

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

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第4章配位鍵和配位化合物4.1配位化合物的基本概念4.2配位化合物的化學(xué)鍵理論4.3配位化合物的應(yīng)用(選修)2022/11/191第4章配位鍵和配位化合物4.1配位化合物的基本概念4.1、掌握簡(jiǎn)單配合物的定義、組成、命名和結(jié)構(gòu)特點(diǎn);2、理解配合物價(jià)鍵理論的基本要點(diǎn),并能用其解釋配合物的磁性、雜化類型及空間構(gòu)型等。本章學(xué)習(xí)要求1、掌握簡(jiǎn)單配合物的定義、組成、命名和結(jié)構(gòu)特點(diǎn);本章學(xué)習(xí)要請(qǐng)先看兩個(gè)實(shí)驗(yàn):
CuSO4NaOHBaCl2NH3?H2OCu(OH)2(大量Cu2+)BaSO4(大量SO42-)
Cu2(OH)2SO4(大量Cu2+、少量氨水)2022/11/193請(qǐng)先看兩個(gè)實(shí)驗(yàn):CuSO4NaOHBaCl2NH3?H2OCuSO4稀NaOHBaCl2NH3?H2OBaSO4(大量SO42-)過(guò)量NH3?H2O[Cu(NH3)4]SO4不反應(yīng)(Cu2+濃度極小)
不反應(yīng)
(Cu2+濃度極小)加入酒精、過(guò)濾、再于溶水用pH試紙測(cè)定酸堿度:pH=7
說(shuō)明沒(méi)有明顯NH32022/11/194CuSO4稀NaOHBaCl2NH3?H2OBaSO4(CuSO4+4NH3=[Cu(NH3)4]SO4深藍(lán)色晶體加入酒精過(guò)濾把純凈的深藍(lán)色的硫酸四氨合銅晶體溶于水,分成三分,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):(1)用pH試紙測(cè)定酸堿度:pH=7說(shuō)明沒(méi)有明顯NH3
,(2)加入稀NaOH時(shí)無(wú)沉淀生成,說(shuō)明無(wú)簡(jiǎn)單Cu2+離子(3)加入BaCl2+HNO3溶液有沉淀生成,示有SO42-離子+2022/11/195CuSO4+4NH3=[Cu(NH3)4]SO4深藍(lán)色晶體加實(shí)驗(yàn)表明:
[Cu(NH3)4]SO4是比CuSO4更穩(wěn)定的“配合物”,[Cu(NH3)4]
2+為配離子(內(nèi)界),以配位鍵結(jié)合;SO42-為外界。2Cu2++2NH3·H2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4↓(天藍(lán))+2NH4+Cu2(OH)2SO4+8NH3·H2O=2[Cu(NH3)4]2++2OH-+SO42-+8H2O深蘭色2022/11/196實(shí)驗(yàn)表明:[Cu(NH3)4]SO4是比CuSO4更穩(wěn)定4.1配位化合物的基本概念4.1.1配位化合物的定義定義:以具有接受電子對(duì)的空軌道的原子和離子為中心,與一定數(shù)量的可以給出電子對(duì)的離子或分子按一定的組成和空間構(gòu)型形成的化合物。配位鍵的形成:中心離子(原子)提供空軌道,配位體上的配位原子提供孤對(duì)電子。中心離子(原子)配位體[Cu(NH3)4]SO4[Co(NH3)6]Cl3K3[Fe(NCS)6]2022/11/1974.1配位化合物的基本概念定義:以具有接受電子對(duì)4.1.2配位化合物的組成[Co(NH3)6]Cl3內(nèi)界(配位個(gè)體)外界配體中心離子配位原子配位數(shù)[Fe(CO)5]K3[Fe(NCS)6][Cu(NH3)4]SO4練習(xí):2022/11/1984.1.2配位化合物的組成[Co(NH3)6]Cl3內(nèi)界(1、形成體(中心離子或原子)一般為帶正電的過(guò)渡金屬離子
