
N CH2
O
N CH2
CO CH2
CH2
O CO
[CaY]2– 配离子
螯合物的稳定性很强
螯合物的稳定性很强是因为螯合效应的结果。
9
配合物的结构与性能
具有相同化学组成的配合物往往有不同的空间结构， 并表现出不同的性能。
例如 Cl
NH3
Pt
Cl
NH3
顺式-二氯·二氨合铂(Ⅱ)
23
另外，还有多中心键型金属有机化合物，如含桥 连烷基的[Al(CH3)2C6H5]2，[Be(CH3)2]n，多核羰基金属 化合物 [Mx(CO)y] 等。
事实上，周期表中除惰性气体以外的绝大多数元素 都可以与有机基团中的碳以各种方式结合，硼、磷、 砷和硅等的有机化合物一般也包括在金属有机化合物 范围之内；对过渡金属，可形成 M–O，M–S，M–P 或 M–N键，如 Pd(PPh3)4（Ph指苯基），Al(OC3H7)3 等， 也常划为金属有机化合物。所以金属有机的范围在不 断扩大，也说明科学和人的认识都是不断发展的。
双核铜双氰胺配合物合成及性质研究
双核Cu(II)配合物的合成、结构和性质研究摘要：在溶液法下，Cu(NO3)2·6H2O，双氰胺钠Na(dca)和N,N-二甲基乙二胺（dmen）在水溶剂中反应得到一个新型双核配合物[Cu(dca)2(dmen)]（1），该配合物为中心对称的二聚体结构，两个铜离子之间以两个双氰胺端基氮原子尾-尾相连的方式形成了二聚体结构，二聚体单元通过分子间作用力进一步形成了超分子结构。
配合物1的晶体数据为：C8H10CuN8，M = 279.75,空间群为C 2/c，a = 17.7457（16）Å , b = 7.2762(5) Å, c = 18.9623(15) Å, β = 95.316°, V =2437.90(3) Å3, Z = 8, D c = 1.535 Mg/m3, R1 =0.0496, w R2 =0.1475。
摘要：水热合成；铜配合物；双氰胺；N,N-二甲基乙二胺近年来，铜配合物因其多变的配位结构和活化小分子的催化活性[1]等特点而受到科学家们的青睐，并为此进行了大量卓有成效的工作。
在技术和方法不断更新的条件下，新型铜配合物不断涌现。
从最初的单核配合物[2]发展到现在的双核配合物[3]、多核配合物[3]，聚合配合物[4]；而大环配合物的配体则从单一配体发展到混合配体，研究方面则从单个配合物分子转变成由多个配合物分子构筑成的配合物聚集体[5]。
铜配合物具有一些优良的催化性能,成为国内外研究的热点之一,已经有大量的文献报道[6-9]。
双氰胺作为有机配体与金属离子配位可以有几种不同的配位模式,常见的如作为单配体、双配体以及三配体的配位模式, 多以端基单齿、螯合双齿、桥联双齿等方式与很多过渡金属离子进行配位[10]，由于其多样化的配位模式以及特殊的电子结构从而得到了很多不同结构和不同特征的二元或三元金属配合物[11-15],特别在已确定的配合物中,当双氰胺以-M-N-C N-M与金属离子进行配位时,双氰胺做为桥联配体为金属离子之间提供了很强作用力。
配合物制备知识点总结
配合物制备知识点总结一、配合物的概念1.1 配合物的定义配合物是由一个或多个中性或带电配体与一个或多个中性或带电配位基团形成的化合物，其中配体是与中心金属离子配位形成配合物的原子或分子，而配位基团是配合物中与中心金属离子形成配位键的原子或基团。
1.2 配合物的结构配合物通常由中心金属离子和配体组成，中心金属离子通过配体的配位形成配合物的结构。
中心金属离子与配体之间通常通过配位键相互连接，形成稳定的结构。
配位基团通常与中心金属离子形成配位键，配体通过给予电子对或接受电子对与中心金属离子形成配位键。
1.3 配合物的性质配合物具有独特的性质，包括颜色、溶解性、稳定性等。
通过改变配体或中心金属离子的性质，可以调控配合物的性质，从而实现对其应用性能的调控。
二、配合物制备的方法2.1 配合物的合成方法配合物的合成方法包括溶液法、固相法、气相法等。
其中，溶液法是最常用的合成方法，通过在溶液中混合中心金属离子和配体，能够在溶液中形成配合物。
固相法则是通过将中心金属离子和配体放置在固相材料中进行反应合成配合物，而气相法则是在气相条件下进行配合物的合成反应。
2.2 配合物的制备条件配合物的制备需要考虑反应条件，包括温度、压力、溶剂选择等。
通常情况下，一些配合物的合成需要在特定的温度条件下进行反应才能够得到期望的产物，而一些溶解度较低的配合物需要在特定的溶剂中进行合成才能够得到高纯度的产物。
2.3 配合物的结构表征配合物的结构表征通常包括 X 射线衍射、质谱、核磁共振等方法。
通过这些方法可以确定配合物的分子结构、键合类型、配位数量等信息，从而了解其性质和应用潜力。
