配位化合物的基本概念

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1、第九章第九章 配位化合物配位化合物 第一节 配合物的基本概念 第二节 配合物的结构理论 第三节 配位平衡 第四节 螯合物 第一节第一节 配合物的基本概念配合物的基本概念 配位化学是在无机化学基础上发展起来的一门学科，它所研究的对象为配位化合物，（coordination compounds）简称配合物 。 定定 义义w配合物配合物：由可以给出孤对电子的离子或中性分子（称为配体）和具有接受孤对电子的原子或离子（统称为中心原子）按一定的组成和空间构型所形成的化合物。 英语中称做：Coordination Compound，或 Complex Compound，意为“协同化合物”或“复杂化合物”。译

2、成“配合物”或“络合物”。 Alfred Werner， 瑞士无机化学家 ，韦尔纳是配位化学的奠基人。韦尔纳因创立配位化学而获得1913年诺贝尔化学奖。 叶绿素分子的骨架叶绿素分子的骨架生命中的配合物生命中的配合物叶绿素分子叶绿素分子血红素血红素B抗癌药顺式二氯二氨合铂抗癌药顺式二氯二氨合铂（）发现配合物的历史及实验现象发现配合物的历史及实验现象w第一个配合物：1704年，普鲁士蓝KFeFe(CN)6由德国柏林的颜料工人戴斯拜许制得。w配位化学的开端：1789年法国化学家塔萨厄尔，将钴（）盐的氨溶液暴露在空气中，析出橙色晶体，分析其组成为CoCl36NH3，加热至150也不释放NH3，说明Co

3、Cl3与NH3牢固地键合在一起。各自价饱和，如何结合？CuSO4NaOH有蓝色的有蓝色的CuOH沉淀沉淀 有有Cu2+1.NH32.NaOH无沉淀生成无沉淀生成 无无Cu2+Cu2+哪里去了哪里去了w 硅胶吸水后变粉红色，需高温烘干方能回复蓝色，原因存在粉红色的CoCl26H2O。中心离子中心离子(central ion)配位体配位体(ligand)配位数配位数(coordination number)内界内界(inner sphere)外界（外界（outer sphere） Pt (NH3)4 (NO2) Cl CO3中心离子内界(配离子)外界K4 Pt Cl6 外界内界(配离子)配体中心离

4、子配位原子配体配合物的组成特点：1. 内外界之间是离子键，在水中可全部解离；2. 内界的结合比较紧密，在一定程度上丧失了各自独立存在时的化学性质。配位数1. 1. 中心离子或原子：有空轨道，能接受孤对电子中心离子或原子：有空轨道，能接受孤对电子+2+3+4+3+500b. 不带电荷的金属原子，如不带电荷的金属原子，如Ni、Fe2. 2. 配位体和配位原子：能提供孤对电子配位体和配位原子：能提供孤对电子配体：根据配体中所含配位原子个数分为配体：根据配体中所含配位原子个数分为单齿单齿配体和配体和多齿多齿配体配体单齿配体多齿配体一个配体所含配位原子个数12个或2个以上举 例NH3、 X- OH-H2

5、NCH2CH2NH2螯合物：螯合物：由多齿配体与中心离子结合而成的具有环状结构的配合物，称螯合物。H H C u ( e n ) 2 2 + C u N H N N N H H 2 C H 2 C C H 2 C H 2 多齿配体与螯合物多齿配体与螯合物 CaY2 配离子多齿配体与螯合物多齿配体与螯合物 螯合物的稳定性很强EDTA：乙二胺四乙酸根合钙(II)5个五元环；6个配位原子 (4个O，2个 N)螯合物的特点螯合物的特点 1、含有两个或两个以上能给出孤电子对的配位原子。 2、配位原子之间应间隔两个或三个其它原子。螯合剂螯合剂形成螯合物的配合剂形成螯合物的配合剂一般一般为为含有含有 O O

6、、S S、N N、P P 等配位原子的有机等配位原子的有机化合物。配位原子之化合物。配位原子之间间间间隔两个或三个其它隔两个或三个其它原子。原子。螯合剂化学式缩写乙二胺NH2CH2CH2NH2en乙酰丙酮CH3COCH2COCH3Hacac丙二胺H2NCH2CH2CH2NH2pn乙二胺四乙酸H4edta螯合物螯合物的稳定性的稳定性螯合物稳定性螯环的大小一般五原子环 或六原子环 最稳定螯环的多少一个配体与中 心离子形成的 螯环数越多， 越稳定。螯合物螯合物特性特性显特征显特征颜色颜色 如如 在弱碱性条件下，在弱碱性条件下，丁二酮肟与丁二酮肟与Ni2+形成形成 鲜红色鲜红色的螯合物沉淀，用来鉴定的

7、螯合物沉淀，用来鉴定Ni2+。 常见单齿配体常见单齿配体中性分子配体H2O水NH3氨CO羰基CH3NH2甲胺配位原子ONCN阴离子配体F-氟Cl- 氯Br-溴I-碘OH- 羟基CN-氰NO2-硝基配位原子FClBrIOCN阴离子配体ONO-亚硝酸根SCN-硫氰酸根NCS-异硫氰酸根配位原子OSN常见多齿配体常见多齿配体分子式名称缩写符号草酸根(OX)乙二胺(en)邻菲罗啉(o-phen)联吡啶(bpy)乙二胺四乙酸(H4edta)两可配体两可配体w一ONO 亚硝酸根， 一NO2 硝基w一SCN 硫氰酸根， 一NCS 异硫氰酸根多核配合物多核配合物多核配合物多核配合物 两个或两个以上中心原子结合