[Co(NH3)6]3+,[Fe(CN)6]4-,[HgI4]2-
電中性原子:Ni(CO)4,Fe(CO)5,Cr(CO)6
非金屬元素原子:SiF62-,PF6-
2、配位體和配位原子配位原子:配體中與中心原子直接相連的原子。H,C,N,P,As,Sb,O,S,Se,Te,F(xiàn),Cl,Br,I陰離子:X-,OH-,SCN-中性分子:CO,H2O,NH3
配體:含孤對(duì)電子2022/11/1991、形成體(中心離子或原子)一般為帶正電的過(guò)渡金屬離子2、分類單齒配體:多齒配體:含多個(gè)配位原子的配體。只含有一個(gè)配位原子的配體。常見(jiàn)的單齒配體及名稱
2022/11/1910分類單齒配體:含多個(gè)配位原子的配體。只含有一個(gè)配位原子的配體常見(jiàn)的多齒配體及名稱
乙二胺(en)乙二酸根(草酸根)—:OOCCOO:—(C2O42-)乙二胺四乙酸根EDTA(Y4-)2022/11/1911常見(jiàn)的多齒配體及名稱乙二胺(en)乙二酸根(草酸根)—:3、中心離子的配位數(shù)配位數(shù)是與中心原子成鍵的配位原子總數(shù)。單基配體的配合物:配位數(shù)=配位體數(shù);多基配體的配合物:配位數(shù)=配位體數(shù)×每個(gè)配位體中配位原子數(shù)。單齒配體:[Cu(NH3)4]2+
[PtCl3(NH3)]-多齒配體:[CoCl2(en)2]+[Al(C2O4)3]3-
[Ca(EDTA)]2-446662022/11/19123、中心離子的配位數(shù)配位數(shù)是與中心原子成鍵的配位原子總數(shù)。單影響配位數(shù)的因素:中心離子的氧化數(shù)越高,配位數(shù)往往越大。
如:Ag+、Cu+、Au+等離子的特征配位數(shù)為2,Cu2+、Zn2+、Hg2+、Co2+、Ni2+等離子的特征配位數(shù)為4,F(xiàn)e3+、Co3+、Al3+、Cr3+等離子的特征配位數(shù)為6。
中心離子的半徑越大,配位數(shù)往往越大。如:[BF4]中,中心離子的配位數(shù)是4,[AlF6]3中,中心離子的配位數(shù)是6。如:[AlF6]3中,中心離子的配位數(shù)是6,
[AlCl4]中,中心離子的配位數(shù)是4。
一般來(lái)說(shuō),配體的體積越大,中心離子的配位數(shù)越小。另外配位數(shù)還受到中心離子和配位體之間的相互作用以及配合物生成時(shí)的外界條件(溫度、濃度等)的影響??傊?,確定配位數(shù)要根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)。2022/11/1913影響配位數(shù)的因素:中心離子的氧化數(shù)越高,配位數(shù)往往越大。如(+3)[Fe(CN)6]3-(赤血鹽)(+2)[Fe(CN)6]4-(黃血鹽)
[Fe(CO)5]4、配離子的電荷配離子電荷等于中心離子和配體兩者電荷的代數(shù)和。配合物內(nèi)界是否一定帶電?2022/11/1914(+3)4、配離子的電荷配離子電荷等于中心離子和配體兩者4.1.3配位化合物的命名1.習(xí)慣命名法K4[Fe(CN)6]:黃血鹽Fe(C5H5)2:二茂鐵
K3[Fe(CN)6]:紅血鹽K[PtCl3(C2H4)]:蔡斯鹽2.系統(tǒng)命名法原則:服從一般無(wú)機(jī)化合物的命名原則。
(1)外界命名:
外界是簡(jiǎn)單陰離子酸根,則稱“某化某”。外界是復(fù)雜陰離子酸根,則稱“某酸某”。外界為氫離子,配陰離子后用酸字結(jié)尾,它的鹽類似。[CoC12(NH3)4]Cl一氯化二氯·四氨合鈷(III)
[Cu(NH3)4]SO4硫酸四氨合銅(II)
H[PtCl3(NH3)]三氯·一氨合鉑(II)酸
