基礎(chǔ)化學(xué)配位化合物

1、基礎(chǔ)化學(xué)配位化合物第1頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二主要內(nèi)容：1.配位化合物的基本概念(組成和命名)2.配合物的化學(xué)鍵理論價(jià)鍵理論：確定雜化類型，解釋空間構(gòu)型、穩(wěn)定性和磁性晶體場(chǎng)理論：明確d電子排布, 解釋穩(wěn)定性、磁性和顏色3.配位平衡4.螯合物第2頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二一、配合物的定義CuSO4 NH3H2OCu(OH)2天藍(lán)色NH3H2O深藍(lán)色溶液第一節(jié) 配位化合物的基本概念第3頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二白色BaSO4深藍(lán)色溶液BaCl2NaOH無天藍(lán)色Cu(OH)2Cu (NH3)4 SO4離

2、子鍵配位鍵深藍(lán)色溶液的分析X-射線分析：第4頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二配離子CuNH3NH3NH3H3NH3N2+金屬原子或離子與一定數(shù)目的中性分子或陰離子以配位鍵相結(jié)合的復(fù)雜離子。第5頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二配合物 由一定的含有孤對(duì)電子的分子或離子與具有空軌道的原子或離子之間以配位鍵結(jié)合而成的結(jié)構(gòu)單元稱為配離子或者配合分子，含有配離子或者配位分子的化合物稱配合物。第6頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二 內(nèi)層配合物配位健離子鍵 C u ( N H 3 ) 4 S O 4例： 外層二、配合物的組成：配體中心

3、原子配位數(shù)配原子第7頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二例：指出K4Fe(CN)6配合物的中心原子、配體、配位數(shù)、內(nèi)層及外層。注：1、配位原子 :NH3 H2O: :CN- :OH- :Cl- :NO2- :ONO- :SCN- :NCS-硝基 亞硝酸根 硫氰酸根 異硫氰酸根 孤對(duì)電子對(duì)的原子。配體中提供第8頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二例：Cu(en)22+配位數(shù)為 A、1 B、2 C、3 D、42、單齒配體： 多齒配體：:NH3 :H2N CH2 CH2NH23、配位數(shù)配合物中配位鍵的數(shù)目第9頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48

4、分，星期二指出K4Fe(CN)6配合物的中心原子、配體、配位原子、配體數(shù)、配位數(shù)、內(nèi)層及外層。 例題：第10頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二三、配合物的命名 硫酸四氨合銅()Cu (NH3)4 SO4命名原則：1、 先陰后陽： SO4硫酸 Cl氯化 K 酸鉀第11頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二配體數(shù)-配體名稱-“合”-中心原子名稱（氧化值）Co(NH3)3(H2O)Cl2Cl ?氯化二氯三氨水合鈷（）2、 配離子（ ）：第12頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二先無機(jī)，后有機(jī)先陰離子，后中性分子（Cl、H2O)配體均為

5、陰離子（中性分子），按配位原子英文字母順序排列（NH3、H2O)Pt(NH3)4NO2Cl2+3、配體命名次序：( NO2-, en )第13頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二例：命名下列配合物，指出它們的配位體、配位原子及配位數(shù)六氨合鈷（）配離子NH3N6Co(NH3)63+配體：，配位原子：配位數(shù)：第14頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二六氰合鐵（）酸鉀CN- C6六氯合鉑（）酸Cl- 6ClK4Fe(CN)6配體：，配位原子：配位數(shù)：H2PtCl6配體：，配位原子：配位數(shù)：第15頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二配位

6、數(shù)：Co(ONO)(NH3)5SO4配體：配位原子：NH3，ONO-硫酸亞硝酸根五氨合鈷（）6N，O第16頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二Pt(NH3)4NO2Cl2+氯硝基四氨合鉑(IV)配離子Fe(CN)64+六氰合鐵()配離子 例題：Co(NH3)3(H2O)Cl2+二氯三氨水合鈷(III)配離子第17頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二Co(NH3)3(H2O)Cl2Cl氯化六氨合鈷（）Co(NH3) 6Cl3 K4Fe(CN)6 例題：六氰合鐵()酸鉀氯化二氯三氨水合鈷(III)Pt(NH3)4NO2Cl CO3碳酸氯硝基四氨合鉑(IV

