第四章配合物ppt课件.ppt
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1、无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多第四章 配位化合物内容提要4-1 配合物的基本概念4-2 配合物的同分异构现象4-3 配合物的价键理论4-4 配位物的晶体场理论无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多 4.1 配合物的基本概念例例:NH3(aq)NH3(aq)CuSO4 蓝色蓝色 深蓝色溶液深蓝色溶液 1704年普鲁士人 蓝色染料 Fe4Fe(CN)63 配位化合物约占
2、无机物总数的75%一一.配合物的形成配合物的形成无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多二.配合物与“简单化合物”和复盐的差别 溶于水中电离:简单化合物:CuSO4=Cu2+SO42-复盐(明矾):KAl(SO4)2=K+Al3+2SO42-“复杂离子复杂离子”:Cu(NH3)42+=Cu(NH3)32+NH3 (配合物配合物)K1=7.7610-3 Rh(H2O)4(SO4)2-总的离解方程式:Cu(NH3)42+=Cu2+4NH3 K=1/b4 =2.5710-13无机无机 化学精
3、品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多三三.配合物的定义配合物的定义 配配合合物物定定义义由若干能给给出出电电子子对对或或非非定定域域电电子子的分子或离子(称“配位体”),与具有可可以以接接受受电电子子的的空空的的价价轨轨道道的的中中心心离离子子(或或中中心心原原子子)结合,按一定的组组成成和空空间间构构型型而形成的结结构构单单元元,称为“配合单元”;含有“配合单元”的物质,称为“配合物”(旧称“络合物”,Complex)。其实,所有金属阳离子在水溶液中都是以水分子为配体的配合物形式存在的,只是水分
4、子的个数不尽相同而已,例如Fe(H2O)63+,Fe(H2O)62+,Cu(H2O)42+等等,简称水络离子。无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多四:四:配合物的组成配合物的组成 例例:Cu(NH3)4SO4 中心离子中心离子 配位体配位体 外外 界界 内内 界界 (一)中中心心离离子子(或中中心心原原子子)又称“配合物形成体”。通常是金金属属离离子子和和中中性性原原子子,也包括H、B、Si、P、As。无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去
5、打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多(二)(二)配位体配位体(Ligand,L)1.Lewis碱(可给出电子)碱(可给出电子)配配位位原原子子配位体分子中,直直接接与与中中心心离离子子(原原子子)结合的原子结合的原子。常见的有:H-C N O F P S Cl Se Br I2.配位体分类配位体分类 配位体 中含有2个或更多个配位原子*配体除电中性分子外可能也是阴离子 配位原子至少有一对未健合的孤对电子孤对电子 NH3,H2O NH2-CH2-CH2-COO-,(CH2COOH)2-NCH2CH2N(CH2COOH)2(monodentate ligand)b
6、identate ligand无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多(三)(三)配位数配位数(Coordination number C.N)1.1.定定义义:配合物中,直接与同一中心离子(原子)成键 的配位原子的数目。例:66(23)4(22)865432中心离子(原子)的C.N.配合物注注意意:配位数不一定等于配体的数目,除非配体是单齿的。此外,大多数金属原子的配位数等于它的电荷的2倍。无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一
7、个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多 2.2.影响影响C.N.的因素的因素 (1)中心离子(原子)的性质中心离子(原子)的性质:电荷数电荷数,C.N.Ag(NH3)2+C.N.=2 PtCl42-C.N.=4 Cu(NH3)42+C.N.=4 PtCl62-C.N.=6 半径半径r,C.N.中心离子 C.N.max BF4-第二周期 4 AlF63-第三、四周期 6 第五、六周期 10 外层电子构型外层电子构型:无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多(2 2)配体