K[PtCl3(NH3)]三氯·一氨合鉑(II)酸鉀
2022/11/19154.1.3配位化合物的命名1.習(xí)慣命名法K4[Fe(CN配位體名稱(不同配位體名稱之間以中圓點(diǎn)(·)分開(kāi))-合-中心離子。(2)內(nèi)界命名:
內(nèi)界命名法:三先三后原則先配位體后中心離子先離子配體后分子配體先無(wú)機(jī)配體后有機(jī)配體配位原子英文字母順序同類配體2022/11/1916配位體名稱(不同配位體名稱之間以中圓點(diǎn)(·)分開(kāi))-合-中心PtCl2(NH3)2K[PtCl5(NH3)]五氯·一氨合鉑(IV)酸鉀[Co(ONO)(NH3)5]SO4硫酸一亞硝酸根·五氨合鈷(III)二氯·二氨合鉑(II)舉例:K3[Fe(CNS)6]六異硫氰根合鐵(Ⅲ)酸鉀H2[PtCl6]六氯合鉑(Ⅳ)酸[Cu(NH3)4](OH)2氫氧化四氨合銅(Ⅱ)[CoCl(NH3)(en)2]SO4硫酸一氯·一氨·二(乙二胺)合鈷(Ⅲ)(NH4)2[FeCl5(H2O)][Cr(Py)2(H2O)Cl3][Pt(NH3)4Cl2][HgI4][Pt
(NH3)4(OH)Cl]CO3
碳酸一氯·一羥基·四氨合鉑(IV)四碘合汞(Ⅱ)酸二氯·四氨合鉑(Ⅳ)三氯·一水·二吡啶合鉻(Ⅲ)五氯·一水合鐵(Ⅲ)酸銨2022/11/1917PtCl2(NH3)2K[PtCl5(NH3)]五氯·一氨合(3)特殊配合物金屬羰基配合物Ni(CO)4簇狀配合物有機(jī)金屬配合物大環(huán)配合物4.1.4配位化合物的類型(1)簡(jiǎn)單配合物單齒配體——一個(gè)配位原子(NH3,H2O,CN-)(2)螯合物多齒配體——兩個(gè)(含)以上配位原子(en,EDTA)2022/11/1918(3)特殊配合物金屬羰基配合物Ni(CO)44.1.4金屬羰基化合物有機(jī)金屬配合物簇狀配合物大環(huán)配合物2022/11/1919金屬羰基化合物有機(jī)金屬配合物簇狀配合物大環(huán)配合物2022/14.2配位化合物的化學(xué)鍵理論4.2.1價(jià)鍵理論1.價(jià)鍵理論的要點(diǎn)(1)中心(或原子M):價(jià)電子層有空軌道,是電子對(duì)接受體;配體(L):提供孤對(duì)電子,是電子對(duì)給予體;二者形成配位鍵ML。(2)中心離子(或原子)價(jià)層上的空軌道首先雜化,雜化類型決定于中心離子的價(jià)層電子構(gòu)型和配體的數(shù)目及配位能力的強(qiáng)弱。(3)中心離子(或原子)的雜化軌道與配位原子中的孤對(duì)電子的原子軌道重疊成鍵,形成配合物。(4)配合物的空間構(gòu)型取決于中心離子(或原子)的雜化軌道類型。2022/11/19204.2配位化合物的化學(xué)鍵理論4.2.1價(jià)鍵理論(1)中心2.中心離子的雜化軌道1.配位數(shù)為2的配合物Ag+(4d105s05p0)↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓Ag+4d5s5pNH3
NH3Ag(NH3)2+sp雜化sp雜化,一條s和一條p軌道參加雜化,形成2條呈直線型sp雜化軌道,空間構(gòu)型為直線型,鍵角180°。H3NAgNH3[Ag(NH3)2]+(sp雜化)5p4d↑↓↑↓2022/11/19212.中心離子的雜化軌道1.配位數(shù)為2的配合物Ag+(2.配位數(shù)為4的配合物(1)[Ni(NH3)4]2+
sp3雜化
Ni2+(3d84s04p0)↑↓↑↓↑↑↓↑3d4s4pNi2+↑↓↑↓↑↑↓↑3d[Ni(NH3)4]2+
sp3雜化NH3NH3NH3NH3Ni2+利用1條4s和3條4p軌道雜化,形成4條sp3雜化軌道,分別與NH3分子的N原子形成4個(gè)σ配鍵,配離子的空間構(gòu)型為正四面體?!?011-10-182011-10-192022/11/19222.配位數(shù)為4的配合物(1)[Ni(NH3)4]2+(2)[Ni(CN)4]2-