7、)第18頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二六氯合鉑()酸Cl- H2PtCl6配體配位原子配位數(shù)6Cl 例題：第19頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二NH3 , ONO-硫酸亞硝酸根五氨合鈷()Co(ONO)(NH3)5SO4配體配位原子配位數(shù)6N , O 例題：第20頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二四硫氰根二氨合鉻()酸銨NH3， SCN- 6N，SNH4Cr(NH3)2(SCN)4配體配位原子配位數(shù) 例題：第21頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二 例題：Co(NH3)2(en)2Cl3配體配位

8、原子配位數(shù)NH3， enN,N,N6氯化二氨二(乙二胺)合鈷(III)第22頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二第二節(jié) 配合物的化學(xué)鍵理論NH3ZnH3NNH3NH32+一、價(jià)鍵理論(1931, Pauling Li)例：Zn(NH3)42+第23頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二中心原子提供的空軌道須先經(jīng)雜化，雜化類型取決于中心原子的電子層結(jié)構(gòu)和配體的影響雜化類型決定配合物的空間構(gòu)型、穩(wěn)定性和磁性sp, sp3, dsp2, d2sp3, sp3d21、理論要點(diǎn)中心原子與配體以配位鍵相結(jié)合， 形成鍵。中心原子提供雜化空軌道第24頁，共69頁，20

9、22年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二實(shí)例1：配位數(shù)為2的配合物Ag(NH3)2+Ag+: 4d10 4d5s5pAg(NH3)2+: 4d5p spNH3中N提供第25頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二空間構(gòu)型：直線形中心原子雜化情況： sp雜化Ag(NH3)2+第26頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二實(shí)例2：配位數(shù)為4的配合物28Ni1s22s22p63s23p63d84s228Ni2+Ar3d84s04p0第27頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二 sp3Ni2+：3d8 3d4s4p3dNi(NH3)42+： 1.

10、 Ni(NH3)42+ NH3中N提供單電子 n=2 第28頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二Ni(NH3)42+ 空間構(gòu)型：正四面體中心原子雜化情況： sp3雜化特點(diǎn)：中心原子d電子不變化第29頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二NH3NH3NH3NH3Ni(NH3)42+ Ni2+第30頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二配位數(shù)為4的配合物2. Ni(CN)42- Ni2+：3d8 3d4s4p 重排 dsp2NH3中N提供單電子 n=0 第31頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二Ni(CN)42-

11、空間構(gòu)型：平面正方形中心原子雜化情況： dsp2雜化特點(diǎn)：中心原子d電子發(fā)生重排第32頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二CN-CN-CN-CN-Ni(CN)42- Ni2+Ni(NH3)42+ 外軌配合物(單電子數(shù)少)磁性：外軌配合物 內(nèi)軌配合物(單電子數(shù)多)內(nèi)軌配合物和外軌配合物第38頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二、定義： 外軌型配合物：最外層空軌道參加雜化。內(nèi)軌型配合物：有次外層d軌道參加雜化。、測(cè)配合物的m可知其軌型.、影響軌型的因素（同一中心原子）第39頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二Zn(NH3)42+ 重

12、排不重排不重排中心原子d電子空間構(gòu)型中心原子雜化情況配離子Ni(NH3)42+ Ni(CN)42- sp3雜化sp3雜化dsp2雜化正四面體正四面體平面正方形外軌外軌內(nèi)軌比較(配位數(shù)為4的配位化合物)第40頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二解：配體：:NH3:CN-電負(fù)性：NC CN-使中心原子的3d電子發(fā)生重排。孤對(duì)電子對(duì)中心原子d電子排斥力為：配離子n內(nèi)軌型n=1第45頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二Fe(CN)63-空間構(gòu)型：正八面體中心原子雜化情況： d2sp3雜化特點(diǎn)：中心原子d電子發(fā)生重排內(nèi)軌配合物第46頁，共69頁，2022年，5

