无机化学配位化学基础课件全解
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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。
大学无机化学经典课件第三、四章配位化学
Cu2+ + 2
CH2NH2
H2CNH2
NH2CH2
CH2NH2
H2CNH2
NH2CH2
Cu
Cu2+的配位数等于4。
例如：
2+
螯合物
乙二胺四乙酸根 EDTA（Y4－）
乙二酸根（草酸根）
2–
O O C C O O
• •
• •
4–
• •
• •
• •
3. 浓度：一般[配体]增大，配位数增加
4. 温度：温度增加，配位数增大
[AlCl4]- [AlF6]3-
、配位化合物的命名 1 外界是负离子，简单酸根离子（Cl-）， “某化某” 2 外界负离子是复杂酸根（SO42-）“某酸某” 3 外界为正离子（H+，Na+）， “某酸某” （某酸/钠）
[Ag(NH3)2]+ [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]3- [Cu(NH3)4]2+ [Zn(NH3)4]2+ [Cd(CN)4]2- [Fe(CO)5] [FeF6]3- [Fe(CN)6]3- [Fe(CN)6]4- [Fe(H2O)6]2+ [MnCl4]2- [Mn(CN)6]4- [Cr(NH3)6]3+
烯羟配合物：配体为不饱和烃类的配合物。
一、几何异构现象
二、旋光异构现象---对应异构现象
三、其他异构
2.2 配合物异构现象
2.2 配合物异构现象
异构现象： 配合物的化学组成相同而原子间的联结方式或空间排列方式不同而引起性质不同的现象。
配合物的空间构型虽五花八门，但基本规律是:
(1) 形成体在中间，配位体围绕中心离子排布 (2) 配位体倾向于尽可能远离，能量低，配合物稳定
CH2NH2
H2CNH2
NH2CH2
CH2NH2
H2CNH2
NH2CH2
Cu
Cu2+的配位数等于4。
例如：
2+
螯合物
乙二胺四乙酸根 EDTA（Y4－）
乙二酸根（草酸根）
2–
O O C C O O
• •
• •
4–
• •
• •
• •
3. 浓度：一般[配体]增大，配位数增加
4. 温度：温度增加，配位数增大
[AlCl4]- [AlF6]3-
、配位化合物的命名 1 外界是负离子，简单酸根离子（Cl-）， “某化某” 2 外界负离子是复杂酸根（SO42-）“某酸某” 3 外界为正离子（H+，Na+）， “某酸某” （某酸/钠）
[Ag(NH3)2]+ [Cu(NH3)2]+ [Cu(CN)4]3- [Cu(NH3)4]2+ [Zn(NH3)4]2+ [Cd(CN)4]2- [Fe(CO)5] [FeF6]3- [Fe(CN)6]3- [Fe(CN)6]4- [Fe(H2O)6]2+ [MnCl4]2- [Mn(CN)6]4- [Cr(NH3)6]3+
烯羟配合物：配体为不饱和烃类的配合物。
一、几何异构现象
二、旋光异构现象---对应异构现象
三、其他异构
2.2 配合物异构现象
2.2 配合物异构现象
异构现象： 配合物的化学组成相同而原子间的联结方式或空间排列方式不同而引起性质不同的现象。
配合物的空间构型虽五花八门，但基本规律是:
(1) 形成体在中间，配位体围绕中心离子排布 (2) 配位体倾向于尽可能远离，能量低，配合物稳定
大专无机化学课件-配位化学
6
6 6 6 6 6
NH4[Cr(NCS)4(NH3)2] 四(异硫氰酸根)二氨合铬(Ⅲ) 酸铵 [Co(NH3)(OH)3] 三羟基· 三氨合钴(Ⅲ)
五氨合(Ⅲ) [Co(ONO)(NH3)5]SO4 硫酸亚硝酸根· K[Co(NH3)2(NO2)4] 四硝基· 二氨合钴(Ⅲ)酸钾
配合物化学式的书写
化学综合
第八课 配位化合物 (Coordination Compounds)
主要内容
第一节 配位化合物的基本概念 第二节 配合物的化学键理论 第三节 配位平衡
第四节 螯合物
第一节
配位化合物的基本概念
一、配合物的意义
1.
