第11章 配合物吉林大学无机化学PPT课件
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配合配 物酸 ： HB 4 F
配 盐 K4F e ()C 6, NCo(3N )5(H 2O)C3l 配 碱 Cu(3N )4(H O2H)
5
( 配合物的组成：
A3 ) g 2 C (N l N 4 i H C (3 C ( N o 3 ) 3 O C H ) l
← ← ←
← ←
中 心 离 子
2. 大环配位化合物 然而，“大环效应”的发现使人们对该领域的兴趣和系统研究迅速 发展了起来！
3. 大环配位化合物的发展得利于3位Nobel 奖的获得者：
C.Pedersen 美国化学 家 首次报道“冠醚” (crown ether)
J.M.Lehn 法国生物化学家 首次报道“穴醚” (cryptant)
（或离子）和可以提供孤对电子的配位体 以配位键的形式相结合而成的复杂离子， 通常称这种复杂的离子为配位单元。凡是 含有配位单元的化合物都称为配合物。
4
举例：
配分N 子 i(： C 4, OC) o3C (Nl3 H )3 配离B子 4F, ：Fe(C 64-,N C)o(3N )5(H H 2O)3, Cu(3N )42 H
14
穴状配体的下面两种双环结构会显示对不同碱金属阳离子的选 择性，碱金属阳离子体积与配位体空穴大小的匹配程度不同，表现 出了配合物的不同稳定性.
碱金属穴配体配合物的不同稳定性. 纵坐标为形成常数的对数 ，横坐标为阳离子半径. 注意，较小的 2.2.1 穴配体与Na+形 成的配合物更稳定，而较大的 2.2.2 穴配体与K+形成的配合 物更稳定.
• 配位化合物（简称配合物） • Coordination compounds, complex • 由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和具有接受孤对电 子或多个不定域电子的空位的原子或离子 按照一定的空间构型所形成的化合物。
-中国化学会《无机化学命名原则》1980年
3
• 从化学键的观点：配合物是由中心原子
32 6
Ca(EDTA) 2 1 6 6 16
配位数的大小和中心离子的电荷、半径以及配体的电荷、 半径有关，还与形成配合物的条件（浓度、温度等）有关
常见金属离子的配位数
1价金属离子
Cu+ 2,4 Ag+ 2 Au+ 2,4
2价金属离子
Ca2+ 6 Mg2+ 6 Fe2+ 6 Co2+ 4,6 Cu2+ 4,6 Zn2+ 4,6
7
(3) 配体和配位原子
配位体
负离子 SX C C N 2O 4 2 CN 中性H 分 2ON 子 3HCOH 2NC 2CH 2H N2H (en
配位原子：配位体中与中心离子（或原子） 直接以配位键结合的原子。
8
配体的分类
• 单齿配体(monodentate)：一个配体中只含一个 配位原子
H 2N C2H C2H N2H
乙二酸根（草酸根，ox） OOCCOO
10
六齿配体：乙二胺四乙酸根 EDTA（Y4－）
-OOCCH2 -OOCCH2
CH2COON-CH2-CH2-N CH2COO-
11
冠醚和穴醚
能与碱金属离子形成配位化合物
12
碱金属和碱土金属的配合物 (complex)
1. 碱金属的配合物为什么过去研究得很少？ 主要是金属离子的少电荷和大体积使其配位能力比较小的缘故.
第11章 配位化合物
11.1 配位化合物的定义及命名 11.2 配位化合物的空间构型 11.3 配位化合物的化学键理论 11.4 配位化合物的稳定性
1
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总体概述
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2
配合物的基本概念
3价金属离子
Al3+ 4,6
Cr3+ 6
Fe3+
6
Co3+ 6
Au3+ 4
17
配离子与中心体的电荷数
A()g(S2O3)23, (P2t)Cl3(NH3)
K3(F3e)(CN6) 赤血盐,
K4(F2e)(CN6)
C(3o)Cl3(NH3)3 ,
(0)
Fe(CO5)
黄血盐
18
X OH（ 羟 基 ）CN
•
•
•
H2
O
•
N• H3
CO（ 羰 基 ）
•
两可配体：在化学环境不同时，可以不同的 原子进行配位。
SCN（ 硫氰根）
•
N
•
O（2
硝
基
）
NCS（ 异硫氰根）
•
ONO(亚硝酸)根
• 9
•多齿配体(polydentate)： 一个配体中含有 多个配位原子
二齿配体：乙二胺（en）
（2）穴醚 (cryptant) 右图给出的新配合物中含有和两种杂原子，由
于分子结构型似地穴，故取名穴醚 (cryptant) .碱金
属阳离子的穴醚配合物比冠醚配合物更稳定，甚至 能存在于水溶液中. 这显然与穴醚更接近于实现对 金属离子的完全包封有关.