三、配合物的应用3.1 催化剂配合物配合物在催化剂中具有重要应用，包括对有机合成和工业催化反应具有重要的作用。
配合物催化剂具有高效、选择性好的特点，广泛应用于有机合成、聚合物合成、烃化反应等领域。
3.2 生物医药领域配合物在生物医药领域也具有重要应用，包括用于肿瘤治疗、酶活化、细胞成像等方面。
第2章 配合物基础和配位立体化学
2. 多齿配体（polydentate ligands）
双酮
2013-8-3 4
乙二胺（en）、EDTA、联吡啶(bpy)、邻菲咯啉(phen)、
双齿配体
CH2 H 2N CH2 NH2
N
N
乙二胺(en）
联吡啶(bpy)
R' C O
R" C
N
N
R
C
_
H 3N Cl Cl facial H 3N Co NH3 Cl H 3N H 3N Cl Co Cl NH3 Cl
meridional
反顺异构体
面式
经式
NO2 NO2
O2N O2N
光活异构体
（弯线表示en)
2013-8-3
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N N Co N N
D (+) Co(en)3
3+
N
N N
N Co N N
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
2013-8-3 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,
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2013-8-3
23
键合异构体(linkage isomer)：连接的原子不同
O N H3N H3N Co NH3 NH3 NH3
O N O H3N Co H3N NH3 NH3 NH3
O
硝基配合物(黄色）
亚硝酸根配合物（红色）
配合物的合成与性质
热稳定性：配合物在加热 条件下保持稳定的能力
化学稳定性：配合物抵抗 化学反应的能力
结构稳定性：配合物在结 构上保持稳定的能力
配位稳定性：配合物在配 位环境中的稳定性
配合物与反应介质 的作用
配合物在反应中的 稳定性
配合物的反应速率 与机理
配合物在合成与其 他化学反应中的应 用
催化剂：配合物可用于制造各种工业催化剂，提高化学反应速率和选择性。 药物研发：配合物可用于药物设计和合成，治疗各种疾病。 环保领域：配合物可用于处理工业废水、废气，降低环境污染。 农业领域：配合物可用于农药和肥料的生产，提高农作物产量和品质。
配合物在生物体内 的存在形式和作用 机制
配合物在生物催化 剂中的应用
配合物在药物设计 和治疗中的应用
配合物在生物成像 和检测技术中的应 用
催化剂：配合物可用于合成化学反 应的催化剂，提高反应速率和选择 性。
生物成像：配合物可用于荧光、磁 共振等生物成像技术，有助于生物 医学研究。
添加标题
添加标题
新能源开发：利用配合物提高太阳 能电池的效率
红外光谱：确定配合物中的配 体和金属中心
核磁共振谱：研究配合物中原 子核的磁性
紫外可见光谱：分析配合物的 电子跃迁
X射线衍射：确定配合物的晶 体结构和分子构型
配合物的组成：由中心原子或离子 和配体组成
配合物的键合方式：包括配位键和 共价键等
添加标题
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添加标题
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配合物的几何构型：常见的有四面 体型、八面体型和直线型等
配合物的性质表征：如颜色、溶解 度、磁性等
溶解性：配合物的溶解度及其影响 因素
磁性：配合物的磁性及其影响因素
添加标题
(2023)配合物的生成和性质实验报告(一)
(2023)配合物的生成和性质实验报告(一)实验目的通过学生实验，了解常见的配位化学反应，学习配合物的合成和性质分析。
实验原理采用化学还原法合成(2023)配合物，实验前准备浓硝酸，氯化铁，乙醇和丁二酸钠溶液，反应后通过红外光谱等手段对产物进行结构分析。
实验步骤1.称取一定量的氯化铁(FeCl3)放进干净无水乙醇中2.动态搅拌后加入丁二酸钠(Na2C4H4O4)水溶液3.继续搅拌并加入适量的浓硝酸(HNO3)4.在反应过程中检查溶液颜色变化以及演化气体等现象5.过滤沉淀，用纯乙醇洗涤，最后放至真空干燥室中干燥实验结果通过样品分析，红外光谱显示了有机锰化合物生成的强大特征信号，这表明已经成功地合成了(2023)配合物。
在实验中，我们初步了解了配合物的合成和结构分析方法。
我们也了解了化学还原法及其在配合物化学中的应用。
这是本实验的关键技术，而化学催化反应和有机合成也多有关联。