8、所形成两个或两个以上中心原子结合所形成的配合物。的配合物。如如5+5+ H O(H3N)5Cr Cr(NH3)5 O2 (NH3)4Co Co(NH3)4 N H24+多核配合物多核配合物多核配合物多核配合物氢化酶晶体结构氢化酶晶体结构3配位数中心离子电荷+1+2+3+4常见配位数24（或6)6（或4）6（或8)配位个体配位体配位原子 配位数Cu(NH3)42+NH3单齿N4CoCl3(NH3)3Cl-NH3单齿ClN6Cu(en)22+en双齿N4影响配位数大小的因素影响配位数大小的因素 中心离子中心离子电荷离子电荷越高，配位数越大。半径半径越大，其周围可容纳的配体较 多，配位数大。离子的电

9、子构型离子的电子构型不同，配位数也不同。 如 配离子 PtCl42 PtCl62 中心离子 Pt2+ Pt4+ 离子电荷 +2 +4 配位数 4 配位数 6 4 配体配体电荷电荷电荷越高，配体间斥力增大，电荷越高，配体间斥力增大， 配位数越小配位数越小如 配离子 Zn(NH3)62+ Zn(OH)42 配体 NH3 OH 配位数 6 4半径半径半径越大，中心离子所能容纳配体数减少，配半径越大，中心离子所能容纳配体数减少，配位数减少。位数减少。如 配离子 AlF63 AlCl4 配体 F Cl 配位数 6 4常见金属离子常见金属离子( (Mm+) )的配位数的配位数( (n) )M+nM2+nM

10、3+nM4+nCu+2, 4Cu2+4, 6Fe3+6Pt4+6Ag+2Zn2+4, 6Cr3+6Au+2, 4Cd2+4, 6Co3+6Pt2+4Sc3+6Hg2+2, 4Au3+4Ni2+4, 6Al3+4, 6Co2+4、6中心离子正电荷越多，配位数越大中心离子正电荷越多，配位数越大空间结构空间结构配体配体实例实例配位数配位数NH3Ag(NH3)2+ 2CN- Zn(CN)42- 4常见中心离子的配位数及配合物空间构型常见中心离子的配位数及配合物空间构型空间结构空间结构配体配体实例实例配位数配位数CN- Ni(CN)42-4COFe(CO)5 5F- CoF63- 6Cl- PtCl62

11、- 64. 4. 配离子的电荷配离子的电荷配离子电荷 = 中心离子或中心原子与配体电荷的代数和 = 外界离子的电荷配合物Cu(NH3)4SO4K3Fe(CN)6中心离子Cu2+Fe3+配体NH3CN-配离子电荷+2(+3)+(-1)6=-3外界SO42-K+配离子Cu(NH3)42+Fe(CN)63-中心中心原子原子配位体配位体配位数配位数只有内界无外只有内界无外界，电荷为零界，电荷为零由外界的电荷也可标出配离子的电荷 二、配位化合物的命名二、配位化合物的命名1.对整体配合物而言，命名与一般无机化合物的命名原则相同。“某化某”、“氢氧化某”、“某酸某”和“某酸”。a. 配位阳离子配位阳离子“某

12、化某某化某”或或“某酸某某酸某” Co(NH3)6Br3 三溴化化六氨合钴() Co(NH3)2(en)2(NO3)3 硝酸酸二氨二乙二胺合钴()b. 配位阴离子配位阴离子配位阴离子配位阴离子“酸酸”外界外界 K2SiF6 六氟合硅()酸酸钾2. 内界的命名法： 配位体数配位体数配体名称配体名称合合中心离子中心离子(氧化数氧化数)注意： 1. 配位体数：用汉字一、二、三、四等表示； 2. 不同配体名称之间用圆点“”分开； 3. 氧化数：用罗马数字,等表示。(7) 俗名命名法：赤血盐，黄血盐，氯铂酸钾等。类型化学式命名配位酸HBF4四氟合硼()酸H3AlF6六氟合铝()酸配位碱Zn(NH3)4(

13、OH)2 氢氧化四氨合锌(II)Cr(OH)(H2O)5(OH)2 氢氧化一羟基五水合铬()配位盐KAl(OH)4四羟基合铝 ()酸钾Co(NH3)5(H2O)Cl3三氯化五氨一水合钴(III)Pt(NH3)6PtCl4 四氯合铂(II)酸六氨合铂(II) 中性分子Ni(CO)4 四羰基合镍 PtCl2(NH3)2 二氯二氨合铂(II) 配位化合物的类型及命名配位化合物的类型及命名课堂练习课堂练习1. Cr(C6H6)2 二苯合铬(0)2. CrCl2(NH3)4Cl2H2O 二水合一氯化二氯四氨合铬()3. Cu(NH3)2(CH3COO)Cl 氯化一乙酸根二氨合铜()4. PtCl(NO2

14、)(NH3)4CO3 碳酸一氯一硝基四氨合铂()5. H2Zn(OH)2C12 二氯二羟基合锌()酸6. Na2MgY 乙二胺四乙酸合镁()酸钠7. K4PtCl6 六氯合铂()酸钾8. K2HgI4 四碘合汞()酸钾9. Co(NH3)3(H2O)C12Cl 氯化二氯一水三氨合钴()10. Cr(NH3)6Co(CN)6 六氰合钴()酸六氨合铬()11. Cu(en)2 SO4 硫酸二乙二胺合铜()12. Co2(CO)8 八羰合二钴(0)13. K2Co(SO4)2 二硫酸合钴()酸钾作业命名作业命名w(NH4)3SbCl6wCo(H2O)4Cl2ClwCr(H2O)4Br2Br2H2OwCr(H2O)(en)(C2O4)(OH)wCo(NO2)63-wCo(NH3)4(NO2)Cl+wNH4Cr(SCN)4(NH3)2