生物体中金属、酶 都是金属配合物。 例：血红素： 药物
1928年合成第一个 配合物：三氯化六 氨合钴
硫酸一氯 • 一氨 • 二乙二胺合铬(III) [CrCl(NH3) (en)2]SO4 二氯• 一草酸根 • 一乙二胺合铁(III)离子
[FeCl2(C2O4) (en)]–
第二节
配合物的结构
一、配合物化学键理论
1.
问题的提出：
中心原子与配体是通过
什么结合的？为什么中 心原子与一定数目配体 结合？ 配合物的空间构型如何？ 杂化情况如何？ 为什么有的配合物稳定 性，有的不稳定？
● 元素形成配合物时倾向于主价和副价 都能得到满足。 ● 元素的副价指向空间确定的方向。
维尔纳 (Werner, A, 1866—1919) 法裔瑞士化学家。 因创立配位化学而获得1913年诺贝尔化学奖
1893年，维尔纳提出了配位理论来解释配合物 的结构。认为金属有两种原子价，即主价和副价，后
者或称配位数。每一种金属有一定副价。主价必须由
《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PPT课件
一般 配位原子的电负性值小，易给出电子对，对中心元素的 结构影响较大，可能发生重排。
4.配位数规律：
中心元素电荷 +1 +2 +3 +4
常见配位数 2 4(6) 6(4) 6(8)
5.几何异构、旋光异构
不同配体在中心元素周围空间排列位置不同产生的异构现象
H3 N
Cl
Pt
H3 N
Cl
Pt
H3 N
Cl
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
第二节 配位化合物的结构
一、价键理论——VB法应用 Ag(NH3)2+ Zn(NH3)42+ FeF63-
1.外轨型和内轨型配合物。
Fe(CN)63-
2.低自旋和高自旋配合物。
3.中心元素的杂化类型与其电子层结构和配体中配位原子的电 负性有关。
一、碱金属、碱土金属元素结构特征及元素性质变化规律。 二、成键特征及特殊性。 三、单质在水溶液中的行为——活泼性变化规律（φ）
2021/3/12
四、重要化合物性质。
1.氧化物和氢氧化物性质知识。
⑴氧化物
①与水作用
碱性变化规律——ROH规则
②与CO2作用 ⑵氢氧化物
③氧化还原性质
①水中溶解性 ②热稳定性
2、氢化物(了解)
①结构特点
②性质
3、重要盐类
①溶解性特点；②硬水及其软化（小论文）
③对角线规则——Li与Mg的相似性
单质在空气中燃烧产物、与C、N2直接化合为碳化物和氮化物；氢 氧化物为溶解度不大的中强碱，易热分解；氯化物共价性大，能 溶2与021/有3/12机溶剂；碳酸盐、磷酸盐、氟化物等难溶等。
生物无机化学体系中的配位化学原理课件
自上世纪70年代，配位化学已渗透到生命科学 体系，研究的对象主要包括：金属酶、金属辅酶、 血红素及微量金属在人体中的作用及体内金属离 子的平衡等。用配位化学的方法和原理研究生物 分子与金属离子的作用—生物无机化学。80年代， 配位化学向生命科学体系的更高层次发展。所以， 研究生物无机化学实质是研究有生命意义的配位 化学。
金属 配体
生物体系
Mn 咪唑
丙酮酸脱羧酶
Fe 卟啉，咪唑 血红素、氧化酶、过氧化氢
Fe 含硫配体
酶
铁氧化还原蛋白
Co 咕啉环
B12
Zn －NH2，咪唑 胰岛素、碳酸酐酶 Zn （－RS）2 醇脱氢酶
Pb －SH
δ－氨基乙酰丙酮脱水酶
Ni 半胱氨酸
脲酶
Cu 咪唑、酰胺 白蛋白 3
配合物的晶体场理论
（一）晶体场理论的基本要点
1
第一节 晶体场理论及其应用
生物配体、蛋白质、核酸及酶（氨基酸、肽→ 蛋白质）能和生命元素过渡金属离子Mn 、Fe、 Co 、Zn 、Mo等形成金属配合物。生物配体与金属 离子形成配合物，必定会引起其性质及功能的改变。 晶体场理论可对配合物的性能做出比较满意的解释。
2
表3-1生物体系中某些金属与配体
11
（四） 八面体型配位单元中中心原子的 d电子分布