这些知识点有助于学生更深入地了解化学领域中的配合物化学，以及前沿科技中的研究进展。
实验中存在的问题在实验中，我们可能会遇到以下问题：1.实验过程中的化学反应可能会引发危险，需要注意安全。
2.某些试剂可能会对人体产生有害影响，需要加强防护。
3.实验中需要使用多种实验器材，需要掌握正确的使用方法和维护方法。
实验中的启示通过这次实验，我们可以从以下几个方面得到启示：1.在实验中，寻求合作并相互协作是非常重要的。
2.了解反应机理和实验条件可以帮助我们更好地掌握实验技能。
3.在实验前，我们需要了解实验设计和过程，以充分考虑风险、技术和合理的材料使用。
该实验是化学学科中一项基本实验，是学生了解金属离子合成与表征技术的必要环节。
由于该实验涉及有机化学和无机化学，可以应用于以下方面：1.金属催化化学反应2.无机材料合成和性能分析3.有机合成路线的研究和改良通过学习该实验，可以帮助学生更好地掌握相关科学知识，提高科学研究及工作的能力和水平。
(纤维化学与物理)第二章 聚酯纤维(涤纶)的生产、结构和性能
位于近(+)端的带正电荷，近(－)端的带负电荷
静电序列受材料生产条件和环境影响
4.静电的危害
生产过程中的障碍
折叠困难、电击、火灾…
使用过程中的问题
沾污、电击、刺痒感…
5.克服静电的方法
两种纤维混纺 生产抗静电纤维 进行抗静电整理 …
五、化学性能
酯键：
O
O
COC 2 C H 2O HC
纤维变细、变轻 纤维表面出现刻蚀
变得凹凸不平
（二）碱对涤纶的作用
涤纶的耐碱性差!! 碱使聚酯发生降解反应
尽量避免碱性加工条件 使用碱时要特别小心
碱处理涤纶的“剥皮现象”
测得的分子量降低小 形态结构变化大
纤维变细、变轻 纤维表面出现刻蚀
变得凹凸不平
意义——碱减量处理 提高纤维细度 提高纤维吸湿性
商品丝
40~60
全结晶(理论)
完全结晶
取向度 差 较高 较高
密度（克/厘米2） 1.335~1.337 1.38 1.455~1.498
涤纶的结构比较紧密（无定形区也较紧密）
涤纶的结晶结构模型
模型理论：折叠链-樱状原纤模型 晶胞类型：
折叠链结晶（I型） 伸直链结晶（II型） 两种晶型并存，其含量由后处理条件决定
保持在物体上的电荷为静电荷——静电
静电产生条件
电荷转移
电荷泄漏
2.影响静电大小的因素
材料的导电性
电阻越大，静电越大
材料的吸湿性
吸湿性越大，静电越小
摩擦时的力
力越大，静电越大
3.静电序列
玻 璃
人 发
羊 毛
锦 纶
粘 胶
棉
蚕 丝
钢 铁
醋 酸
配位化学与配位化合物的性质
展望配位化学的应用
新材料的设 计
探索创新材料结 构与性能
药物研发
借助配位化合物 的特性开发药物
环境修复
开发环保技术与 治理方案
配位化学的社会 意义
配位化学的发展促进 了现代化学的进步， 为人类社会可持续发 展提供了重要支撑。 配位化学将继续在各 个领域发挥重要作用， 为人类福祉做出更大 贡献。
可用于气体分离和储存等领域
● 05
第五章 配位化学在能源领 域的应用
光催化剂
优化反应条 件
提高反应效率
稳定性研究
延长催化剂寿命
增强光吸收 性能
提高催化活性
电催化剂
电催化剂是用于电化 学反应的催化剂，例 如氢氧化还原反应和 氧气还原反应。配位 化学通过设计合适的 配体结构和中心金属， 可以优化电催化剂的 活性位点，提高电化 学反应的效率。
光催化性能
通过光的作用来 促进化学反应
发射光谱
在受激过程中发 出特定波长的光
配位化合物的催化性能
选择性
催化剂能选择性地促进某 种反应 配体的选择影响催化剂的 选择性
活性
催化剂的活性直接影响催 化效果 金属离子的性质决定催化 剂的活性
稳定性
催化剂的稳定性影响其寿 命和再生性 配位化合物的稳定性与反 应条件密切相关
感谢观看
THANKS
锂离子电池材料
正极材料
提高比容量 改善循环稳定性
负极材料
增加能量密度 提高充放电速率
电解质
提高离子导电性 降低电池内阻
光伏材料
能带结构调 控
提高光电转换效 率
稳定性改进
延长材料使用寿 命
光吸收性能 优化
增加光能利用率
配位化学第2章-基础
硫酸铜和水都是独立存在的稳定化合物, 它们仍然可以相互作 用, 形成更复杂的化合物五水硫酸铜. 由于人们在相当长的一段 时间内并不能了解式3−1中两个反应物的作用机理, 尽管得到的 产物组成易于确定, 但其结构并不清楚, 因此, 早期将这类化合 物统称为复杂化合物, 汉语译为络合物. 1798年, 法国化学家塔舍特(Tassert)将蓝色的二氯化钴与氨 作用, 得到了玫瑰红色的化合物, 其组成为CoCl2∙6NH3, 该物质 在有氨和氯化铵存在下, 于水溶液中慢慢转变为桔黄色, 分析产 物的组成为CoCl3∙6NH3, 很明显, 它是由CoCl2∙6NH3氧化而产 生的, 见式3−2.
