配合物的形成.ppt

第二讲配位化合物（Coordination Compounds） 荀丽多彩的宝石 配合物的发现及发展 发现：1798年，法国化学家Tassaert在从事Co的重量分析中无意发现计量式为CoCl3 ? 6NH3的配合物。 问题：两个独立存在的中性分子化合物为何能相互化合形成更稳定的“复杂化合物” （complex compounds) ？ 研究： 1 沉淀离子； 2 检验中性分子； 3 测量电导； 结论： 1 结构上可划分内、外界，离子在内外界的存在状态不同，如[Co(NH3)5Cl] Cl2 2 存在着异构现象； 解释： 配位理论； Alfred Werner (1866~1919) 瑞士无机化学家，配位化学奠基人。 1890年与A.R.汉奇一起提出氮的立体化学理论； 1893年提出络合物的配位理论和配位数的概念； 1893年提出化合价的副价概念； 因创立配位化学而获得1913年Nobel化学奖。 1 有关配位化合物的基本知识 1.1 配位键──一种新的成键类型（复习） 离子键：电负性相差较大（1.7）的金属元素与非金属元素分别变成具稳定的（八电子构型）正、负离子后，通过离子间的静电引力而形成分子。 共价键：电负性相近的原子中的未成对电子，可通过共享的方式配对成键。 配位键：若甲方具有已配对的孤对电子，乙方具有能量与之相近的空轨道，则成键的两个电子完全由甲方提供,如此所形成的化学键称为配位键。 离域键：自由电子分布在多个原子周围形成的一种位置不定的键，既无方向性又无饱和性，键能适中。金属键属于离域键。  1.2 配体：可给出孤对电子或? 键电子的分子或离子； 1.3 配原子：含有可用于配位的孤对电子或? 键电子的原子或离子（主要为周期表中的Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ族元素）。 1.4 中心原子或离子：具有可接受配体孤对电子的空价轨道的元素； 1.5 配位数：直接同配合物形成体配位的配位原子的数目称为该配合物的配位数。 1.6配位化合物：由配体与中心原子或离子，按一定的组成和空间构型相结合而成的化合物或离子。 配合物的结构 M表示中心原子或离子，L表示配体，l 称为配位数(直接同配合物形成体配位的配体数目),X与K称为外界离子。 中心离子/原子与配体在周期表中的分布见表1（?）。 影响配位数大小的因素 配位数的多少与中心原子、配体和环境等许多因素有关。在其它因素不变的情况下，有： 配体相同时，中心原子的半径越大，可能的配位数越多； 中心离子的电荷数越高，可能的配位数越多。当中心离子的氧化数分别为+1,+2,+3时，可能的配位数通常为2,4或6,6等。如Cu(NH3)2+，Cu(NH3)42+； 中心离子相同时，配体的体积越大，配位数越低。如AlF63-，AlCl4-； 其它条件相同时，配体的浓度越高，越易形成高配位数的配合物； 其它条件相同时，溶液的温度越高，越难形成高配位数的配合物。 1.7配合物的分类 1.7. 1 按配原子种类来分 卤合配合物（以F-、Cl-、Br-、I-为配体） 含氧配合物（如以H2O为配体） 含氮配合物（如以NH3为配体） 含碳配合物（如以CN-、 CO为配体） 其它（含硫、含磷；金属有机化合物等） 1.7. 2 按配体所含配原子数目来分类 1. 7.2.1 简单配合物 若配体分子或离子中仅有一个原子可提供孤对电子，则只能与中心原子形成一个配位键，这种配体称为单齿配体，所形成的配合物为简单配合物。 常见的单齿配体有卤离子（F-、Cl-、Br-、I-)、其它离子(CN-、SCN-、NO3-、NO2-、RCOO-)、中性分子（R3N、R3P、R2S、H2O、吡啶C5H5N）等。 大体说来，卤离子为弱配体；以O、S、N为配原子的配体是中配体；以C原子为配位原子配体是强配体。 1. 7.2.2螯合物（chelate） 若配体分子或离子中含有多个可提供孤电子对的配位原子，如果空间允许，则多个配位原子可同时配位给中心原子，这种配体称为多齿配体。所形成的环称为螯合环，配合物称为螯合物。 常见的配体及其分类如表2 (?)。 1. 7.3 按中心原子的数目分类 单核配合物：只有一个中心原子的配合物称为单核配合物。 多核配合物：含有多个中心原子的配合物称为多核配合物。 金属簇状配合物：多核配合物中，两个中心原子直接成键结合的配合物称为金属簇状配合物。 1.8 配合物的命名 配合物的命名方式与无机物的命名方式相同 命名顺序：从后向前或从右向左； 内、外界之间加“酸”或“化”分开；外界卤素X-用“化”分开； 配体与中心离子（原子）之间加“合”分开； 中心离子氧化数可紧跟中心离子后用罗马字母表示，并加上小括号