具有 d1~d3 构型的中心原子，形成八面体型配位 单元时，其 d 电子应分占3个轨道，且自旋方式相同。
具有d4~d7构型的中心原子，形成八面体型配位 单元时，其d电子可以有两种分布方式： 一种分布方 式是尽量分布在能量较低的dε轨道，另一种分布方式 是尽量分占 d 轨道，且自旋方式相同。中心原子的 d 电子分布方式取决于分裂能 Es 和电子成对能 Ep 的 相对大小。当轨道中已分布一个电子时，再有一个电 子进入而与其成对时，必须克服电子之间的相互排斥 作用，所需的能量称为电子成对能。
金属 配体
生物体系
Mn 咪唑
丙酮酸脱羧酶
Fe 卟啉，咪唑 血红素、氧化酶、过氧化氢
Fe 含硫配体
酶
铁氧化还原蛋白
Co 咕啉环
B12
Zn －NH2，咪唑 胰岛素、碳酸酐酶 Zn （－RS）2 醇脱氢酶
Pb －SH
δ－氨基乙酰丙酮脱水酶
Ni 半胱氨酸
脲酶
Cu 咪唑、酰胺 白蛋白 3
配合物的晶体场理论
（一）晶体场理论的基本要点
1
第一节 晶体场理论及其应用
生物配体、蛋白质、核酸及酶（氨基酸、肽→ 蛋白质）能和生命元素过渡金属离子Mn 、Fe、 Co 、Zn 、Mo等形成金属配合物。生物配体与金属 离子形成配合物，必定会引起其性质及功能的改变。 晶体场理论可对配合物的性能做出比较满意的解释。
2
表3-1生物体系中某些金属与配体
11
（四） 八面体型配位单元中中心原子的 d电子分布
具有 d1~d3 构型的中心原子，形成八面体型配位 单元时，其 d 电子应分占3个轨道，且自旋方式相同。
具有d4~d7构型的中心原子，形成八面体型配位 单元时，其d电子可以有两种分布方式： 一种分布方 式是尽量分布在能量较低的dε轨道，另一种分布方式 是尽量分占 d 轨道，且自旋方式相同。中心原子的 d 电子分布方式取决于分裂能 Es 和电子成对能 Ep 的 相对大小。当轨道中已分布一个电子时，再有一个电 子进入而与其成对时，必须克服电子之间的相互排斥 作用，所需的能量称为电子成对能。
配位化学
1 h
R
(R)i (R)N (R)
nA1 ’ =(1/12)(3 11+ 012+113+311+012+113)=1 nA2 ’ =(1/12)(311+012+1(-1)3+311+012+1(-1)3)=0 nE’ =(1/12)(321+0(-1)2+103+321+0(-1)2+103)=1
i
i
R
C2v
E
C2
σv
σv’
Rφ1
φ1
φ2 φ2 φ1
ψ（A1）=N(φ1+φ2+φ2+φ1)=(1/2)1/2(φ1+φ2)
ψ（B2）=N(φ1-φ2-φ2+φ1)=(1/2)1/2(φ1-φ2 )
附：归一化系数：
Ni
1
aij 2 j
A1
B2
B1
AO
2S,2Pz
2Py
2Px
GO
φ1+φ2
φ1-φ2
（5）根据对称性匹配原理画出分子轨道能级图
GO2 GO1 GO
2b2 3a1 21ab11 1b2 1a1
MO
2P 2S AO
举例分析2：BH3
（1）找点群确定特征标表
（2）以配体原子成键轨道为基求可约表示特征标 可约表示的特征标等于不被操作位移的成键轨道数目
D3h г(3σ)
（3）约化求群轨道对应的不可约表示
p
1t2
s
1a1
GO
MO
AO
例2、 [CrF6]3－的分子轨道图形处理
无机化学 配位化合物PPT课件
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
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
第一章_配位化学课件
配位化学 Coordination chemistry
单秋杰
前言
1为无机化学分支之一 的配位化学发展极为迅速。现代配位化学的 研究领域已远远超出了纯无机化学的范围,它 涉及有机化学、催化机理、物质结构、化学 键理论以及生命现象中一系列与金属离子有 关的重要问题,形成了有机金属化学、配位催 化,配位场理论以及生物无机化学等新的、充 满活力的边缘学科。