早在上世纪五十年代就已成立的国际性配位化学 学会, 至今已举办数十次国际配位化学会议(ICCC), 其中第25届就是于1987年7月在中国南京举行, 由 南京大学配位化学研究所承办, 我国化学界前辈戴 安邦院士担任大会主席, 著名无机化学家游效曾院 士担任大会秘书长.
据统计目前有关配位化学研究的原始论文占无 机化学专业论文总数的75%以上。 随着现代物质结构理论以及现代物理技术的推 动, 配位化学的研究成果已远远超出了无机化学 的范畴, 已经渗透到化学的所有分支领域, 包括 分析化学、有机化学、物理化学、高分子化学、 结构化学、环境化学、催化机理、生物化学、 以及能源、原子能、激光、半导体、空间科学 等众多科技领域.
CoCl2 (蓝色) + 6NH3 → CoCl2∙6NH3 (玫瑰红色) → CoCl3∙6NH3 (桔黄色) 3−2
上述研究可认为是配位化学的起点, 这是因为塔舍特的报道 在当时便引起轰动, 很多无机化学家对这类奇异的化学反应 性产生了浓厚兴趣. 从那时起, 经过一百五十年的发展, 到上 世纪中叶, 配位化学已发展成为化学学科中一门及其重要的 分支学科.
镍(Ⅱ)配合物[Ni(mip)(1,3-Bip)]n的合成及晶体结构
![镍(Ⅱ)配合物[Ni(mip)(1,3-Bip)]n的合成及晶体结构](https://img.taocdn.com/s3/m/9b5d9d237dd184254b35eefdc8d376eeaeaa1729.png)
第４期 收稿日期：２０２０－１１－２５基金项目：贵州省科技厅、毕节市科技局、贵州工程应用技术学院联合基金（黔科合ＬＨ字［２０１７］７０１３号）；贵州省化学工程与技术重点支持学科（黔学位合字ＺＤＸＫ［２０１５］３２号）；贵州省应用化学特色重点学科作者简介：孙小媛（１９８０—），女，河南驻马店人，硕士，讲师，主要从事功能配合物研究。
镍（ＩＩ）配合物［Ｎｉ（ｍｉｐ）（１，３－Ｂｉｐ）］ｎ的合成及晶体结构孙小媛，罗树常，李 佳（贵州工程应用技术学院化学工程学院，贵州毕节 ５５１７００）摘要：合成了镍的配合物［Ｎｉ（ｍｉｐ）（１，３－Ｂｉｐ）］ｎ，（ｍｉｐ＝五甲基间苯二甲酸根离子，１，３－Ｂｉｐ＝１．３－二（咪唑）－丙烷），结构分析表明：该化合物的化学式为Ｃ１８Ｈ２０Ｎ４ＮｉＯ５，晶体属三斜晶系，Ｐ－１空间群，晶胞参数：ａ＝９ ４７７１（１４）?，ｂ＝ｂ＝１０．１３２３（１５）?，ｃ＝ｃ＝１１．２２０６（１６）?，α＝１０８．１３８（２），β＝１０５．６９２（２），γ＝１０３．０８１（２）°，Ｚ＝２，Ｄｃ＝１．５４４ｍｇ／ｍ３，Ｆ（０００）＝４４８，Ｖ＝９２７．２（３２）?３。
配合物镍（ＩＩ）离子处于六配位的变形八面体构型中。
关键词：晶体结构；合成；镍配合物中图分类号：Ｏ６１４．１２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２１）０４－００７７－０２ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＣｒｙｓｔａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ－Ｎｉ（ＩＩ）ＣｏｍｐｌｅｘｏｆＰｙｒｉｄｉｎｅＣａｒｂｏｘｙｌｉｃＡｃｉｄＳｕｎＸｉａｏｙｕａｎ，ＬｕｏＳｈｕｃｈａｎｇ，ＬｉＪｉａ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ，Ｂｉｊｉｅ ５５１７００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｉｔｌｅｃｏｍｐｏｕｎｄｏｆ［Ｎｉ（ｍｉｐ）（１，３－Ｂｉｐ）］ｎｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｌｙｂｙｓｉｎｇｌｅｃｒｙｓｔａｌＸ－ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｃｏｍｐｏｕｎｄｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｓｉｎｔｒｉｃｌｉｎｉｃｓｙｓｔｅｍ，ｓｐａｃｅｇｒｏｕｐ（Ｐ－１）ｗｉｔｈａ＝９．４７７１（１４）?，ｂ＝ｂ＝１０．１３２３（１５）?，ｃ＝ｃ＝１１．２２０６（１６）?，α＝１０８．１３８（２），β＝１０５．６９２（２），γ＝１０３．０８１（２）°，Ｖ＝９２７．２（３２）?３，Ｚ＝２，Ｄｃ＝１．５４４ｍｇ／ｍ３，Ｆ（０００）＝４４８，Ｖ＝９２７．２（２）?３．ＴｈｅＮｉ（ＩＩ）ｉｏｎｉｓｓｉｘ－ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄｉｎｔｏａｄｉｓｔｏｒｔｅｄｏｃｔａｈｅｄｒａｌｇｅｏｍｅｔｒｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｎｉ（ＩＩ）ｃｏｍｐｌｅｘ；ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 目前国内外科学家们的对配位聚合物的合成研究，主要都是由三部分合成得到：羧酸类桥联配体、联唑类配体及金属离子［１－４］。
