五章配位化合物.ppt

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1、五章配位化合物 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第一节第一节 配位化合物的基本概念配位化合物的基本概念一、配合物的定义一、配合物的定义二、配合物的组成二、配合物的组成三、配合物的命名三、配合物的命名配位化合物的组成和命名配位化合物的组成和命名一、定义：一、定义：中心元素与可给出电子对或多个不定域电子的物中心元素与可给出电子对或多个不定域电子的物种以配位键形成的复杂分子或离子称为种以配位键形成的复杂分子或离子称为配位个体配位个体，含，含有配位个体的化合

2、物称为有配位个体的化合物称为配合物配合物。不带电荷的配位个体称不带电荷的配位个体称配位分子配位分子，配位分子本身，配位分子本身就是配合物；带电荷的配位个体称为就是配合物；带电荷的配位个体称为配离子配离子。配位分子和含有配离子的化合物统称为配合物。配位分子和含有配离子的化合物统称为配合物。1 1、中心元素中心元素:又称配合物形成体又称配合物形成体,为价层有空轨道的为价层有空轨道的原子或离子原子或离子 2 2、配位体配位体:含有孤电子对或含有孤电子对或键电子的物种键电子的物种强调：配合物的特征就是含有配位键强调：配合物的特征就是含有配位键 配离子与配合物在概念上是不同的，但习惯配离子与配合物在概念

3、上是不同的，但习惯上却不严格区分上却不严格区分二、组成：二、组成：一般情况下，由外界和内界组成。一般情况下，由外界和内界组成。1 1、内界：由中心元素与配位体以配位键组成的单元、内界：由中心元素与配位体以配位键组成的单元2 2、外界：其它部分、外界：其它部分例：例：Co(NHCo(NH3 3)6 6ClCl3 3 K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 Pt(NH Pt(NH3 3)2 2ClCl4 4 Pt(NH Pt(NH3 3)6 6PtClPtCl4 4 3 3、配位原子配位原子:配位体中与中心元素直接键合的原子配位体中与中心元素直接键合的原子4 4、配位数、配位数:直接与中心元素

4、直接键合的配位原子的数直接与中心元素直接键合的配位原子的数目目 根据配体中所含的配位原子数目，可将配体分为根据配体中所含的配位原子数目，可将配体分为单单齿配体齿配体和和多齿配体多齿配体。只含有一个配位原子的配体称为。只含有一个配位原子的配体称为单齿配体单齿配体，含有两个或两个以上配位原子的配体称为，含有两个或两个以上配位原子的配体称为多齿配体多齿配体,同一配体的多个配位原子直接与同一中心元同一配体的多个配位原子直接与同一中心元素形成环状结构称为素形成环状结构称为鳌合配体鳌合配体。三、配合物的命名三、配合物的命名(自学为主自学为主)符合一般无机物命名原则。符合一般无机物命名原则。1 1、总顺序：

5、、总顺序：配体数目配体数目(大写大写),),配体名称配体名称,“,“合合”,”,中心元素名中心元素名(氧化氧化态态)多配体间用多配体间用“”“”分开分开2 2.多配体命名顺序：多配体命名顺序：阴离子配体在前，阳离子、中性配体随后；阴离子配体在前，阳离子、中性配体随后；无机配体在前，有机配体在后；无机配体在前，有机配体在后；同类配体：按配位原子符号的英文字母顺序排列；同类配体：按配位原子符号的英文字母顺序排列；若配位原子也相同，少原子数配体在前；若原子数若配位原子也相同，少原子数配体在前；若原子数亦同，则按其结构式中与配位原子相连原子的符号亦同，则按其结构式中与配位原子相连原子的符号英文字母顺序

6、排列。英文字母顺序排列。第二节第二节 配位化合物的结构配位化合物的结构一、一、配位化合物的价键理论配位化合物的价键理论二、配位化合物的晶体场理论二、配位化合物的晶体场理论一、价键理论一、价键理论VB法应用法应用 思想：认为中心原子与配位原子是通过杂化了思想：认为中心原子与配位原子是通过杂化了的共价配位键而结合的。的共价配位键而结合的。因此，形成配位键的条件是：中心原子必须具因此，形成配位键的条件是：中心原子必须具有空轨道及配体能提供孤电子对或有空轨道及配体能提供孤电子对或键电子。键电子。VB法应用法应用例：例：1、分析、分析Fe(H2O)63+结构结构 2、分析分析Fe(CN)63结构结构在在

7、H2O的影响下，的影响下，Fe3+的的1个个4s空轨道，空轨道，3个个4p空轨空轨道，道，2 个个4d空轨道进行杂化，分别与空轨道进行杂化，分别与 6个含孤对电个含孤对电子的子的H2O形成形成6个配位键，形成个配位键，形成Fe(H2O)63+。当当Fe3+与与CN接接近近时时，在在CN的的影影响响下下，Fe3+的的5个个3d电电子子挤挤到到3个个3d轨轨道道中中，空空出出2个个3d轨轨道道，Fe3+分分别别与与6个个含含孤孤对对电电子子的的中中的的C原原子子形形成成6个个配位键，生成配位键，生成Fe(CN)63 1 1.外轨型和内轨型配合物。外轨型和内轨型配合物。2 2.低自旋和高自旋配合物。