dsp2雜化
Ni2+(3d84s04p0)Ni2+↑↓↑↓↑↑↓↑3d4s4pdsp2雜化[Ni(CN)4]2-3d84p↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓CN-CN-CN-CN-4p3d8重排dsp2雜化↑↓↑↓↑↓↑↓Ni2+的3d軌道重排,空出一條3d軌道,與一條4s二條4p軌道dsp2雜化,分別與CN-中的C原子形成四個(gè)σ配位鍵,配離子的空間構(gòu)型為平面正方形。NiCNCNCNCN2022/11/1923(2)[Ni(CN)4]2-dsp2雜化N
3.配位數(shù)為6的配合物(1)[FeF6]3-Fe3+(3d54s04p0)Fe3+3d4s4dsp3d2雜化4p↑↑↑↑↑3d↑↑↑↑↑sp3d2雜化4d[FeF6]3-F-F-F-F-F-F-Fe3+的一條4s三條4p二條4d軌道sp3d2雜化,形成6條sp3d2雜化軌道,與F-形成6個(gè)σ配位鍵,配離子空間構(gòu)型為正八面體?!?022/11/19243.配位數(shù)為6的配合物(1)[FeF6]3-Fe3+(2)[Fe(CN)6]3-
(d2sp3雜化)Fe3+(3d54s04p0)Fe3+3d54s4d4p↑↑↑↑↑重排↑↓↑↓↑d2sp3雜化↑↓↑↓↑3d54s4p3d5d2sp3雜化CN-CN-CN-CN-CN-CN-↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓2022/11/1925(2)[Fe(CN)6]3-(d2sp3雜化)Fe33.價(jià)鍵理論的應(yīng)用(1)判斷配合物的空間構(gòu)型2022/11/19263.價(jià)鍵理論的應(yīng)用(1)判斷配合物的空間構(gòu)型2022/11(2)判斷配合物的磁性物質(zhì)的磁性與物質(zhì)的未成對(duì)電子數(shù)有關(guān),物質(zhì)分子中有未成對(duì)電子時(shí),具有順磁性。當(dāng)物質(zhì)分子沒(méi)有未成對(duì)電子時(shí),為反磁性物質(zhì)。磁矩與分子中的未成對(duì)電子數(shù)n
的近似關(guān)系:物質(zhì)磁性可由磁天平測(cè)得,可根據(jù)測(cè)得的磁矩,推算配離子中未成對(duì)電子數(shù),繼而推測(cè)中心離子的d電子分布、雜化類型及配離子的空間構(gòu)型。n=1~5時(shí)的磁矩估算值為:2022/11/1927(2)判斷配合物的磁性物質(zhì)的磁性與物質(zhì)的未成對(duì)電子數(shù)(3)內(nèi)、外軌型配合物
①外軌型配合物:中心離子以最外層的ns、np、nd軌道雜化,配位原子的孤對(duì)電子投入中心離子的外層軌道上,這樣形成的配合物叫外軌型配合物,
由于沒(méi)有電子重排,單電子數(shù)較多,磁矩較大。如:sp、sp3、sp3d2
雜化形成的配合物。
②內(nèi)軌型配合物:受配位原子影響,中心離子內(nèi)層的d軌道重排,以(n-1)d、ns、np軌道雜化,配位原子的孤對(duì)電子插入中心離子的內(nèi)層軌道上,所形成的配合物叫內(nèi)軌型配合物,其穩(wěn)定性較強(qiáng);由于電子重排配對(duì),單電子數(shù)減少,磁矩減小,甚至變?yōu)榉创判晕镔|(zhì)。如:dsp2、d2sp3雜化形成的配合物。2022/11/1928(3)內(nèi)、外軌型配合物①外軌型配合物:如:sp、s4.2.2晶體場(chǎng)理論4.3配位化合物的應(yīng)用選修選修2022/11/19294.2.2晶體場(chǎng)理論4.3配位化合物的應(yīng)用選修選修1、掌握簡(jiǎn)單配合物的定義、組成、命名和結(jié)構(gòu)特點(diǎn);2、理解配合物價(jià)鍵理論的基本要點(diǎn),并能用其解釋配合物的磁性、雜化類型及空間構(gòu)型等。本章課程小結(jié)1、掌握簡(jiǎn)單配合物的定義、組成、命名和結(jié)構(gòu)特點(diǎn);本章課程小練習(xí)1、命名及組成