双配体配位的ni(ⅱ),cu(ⅱ)金属配合物的结构和性能
双配体配位的ni(ⅱ),cu(ⅱ)金属配合物的结构和性能双配体配位的Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)金属配合物的性能和结构是一个重要的研究课题，在有机化学和物理化学领域具有重要的应用价值。
Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)金属配合物是一类结构和性质齐全的配合物。
由于其易于制备，催化活性高，它们已经在氧化还原反应、电催化反应、催化构效关系研究等诸多领域得到了广泛应用。
首先，可以说Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)金属配合物具有良好的结构稳定性和分子结构多样性。
根据其配体结构，Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)金属配合物可以分为两种类型：一种是以强配体（例如CO，NO，CN，N2等）为中心组成的双核配合物，另一种是由三个或更多的弱配体（例如H2O，OH，NH2等）组成的聚核配合物。
这些结构对配体与金属间的协同作用影响较大，它们的构效关系进而具有重要意义。
其次，Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)金属配合物在催化活性方面具有良好的表现。
比如，在氧化还原反应中，Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)金属配合物的反应活性非常高，可以有效的降低活化能和提高反应速率。
此外，Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)金属配合物对大多数酸和碱均具有较好的抗氧化能力，在磁性材料抗腐蚀、烃类催化氧化等方面也有一定的应用价值。
最后，Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)金属配合物也具有一定的抗菌活性。
在有机指示剂、药物中添加些许Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)金属配合物，可以增强对细菌的抑制，有效地提高药物活性，并有效降低对宿主的毒性。
总的来说，Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)金属配合物的性质和结构非常有趣，不仅在有机化学领域具有重要的应用价值，而且在物理化学领域也是一个重要的研究课题。
Ni(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)金属配合物具有较好的结构稳定性、分子结构多样性和良好的催化活性，在氧化还原反应、电催化反应、抗菌、催化构效关系研究等领域具有重要的应用。
银配合物的合成、结构及性质研究
银配合物的合成、结构及性质研究银配合物的合成、结构及性质研究摘要：银配合物作为无机化学中的研究热点之一，其合成、结构及性质一直是科学家们的关注重点。
本文从银配合物的合成方法、结构表征以及性质研究等方面进行了综述，并分析了其在催化、材料科学以及生物医学等领域的应用前景。
1. 引言银配合物是由银和有机配体通过配位键相互连接而成的化合物。
银配合物具有独特的配位方式和晶体结构，同时还具有较好的光学、电化学、磁学、催化学以及生物活性等特性。
随着科学技术的不断发展，银配合物的合成、结构及性质研究备受关注。
2. 银配合物的合成方法银配合物的合成主要包括溶液法、固相法和气相法三种方法。
溶液法是最常用的合成方法，通过溶剂热法、溶胶凝胶法、水热法等途径可以得到不同形貌和晶体结构的银配合物。
固相法则是通过固体反应使金属银与有机配体发生配位反应，形成配合物。
气相法则是将有机配体和金属银在高温高压下进行反应，得到银配合物。
3. 银配合物的结构表征X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振波谱（NMR）、扫描电子显微镜（SEM）等技术被广泛应用于银配合物的结构表征。
其中，XRD是最常用的表征手段，可以确定银配合物的晶体结构、晶胞参数以及晶格常数等。
FT-IR可以分析银配合物中各功能团的存在情况，进而揭示配位键的形成和有机配体与银的相互作用。
NMR可以提供银配合物中金属离子和有机配体的信息。
