《高中化學(xué)課件：配位化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》

《高中化學(xué)課件：配位化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》配位化合物是由中心離子或原子與周圍配體組成的化合物，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。本課件將介紹配位化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，為你深入了解配位化學(xué)打下基礎(chǔ)。什么是配位化合物？1定義由中心離子和其周圍的配位基團(tuán)組成的復(fù)合物稱為配位化合物。2例子如著名的藍(lán)色底物——五水合Pentaammineaquacobalt(III)離子。3應(yīng)用廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、物理學(xué)等領(lǐng)域。什么是配位數(shù)？1定義表明中心離子周圍的配位基團(tuán)數(shù)目的量，通常用于描述配合物的形態(tài)。2例子以鉑離子為例，它能夠形成四面體化合物（配位數(shù)為4）和八面體化合物（配位數(shù)為6）。3應(yīng)用如用于描述鑭系金屬的配位數(shù)影響其物理化學(xué)性質(zhì)。配位化合物的基本結(jié)構(gòu)八面體型是最常見的配位化合物基本結(jié)構(gòu)之一，由六個配體環(huán)繞著中心金屬離子組成。四面型以伯胺銅離子為例，它由四個不同的配體穩(wěn)定銅離子。低配位數(shù)固體類似物不同于八面體和四面體，低配位數(shù)固體常采用更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。配位化合物的鍵型配合物間鍵介于不同配合物分子中心離子之間的鍵合稱為配合物間鍵。中心離子和配合物間的鍵中心離子和其周圍配體之間的鍵合稱為中心離子和配合物鍵。配體之間的配位鍵相鄰兩個配體之間的鍵合稱為配體之間的配位鍵。配位鍵的常見種類1配位共價鍵由配位基團(tuán)偏離它的平衡位置而產(chǎn)生的鍵合。2金屬配位鍵由兩個相鄰金屬原子之間的鍵合所形成的鍵合。3氫鍵特殊的副鍵作用，包括氫與配位基中的較電負(fù)原子之間的鍵合。配位化合物的立體構(gòu)型正四面體型中心離子周圍四個配體的構(gòu)型。正八面體型中心離子周圍六個配體的構(gòu)型。六方交叉雙錐型中心離子周圍七個配體的構(gòu)型。扭化八面體型在正八面體型的基礎(chǔ)上稍稍扭曲而成的構(gòu)型。配合物合成的方法1配合物置換法包括陽離子置換法、陰離子置換法等，多應(yīng)用于實驗室合成。2化學(xué)氣相沉積法通過化學(xué)反應(yīng)沉積在襯底上制備配合物薄膜，可制備高精度結(jié)構(gòu)材料。3化學(xué)水相沉積法通過反應(yīng)溶液在界面上的化學(xué)反應(yīng)生成材料膜層，用于合成超細(xì)粉末等。配位化合物中的中心離子與配體之間的相互作用離子對負(fù)離子相互吸引離子與負(fù)離子之間的電荷相互吸引使它們發(fā)生鍵合。成鍵的共價鍵中心離子與配體相互作用并形成共價鍵合。偶極互作用中心離子與一些符合條件的分子之間發(fā)生較弱的鍵合相互作用。配位化合物的電性質(zhì)配合物的電離平衡常數(shù)描繪了配合物水溶液解離中的配體離開和中心離子的解離行為。配合物的磁性質(zhì)由中心離子氣態(tài)離子中的未成對電子決定。配位化合物的電導(dǎo)率電導(dǎo)率的大小與離子的濃度聯(lián)系，可以測量電離化程度。配位化合物的化學(xué)反應(yīng)1.與酸堿反應(yīng)由于其中心離子的強(qiáng)堿性或弱酸性，可以進(jìn)行酸堿反應(yīng)。2.配體置換反應(yīng)配體的替代反應(yīng)，由于不同配體的性質(zhì)不同，導(dǎo)致生成的配合物性質(zhì)發(fā)生變化。3.氧化還原反應(yīng)發(fā)生配位離子間電子轉(zhuǎn)移而引起的化學(xué)反應(yīng)。配位化合物中的氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)中心離子接受或者失去電子來到達(dá)不同的價態(tài)。氧化還原催化劑配位化合物作為催化劑，在電解、合成反應(yīng)上發(fā)揮著重要的作用。配位化合物的生物學(xué)應(yīng)用1配位化合物作為藥物如阿司匹林、賽樂特等，其中氨合鉑動力療法是一種重要的抗腫瘤藥物。2配位化合物作為抗生素如葡萄糖酸錳和羥基伯胺銅等抗生素。3配位化合物的生物測定和藥物物理化學(xué)性質(zhì)、生化反應(yīng)等研究有緊密聯(lián)系。配位化合物中的晶體場理論晶場理論的基本觀念所謂分裂項是指配合物中的配位基團(tuán)進(jìn)入到配合物場中分裂成不同能級的現(xiàn)象。晶場理論的主要假設(shè)認(rèn)為強(qiáng)場會使得能量更低的d軌道優(yōu)先填充，而弱場則會使得更高的軌道優(yōu)先填充。晶場理論的適用范圍適用于通過離子鍵確定配位化合物分子空間結(jié)構(gòu)的條件。配位化合物中的配位效應(yīng)配體置換反應(yīng)著重介紹配體和離子之間的置換反應(yīng)，配體的性質(zhì)對反應(yīng)的影響，及它與配位效應(yīng)之間的關(guān)系。螯合效應(yīng)利用配體在分子中多端配位的性質(zhì)，提高了配合物的穩(wěn)定性，增強(qiáng)了其理化性質(zhì)及多種應(yīng)用。配位化合物的應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)催化劑廣泛應(yīng)用于工業(yè)材料和工業(yè)廢物凈化等多個領(lǐng)域。生物學(xué)領(lǐng)域配位化合物可以被用作細(xì)胞成像或生物標(biāo)記。材料領(lǐng)域如發(fā)光材料、鐵電材料和超預(yù)備材料等。配位化合物在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用1廢水處理劑能夠形成大分子以及高水解產(chǎn)物的分子配位