冠醚和穴醚统称为大环配位化合物 (macrocyclic coordination compound). 作为配位体的冠醚和穴醚，不同大小、不同形状的穴腔 对碱金属阳离子具有选择性.穴醚几乎能够实现对K+和Na+离子的完 全分离，选择性可高达 105 ：1.
配 位 体
内界
外界
离 子 键Βιβλιοθήκη Baidu
中配 心位 原体 子
中 心配 离位 子体
6
(2) 中心体（中心离子或原子）
正离子（多） 中性原子（少） Fe(CO)5 , Ni(CO)4 金属元素（多）
非金属元素（少） BF4 Si62F
配合物中只含有一个形成体的称为单核配合物，含有两 个或两个以上形成体的称为多核配合物。
D.Cram 美国有机化学家
提出“主-客体化学”
（host-guest chemistry） 13
(1) 冠醚 (crown ether)
右图给出的是18-冠-6，18和6分别表示环原子 数和环氧原子数，距离最近的 O 原子间以 -CH2CH2- 相桥联.冠醚 与碱金属离子形成相对稳定的配 合物，碱金属18-冠-6配合物在非水溶液中几乎能 无限期稳定存在.
15
配位数(coordination number)：
配单元中与中心原子或离子直接成键的配位原子 的数目。
配 位 配 数 i位 的 体 数 齿目 数
配合物
配位数
Cu(NH
)
34
4
PtCl 3 (NH 3 )
31 4
CoCl 2 (en) 2 2 2 2 2 6
Al(C 2O4 )3 3
配 盐 K4F e ()C 6, NCo(3N )5(H 2O)C3l 配 碱 Cu(3N )4(H O2H)
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( 配合物的组成：
A3 ) g 2 C (N l N 4 i H C (3 C ( N o 3 ) 3 O C H ) l
← ← ←
← ←
中 心 离 子
2. 大环配位化合物 然而，“大环效应”的发现使人们对该领域的兴趣和系统研究迅速 发展了起来！
3. 大环配位化合物的发展得利于3位Nobel 奖的获得者：
C.Pedersen 美国化学 家 首次报道“冠醚” (crown ether)
J.M.Lehn 法国生物化学家 首次报道“穴醚” (cryptant)
（或离子）和可以提供孤对电子的配位体 以配位键的形式相结合而成的复杂离子， 通常称这种复杂的离子为配位单元。凡是 含有配位单元的化合物都称为配合物。
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举例：
配分N 子 i(： C 4, OC) o3C (Nl3 H )3 配离B子 4F, ：Fe(C 64-,N C)o(3N )5(H H 2O)3, Cu(3N )42 H
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穴状配体的下面两种双环结构会显示对不同碱金属阳离子的选 择性，碱金属阳离子体积与配位体空穴大小的匹配程度不同，表现 出了配合物的不同稳定性.
碱金属穴配体配合物的不同稳定性. 纵坐标为形成常数的对数 ，横坐标为阳离子半径. 注意，较小的 2.2.1 穴配体与Na+形 成的配合物更稳定，而较大的 2.2.2 穴配体与K+形成的配合 物更稳定.