SEM则可用于观察银配合物的表面形貌和微观结构。
4. 银配合物的性质研究银配合物的性质主要包括光学性质、电化学性质、磁学性质、催化性质以及生物活性等方面。
银配合物在光学性质方面具有较强的吸光性和荧光性能，可以应用于光电器件、光催化以及荧光探针等领域。
电化学性质方面，银配合物具有较好的电化学催化活性和电化学稳定性，可用于电催化反应的催化剂。
磁学性质方面，部分银配合物表现出较强的磁性，有望用于磁性材料的制备。
在催化性质方面，银配合物具有良好的催化活性和选择性，可应用于有机合成反应的催化剂。
《配合物合成》课件
反应条件的控制
按照实验步骤，将试剂和溶剂混合在一起 ，搅拌均匀。
根据实验要求，控制反应温度、压力、时 间等条件，确保反应顺利进行。
中间产物和产物的分离与纯化
产物的表征与检测
采用适当的分离方法，如过滤、蒸馏、萃 取等，对中间产物和产物进行分离与纯化 。
通过物理和化学方法，如红外光谱、核磁 共振谱等，对产物进行表征和检测，以验 证其结构与性质。
配合物合成的重要性
总结词
配合物在化学、材料科学等领域的重 要性
详细描述
配合物在化学、材料科学、生物学等 领域具有广泛的应用价值。它们可以 作为催化剂、药物、荧光材料等，对 人类的生产和生活产生重要影响。
配合物合成的历史与发展
总结词
配合物合成的历史背景、现状及未来发展趋势
详细描述
配合物合成的发展历程可以追溯到19世纪，随着科学技术的不断进步，新的合成方法和理论不断涌现 。目前，配合物合成已经取得了长足的进展，未来随着新材料的不断涌现和科学技术的不断发展，配 合物合成将会有更加广阔的应用前景。
03
配合物合成的实验技术
实验前的准备
实验材料准备
根据实验需求，准备所 需的试剂、溶剂、催化 剂等，确保其质量和纯
度符合实验要求。
实验仪器准备
检查实验所需仪器是否 齐备，如烧杯、搅拌器 、温度计、真空泵等， 并确保其正常工作。
实验操作人员培训
确保实验操作人员熟悉 实验流程和安全操作规 程，了解可能存在的危
配合物可以作为功能性材 料，如光电器件、磁性材 料和超导材料等，具有广 泛的应用前景。
催化材料
配合物可以作为催化剂， 用于催化有机反应和无机 反应，提高化学反应的效 率和选择性。
第2讲 配合物的立体结构
配位数为７的配合物不稳定，且这三种结构之间能量 差别很小，一个转变到另一个只需要很小的键角弯曲。
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五角双锥
单帽八面体 单帽三角棱柱体 (帽在八面体的 (帽在三棱柱的 一个三角面上) 矩形面上)
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可以发现： ①在中心离子周围的七个配位原子所构成的几何 体远比其它配位形式所构成的几何体对称性要差得多。 ②这些低对称性结构要比其它几何体更易发生畸 变, 在溶液中极易发生分子内重排。 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。
实例：单核的平面３配位的配合物不多。
如：[HgI3]- , [Pt0(PPh3)3]
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多核配合物为3配位的情形稍多一些，如组成式像2 配位而实际是3配位的。 如：二氰合铜(I)酸钾KCu(CN)2
N C Cu C N Cu C N C N C Cu C N Cu C
(2) 三角锥 中心原子具有非键电子对，并占据三角锥的顶点。 例如：[SnCl3]-，[AsO3]314
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二、 高配位数配合物 8配位及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有以下4个条件： ①中心金属离子体积较大, 而配体小, 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。 因此，中心离子通常是有d0－d2电子构型的第二、三过渡 系列的离子及镧系、锕系元素离子； 常见配体主要是F－,O2－,CN－,NO3－,NCS－,H2O等。
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２.３ 配合物反应及催化性能
• ２.３.１ 配体的反应 • 有机配体通过配位作用与金属离子形成配合物后，由于有 金属离子和配位原子间的相互作用（配位作用）的存在， 从而改变了配位原子乃至配体的电子状态和反应性，使得 配合物中的配体有可能出现在自由配体状态下没有的反应 性。
图２.３３ ［Ｍ（ａｃａｃ）３］的溴化性能
２.１ 配合物合成
