配合物的定義和組成

醫(yī)用化學(xué)配位化合物醫(yī)用化學(xué)1.配合物的定義與組成

引言血紅素葉綠素

配位化合物是一類(lèi)組成比較復(fù)雜，而應(yīng)用極其廣泛的化合物，是現(xiàn)代化學(xué)的重要研究對(duì)象，它已發(fā)展成為一門(mén)內(nèi)容豐富、成果有豐碩的學(xué)科──配位化學(xué)。NH3·H2ONH3·H2O過(guò)量乙醇CuSO4(藍(lán)色溶液)Cu2(OH)2SO4（淺藍(lán)色沉淀）[Cu(NH3)4]

2+(深藍(lán)色溶液)[Cu(NH3)4]SO4(深藍(lán)色晶體)CuSO4請(qǐng)觀察CuSO4

溶液中滴加NH3·

H2O的現(xiàn)象。什么是配位化合物呢？演示實(shí)驗(yàn)：配合物的生成CuSO4

溶液中滴加NH3·

H2O的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。CuSO4藍(lán)色溶液滴加NH3·H2OCu2(OH)2SO4↓

淺藍(lán)色↓繼續(xù)滴加過(guò)量NH3·H2O[Cu(NH3)4]SO4

深藍(lán)色溶液加95%乙醇[Cu(NH3)4]SO4·H2O

深藍(lán)色晶體演示實(shí)驗(yàn)：配合物的生成1.加NaOH溶液進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)：[Cu(NH3)4]SO4用pH試紙測(cè)定其酸堿度：pH=7

說(shuō)明沒(méi)有明顯的NH3；2.加入稀NaOH溶液時(shí)無(wú)藍(lán)色沉淀生成，

說(shuō)明無(wú)Cu2+離子；3.加入BaCl2+HNO3溶液，有白色沉淀生成，

說(shuō)明有SO42-離子；CuSO42.加BaCl2溶液Cu(OH)2藍(lán)色沉淀BaSO4白色沉淀[Cu(NH3)4]SO4由什么組成？對(duì)比實(shí)驗(yàn)：Cu2+到哪兒去了？CuSO4+NH3H2O過(guò)量[Cu(NH3)4]SO4

[Cu(NH3)4]2+＋

SO42-證明+Ba

2++OH-無(wú)Cu（OH）2生成有BaSO4的白色生成X射線(xiàn)結(jié)晶分析發(fā)現(xiàn)在晶體中除SO42-離子外，還存在一種復(fù)雜離子[Cu(NH3)4]2+，它是由一個(gè)Cu2+

和四個(gè)NH3分子組成的獨(dú)立基團(tuán)。結(jié)論：Cu2+

和NH3分子組成了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的獨(dú)立基團(tuán)。配離子實(shí)驗(yàn)小結(jié)配合物的定義配合物的組成滲透現(xiàn)象一二配合物的定義和組成一、配合物的定義1.配離子：由一定數(shù)目的能給出孤對(duì)電子的陰離子或中性分子

（稱(chēng)為配位體）與能提供空軌道的金屬原子或陽(yáng)離子（

稱(chēng)為中心原子）以配位鍵形成的復(fù)雜離子稱(chēng)為配離子。

如：[Ag(NH3)2]+、[Co(NH3)6]3+、[Ag(CN)2]-

、[Fe(CN)6]4-、[Fe(SCN)6]3-、

[HgI4]2-

等。NH3NH3中心離子配位體Cu2++4(:NH3)[H3NCu2+NH3]孤對(duì)電子空軌道2.配合物：配離子與其它帶有相反電荷的離子所組成的化合物稱(chēng)為配合物。

如：[Cu(NH3)4]SO4、K2[HgI4]、H2[PtCl6]、

[Mn(H2O)6]Cl2

、[Ag(NH3)2]OH等3.配合分子：直接由金屬離子與一定數(shù)目的中性分子或陰離子以配位鍵結(jié)合而成的化合物。

如：[Pt(NH3)2Cl2]、[Co(NH3)2Cl2]、[Fe(CO)5]等一、配合物的定義綜上所述，可給配位化合物作如下定義：配位化合物是由中心離子（或原子）和一定數(shù)目的中性分子或陰離子，通過(guò)形成配位共價(jià)鍵相結(jié)合，而形成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)單元稱(chēng)配合單元，凡是由配合單元組成的化合物稱(chēng)配位化合物。一、配合物的定義復(fù)鹽：明礬[KAl(SO4)2·12H2O]、KCl·MgCl2·6H2O鐵銨礬（NH4）2SO4·

FeSO4·6H2O將其溶解于水，便可發(fā)現(xiàn)在水溶液中都離解為簡(jiǎn)單的組成離子K+、Al3+、SO42-離子。本質(zhì)區(qū)別:復(fù)鹽分子中原子間以離子鍵結(jié)合，而配合物是以配位共價(jià)鍵結(jié)合。[KAl(SO4)2·12H2O]→K++Al3++2SO42-

[Cu(NH3)4]SO4→+SO42-[Cu(NH3)4]2+4.復(fù)鹽與配合物配合物：二、配合物的組成

一般由內(nèi)界和外界兩個(gè)部分組成。外界：與內(nèi)界電荷平衡的相反離子配位體(單齒配體、多齒配體)：提供孤對(duì)電子或π電子配位數(shù)中心原子（形成體）：提供空的軌道以接受電子對(duì)內(nèi)界配合物

中心原子與配體，以配位鍵成鍵；

內(nèi)界與外界，以離子鍵成鍵。[Cu(NH3)4]SO4內(nèi)界K3[Fe(CN)6]

