[工学]大学化学第03章-配位化合物.ppt

现代大学化学Modern College Chemistry 第3章 配位化学基础Chapter 3 Coordination Compounds 本章概要 3.1 配位化合物的基本概念 3.1.1 配位键；3.1.2 配合物的定义、组成与结构；3.1.3 配合物的分类；3.1.4 配位数和影响配位数大小的因素；3.1.5 配合物的命名。 3.2 配合物的异构现象 3.2.1 几何(立体)异构及几何异构体的命名； 3.2.2 镜像异构(旋光异构)； 3.2.3 结构异构。 3.3 配合物的化学键理论 3.3.1 几个相关的背景知识； 3.3.2 价键理论； 3.3.3 晶体场理论；3.3.4 化学光谱序。 3.4 配合物的稳定性 3.5 配合物的应用 复习：p35~p37；预习：p162~p181；习题：见附加题 荀丽多彩的宝石 从左到右：黄色 (yellow) – [ Co(NH3)6]3+ 橙色 (orange) – [Co(NH3)5NCS]2+ 红色 (red) – [Co(NH3)5H2O]3+ 紫色 (purple) – [Co(NH3)5Cl]2+ 绿色 (green) – [Co(NH3)4Cl2]+ 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。 3.1 配位化合物的基本概念 3.1.1 配位键──一种新的成键类型 在第2章中我们已初步认识了离子键, 共价键和金属键，相对于这三种化学键，配位键是一种较新的成键类型。 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。 3.1.2 配合物的定义、组成与结构 3.1.2.1 配合物的定义 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称为配合物或配离子，早期称络合物（complex compounds)。 中心离子或原子：配合物中心离子或原子是配合物的核心,它们必须具有空的低能轨道，通常是金属(尤其是周期表中的过渡金属) 离子或原子。 配体：含有孤对电子的分子或离子均可作为配体的配位原子。 中心离子/原子与配体在周期表中的分布 中心原子、配原子在周期表中的分布 绿色区域的原子能形成稳定的简单配合物和螯合物； 黄色区域的原子能形成稳定的螯合物； 蓝色区域的原子仅能生成少数螯合物和大环配合物； 灰色区域原子的性能不明； 深红色区域的原子为常见配体。 3.1.2.2 配合物的结构 M（Metal）表示中心原子或离子，L（Ligand）表示配体，l 称为配体数(直接同核配位的配体数目)，X代表外界阴离子，K代表外界阳离子。 3.1.3 配合物的分类 3.1.3.1 按配体种类来分 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） 3.1.3.2 按配体分子中的配原子数目来分 按配体分子中的配原子数目来分有单齿配合物、多齿配合物与螯合物之分。 3.1.3.2.1 单齿配体 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，所形成的配体称为单齿配体。 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。 常见的配位原子有 X, O, S, N, P, C。大体说来，卤离子为弱配体；以 O、S、N 为配原子的配体是中强配体；以 C 原子为配位原子配体是强配体。 常见的单齿配体有X-, NH3, H2O, NO2-, ONO-, CO, py, CH2=CH2, ……； 常见的两可配体有：NO2-(硝基), ONO-(亚硝酸根), SCN-(硫氰酸根), SCN-(异硫氰酸根), CN-, CN-； 同时连接两个以上中心原子的配体称为桥联配体。常见的桥联配体有：OH-, X-, O=。 3.1.3.2.2 多齿配体 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，所形成的环状结构配体称为多齿配体，4 齿以上的配位化合物常称为螯合物(chelate)。 常见的多齿配体有：乙二胺(en), C2O4=, CO3=；二乙三 胺