历史上有记载的最早发现的第一个配合物就 是我们很熟悉的亚铁氰化铁，它是在 1704 年普鲁 工人在染料作坊中为寻找兰色染料，而将兽皮及兽 血同碳酸钠在铁锅中强烈地煮制而得到的。后经研 究确定其化学式为Fe4[Fe(CN)6]3 关于配合物的研究，据化学文献记载最早是在 1798年。当时法国化学家Tassaert观察到亚钴盐 在氯化铵和氨水溶液中转变为CoCl3· 6NH3，这一 报导引起了许多化学家对配合物的研究。
3、配合物结构的早期研究
早期人们利用链理论对配合物的结构进行推测， 当时有机化学已成为体系较为完整的学科，有机化 合物中碳原子的化合价已确定，一般皆为四价，而 且它们能够互相连接成链或环，当时链理论的提倡 者深受这些概念的影响。
认为NH3与HCl加合而形成复合物 NH4Cl。Ｎ在 Ｖ族，它的价可为５，而在 NH3 中，Ｎ价为３，尚 未饱和，故可与Ｈ、和Ｃ l结合，但它与Ｈ结合而形 成的键不同于和Ｃ l所形成的键，Ｎ－Ｈ键较强，Ｎ －Ｃ l键较弱，故在水溶液中氯化铵为电解质，要电 离为 NH4+ 和 Cl- 两种离子。链理论认为在链端的Ｃ l 和在氯化铵中的Ｃ l一样，在水溶液中要电离为氯离 子Cl-、加入AgNO3就立即与Ag+可成AgCl沉淀。
配位化学简史和基本概念 配合物的结构和异构现象 配合物的化学键理论 配合物在溶液中的稳定性 配合物的反应动力学 配体对中心金属氧化态稳定性的影响 簇状配合物 新型配合物 配合物的应用
单秋杰
前言
1为无机化学分支之一 的配位化学发展极为迅速。现代配位化学的 研究领域已远远超出了纯无机化学的范围,它 涉及有机化学、催化机理、物质结构、化学 键理论以及生命现象中一系列与金属离子有 关的重要问题,形成了有机金属化学、配位催 化,配位场理论以及生物无机化学等新的、充 满活力的边缘学科。
历史上有记载的最早发现的第一个配合物就 是我们很熟悉的亚铁氰化铁，它是在 1704 年普鲁 工人在染料作坊中为寻找兰色染料，而将兽皮及兽 血同碳酸钠在铁锅中强烈地煮制而得到的。后经研 究确定其化学式为Fe4[Fe(CN)6]3 关于配合物的研究，据化学文献记载最早是在 1798年。当时法国化学家Tassaert观察到亚钴盐 在氯化铵和氨水溶液中转变为CoCl3· 6NH3，这一 报导引起了许多化学家对配合物的研究。
3、配合物结构的早期研究
早期人们利用链理论对配合物的结构进行推测， 当时有机化学已成为体系较为完整的学科，有机化 合物中碳原子的化合价已确定，一般皆为四价，而 且它们能够互相连接成链或环，当时链理论的提倡 者深受这些概念的影响。
认为NH3与HCl加合而形成复合物 NH4Cl。Ｎ在 Ｖ族，它的价可为５，而在 NH3 中，Ｎ价为３，尚 未饱和，故可与Ｈ、和Ｃ l结合，但它与Ｈ结合而形 成的键不同于和Ｃ l所形成的键，Ｎ－Ｈ键较强，Ｎ －Ｃ l键较弱，故在水溶液中氯化铵为电解质，要电 离为 NH4+ 和 Cl- 两种离子。链理论认为在链端的Ｃ l 和在氯化铵中的Ｃ l一样，在水溶液中要电离为氯离 子Cl-、加入AgNO3就立即与Ag+可成AgCl沉淀。
配位化学简史和基本概念 配合物的结构和异构现象 配合物的化学键理论 配合物在溶液中的稳定性 配合物的反应动力学 配体对中心金属氧化态稳定性的影响 簇状配合物 新型配合物 配合物的应用
无机化学教学11章.配位化合物PPT课件
制造发光材料和显示器。
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
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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b
b
a. MA2B4型
b
a
(cis-、trans-)
Pt
b
a C2V
b
紫色
b
a
Pt
a
b D4h
b
绿色
cis-[PtCl2(NH3)4]
trans-[PtCl2(NH3)4]
b.
