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1、第十一章第十一章 配位化合物配位化合物第十一章第十一章 配位化合物配位化合物11.1 配合物的基本概念配合物的基本概念11.5 配合物与生物医学配合物与生物医学11.4 螯合物螯合物11.2 配合物的化学键理论配合物的化学键理论11.3 配位平衡配位平衡11.6 非经典配合物非经典配合物第一节第一节 配合物的基本概念配合物的基本概念 一、一、 配合物的组成配合物的组成二、二、 配合物的命名配合物的命名硫酸铜溶液硫酸铜溶液加入氨水加入氨水分析证实，硫酸铜无论其是水溶液还是晶体，分析证实，硫酸铜无论其是水溶液还是晶体，天蓝色都是水合铜离子产生的颜色。天蓝色都是水合铜离子产生的颜色。Cu(H2O)4
2、2+向硫酸铜溶液滴加过量氨水，得到深蓝色的向硫酸铜溶液滴加过量氨水，得到深蓝色的透明溶液，若蒸发结晶，可以得到深蓝色的透明溶液，若蒸发结晶，可以得到深蓝色的晶体。分析其组成为：晶体。分析其组成为： Cu(NH3)4SO4 H2O无论在氨水溶液里还是在晶体里，深蓝色都是无论在氨水溶液里还是在晶体里，深蓝色都是四氨合铜离子四氨合铜离子Cu(NH3)42+产生的颜色。产生的颜色。 加入浓盐酸加入浓盐酸向硫酸铜液中加入过量浓盐酸，得到向硫酸铜液中加入过量浓盐酸，得到黄色黄色透明溶液，透明溶液，分析证实，其中存在四氯合铜分析证实，其中存在四氯合铜酸根离子酸根离子CuCl42-, 并能在晶体里存在。并能在
3、晶体里存在。硫酸铁溶液硫酸铁溶液加入硫氰化钾溶液加入硫氰化钾溶液硫酸铁溶液硫酸铁溶液加入硫氰化钾溶液加入硫氰化钾溶液向硫酸铁溶液中加入硫氰化钾，得到向硫酸铁溶液中加入硫氰化钾，得到红色透红色透明溶液，明溶液，分析证实，这是四硫氰合铁酸根离分析证实，这是四硫氰合铁酸根离子子Fe（SCN）4-,的颜色。的颜色。 配合物的定义配合物的定义 由简单阳离子（或原子）与一定数目的中性由简单阳离子（或原子）与一定数目的中性分子或者阴离子通过分子或者阴离子通过配位键配位键结合形成的复杂结结合形成的复杂结构单元，结构单元带电荷时称做构单元，结构单元带电荷时称做配离子配离子，电中，电中性时称性时称配位分子配位分子
4、我们把像我们把像Cu(NH3)42+、CuCl42-、 Fe（SCN）4- 这样的这样的带带正电荷的配离子称为配阳离子。正电荷的配离子称为配阳离子。如如Zn(NH3)42+ 、Cu(NH3)42+等。等。带带负电荷的配离子称为配阴离子。负电荷的配离子称为配阴离子。如如CuCl42-、 Fe（SCN）4- 等。等。其中的金属离子或金属原子是配离子的其中的金属离子或金属原子是配离子的形成体形成体。NH3、Cl-、SCN- 等称做等称做配位体（配体）配位体（配体） 含有配离子的化合物和配位分子含有配离子的化合物和配位分子统称为统称为配位化合物配位化合物，简称，简称配合物配合物。例：例：Cu(NH3)
5、4 SO4H2 Cu Cl4KFe(SCN)4Ni（CO）4习惯上将配离子也称为配合物。习惯上将配离子也称为配合物。配配离子和配分子统称离子和配分子统称配位个体配位个体.一、一、配合物的组成配合物的组成由内、外界组成的配合物由内、外界组成的配合物, 内界内界(配离子或配离子或配分子配分子)是配合物的是配合物的特征部分特征部分.内、外界内、外界之间以之间以离子键相结合离子键相结合,在水中可在水中可几乎完全解离几乎完全解离. 如如:Cu(NH3)4SO4 = Cu(NH3)42+ + SO42- K3Fe(NCS)6 = Fe(NCS)63- + 3K+内界具有一定的稳定性内界具有一定的稳定性,