• ２.１.１ 加合、取代、氧化还原等反应合成经典配合物 • 经典配合物亦称Ｗｅｒｎｅｒ型配合物。简单地讲，配合 物的制备可分为直接法和间接法两种。 • 所谓直接法就是由两种或两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。 • 间接法则是从配合物出发通过取代、加成或消去、氧化还 原等反应间接地合成配合物的方法。间接法有时也称诱导 法。
• （２）红外光谱 配合物中金属离子配位几何构型的不同 ，其对称性也不同。由于振动光谱对这种对称性的差别很 敏感，因此通过测定配合物的振动光谱常常可以定性地推 测配合物的配位几何构型。
图２.１５ Ｊｏｂ法研 究配合物的形成和组成 摩尔比
• （３）核磁共振 核磁共振是目前最常用的谱学方法之一 。ＮＭＲ不仅对表征有机化合物有用，对配合物的结构表 征和性质研究也是一种非常有用的方法。 • 金属配合物与有机化合物在ＮＭＲ上的差别是由配合物中 所含金属离子的性质决定的。 • 所谓抗磁性金属离子是指金属离子中所有电子都成对，即 没有未成对的电子存在。
２.２ 配合物结构
• ２.２.１ 配合物光谱与结构 • （１）紫外－可见吸收光谱 过渡金属配合物的紫外－可 见吸收光谱主要是由于配体与金属离子间的结合而引起的 电子跃迁，因此也称为电子光谱。根据吸收带来源的不同 可以将其大概分为配体场吸收带和电荷跃迁吸收带两种。
• 配体场吸收带就是人们常说的ｄ－ｄ吸收带，是电子从一 个ｄ轨道跃迁到另一个ｄ轨道时所产生的吸收，并可以从 配合物的化学键理论得到解释（见１.３）。ｄ－ｄ吸收带 中又分为自旋允许吸收带和自旋禁止吸收带两种，而且前 者强度较强，后者强度较弱。 • 电荷跃迁分为由配体到金属的跃迁和由金属到配体的跃迁 两种。
图２.２８ ＢＰＤＨ－金属配合物的Ｘ衍射晶体结构
图２.２９ ＢＰＤＨ与不同阴离子的Ａｇ（Ⅰ）、Ｃｕ（Ⅰ）、 Ｃｕ（Ⅱ）盐形成配合物的结构示意
• （３）粉末衍射 尽管一般情况下难以用粉末Ｘ衍射数据 直接分析得到配合物的结构，但是，粉末Ｘ衍射常用于配 合物的相纯度（ｐｈａｓｅｐｕｒｉｔｙ）以及配合物骨 架结构稳定性方面的研究。
• （２）有机分子或离子模板剂
图２.３ 模板法合成异 双核金属配合物
• ２.１.４ 水热、溶剂热法合成配合物 • 所谓的水热反应原来是指在水的存在下，利用高温（一般 在３００℃以上）高压反应合成特殊的物质（化合物）以 及培养高质量的晶体。有些在常温常压下不溶或难溶的化 合物，在水热的高温高压条件下溶解度会增大、反应速度 会加快，从而促进合成反应的进行和晶体的生长。人们利 用水热反应已经得到了水晶、红宝石、磷酸盐、硅酸盐等 晶体。
• ２.２.２ 结晶与Ｘ衍射晶体结构分析 • 研究配合物结构的最直接和最有效的方法还是Ｘ衍射晶体 结构分析。 • （１）单晶制备
• 单晶结构分析方法虽好，也很可靠、实用，但是，使用该 方法的前提是必须要有合适的单晶样品。
• 所谓的一步法就是配合物合成和单晶培养同时进行。这种 方法尤其适合于不溶或溶解度小的配合物。
图２.２２ ［Ｍ（ｃｂ ｉｍ）４（ＮＯ３）２］ 的结构、ＮＭＲ谱图及 化学位移随温度的变化
• （４）电喷雾质谱 我们知道质谱是研究和鉴定有机化合 物的一种非常重要的方法，但是用于测定有机化合物质谱 的条件和仪器一般不适合于测定配合物。这主要是由于配 位键较共价键要弱得多，因此在剧烈的离子化条件下无法 观测到配合物的分子离子峰。 • ＥＳ－ＭＳ利用“软电离”技术，使被检测的分子或分子 聚集体能够“完整”地进入质谱。 • ＥＳ－ＭＳ具有样品消耗量小、分析速度快、灵敏度高、 准确度高、可用于单一组分也可以用于多组分体系的分析 等特点。
图２.３５ ［ＲｈＣｌ（ＰＰｈ３）３］催化环己 烯加氢的催化循环，图中Ｓ代表溶剂分子
• 如果利用含有手性有机膦配体的Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ催化 剂，则有可能通过选择性加氢反应来合成具有光学活性的 产物。
图２.３６ 利用含手性配体的催化剂催化合成手性氨基酸Ｌ－ｄｏ ｐａ及ＤｉＰＡＭＰ的结构
• （２）Ｚｉｅｇｌｅｒ－Ｎａｔｔａ催化剂———烯烃聚 合 ２０世纪５０年代，Ｚｉｅｇｌｅｒ用三乙基铝 • 和四氯化钛作为催化剂，成功地实现了乙烯的聚合，之后 Ｎａｔｔａ将三乙基铝和三氯化钛用于催化丙烯的定向聚 合，得到了结构规整的聚合产物等规（ｉｓｏｔａｃｔｉ ｃ，也称同规）聚丙烯。
• （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。
• （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。
• 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。