MA3B3(
面式-
(facial)、经式-
a
(meridian)
)
a
b
a
Co
b
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a
Co
b
b
b
a
fac-[Co(CN)3(NH3)3]
•中心原子与配位原子之间的成键理论
–价键理论(VB)---配位共价键(L. Pauling) √
–晶体场理论(CFT, Crystal Field Theory)
–分子轨道理论(配位场理论, LFT)
•价键理论-基本要点
•配合物的中心离子与配体之间以配位键结合。配原子必须含 有孤对电子（或电子），中心离子必须有空的价电子轨道。
[Cu(NH3)4]SO4
2019/12/15
内界
外界
配位数
配体
*配位离子写[] *配位分子可省去[]
5
内界（Inner）
1.中心原子(离子)：内界的核心原子或离子。
•通常为金属原子或离子
–若离子可称中心离子： 如Fe3+、Cu2+ 、Co2+ 、Ag+等；
–若原子则称为中心原子： 如：Fe，Ni等 –中心也可为非金属元素。 少数高氧化态的非金属元素也可作中心离子， 如BF4-、SiF62-中的B(Ⅲ)、Si(Ⅳ)等。
2019/12/15
6
内界（Inner）
配合物的特征部分，由中心原子或离子结合而成。
2019/12/15
7
[Fe(SCN)(H2O)5]2+, [Co(SCN)4(H2O)2]2-, [Cu(NH3)4(H2O)2]2+, [CuBr4]2-
2019/12/15
8
2019/12/15
9
2.配位体(L, Ligand)：内界中与中心离子结合的分子
c. 2M019/(1A2/15A)B2C2？---Pt(en)Br2Cl2
mer-[Co(CN)3(NH3)3]
25
Br
Cl
N
Pt
Cl
N
Cl
cis-
Br
N
Pt
Br
N
Br Cl
Cl
trans-
Cl
N Pt
N
Br Cl
Br
N
Pt
Cl
N
2019/12/15
Br
Br
26
三：旋光异构--光学异构即手性现象
2019/12[/1C5 o(NH3)5(H2O)]Cl3 三氯化五氨·一水合钴(Ⅲ) 19
补充：命名原则
总原则：先阴离子后阳离子，先简单后复杂。
命名顺序：
(1) 先无机配体，后有机配体 cis - [PtCl2(Ph3P)2] 顺-二氯 二·(三苯基磷)合铂(II)
(2) 先列出阴离子，后列出阳离子，中性分子的名称 K[PtCl3(NH3)] 三氯·一氨合铂(II)酸钾
(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) (6) 配体化学式相同但配位原子不同，(- SCN, -NCS) 时，则按配位原子元素符号的字母顺序排列。
2019/12/15
2019/12/15
17
三：配合物的命名-系统命名法
–首先服从一般无机化合物命名原则
•配位酸：(外界)H；(内界)配阴离子。某酸, H2[PtCl4] •配位碱：(内界)配阳离子；(外界)OH。氢氧化某, [Ag(NH3)2](OH) •配位盐：(内界)配阳、阴离子；(外界)简单阳、阴离子
–某化某：(内界)配阳离子 + (外界)简单阴离子 [CrCl2(H2O)4]Cl·2H2O –某酸某：
ONO-(亚硝酸根) , OH(羟基)，X-(卤离子)，EDTA2-(乙二胺四乙酸 根), XO2-(草酸根)
两可配体 (ambidentate ligand)-能够改变配原子的配体。
2019/12/15
10
NCS-, 异硫氰酸根
亚硝酸根
2019/12/15
SCN-, 硫氰酸根
硝基
11
*螯合物
由中心离子或原子与多基配体(螯合剂)结合成的配 合物，称为螯合物。
特点：
1、配位体含2个或2个以上的配位原子； 2、中心离子或原子结合成环状结构，一般包含五元 环或六元环。
常见的螯合配体：
乙二氨（en） 乙二氨四乙酸（EDTA）
2019/12/15
12
[Ca(EDTA)]2－或CaY2－
Ca2+的配位数为6， 配位原子分别是4个 O，2个N。
21
[Co(NH3)6][Cr(CN)6]
[Cr(NH3)6][Co(CN)6]
[Co(NH3)5Br](SO4)
[Co(NH3)5(SO4)]Br
练习 [Co(NH3)5NO2]Cl2
[Co(NH3)5ONO]Cl2
[Cr(H2O)6]Cl3
[Cr(H2O)5Cl]Cl2H2O
[Cr(H2O)4Cl2]Cl2H2O
子直接结合的配位原子的总数。
»单基配体：配位数=配体数；多基配体视具体情况而定。 配位数=配位原子数（与配位体数不一定相等）