8、性质(电荷、半径)配体性质(电荷、半径)负电荷数,C.N.(互斥作用)半径r,C.N.(空间位阻)(3 3)配合物生成条件(浓度、温度)配合物生成条件(浓度、温度)配体浓度,C.N.温度,C.N.(加速配合物离解)无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多(四四)配合单元的电荷数配合单元的电荷数=中心离子(原子)电荷数中心离子(原子)电荷数+各配体电荷数各配体电荷数 五、配合物的种类五、配合物的种类:1.单核配合物单核配合物:简单配合物简单配合物:Cu(NH3)4SO4,K3Fe(CN)
9、6 螯合物螯合物:Cu(en)22+,Fe(o-phen)32+,Ca(EDTA)2+en:NH2CH2CH2NH2EDTA:(CH2COOH)2NCH2CH2N(CH2COOH)2*配合物的总电荷等于中心离子的电荷与配体电荷的代数和,因而,配配合物的总电荷也可以为零合物的总电荷也可以为零无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多 2.多核配合物 H2 N /(NH3)4Co Co(NH3)4 /N H2 含有多个中心原子多个中心原子的配合物配配合合物物是是由由一一定定数数量量的的可可以
10、以供供出出孤孤对对电电子子对对或或电电子子的的离离子子或或分分子子(统统称称配配体体)与与接接受受孤孤对对电电子子或或电电子子的的原原子子或或离离子子(统统称称中中心心原原子子)以配位键结合形成的化合物。以配位键结合形成的化合物。无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多六、配合物的中文命名法六、配合物的中文命名法 (一)阴离子前,阳离子后(一)阴离子前,阳离子后;Zn(NH3)4Cl2(二)配合单元(二)配合单元 配体数目(汉 字)+配体名+合+中心离子名(氧化态,罗马数字)(多种配体
11、,以分隔)Cu(NH3)42+SO42-硫酸四氨合铜()Co(En)3Cl3 三氯化三乙二氨合钴()H2SiF6 六氟合硅酸原原则则:服从一般无机化合物的命名原则.如酸根是简单的阴离子,则称某化某;如酸根是复杂的阴离子,则称某酸某;如外界为氢离子,配阴离子的名称之后用酸字结束.无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多(三)配体顺序(三)配体顺序 先无机,后有机先无机,后有机:例例1 1:顺一二氯二三苯基膦合铂()读作”顺式二氯两个三苯基膦合铂()”无机配体无机配体:先阴离子、后中性分子
12、,最后阳离子先阴离子、后中性分子,最后阳离子.例例2 2:三氯氨合铂()酸钾 同类配体同类配体:按配位原子元素符号的英文字母顺序。按配位原子元素符号的英文字母顺序。例例3 3:NH3前,H2O后:三氯化五氨水合钴()无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多 同类配体、同配位原子同类配体、同配位原子 含较少原子的配体在前,含较多原子的配体在后:含较少原子的配体在前,含较多原子的配体在后:先 NH3,后 NH2OH 例例4 4:氯化硝基氨羟氨吡啶合铂()同类配体、同配位原子,且原子数目也相
13、同同类配体、同配位原子,且原子数目也相同:NH2-前,NO2-后 (比较与配位原子相连的原子的元素符号的英文字母顺序)例例5 5:氨基硝基二氨合铂()同一配体有两个不同配位原子同一配体有两个不同配位原子:NCS-前,SCN-后;NO2-前,ONO-后 异硫氰酸根,硫氰酸根,硝基根,亚硝酸根无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多4.2 配合物的同分异构现象配合物的同分异构现象 两种或更多种化合物,有相相同同的的化化学学式式,但但结结构构和和性性质质均均不不相相同同,则互称“同同分分异异
14、构构体体”,这种现象称为“同分异构现象”。同分异构 无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多一.结构异构 组成相同而原子间连接方式不同组成相同而原子间连接方式不同引起的异构现象引起的异构现象(键合异构,电离异构,水合异构,配位异构键合异构,电离异构,水合异构,配位异构)键合异构键合异构 Co(NO2)(NH3)5Cl2 硝基硝基 黄褐色黄褐色 酸中稳定酸中稳定 Co(ONO)(NH3)5Cl2 亚硝酸根亚硝酸根 红褐色红褐色 酸中不稳定酸中不稳定 电离异构电离异构 Co(SO4)(NH