(1)[CoCl(NCS)(en)2]NO3Co3+;Cl-、NCS-、en;Cl、N、N、N;配位數(shù):6
(2)[CoCl2(NH3)3(H2O)]ClCo3+;Cl-、NH3、H2O;Cl、N、O;配位數(shù):6
(3)
NH4[Co(SCN)4(NH3)2]Co3+,配體:SCN-、NH3
,配位原子:S、N,配位數(shù):6硝酸一氯·一異硫氰根·二(乙二胺)合鈷(Ⅲ)氯化二氯·三氨·一水合鈷(Ⅲ)四硫氰根·二氨合鈷(Ⅲ)酸銨2022/11/1931練習(xí)1、命名及組成(1)[CoCl(NCS)(4、Fe(en)32+
μ=5.0
,判斷該配離子雜化類型,空間構(gòu)型。
解:Fe2+(3d6)有4個(gè)成單電子,∵μ=5.0≈4.90∴n=4Fe2+的d軌道沒(méi)有發(fā)生重排,其雜化類型為sp3d2,正八面體。2、下列關(guān)于[Cd(CN)4]2-的空間構(gòu)型及中心離子的雜化方式的敘述,正確的是()。
(A)平面正方形,dsp2雜化(B)變形四面體,dsp2雜化(C)正四面體,sp3雜化(D)平面正方形,sp3
雜化C3、下列配合物屬于外軌型的是()。(A)[Fe(H2O)6]3+(B)[Cr(NH3)6]3+
(C)[Ni(CN)4]2-(D)[Cu(NH3)4]2+A2022/11/19324、Fe(en)32+μ=5.0,判斷該配離子雜化類型第4章配位鍵和配位化合物4.1配位化合物的基本概念4.2配位化合物的化學(xué)鍵理論4.3配位化合物的應(yīng)用(選修)2022/11/1933第4章配位鍵和配位化合物4.1配位化合物的基本概念4.1、掌握簡(jiǎn)單配合物的定義、組成、命名和結(jié)構(gòu)特點(diǎn);2、理解配合物價(jià)鍵理論的基本要點(diǎn),并能用其解釋配合物的磁性、雜化類型及空間構(gòu)型等。本章學(xué)習(xí)要求1、掌握簡(jiǎn)單配合物的定義、組成、命名和結(jié)構(gòu)特點(diǎn);本章學(xué)習(xí)要請(qǐng)先看兩個(gè)實(shí)驗(yàn):
CuSO4NaOHBaCl2NH3?H2OCu(OH)2(大量Cu2+)BaSO4(大量SO42-)
Cu2(OH)2SO4(大量Cu2+、少量氨水)2022/11/1935請(qǐng)先看兩個(gè)實(shí)驗(yàn):CuSO4NaOHBaCl2NH3?H2OCuSO4稀NaOHBaCl2NH3?H2OBaSO4(大量SO42-)過(guò)量NH3?H2O[Cu(NH3)4]SO4不反應(yīng)(Cu2+濃度極?。?/p>
不反應(yīng)
(Cu2+濃度極?。┘尤刖凭?、過(guò)濾、再于溶水用pH試紙測(cè)定酸堿度:pH=7
說(shuō)明沒(méi)有明顯NH32022/11/1936CuSO4稀NaOHBaCl2NH3?H2OBaSO4(CuSO4+4NH3=[Cu(NH3)4]SO4深藍(lán)色晶體加入酒精過(guò)濾把純凈的深藍(lán)色的硫酸四氨合銅晶體溶于水,分成三分,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):(1)用pH試紙測(cè)定酸堿度:pH=7說(shuō)明沒(méi)有明顯NH3
,(2)加入稀NaOH時(shí)無(wú)沉淀生成,說(shuō)明無(wú)簡(jiǎn)單Cu2+離子(3)加入BaCl2+HNO3溶液有沉淀生成,示有SO42-離子+2022/11/1937CuSO4+4NH3=[Cu(NH3)4]SO4深藍(lán)色晶體加實(shí)驗(yàn)表明:
[Cu(NH3)4]SO4是比CuSO4更穩(wěn)定的“配合物”,[Cu(NH3)4]