»配位数一般为2、4、6、8，而12、14罕见于稀土离子。
»影响配位数大小的主要因素：中心离子的电荷和半径 中心离子电荷越多，配位数越大
中心离子的半径越大，配位数越大。
–配离子的电荷数：中心离子和配体电荷数的代数和。
2019/12/15
16
外界（outer）
配离子属于内界，配离子以外的其他离子属于外界， 即[ ]以外的部分。
•一般为简单酸根、阴阳离子； •外界离子所带电荷总数等于配离子的电荷数。 •电中性的称为配位分子。配位分子本身就是配位化合物。 Ex. Ni(CO)4
*配合物与复盐
复盐：是由两种或两种以上同种晶型的简单盐类所 组成的化合物。如 AlK(SO4)2·24H2O、 (NH4)2Fe(SO4)2
»(内界)配阳离子 + (外界)含氧酸根 [CoCl(NO2)(en)2]SCN
»(外界)简单阳离子 + (内界)配阴离子 Na2[Cr(-II)(CO)5] »配阳离子 + 配阴离子 [Pt(NH3)6][PtCl4]
•非电解质配合物： Ni(CO)4、[Co(III)(NO2)3(NH3)3]
2019/12/15
–[(NH3)5Co(NO2)]Cl2 和[(NH3)5Co(ONO)]Cl2—见前例 –[(Ph3P)2Pd(SCN)2] 和 [(Ph3P)2Pd(NCS)2]
2019/12/15
23
二、几何异构-立体异构(配体空间几何排列不同)
•平面四方形(planar square)---MA2B2型
b
a
• 为了解释配合物的空间构型,价键理论认为中心原子所提 供的空轨道必须杂化，形成一组等价的杂化轨道来接受配 体的孤对电子。这些杂化轨道具有一定的方向性和饱和性， 从而决定了配合物的空间构型和配位数。
• 常见杂化类型和空间构型
杂化类型 配位数
• 同一中心离子，螯合环的数目越多，螯合物越稳定。 如：EDTA螯合物均具有高度稳定性。
2019/12/15
15
3. 配位原子：配体中直接与中心原子键合的原子。
»具有孤对电子，为电子对给予体。常见C、O、S、N、P、 X、H原子。
4. 配位数(CN, Coordination Number)：与一个中心原
(3) 同类配体（无机或有机类）按配位原子元素符号 的英文字母顺序排列。
[Co(NH3)5(H2O)]Cl3 三氯化五氨·一水合钴(III)
2019/12/15
20
(4) 同类配体同一配位原子时，将含较少原子数的配 体排在前面。
[Pt(NO2)(NH3)(NH2OH)(Py)]Cl 氯化一硝基·一氨·一羟氨·一吡啶合铂(II)
•中心离子的空轨道必须杂化，以杂化轨道与配体的孤对电子 形成配位键。
•若中心离子全部以外层空轨道(ns, np, nd)参与杂化成键，形 成外轨型配合物；若以次外层(n-1)d轨道参与杂化成键，则 形成内轨型配合物。
2019/12/15
31
1. 配合物中的化学键
内界和外界的结合力—(离子键)静电力
2019/12/15
27
左、右旋及手性是一个古老的话题…
2019/12/15
28
• M(AA)3
M
M(aa)3
M M(aa)3
左手
2019/12/15
L[Co(OX)3]3-
右手
D[Co(OX)3]3-
29
•M(AA)2B2-[CoCl2(en)2]的异构状况？ Cl
–trans -具有对称面
第十章. Coordination Compound
• 配合物的基本概念
– 相关定义、概念 – 组成与结构、命名 – 类型
• 配合物的异构现象-立体异构* • 配合物的价键理论* • 配位平衡及其应用 • 配合物的应用*
作业：p189: 4, 5, 6, 7, 9, 10, 12, 23, 24(1-7);
内界中的化学键
主键—— 键 副键—— 键、反馈键*
b
a. MA2B4型
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(cis-、trans-)
Pt
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a C2V
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紫色
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b D4h
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绿色
cis-[PtCl2(NH3)4]
trans-[PtCl2(NH3)4]
b.
