2016年高中化学竞赛培训资料第四章配合物结构和新型配合物课件(共56张PPT)剖析.ppt

4.3 配合物结构的晶体场理论 一. 晶体场理论的基本要点： (1) 在配合物中，中心离子和配体之间的作用力为静电作用力。 (2) 中心离子在配体非球形对称负电场的作用下，原来简并的5个d 轨道分裂成能级不同的几组轨道。 (3) 由于d 轨道分裂， d 轨道上的电子将发生重排，使体系总能量有所降低。 正八面体场中 d 轨道分裂示意动画 正八面体场中 d 轨道分裂 正八面体场中配体和中心离子的相对位置 正八面体场中配体与dx2-y2 轨道的相对位置 正八面体场中 d 轨道分裂 正八面体场中配体与dz2 轨道的相对位置 dxy 轨道 dyz 轨道 正八面体场中 d 轨道分裂 能量 自由离子的d 轨道能级 (a) (b) 假设的球形对称负电场作用下d 轨道的能级 八面体负电场作用下d 轨道的能级 (c) dxz dyz dxy dx2-y2 dz2 eg t2g 6Dq 4Dq ?o 正四面体场中 d 轨道分裂 正四面体场中配体与dx2-y2 轨道的相对位置 正四面体场中配体与dxy 轨道的相对位置 正四面体场中 d 轨道分裂 能量 自由离子的d 轨道能级 (a) (b) 假设的球形对称负电场作用下d 轨道的能级 四面体负电场作用下d 轨道的能级 (c) dxz dyz dxy dx2-y2 dz2 t2 e 1.78Dq 2.67Dq ?t 在相同条件下（配体和中心离子以及它们之间的距离都相同）： 4.3.2 晶体场分裂能 影响晶体场分裂能的因素：(仅讨论正八面体场) (1) 中心离子的电荷和半径 (a) 当配体相同时，同一中心离子的电荷越高，分裂能 ?o越大。 (b) 当配体相同时，电荷相同的中心离子，半径越大，分裂能 ?o越大。 半径：r(Fe2+ )= 76pm; r(Co2+ )= 74pm; r(Ni2+ )= 72pm [Fe(H2O)6]2+ [Co(H2O)6]2+ [Ni(H2O)6]2+ [Fe(H2O)6]3+ [Fe(H2O)6]2+ 4.3.2 晶体场分裂能 (2) 配体的性质 晶体场强的配体称为强场配体 晶体场弱的配体称为弱场配体 光谱化学序列： I- Br- Cl- F- H2O SCN- NH3 en NO2- CN- CO 弱场 强场 ?o小 ?o大 ? 长 ? 短 4.3.3 晶体场理论的应用 1. d 电子排布和配合物的磁性 eg t2g d3时： d4时有两种可能的排布： (a) (b) * 第四章 配合物结构和新型配合物 4.2 配合物结构的价键理论 4.1 配合物的基本概念 4.3 配合物结构的晶体场理论 4.4 配合物结构的分子轨道理论 4.5 新型配合物 演示实验 4.1 配合物的基本概念 沉淀溶解是因为生成了[Ag(NH3)2]Cl配合物，而加入NaOH溶液后无AgO沉淀生成，说明溶液中Ag+含量极微。 瑞士化学家维尔纳 4.1.1 配合物的组成 维尔纳是配位化学理论的开创者。正是由于对配位化合物研究所取得的杰出成就，他获得了1913年的诺贝尔化学奖。他对自己从事研究工作的体会是：真正的雄心壮志几乎全是智慧、辛勤、学习、经验的积累，差一分一毫也达不到目的。… [Ag(NH3)2]Cl [Ag(NH3)2]+ + Cl- [Ag(NH3)2]+为配离子，是配合物的内界，Cl-是配合物的外界。 1，中心离子（或原子）用符号M表示 2，配（位）体用符号L表示 3，配位数 4，配离子电荷 4.1.1 配合物的组成 中心离子（或原子）也称为配合物形成体。 B3+ KBF4 Ni Ni(CO)4 Ag+ [Ag(NH3)2]+ 中心离子或原子 配合物 4.1.1 配合物的组成 配体：与中心离子或原子直接相连的离子或分子。 F F- KBF4 N en-乙二胺 [Cu(en)2]2+ [Ca(EDTA)]2- Ni(CO)4 [Ag(NH3)2]+ 配离子 N，O EDTA-乙二胺四乙酸根离子 C CO N NH3 配位原子 配体 配位原子：配体中提供孤对电子直接与中心离子或原子成键的原子。 4.1.1 配合物的组成 单齿配体和多齿配体 单齿配体：每个配体只含有一个配位原子。如NH3, H2O, F-, CN-, OH- 等。 多齿配体：每个配体含有两个或两个以上的配位原子。如en, OX, EDTA等。 4- 2- en-乙二胺 OX-草酸根 EDTA-乙二胺四乙酸根离子， 有时用Y4-表示。 配位数：配合物中直接与中心离子或原子相连的配位原子的数目。注意：不是配体的数目！ 4 4 KBF4 4 2 [Cu(en)2]2+ [