2+為配離子(內(nèi)界),以配位鍵結(jié)合;SO42-為外界。2Cu2++2NH3·H2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4↓(天藍(lán))+2NH4+Cu2(OH)2SO4+8NH3·H2O=2[Cu(NH3)4]2++2OH-+SO42-+8H2O深蘭色2022/11/1938實(shí)驗(yàn)表明:[Cu(NH3)4]SO4是比CuSO4更穩(wěn)定4.1配位化合物的基本概念4.1.1配位化合物的定義定義:以具有接受電子對(duì)的空軌道的原子和離子為中心,與一定數(shù)量的可以給出電子對(duì)的離子或分子按一定的組成和空間構(gòu)型形成的化合物。配位鍵的形成:中心離子(原子)提供空軌道,配位體上的配位原子提供孤對(duì)電子。中心離子(原子)配位體[Cu(NH3)4]SO4[Co(NH3)6]Cl3K3[Fe(NCS)6]2022/11/19394.1配位化合物的基本概念定義:以具有接受電子對(duì)4.1.2配位化合物的組成[Co(NH3)6]Cl3內(nèi)界(配位個(gè)體)外界配體中心離子配位原子配位數(shù)[Fe(CO)5]K3[Fe(NCS)6][Cu(NH3)4]SO4練習(xí):2022/11/19404.1.2配位化合物的組成[Co(NH3)6]Cl3內(nèi)界(1、形成體(中心離子或原子)一般為帶正電的過(guò)渡金屬離子
[Co(NH3)6]3+,[Fe(CN)6]4-,[HgI4]2-
電中性原子:Ni(CO)4,Fe(CO)5,Cr(CO)6
非金屬元素原子:SiF62-,PF6-
2、配位體和配位原子配位原子:配體中與中心原子直接相連的原子。H,C,N,P,As,Sb,O,S,Se,Te,F(xiàn),Cl,Br,I陰離子:X-,OH-,SCN-中性分子:CO,H2O,NH3
配體:含孤對(duì)電子2022/11/19411、形成體(中心離子或原子)一般為帶正電的過(guò)渡金屬離子2、分類單齒配體:多齒配體:含多個(gè)配位原子的配體。只含有一個(gè)配位原子的配體。常見(jiàn)的單齒配體及名稱
2022/11/1942分類單齒配體:含多個(gè)配位原子的配體。只含有一個(gè)配位原子的配體常見(jiàn)的多齒配體及名稱
乙二胺(en)乙二酸根(草酸根)—:OOCCOO:—(C2O42-)乙二胺四乙酸根EDTA(Y4-)2022/11/1943常見(jiàn)的多齒配體及名稱乙二胺(en)乙二酸根(草酸根)—:3、中心離子的配位數(shù)配位數(shù)是與中心原子成鍵的配位原子總數(shù)。單基配體的配合物:配位數(shù)=配位體數(shù);多基配體的配合物:配位數(shù)=配位體數(shù)×每個(gè)配位體中配位原子數(shù)。單齒配體:[Cu(NH3)4]2+
[PtCl3(NH3)]-多齒配體:[CoCl2(en)2]+[Al(C2O4)3]3-
[Ca(EDTA)]2-446662022/11/19443、中心離子的配位數(shù)配位數(shù)是與中心原子成鍵的配位原子總數(shù)。單影響配位數(shù)的因素:中心離子的氧化數(shù)越高,配位數(shù)往往越大。
如:Ag+、Cu+、Au+等離子的特征配位數(shù)為2,Cu2+、Zn2+、Hg2+、Co2+、Ni2+等離子的特征配位數(shù)為4,F(xiàn)e3+、Co3+、Al3+、Cr3+等離子的特征配位數(shù)為6。
中心離子的半徑越大,配位數(shù)往往越大。如:[BF4]中,中心離子的配位數(shù)是4,[AlF6]3中,中心離子的配位數(shù)是6。如:[AlF6]3中,中心離子的配位數(shù)是6,
[AlCl4]中,中心離子的配位數(shù)是4。