• 配位化合物（简称配合物） • Coordination compounds, complex • 由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和具有接受孤对电 子或多个不定域电子的空位的原子或离子 按照一定的空间构型所形成的化合物。
-中国化学会《无机化学命名原则》1980年
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• 从化学键的观点：配合物是由中心原子
32 6
Ca(EDTA) 2 1 6 6 16
配位数的大小和中心离子的电荷、半径以及配体的电荷、 半径有关，还与形成配合物的条件（浓度、温度等）有关
常见金属离子的配位数
1价金属离子
Cu+ 2,4 Ag+ 2 Au+ 2,4
2价金属离子
Ca2+ 6 Mg2+ 6 Fe2+ 6 Co2+ 4,6 Cu2+ 4,6 Zn2+ 4,6
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(3) 配体和配位原子
配位体
负离子 SX C C N 2O 4 2 CN 中性H 分 2ON 子 3HCOH 2NC 2CH 2H N2H (en
配位原子：配位体中与中心离子（或原子） 直接以配位键结合的原子。
8
配体的分类
• 单齿配体(monodentate)：一个配体中只含一个 配位原子
H 2N C2H C2H N2H
乙二酸根（草酸根，ox） OOCCOO
10
六齿配体：乙二胺四乙酸根 EDTA（Y4－）
-OOCCH2 -OOCCH2
CH2COON-CH2-CH2-N CH2COO-
11
冠醚和穴醚
能与碱金属离子形成配位化合物
12
碱金属和碱土金属的配合物 (complex)
1. 碱金属的配合物为什么过去研究得很少？ 主要是金属离子的少电荷和大体积使其配位能力比较小的缘故.
第11章 配位化合物
11.1 配位化合物的定义及命名 11.2 配位化合物的空间构型 11.3 配位化合物的化学键理论 11.4 配位化合物的稳定性
1
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配合物的基本概念
3价金属离子
Al3+ 4,6
Cr3+ 6
Fe3+
6
Co3+ 6
Au3+ 4
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配离子与中心体的电荷数
A()g(S2O3)23, (P2t)Cl3(NH3)
K3(F3e)(CN6) 赤血盐,
K4(F2e)(CN6)
C(3o)Cl3(NH3)3 ,
(0)
Fe(CO5)
黄血盐
18
X OH（ 羟 基 ）CN
•
•
•
H2
O
•
N• H3
CO（ 羰 基 ）
•
两可配体：在化学环境不同时，可以不同的 原子进行配位。
SCN（ 硫氰根）
•
N
•
O（2
硝
基
）
NCS（ 异硫氰根）
•
ONO(亚硝酸)根
• 9
•多齿配体(polydentate)： 一个配体中含有 多个配位原子
二齿配体：乙二胺（en）
（2）穴醚 (cryptant) 右图给出的新配合物中含有和两种杂原子，由
于分子结构型似地穴，故取名穴醚 (cryptant) .碱金
属阳离子的穴醚配合物比冠醚配合物更稳定，甚至 能存在于水溶液中. 这显然与穴醚更接近于实现对 金属离子的完全包封有关.
冠醚和穴醚统称为大环配位化合物 (macrocyclic coordination compound). 作为配位体的冠醚和穴醚，不同大小、不同形状的穴腔 对碱金属阳离子具有选择性.穴醚几乎能够实现对K+和Na+离子的完 全分离，选择性可高达 105 ：1.
配 位 体
内界
外界
离 子 键Βιβλιοθήκη Baidu
中配 心位 原体 子
中 心配 离位 子体
6
(2) 中心体（中心离子或原子）
正离子（多） 中性原子（少） Fe(CO)5 , Ni(CO)4 金属元素（多）
非金属元素（少） BF4 Si62F
配合物中只含有一个形成体的称为单核配合物，含有两 个或两个以上形成体的称为多核配合物。
D.Cram 美国有机化学家
提出“主-客体化学”
（host-guest chemistry） 13
(1) 冠醚 (crown ether)
右图给出的是18-冠-6，18和6分别表示环原子 数和环氧原子数，距离最近的 O 原子间以 -CH2CH2- 相桥联.冠醚 与碱金属离子形成相对稳定的配 合物，碱金属18-冠-6配合物在非水溶液中几乎能 无限期稳定存在.
15
配位数(coordination number)：
配单元中与中心原子或离子直接成键的配位原子 的数目。
配 位 配 数 i位 的 体 数 齿目 数
配合物
配位数
Cu(NH
)
34
4
PtCl 3 (NH 3 )
31 4
CoCl 2 (en) 2 2 2 2 2 6
Al(C 2O4 )3 3