6、在水中难以解离在水中难以解离,可象一个简单离子那样参加反应可象一个简单离子那样参加反应.内界和外界内界和外界Cu(NH3)4SO4 Ag(NH3)2Cl K3Fe(NCS)6 H2PtCl6Fe(CO)5 CoCl3(NH3)3配离子配离子配分子配分子组成组成: 一般由内、外界两部分一般由内、外界两部分组成组成.内内界界 (配位个体配位个体) 用方括号标明。用方括号标明。Cu(NH3)4SO4CoCl3(NH3)3外外界界外外界界内内界界中中心心原原子子(形形成成体体)Fe(CO)5配配位位体体(简简称称配配体体)中中心心原原子子内内界界配配体体配配体体K3Fe(NCS)6中中心心原原子子配配
7、体体中中心心原原子子1. 中心原子中心原子 (中心离子或形成体中心离子或形成体)阳离子阳离子(多多)： Cu(NH3)42+;多数是多数是d 区过渡元素区过渡元素;Fe(CO)5 , Ni(CO)4;BF 4- ，SiF6 2-.中性原子中性原子(少少):金属元素金属元素(多多):非金属元素非金属元素(少少):在配在配离子（或配位分子）中，接受孤电子离子（或配位分子）中，接受孤电子对成键的阳离子或原子。对成键的阳离子或原子。形成体的价电子层含有空轨道。形成体的价电子层含有空轨道。形成体位于配离子的中心，是配离子形成体位于配离子的中心，是配离子的核心部分。的核心部分。配位体配位体:例例:X-,
8、SCN-,C2O42- ,CN-, H2O, NH3,CO,en.配位剂配位剂:能提供配体的物质能提供配体的物质.如如: KSCN, NH3H2O, KCl等等2. 配位体配位体(配体配体)和配位原子和配位原子与与形成体形成体(中心原子或中心离子中心原子或中心离子)以以配位键结合的阴离子或中性分子配位键结合的阴离子或中性分子. 配位原子配位原子:如如Cu(NH3)42+中的中的N; Fe(NCS)63-中的中的N.配位原子一般是电负性配位原子一般是电负性较大的非金属较大的非金属 原子原子.配体中直接向中心离子或中心原子提供配体中直接向中心离子或中心原子提供孤电子对形成配位键的原子孤电子对形成配
9、位键的原子. 配体分类配体分类分类分类单齿配体单齿配体:多齿配体多齿配体: 含多个配位原子的配体含多个配位原子的配体.含一个配位原子的配体含一个配位原子的配体.单齿配体单齿配体如如X-, H2O , NH3, CN-, NO2-等等.二齿配体二齿配体:乙二胺乙二胺(en)乙二酸根乙二酸根(草酸根草酸根):O OC CO O2-NH2CH2 CH2 NH2多齿配体多齿配体六齿配体六齿配体:乙二胺四乙酸根乙二胺四乙酸根 EDTA(Y4-)4-NCH2 CH2 NCH2 COO OOC H2CCH2 COO OOC H2C有的配体虽含有两个配位原子，但由于配位有的配体虽含有两个配位原子，但由于配位原
10、子靠得太近，只能由其中一个与中心原子原子靠得太近，只能由其中一个与中心原子配位成键，故仍属单齿配体配位成键，故仍属单齿配体. 当由不同的配当由不同的配位原子成键时就是不同的单齿配体位原子成键时就是不同的单齿配体.如如: SCN-在与在与Fe3+配位时配位时,配位原子是配位原子是N; CNS-在与在与Ag+配位时配位时,配位原子是配位原子是S简单配位化合物简单配位化合物由形成体与单齿配位体所形成的配合物由形成体与单齿配位体所形成的配合物螯合物螯合物由形成体与多齿配体结合而成的由形成体与多齿配体结合而成的含环状结构的配合物。含环状结构的配合物。如如Cu(en)22+:例：例： K2 PtCl6 、
11、Cr(H2O)6 Cl3 、NaAlF6 2+ CH2 NH2 NH2 CH2CuCH2 NH2 NH2 CH2单齿配体单齿配体: Cu(NH3)42+ Pt (NH3) Cl3-多齿配体多齿配体: Co (en)2Cl2 + Al(C2O4)33- Ca(EDTA)2-配位数配位数43+1=42+22=6 3 2=61 6=6配位体配位体:3. 配位数配位数与中心原子或中心离子成键的配位与中心原子或中心离子成键的配位原子总数原子总数. 亦即配位键数目亦即配位键数目.配位数配位数:配位数大小与形成体和配体性质有关配位数大小与形成体和配体性质有关.一般配位数与形成体氧化数有以下关系一般配位数与形