图２.２４ 配体ＢＰＤＨ与ＡｇＮＯ３反应生成 一维链条状配位聚合物｛［Ａｇ（ＢＰＤＨ）］ ＮＯ３｝ｎ
图２.２５ ＥＳ－ＭＳ谱图
图２.２６ Ｃｕ（Ⅱ）化合物切割马心肌红蛋白的ＥＳ－ＭＳ研究
• （５）其他 除了上面介绍的几种常用的方法之外，对一 些特定的配合物可以用特定的方法进行研究。 • 对于旋光异构体等具有光学活性的配合物可以用旋光色散 和圆二色谱来进行表征和研究。
• 在实际利用氧化还原反应制备配合物过程中，氧化剂或还 原剂的选择非常重要。一方面要考虑其氧化还原能力，另 一方面要考虑反应后产物的分离和纯化，要尽可能地避免 在反应中引入由氧化剂或还原剂本身反应后产生的副产物 。
• ２.１.２ 特殊配合物的制备 • （１）单核羰基化合物 因为羰基化合物中的中心原子多 为零价的金属原子，因此这一类化合物可以用直接法，即 金属和一氧化碳（ＣＯ）气体在一定的条件下直接反应而 制得。
• 人们开始将水热反应应用到一般配合物合成中，使水热反 应的内涵和适用范围进一步扩大。首先，反应温度不再局 限于高温，而是从水的沸点１００℃以上３７开始均有报 道，并把这些反应温度相对较低的水热反应称为低温水热 反应。其次，反应溶剂也不再局限于水，也有全部或部分 地使用有机溶剂，并相应地将这一类使用有机溶剂的反应 称为溶剂热反应。
图２.３４ 由二（甘氨酸）铜（Ⅱ）配合物合成苏氨酸
• ２.３.２ 金属离子的反应———配位催化 • 由反应底物与起始金属配合物（催化剂）作用形成新的配 合物所引起的催化作用被称之为配位催化作用。
• （１）Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ催化剂［ＲｈＣｌ（ＰＰｈ３ ）３］———烯烃催化加氢 • 尽管从热力学上看烯烃加氢生成烷烃是可以自发进行的反 应，但是由于反应速度太慢，以至于不能利用。因此在实 际应用中，需要使用合适的催化剂来催化烯烃加氢反应。 其中研究得最多的是Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ催化剂。
图２.１９ 配体ｔｉｔｍｂ与三氟甲基磺酸银在甲醇和水中反应生 成Ｍ３Ｌ２型笼状化合物
图２.２０ ｔｉｔｍｂ与ＡｇＣＦ３ＳＯ３不同摩 尔比时的１ＨＮＭＲ谱
图２.２１ 烷基钴肟配合物与环糊精分子的相互作用
• 与抗磁性金属离子相反，顺磁性金属离子中有未成对的电 子存在，而这些未成对的电子对配合物的ＮＭＲ会产生很 大的影响。
• 分步法就是先合成并分离出配合物，然后再通过重结晶等 方法来培养配合物的单晶。这种方法要求配合物要有一定 的溶解度，否则很难重结晶。该方法的长处在于可以同时 尝试各种不同条件下的结晶，有利于寻找合适的结晶条件 。
• （２）Ｘ衍射单晶结构分析 利用Ｘ衍射单晶结构分析方 法确定化合物结构的顺序和操作过程一般是这样的。 • 首先，要选择合适的单晶。 • 其次，将挑选出的单晶用粘接剂粘接到玻璃丝的顶端，即 常说的黏晶体，然后固定到衍射仪上用于数据收集。 • 然后就是数据收集和结构解析，对于不是很复杂的样品， 这两步都已经常规化、程序化，而对于一些复杂的样品则 需要有相关的晶体学方面的专业知识和经验才能解决。结 构解出之后需要对结构进行理解、描述和作图。
图２.１０ 分层法合成配合物
图２.１１ 分层法合成的配合物［Ａｇ（Ｌ２）］ＣｌＯ４
图２.１２ 用于合成配 合物的Ｈ管
• ２.１.６ 固相法合成配合物 • 固相反应原来是指在反应起始物中至少有一个组分是固相 的固体－固体或者是固体－气体反应。按照反应温度高低 可以分为高温固相反应（如熔融反应）和低温（热）固相 反应两种。
• （３）加成和消去反应 有些配合物可以通过加成或消去 （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。
图２.１ 加成反应合成配合物
• （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。
图２.１３ 利用扩散法制得的配合物［Ｐｂ （Ｌ２）（ＤＭＦ）（ＮＯ３）２］
• 低热固相反应由于反应温度低，能耗少，同时因为不使用 或少使用（有的反应后处理时需要使用）有机溶剂，可减 少对环境的污染，因此符合绿色化学理念，具有开发、利 用的潜力。
图２.１４ 部分利用低热固相反应合成的原子簇化合物的骨架结构
图２.８ 一种实验室里 常用的反应釜
• 水热、溶剂热反应的特点是简单易行、快速高效（一般反 应时间较短、每次可同时进行多个反应）、成本低、污染 少。该方法的不足之处在于，一般情况下只能看到结果， 难以了解反应过程。
图２.９ 利用水热反应合成的配合物［Ｎｉ（Ｌ２） ２（Ｎ３）２］· ４Ｈ２Ｏ
• ２.１.５ 分层、扩散法合成配合物 • 实验室里常用于配合物合成和单晶培养的方法还有分层法 和扩散法。
• 除了乙烯之外，非茂金属催化剂还可以催化丙烯的聚合反 应。