MA3B3(
面式-
(facial)、经式-
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(meridian)
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fac-[Co(CN)3(NH3)3]
•中心原子与配位原子之间的成键理论
–价键理论(VB)---配位共价键(L. Pauling) √
–晶体场理论(CFT, Crystal Field Theory)
–分子轨道理论(配位场理论, LFT)
•价键理论-基本要点
•配合物的中心离子与配体之间以配位键结合。配原子必须含 有孤对电子（或电子），中心离子必须有空的价电子轨道。
[Cu(NH3)4]SO4
2019/12/15
内界
外界
配位数
配体
*配位离子写[] *配位分子可省去[]
5
内界（Inner）
1.中心原子(离子)：内界的核心原子或离子。
•通常为金属原子或离子
–若离子可称中心离子： 如Fe3+、Cu2+ 、Co2+ 、Ag+等；
–若原子则称为中心原子： 如：Fe，Ni等 –中心也可为非金属元素。 少数高氧化态的非金属元素也可作中心离子， 如BF4-、SiF62-中的B(Ⅲ)、Si(Ⅳ)等。
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内界（Inner）
配合物的特征部分，由中心原子或离子结合而成。
2019/12/15
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[Fe(SCN)(H2O)5]2+, [Co(SCN)4(H2O)2]2-, [Cu(NH3)4(H2O)2]2+, [CuBr4]2-
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2.配位体(L, Ligand)：内界中与中心离子结合的分子
c. 2M019/(1A2/15A)B2C2？---Pt(en)Br2Cl2
mer-[Co(CN)3(NH3)3]
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Br
Cl
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Pt
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Br
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N Pt
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三：旋光异构--光学异构即手性现象
2019/12[/1C5 o(NH3)5(H2O)]Cl3 三氯化五氨·一水合钴(Ⅲ) 19
补充：命名原则
总原则：先阴离子后阳离子，先简单后复杂。
命名顺序：
(1) 先无机配体，后有机配体 cis - [PtCl2(Ph3P)2] 顺-二氯 二·(三苯基磷)合铂(II)
(2) 先列出阴离子，后列出阳离子，中性分子的名称 K[PtCl3(NH3)] 三氯·一氨合铂(II)酸钾
(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) (6) 配体化学式相同但配位原子不同，(- SCN, -NCS) 时，则按配位原子元素符号的字母顺序排列。
2019/12/15
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三：配合物的命名-系统命名法
–首先服从一般无机化合物命名原则
•配位酸：(外界)H；(内界)配阴离子。某酸, H2[PtCl4] •配位碱：(内界)配阳离子；(外界)OH。氢氧化某, [Ag(NH3)2](OH) •配位盐：(内界)配阳、阴离子；(外界)简单阳、阴离子
–某化某：(内界)配阳离子 + (外界)简单阴离子 [CrCl2(H2O)4]Cl·2H2O –某酸某：
ONO-(亚硝酸根) , OH(羟基)，X-(卤离子)，EDTA2-(乙二胺四乙酸 根), XO2-(草酸根)
两可配体 (ambidentate ligand)-能够改变配原子的配体。
2019/12/15
10
NCS-, 异硫氰酸根
亚硝酸根
2019/12/15
SCN-, 硫氰酸根
硝基
11
*螯合物
由中心离子或原子与多基配体(螯合剂)结合成的配 合物，称为螯合物。
特点：
1、配位体含2个或2个以上的配位原子； 2、中心离子或原子结合成环状结构，一般包含五元 环或六元环。