12、成体氧化数有以下关系:形成体氧化数形成体氧化数: 1 2 3 配位数配位数: 2 4 6 一般规律：中心原子一般规律：中心原子(中心离子中心离子)体积体积大、电荷高，配体的体积小，则有利大、电荷高，配体的体积小，则有利于配位数的增加。于配位数的增加。Ag(S2O3)2x (x)Pt (NH3) Cl3- (+3)Fe(CN)6x(赤血盐赤血盐) (+2)Fe(CN)6x(黄血盐黄血盐) (x) Co (NH3)3Cl3 (x)Fe(CO)5x = +1 + (-2 2) = -3x + (-1 3) = -1, x = +2x = +3 + (-1 6) = -3x = +2 + (-1 6)
13、 = -4x + (-1 3) = 0, x = +3x + (0) = 0, x = 0配离子电荷配离子电荷: 4. 配离子电荷数配离子电荷数:配离子电配离子电荷等于中心离子荷等于中心离子(原子原子)和配体两者电和配体两者电荷的荷的 代数和代数和 配合物的化学式的书写顺序配合物的化学式的书写顺序(1)内、外界：与一般的盐类相似，阳离内、外界：与一般的盐类相似，阳离 子写在前，阴离子写在后。子写在前，阴离子写在后。(2)内界内界: 形成体写在前形成体写在前, 配体写在后。配体写在后。(3)配体配体: 先写有机配体，后写无机配体。先写有机配体，后写无机配体。 先写中性分子配体，后写阴离子配体先写
14、中性分子配体，后写阴离子配体Na3AlF6 Ni(NH3)4(OH)2 Cr(en)2Cl2Cl Co(NH3)4Cl2Cl 二、二、配合物的命名配合物的命名(1) 配合物命名原则配合物命名原则:配合物为配离子化合物配合物为配离子化合物, 命名时阴离子在命名时阴离子在前前, 阳离子在后阳离子在后;若为配阳离子若为配阳离子,则叫则叫“某化某某化某”或或“某酸某酸某某”;若为配阴离子若为配阴离子,则在配阴离子与外界阳离则在配阴离子与外界阳离子之间用子之间用“酸酸”字相连（配离子看作酸根）字相连（配离子看作酸根）.配体名称列在中心原子之前配体名称列在中心原子之前;配体数目用倍数词头二、三、四等数字表
15、配体数目用倍数词头二、三、四等数字表示示(配体数为配体数为 1 时可省略时可省略);不同配体名称之间以不同配体名称之间以“”分开分开;在最后一个配体名称之后缀以在最后一个配体名称之后缀以“合合”字字;中心原子的氧化值用带括号的罗马数字表中心原子的氧化值用带括号的罗马数字表示示(氧化值为氧化值为 0 时可省略时可省略).(2) 配体命名原则配体命名原则:多个配体的命名次序多个配体的命名次序若含多种配体若含多种配体, 先无机后有机先无机后有机,;先阴离子后中性分子先阴离子后中性分子;先简单后复杂先简单后复杂硫酸四氨合铜硫酸四氨合铜()六异硫氰根合铁六异硫氰根合铁()酸酸钾钾六氯合铂六氯合铂()酸酸
16、氢氧化四氨合铜氢氧化四氨合铜()Cu(NH3)4SO4K3Fe(CNS)6H2PtCl6 Cu(NH3)4(OH)2KPt (NH3) Cl5五氯五氯一氨合铂一氨合铂()酸钾酸钾例如例如:硝酸羟基硝酸羟基三水合锌三水合锌()(三三)氯化五氨氯化五氨水合钴水合钴()五羰五羰(基基)合铁合铁三硝基三硝基三氨合钴三氨合钴()Zn (H2O)3 (OH)NO3Co (H2O) (NH3)5 Cl3Fe(CO)5Co (NH3)3 (NO2)3 Ca(EDTA)2-乙二胺四乙酸根合钙乙二胺四乙酸根合钙()离子离子再如再如:硫酸硫酸 氯氯 氨氨 二（乙二胺）合钴二（乙二胺）合钴()Co (en)2 (NH3) Cl2+SO42-Co3+ Cl- NH3 enCl N 试试看试试看: Co (en)2 (NH3) ClSO4命名：命名：内界内界:外界外界: 中心原子中心原子:配位体配位体:配位原子配位原子:配位数配位数:6第二节第二节 配合物的化学键理论配合物的化学键理论一、一、 配合物的配合物的价键理论价键理论二、二、配合物的配合物的晶体场理论晶体场理论一、一、 配合物的配合物的价键理论价键理论1