13、月20日，12點(diǎn)48分，星期二CN-FeCN-CN-CN-CN-CN-3+八面體結(jié)構(gòu)Fe(CN)63-第47頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二比較(配位數(shù)為6的配位化合物)重排不重排中心原子d電子空間構(gòu)型中心原子雜化情況配離子sp3d2雜化d2sp3雜化正八面體正八面體外軌內(nèi)軌FeF63-Fe(CN)63-第48頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二配合物的磁矩 = Bn: 配離子中的單電子數(shù)單電子數(shù)與磁矩的理論值見表11-3第49頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定配合物的磁矩()來判斷。方法：測(cè)定配合物的確定配離

14、子中的單電子數(shù)n 與中心原子自由離子中d單電子數(shù)比較確定內(nèi)或外軌型。配合物的內(nèi)外軌型的確定第50頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二請(qǐng)判斷Fe(H2O)63+( =5.70 ) 中Fe3+的雜化情況、配離子的空間構(gòu)型。n=5解： =Fe3+: 3d5沒有重排， Fe3+采取sp3d2雜化，配離子為八面體。 例題：第51頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二請(qǐng)判斷Pt(NH3)42+( =0 ) 中Pt2+的雜化情況、配離子的空間構(gòu)型。n=0解： =有重排， Pt2+采取dsp2雜化，配離子為平面正方形。Pt2+: 5d8 例題：第52頁，共69頁，20

15、22年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二請(qǐng)判斷MnCl42-( = 5.87 ) 中Mn2+的雜化情況、配離子的空間構(gòu)型。n=5解： =沒有重排， Mn2+采取sp3雜化，配離子為正四面體。Mn2+: 3d5 例題：第53頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二外軌 、穩(wěn)定性：內(nèi)軌例：判斷 Ni(NH3)42+ (n=2) 和 Ni(CN)42-（n=0）的空間構(gòu)型，并比較其穩(wěn)定性。第54頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二 小結(jié)：判斷雜化類型及空間構(gòu)型的方法1、寫出中心原子電子排布式2、根據(jù)配位數(shù)判斷雜化軌道數(shù)根據(jù)單電子數(shù)判斷軌型雜化類型第55頁，共6

16、9頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二規(guī)律：配位數(shù)與雜化類型及空間構(gòu)型關(guān)系第56頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二第三節(jié) 配位平衡 一、配位平衡及平衡常數(shù) 例：在Cu(NH3)4SO4水溶液中可能存在哪些離子和分子(不包括溶劑分子)？其中最多的是哪個(gè)？配位健離子鍵Cu (NH3)4 SO4第57頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二Cu (NH3)4 SO4Cu (NH3)42+ SO42-Cu (NH3)42+Cu (NH3)32+ + NH3Cu (NH3)32+Cu (NH3)22+ + NH3Cu (NH3)22+Cu (NH3)

17、2+ + NH3Cu (NH3)2+ Cu 2+ + NH3=第58頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二1、逐級(jí)穩(wěn)定常數(shù)K1=Cu (NH3)2+Cu 2+ NH3Cu (NH3)2+ Cu 2+ + NH3K1Cu (NH3)22+Cu (NH3)2+ + NH3K2Cu (NH3)32+Cu (NH3)22+ + NH3K3K4Cu (NH3)42+Cu (NH3)32+ + NH3第59頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二2 、穩(wěn)定常數(shù)Ks Ks=Cu (NH3)42+Cu 2+ NH34=K1K2K3K4Ks愈大，絡(luò)合物愈穩(wěn)定。Cu (NH3

18、)42+ Cu 2+ + 4 NH3Ks第60頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二第四節(jié) 螯合物2+2+Ks=3.55x106Ks=1.66x1010第61頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二螯合效應(yīng)：因螯環(huán)的生成使配合物穩(wěn) 定性大大增加的作用。影響螯合物的穩(wěn)定性因素：螯環(huán)的大小。環(huán)的數(shù)目螯合物：中心原子與多齒配體形成的環(huán)狀配合物。螯合劑：多齒配體，每兩個(gè)配位原子之間相隔兩個(gè)或三個(gè)其它原子。第62頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二CaONCH2ONCH2CCH2OCCH2OCCH2OOCCH2OO( CaY2- )第63頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二H C SH + Hg2+ CH2OHCH2 SH（二巰基丙醇）H C SCH2OHCH2 SHgH C S配合物的解毒作用第64頁，共69頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)48分，星期二總結(jié)：sp