一般來(lái)說(shuō),配體的體積越大,中心離子的配位數(shù)越小。另外配位數(shù)還受到中心離子和配位體之間的相互作用以及配合物生成時(shí)的外界條件(溫度、濃度等)的影響。總之,確定配位數(shù)要根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)。2022/11/1945影響配位數(shù)的因素:中心離子的氧化數(shù)越高,配位數(shù)往往越大。如(+3)[Fe(CN)6]3-(赤血鹽)(+2)[Fe(CN)6]4-(黃血鹽)
[Fe(CO)5]4、配離子的電荷配離子電荷等于中心離子和配體兩者電荷的代數(shù)和。配合物內(nèi)界是否一定帶電?2022/11/1946(+3)4、配離子的電荷配離子電荷等于中心離子和配體兩者4.1.3配位化合物的命名1.習(xí)慣命名法K4[Fe(CN)6]:黃血鹽Fe(C5H5)2:二茂鐵
K3[Fe(CN)6]:紅血鹽K[PtCl3(C2H4)]:蔡斯鹽2.系統(tǒng)命名法原則:服從一般無(wú)機(jī)化合物的命名原則。
(1)外界命名:
外界是簡(jiǎn)單陰離子酸根,則稱“某化某”。外界是復(fù)雜陰離子酸根,則稱“某酸某”。外界為氫離子,配陰離子后用酸字結(jié)尾,它的鹽類似。[CoC12(NH3)4]Cl一氯化二氯·四氨合鈷(III)
[Cu(NH3)4]SO4硫酸四氨合銅(II)
H[PtCl3(NH3)]三氯·一氨合鉑(II)酸
K[PtCl3(NH3)]三氯·一氨合鉑(II)酸鉀
2022/11/19474.1.3配位化合物的命名1.習(xí)慣命名法K4[Fe(CN配位體名稱(不同配位體名稱之間以中圓點(diǎn)(·)分開(kāi))-合-中心離子。(2)內(nèi)界命名:
內(nèi)界命名法:三先三后原則先配位體后中心離子先離子配體后分子配體先無(wú)機(jī)配體后有機(jī)配體配位原子英文字母順序同類配體2022/11/1948配位體名稱(不同配位體名稱之間以中圓點(diǎn)(·)分開(kāi))-合-中心PtCl2(NH3)2K[PtCl5(NH3)]五氯·一氨合鉑(IV)酸鉀[Co(ONO)(NH3)5]SO4硫酸一亞硝酸根·五氨合鈷(III)二氯·二氨合鉑(II)舉例:K3[Fe(CNS)6]六異硫氰根合鐵(Ⅲ)酸鉀H2[PtCl6]六氯合鉑(Ⅳ)酸[Cu(NH3)4](OH)2氫氧化四氨合銅(Ⅱ)[CoCl(NH3)(en)2]SO4硫酸一氯·一氨·二(乙二胺)合鈷(Ⅲ)(NH4)2[FeCl5(H2O)][Cr(Py)2(H2O)Cl3][Pt(NH3)4Cl2][HgI4][Pt
(NH3)4(OH)Cl]CO3
碳酸一氯·一羥基·四氨合鉑(IV)四碘合汞(Ⅱ)酸二氯·四氨合鉑(Ⅳ)三氯·一水·二吡啶合鉻(Ⅲ)五氯·一水合鐵(Ⅲ)酸銨2022/11/1949PtCl2(NH3)2K[PtCl5(NH3)]五氯·一氨合(3)特殊配合物金屬羰基配合物Ni(CO)4簇狀配合物有機(jī)金屬配合物大環(huán)配合物4.1.4配位化合物的類型(1)簡(jiǎn)單配合物單齒配體——一個(gè)配位原子(NH3,H2O,CN-)(2)螯合物多齒配體——兩個(gè)(含)以上配位原子(en,EDTA)2022/11/1950(3)特殊配合物金屬羰基配合物Ni(CO)44.1.4金屬羰基化合物有機(jī)金屬配合物簇狀配合物大環(huán)配合物2022/11/1951金屬羰基化合物有機(jī)金屬配合物簇狀配合物大環(huán)配合物2022/14.2配位化合物的化學(xué)鍵理論4.2.1價(jià)鍵理論1.價(jià)鍵理論的要點(diǎn)(1)中心(或原子M):價(jià)電子層有空軌道,是電子對(duì)接受體;配體(L):提供孤對(duì)電子,是電子對(duì)給予體;二者形成配位鍵ML。(2)中心離子(或原子)價(jià)層上的空軌道首先雜化,雜化類型決定于中心離子的價(jià)層電子構(gòu)型和配體的數(shù)目及配位能力的強(qiáng)弱。(3)中心離子(或原子)的雜化軌道與配位原子中的孤對(duì)電子的原子軌道重疊成鍵,形成配合物。(4)配合物的空間構(gòu)型取決于中心離子(或原子)的雜化軌道類型。2022/11/19524.2配位化合物的化學(xué)鍵理論4.2.1價(jià)鍵理論(1)中心2.中心離子的雜化軌道1.配位數(shù)為2的配合物Ag+(4d105s05p0)↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓Ag+4d5s5pNH3
