第8章 配位化合物

第八章配位化合物

一、教学目的

1、掌握配位化合物的基本概念及组成；

2、理解配位化合物的化学键理论；

3、了解配位化合物的应用。

二、教学方法

讲授法、提问法

三、教学手段

多媒体

四、学时分配

5学时

五、重点和难点

1、配合物的组成；

2、配合物价键理论要点；

3、配合物的解离平衡。

六、作业布置

p257：1、2、3

七、辅导安排

课间、课后

八、教学内容

8.1 配合物的基本概念

一、配合物的组成：

Ø由内界和外界组成；

Ø内界和外界以离子键结合；

Ø内界：为配合物的特征部分，是中心体和配位体之间通过配位键结合而成的；

Ø外界：方括号之外的离子；

1、形成体：可以接受配体孤电子对的原子或离子；又称为中心离子、中心原子、配位中心。

大多数为过渡金属阳离子（或原子），如：Ni、Fe、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Co2+、Ag+等；少数高氧化态的非金属元素也可作中心离子，如[BF4]-、[SiF6]2-、B3+、Si4+；

2、配位个体、配体及配位原子

(1)配位个体：由形成体结合一定数目的配体所形成的结构单元。如：[Cu(NH3)4]2+、[Ni(CO)4]

(2)配位体：与形成体结合的离子或中性分子（即可以提供孤电子对的分子或离子）；如: NH3、H2O、CO、OH-、CN-、X-;

(3) 配位原子

Ø在配体中提供孤电子对与形成体形成配位键的原子;

Ø一般为电负性较大的非金属原子，如X、O、S、N、P、C等;

Ø根据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。§单齿配体：一个配体只有一个配位原子;

§多齿配体：一个配体中有2个或2个以上的配位原子;

如: 乙二胺、乙二胺四乙酸、氨基乙酸

3、配位数：与形成体成键的配位原子的数目；最常见的配位数为6和4。

4、配离子的电荷：形成体和配体电荷的代数和。

二、配合物的化学式及命名

1、化学式：

书写配合物的化学式应遵循两条原则

（1）阳离子写在前，阴离子写在后

（2）先列出形成体的元素符号，再依次列出阴离子和中性分子配体；

2、命名：

遵循无机化合物的命名原则。

若为阳离子配合物，则叫做“某化某”或“某酸某”；若为阴离子配合物，外界和内界之间用“酸”字连接。若外界为“H”，则在配阴离子后加“酸”字。

配位个体原则：

（1）配位名称列在形成体名称之前，顺序同书写顺序，相互之间用“·”连接，在最后用“合”字连接。

（2）同类配体按配位原子的元素符号的英文字母顺序排列；

（3）配位个数用一、二、三字表示。形成体的氧化数用带括号的罗马字（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ）表示。

3、配体的命名

（1）带倍数字头的无机含氧酸根阴离子配体，命名时用括号括起来。

（2）有些配体具有相同的化学式，但由于配位原子不同，命名也不同。

如：NO2-；SCN-；NCS-。

8.2 配合物的化学键理论

一、价键理论

1、价键理论要点

Ø形成体与配体形成配合物时，形成体以适当的空的杂化轨道，接受配体提供的孤电子对，形成s配位键。

即形成体的空的杂化轨道同配位原子的充满孤电子对的原子轨道相互重叠而形成配位键。

形成体的杂化轨道类型决定配位个体的几何构型和配位键型（内轨或外轨配键）。

2、配合物的几何构型和配位键

（1）配位键的类型

外轨配键：形成体以最外层轨道（ns、np、nd）杂化成键所形成的配键。

对应的配合物称为外轨型配合物

内轨配键：若形成体还使用次外层轨道[(n-1)d、ns、np]杂化成键所形成的配键；对应的配合物称为内轨型配合物。

* 配合物是内轨型还是外轨型还要看以下几点：

Ø中心离子的电子构型

d10 构型的离子（外轨）

d8 （内轨型）如：Ni2+、Pt2+、Pd2+

d4-d7（内、外轨）

Ø离子所带的电荷：电荷越多，有利于形成内轨型；

如：[Co(NH3)6]2+（外轨）；

[Co(NH3)6]3+（内轨）；

Ø配位原子的电负性大小

电负性大的原子（F、O），不易提供孤电子对，外轨

（2）几何构型

用杂化轨道理论解释。如：[FeF6]3-

3、配合物的稳定性、磁性与键型的关系：一般内轨型比外轨型稳定；

物质的磁性强弱与物质的内部未成对电子数的多少有关。

磁矩m=[n(n+2)]1/2；

m的单位为波尔磁子，符号为B.M.

n 为未成对电子数

例 Fe3+：m=[n(n+2)]1/2=[5(5+2)]1/2=5.92 B.M.

*二、晶体场理论

8.3配合物在水溶液中的稳定性

在水中：内界与外界之间—全部解离；在配离子的中心离子与配体之间—部分解离；

一、配位平衡及其平衡常数

以[Cu(NH3)4]2+为例：

二、配离子稳定常数的应用

1、计算配合物中有关离子的浓度

2、判断配离子与沉淀之间转化的可能性

3、判断配离子之间转化的可能性

4、计算配离子的电极电势

8.4 配合物的类型和制备方法

一、配合物的类型

1、简单配合物

2、螯合物

3、多核配合物

4、羰合物

5、原子簇状化合物

6、同多酸、杂多酸型配合物

7、大环配合物

8、夹心配合物

二、配合物的制备

分类：

Ø经典配合物：具有盐的性质，易溶于水；

Ø包括金属羰合物在内的金属有机配合物：共价化合物，易溶于非极性溶剂；

1、经典配合物的制备

（1）加成法

（2）配体取代法

Ø水溶液取代法

Ø非水溶剂取代