15、3)5Br Co Br(NH3)5 SO4无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多 水合异构水合异构 Cr(H2O)6Cl3 紫色紫色 CrCl(H2O)5Cl2 H2O 亮绿色亮绿色 CrCl2(H2O)4Cl 2H2O 暗绿色暗绿色 配位异构配位异构 Co(en)3Cr(ox)3 Cr(en)3Co(ox)3无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多二 立体异构 配体在空间排
16、列位置不同配体在空间排列位置不同引起的异构现象引起的异构现象.(一)空间几何异构(一)空间几何异构例1:MA4B2型配合物的几何构型顺式反式紫色绿色组成相同的配合物的不同配体在空间几何排列不同而引起无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多例例2 2:(正方形配合物)顺、反异构体 cis-PtCl2(NH3)2 trans-PtCl2(NH3)2 Cl NH3 NH3 Cl /Pt Pt /Cl NH3 Cl NH3 无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校
17、生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多见教材P.174.例例2 2:MX2A4型八面体配合物:顺、反异构体 cis-CrCl2(NH3)4+trans-CrCl2(NH3)4+例例3 3:MA3B3型八面体配合物:面式和经式例例4 4:MA2B2C2型八面体配合物:5种异构体 PtCl2(OH)2(NH3)2 二氯二羟二氨合铂(IV)其中其中,仅仅全顺全顺异构体有旋光异构现象异构体有旋光异构现象.无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多(二)对
18、映异构(二)对映异构 两两种种异异构构体体互互为为镜镜象象,但但永永远远不不能能完完全全重重叠叠(类类似似左左、右右手手关关系系),称称为为一一对对“对对映映体体”,”,也也称称“手手性性分子分子”。平平面面偏偏振振光光通通过过这这两两种种异异构构体体时时,发发生生相相反反方方向向的的偏转(右旋偏转(右旋d,左旋左旋l)。例例1 1:Cr(NH3)2(H2O)2Br2+二溴二溴二氨二氨二水合铬二水合铬()l-和和d d-异构体,二者异构体,二者互为镜像互为镜像。例例2 2:l-尼古丁(天然)尼古丁(天然)毒性大毒性大 d-尼古丁(人工)毒性小尼古丁(人工)毒性小 手性异构体:手性异构体:成双成
19、对互为镜像成双成对互为镜像 在三维空间不能重合在三维空间不能重合无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多例1:MA2B2C2型配合物无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多注注意意:四面体配位的配合物只有当4个配体完全不同时才会出现对映异构,否则不可能有异构体。图解图解:固定一个配体(D)后另三个配体具有相反的螺旋(顺反时针)的排列在空间不能完全重合无机无机 化学精品课程化学精
20、品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多注意注意:几何异构与此截然不同,属于非对映异构体。无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多 一对对映异构体的熔点、折光率、溶解度、热力学稳定性等等都毫无差别,但他们对偏振光旋转的角度相同而方向正好相反,因而也叫旋光异构。无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很
21、多4.3 配合物的化学键理论配合物的化学键理论 价键理论、价键理论、晶体场理论、晶体场理论、配位场理论配位场理论(晶体场理论(晶体场理论+MO)无机无机 化学精品课程化学精品课程寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多一、价键理论一、价键理论(VB)1930年代,由美国加州理工学院(CATech)Linus Pauling提出。(一)要点(一)要点 1.1.配位键的本质是共价键配位键的本质是共价键 配位键形成的条件:配位键形成的条件:配位体配位体(L):有孤对电子形形成成体体(M):有空轨道,且有与配体对称性匹配、能量
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