常见的螯合配体：
乙二氨（en） 乙二氨四乙酸（EDTA）
2019/12/15
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[Ca(EDTA)]2－或CaY2－
Ca2+的配位数为6， 配位原子分别是4个 O，2个N。
21
[Co(NH3)6][Cr(CN)6]
[Cr(NH3)6][Co(CN)6]
[Co(NH3)5Br](SO4)
[Co(NH3)5(SO4)]Br
练习 [Co(NH3)5NO2]Cl2
[Co(NH3)5ONO]Cl2
[Cr(H2O)6]Cl3
[Cr(H2O)5Cl]Cl2H2O
[Cr(H2O)4Cl2]Cl2H2O
子直接结合的配位原子的总数。
»单基配体：配位数=配体数；多基配体视具体情况而定。 配位数=配位原子数（与配位体数不一定相等）
»配位数一般为2、4、6、8，而12、14罕见于稀土离子。
»影响配位数大小的主要因素：中心离子的电荷和半径 中心离子电荷越多，配位数越大
中心离子的半径越大，配位数越大。
–配离子的电荷数：中心离子和配体电荷数的代数和。
2019/12/15
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外界（outer）
配离子属于内界，配离子以外的其他离子属于外界， 即[ ]以外的部分。
•一般为简单酸根、阴阳离子； •外界离子所带电荷总数等于配离子的电荷数。 •电中性的称为配位分子。配位分子本身就是配位化合物。 Ex. Ni(CO)4
*配合物与复盐
复盐：是由两种或两种以上同种晶型的简单盐类所 组成的化合物。如 AlK(SO4)2·24H2O、 (NH4)2Fe(SO4)2
»(内界)配阳离子 + (外界)含氧酸根 [CoCl(NO2)(en)2]SCN
»(外界)简单阳离子 + (内界)配阴离子 Na2[Cr(-II)(CO)5] »配阳离子 + 配阴离子 [Pt(NH3)6][PtCl4]
•非电解质配合物： Ni(CO)4、[Co(III)(NO2)3(NH3)3]
2019/12/15
–[(NH3)5Co(NO2)]Cl2 和[(NH3)5Co(ONO)]Cl2—见前例 –[(Ph3P)2Pd(SCN)2] 和 [(Ph3P)2Pd(NCS)2]
2019/12/15
23
二、几何异构-立体异构(配体空间几何排列不同)
•平面四方形(planar square)---MA2B2型
b
a
• 为了解释配合物的空间构型,价键理论认为中心原子所提 供的空轨道必须杂化，形成一组等价的杂化轨道来接受配 体的孤对电子。这些杂化轨道具有一定的方向性和饱和性， 从而决定了配合物的空间构型和配位数。
• 常见杂化类型和空间构型
杂化类型 配位数
• 同一中心离子，螯合环的数目越多，螯合物越稳定。 如：EDTA螯合物均具有高度稳定性。
2019/12/15
15
3. 配位原子：配体中直接与中心原子键合的原子。
»具有孤对电子，为电子对给予体。常见C、O、S、N、P、 X、H原子。
4. 配位数(CN, Coordination Number)：与一个中心原
(3) 同类配体（无机或有机类）按配位原子元素符号 的英文字母顺序排列。
[Co(NH3)5(H2O)]Cl3 三氯化五氨·一水合钴(III)
2019/12/15
20
(4) 同类配体同一配位原子时，将含较少原子数的配 体排在前面。
[Pt(NO2)(NH3)(NH2OH)(Py)]Cl 氯化一硝基·一氨·一羟氨·一吡啶合铂(II)
•中心离子的空轨道必须杂化，以杂化轨道与配体的孤对电子 形成配位键。
•若中心离子全部以外层空轨道(ns, np, nd)参与杂化成键，形 成外轨型配合物；若以次外层(n-1)d轨道参与杂化成键，则 形成内轨型配合物。
2019/12/15
31
1. 配合物中的化学键
内界和外界的结合力—(离子键)静电力
2019/12/15
27
左、右旋及手性是一个古老的话题…
2019/12/15
28
• M(AA)3
M
M(aa)3
M M(aa)3
左手
2019/12/15
L[Co(OX)3]3-
右手
D[Co(OX)3]3-
29
•M(AA)2B2-[CoCl2(en)2]的异构状况？ Cl
–trans -具有对称面
第十章. Coordination Compound
• 配合物的基本概念
– 相关定义、概念 – 组成与结构、命名 – 类型
• 配合物的异构现象-立体异构* • 配合物的价键理论* • 配位平衡及其应用 • 配合物的应用*
作业：p189: 4, 5, 6, 7, 9, 10, 12, 23, 24(1-7);
内界中的化学键
主键—— 键 副键—— 键、反馈键*