有些配合物只有內(nèi)界，而沒(méi)有外界。如配位分子[Ni(CO)4]、[Pt(NH3)2Cl2]。中心原子配位體配位體數(shù)外界中心原子配位體配位體數(shù)內(nèi)界外界二、配合物的組成配原子（一）中心原子中心原子又稱(chēng)為配合物的形成體，位于內(nèi)界的中心，是配合物的核心部分。中心原子一般為帶正電荷的過(guò)渡金屬陽(yáng)離子。如Zn2+、Cd2+、Hg2+、Cr3+、Fe3+和Co3+離子等。中心原子還可以是高氧化數(shù)的非金屬元素原子或金屬原子。如[SiF6]2-中的Si(IV)和[Ni(CO)4]中的Ni原子。二、配合物的組成（二）配位體和配位原子配位體：配合物中，與中心原子以配位鍵相結(jié)合的陰離子或中性分子稱(chēng)為配位體，簡(jiǎn)稱(chēng)配體。配體陰離子X(jué)?SCN?C2O42?CN?等中性分子H2ONH3COen等配位原子：在配體中，提供孤對(duì)電子與中心原子形成配位鍵的原子稱(chēng)為配位原子。

如H2O中的O原子、NH3中的N原子、CN-中的C原子。

配位原子通常是電負(fù)性較大的非金屬元素原子，如F、Cl、Br、I、N、O、S、C等。根據(jù)配體中所含配位原子數(shù)，可將配體分為單齒配體和多齒配體。單齒配體：配體中只含有一個(gè)配位原子。（二）配位體和配位原子配體名稱(chēng)配原子類(lèi)型CN-、CO氰根、一氧化碳（羰基）C單齒配體－NO2、NH3、NCS?硝基、氨、異硫氰根N單齒配體H2O、:ONO-、OH?水、亞硝酸根、羥基O單齒配體F-、Cl-、Br-、I-鹵離子X(jué)－單齒配體SCN?硫氰根S單齒配體-:OOC-COO:-草酸根離子(ox)O多基配體H2NCH2CH2NH2乙二胺（en）N多基配體乙二胺（en）

:NH2—CH2—CH2—H2N:（二齒配體）乙二胺四乙酸（EDTA）HOOC—CH2CH2—COOH

N—CH2CH2—NHOOC—CH2CH2—COOH（六齒配體）OO草酸根(C2O42-)

‖‖—O—C—C—O—....（二齒配體）多齒配體：配體中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上配位原子。氨基乙酸（gly）

:NH2—CH2—COO:H（二齒配體）（二）配位體和配位原子兩可配體：有些配體雖含有兩個(gè)配位原子，但只能選擇其中一個(gè)配位原子與中心原子結(jié)合形成一個(gè)配位鍵，這類(lèi)配體稱(chēng)為兩可配體，也屬于單齒配體。如：SCN-離子與Hg2+

離子形成[Hg(SCN)4]2-

配離子時(shí)，S原子為配位原子；當(dāng)SCN-離子與Fe3+離子形成[Fe(NCS)6]3-

配離子時(shí)，N原子為配位原子。（三）配位數(shù)與中心原子直接結(jié)合的配位原子的數(shù)目，稱(chēng)為中心原子的配位數(shù)。中心原子的常見(jiàn)配位數(shù)是2、4、6。對(duì)單齒配體：配位數(shù)=∑配體數(shù)

對(duì)多齒配體：配位數(shù)=∑配體數(shù)×配位原子數(shù)（齒數(shù)）單齒配體[Cu(NH3)4]2+

：4[PtCl3(NH3)]-

：3+1=4多齒配體[CoCl2(en)2]2+

：2+2×2=6[Al(C2O4)3]3-

：3×2=6[Ca(EDTA)]2-：1×6=6K[Co(NH3)2Cl4]

[Co(H2O)(NH3)4Cl]Cl2

[Fe(NH3)2(en)2](NO3)3

配位數(shù)2+4=61+4+1=62+2×2=6請(qǐng)求出下列配合物的配位數(shù)

配位數(shù)取決于中心離子和配體的性質(zhì)：注：一般來(lái)講，中心離子的電荷越高、體積越大越有利于形成配位數(shù)較高的配合物。中心離子的配位數(shù)一般是2、4、6，最常見(jiàn)的是4和6。配位數(shù)內(nèi)因：電荷、體積、電子層結(jié)構(gòu)外因：濃度、溫度（三）配位數(shù)大體積配體有利于形成低配位數(shù)配合物，大體積高價(jià)陽(yáng)離子中心原子有利于形成高配位數(shù)配合物。常見(jiàn)金屬離子的配位數(shù)如下表所示。配位數(shù)的大小與中心原子和配體的關(guān)系配位數(shù)金屬離子實(shí)例2Ag+、Cu+、Au+[Ag(NH3)2]+、[Cu(CN)2]-4Cu+、Au+、Cu2+、Co2+、Zn2+

、Hg2+、Ni2+、Au3+、Al3+

[Cu(NH3)4]2+、[ZnCl4]2+

[Ni(CN)4]2-]、[HgI4]2-6Ca2+

、Zn2+

、Fe2+、Mg2+

、Co2+、

Cu2+、Fe3+、Co3+、Al3+

[Fe(CN)6]4-、[FeF6]3-、[Co(NH3)6]3+（三）配位數(shù)（四）配離子的電荷配離子的電荷=中心原子和配體所帶電荷數(shù)的代數(shù)和[Cu(NH3)4]SO4配離子電荷中心原子電荷K2[HgI4]H2[PtCl6][Ag(NH3)2]OHK4[Fe(CN)6]外界電荷+2+2-2-2+2+2-2+4