NH3Ag(NH3)2+sp雜化sp雜化,一條s和一條p軌道參加雜化,形成2條呈直線型sp雜化軌道,空間構(gòu)型為直線型,鍵角180°。H3NAgNH3[Ag(NH3)2]+(sp雜化)5p4d↑↓↑↓2022/11/19532.中心離子的雜化軌道1.配位數(shù)為2的配合物Ag+(2.配位數(shù)為4的配合物(1)[Ni(NH3)4]2+
sp3雜化
Ni2+(3d84s04p0)↑↓↑↓↑↑↓↑3d4s4pNi2+↑↓↑↓↑↑↓↑3d[Ni(NH3)4]2+
sp3雜化NH3NH3NH3NH3Ni2+利用1條4s和3條4p軌道雜化,形成4條sp3雜化軌道,分別與NH3分子的N原子形成4個(gè)σ配鍵,配離子的空間構(gòu)型為正四面體?!?011-10-182011-10-192022/11/19542.配位數(shù)為4的配合物(1)[Ni(NH3)4]2+(2)[Ni(CN)4]2-
dsp2雜化
Ni2+(3d84s04p0)Ni2+↑↓↑↓↑↑↓↑3d4s4pdsp2雜化[Ni(CN)4]2-3d84p↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓CN-CN-CN-CN-4p3d8重排dsp2雜化↑↓↑↓↑↓↑↓Ni2+的3d軌道重排,空出一條3d軌道,與一條4s二條4p軌道dsp2雜化,分別與CN-中的C原子形成四個(gè)σ配位鍵,配離子的空間構(gòu)型為平面正方形。NiCNCNCNCN2022/11/1955(2)[Ni(CN)4]2-dsp2雜化N
3.配位數(shù)為6的配合物(1)[FeF6]3-Fe3+(3d54s04p0)Fe3+3d4s4dsp3d2雜化4p↑↑↑↑↑3d↑↑↑↑↑sp3d2雜化4d[FeF6]3-F-F-F-F-F-F-Fe3+的一條4s三條4p二條4d軌道sp3d2雜化,形成6條sp3d2雜化軌道,與F-形成6個(gè)σ配位鍵,配離子空間構(gòu)型為正八面體。↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓2022/11/19563.配位數(shù)為6的配合物(1)[FeF6]3-Fe3+(2)[Fe(CN)6]3-
(d2sp3雜化)Fe3+(3d54s04p0)Fe3+3d54s4d4p↑↑↑↑↑重排↑↓↑↓↑d2sp3雜化↑↓↑↓↑3d54s4p3d5d2sp3雜化CN-CN-CN-CN-CN-CN-↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓2022/11/1957(2)[Fe(CN)6]3-(d2sp3雜化)Fe33.價(jià)鍵理論的應(yīng)用(1)判斷配合物的空間構(gòu)型2022/11/19583.價(jià)鍵理論的應(yīng)用(1)判斷配合物的空間構(gòu)型2022/11(2)判斷配合物的磁性物質(zhì)的磁性與物質(zhì)的未成對(duì)電子數(shù)有關(guān),物質(zhì)分子中有未成對(duì)電子時(shí),具有順磁性。當(dāng)物質(zhì)分子沒(méi)有未成對(duì)電子時(shí),為反磁性物質(zhì)。磁矩與分子中的未成對(duì)電子數(shù)n
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