8、低自旋和高自旋配合物。3 3.中心元素的杂化类型与其电子层结构和配体中中心元素的杂化类型与其电子层结构和配体中配位原子的电负性有关。配位原子的电负性有关。一般一般,配位原子的电负性值小，易给出电子对，配位原子的电负性值小，易给出电子对，对中心元素的结构影响较大，可能发生重排。对中心元素的结构影响较大，可能发生重排。Ag(NH3)2+Zn(NH3)42+FeF63-4.4.配位数规律：配位数规律：中心元素电荷中心元素电荷 +1 +2 +3 +4 常见配位数常见配位数 2 4(6)6(4)6(8)5.5.几何异构、旋光异构（了解）几何异构、旋光异构（了解）不同配体在中心元素周围空间排列位置不同产生

9、不同配体在中心元素周围空间排列位置不同产生的异构现象的异构现象 顺式顺式顺式顺式 反式反式反式反式 小结：小结：VBVB法对配合物的几何构型分析较直观和满法对配合物的几何构型分析较直观和满意，但不能说明其颜色、稳定性与意，但不能说明其颜色、稳定性与d d电子的关系。电子的关系。H3 N Cl Cl NH3PtH3 N Cl H3 N Cl Pt二、配合物的晶体场理论二、配合物的晶体场理论(了解了解)立论立论立论立论:配体对中心元素的结构发生影响，简并的配体对中心元素的结构发生影响，简并的配体对中心元素的结构发生影响，简并的配体对中心元素的结构发生影响，简并的d d d d轨道发轨道发轨道发轨道

10、发生分裂生分裂生分裂生分裂 1 1 1 1、d d d d轨道能级的分裂轨道能级的分裂轨道能级的分裂轨道能级的分裂 八面体场中八面体场中八面体场中八面体场中d d d d轨道的轨道的轨道的轨道的分裂分裂分裂分裂 2 2 2 2、分裂能及影响因素、分裂能及影响因素、分裂能及影响因素、分裂能及影响因素 分裂后最高分裂后最高分裂后最高分裂后最高d d d d轨道与最低轨道与最低轨道与最低轨道与最低d d d d轨道之间的能量差。轨道之间的能量差。轨道之间的能量差。轨道之间的能量差。分裂能与中心元素的电荷和配体的性质等有关。分裂能与中心元素的电荷和配体的性质等有关。分裂能与中心元素的电荷和配体的性质等

11、有关。分裂能与中心元素的电荷和配体的性质等有关。P7P7P7P75 5 5 5(1）轨道方向）轨道方向正对配体：正对配体：dz2,dx2y2(2）轨道方向）轨道方向不正对配体不正对配体:dxy,dxz,dyz二重简并二重简并 d 或或 eg三重简并三重简并 d 或或 t2gE0 6Dq-4Dqd x 2-y 2 d z 2 d xy d xz d yz 自由离子自由离子Es=0Dq球形场球形场八面体场八面体场 0=10Dq 3、电子排布与高、低自旋、电子排布与高、低自旋 中心元素中心元素d电子的排布遵循原子结构电子排布原电子的排布遵循原子结构电子排布原理，并受分裂能的影响。理，并受分裂能的影响

12、。d47 则可能有两种排布方式，究竟是高自旋或则可能有两种排布方式，究竟是高自旋或是低自旋，主要取决于电子成对能是低自旋，主要取决于电子成对能P与分裂能与分裂能o的的相对大小。相对大小。p主要由中心元素确定；主要由中心元素确定；o主要与配体有关。主要与配体有关。4、对颜色的解释、对颜色的解释 d-d跃迁。跃迁。因此因此d19配离子有色；配离子有色；d0、d10配离子无色配离子无色.5、晶体场稳定化能、晶体场稳定化能CFSE d电子在分裂后的电子在分裂后的d轨道中重新分布，导致体系轨道中重新分布，导致体系总能量下降，体系总能量总能量下降，体系总能量(比球形对称场比球形对称场)的降低值的降低值 它

13、与它与d电子数和晶体场的强弱有关。电子数和晶体场的强弱有关。【前提前提前提前提】水溶液中水溶液中水溶液中水溶液中【思考思考思考思考】根据结构分析配位个体稳定，在水溶液中不易离解，根据结构分析配位个体稳定，在水溶液中不易离解，根据结构分析配位个体稳定，在水溶液中不易离解，根据结构分析配位个体稳定，在水溶液中不易离解，但是否不离解呢？但是否不离解呢？但是否不离解呢？但是否不离解呢？【事实事实事实事实】在在在在Ag(NHAg(NH3 3)2 2+溶液中加入一定量的溶液中加入一定量的溶液中加入一定量的溶液中加入一定量的NaClNaCl溶液，不易溶液，不易溶液，不易溶液，不易形成沉淀；若加入一定量的形成

14、沉淀；若加入一定量的形成沉淀；若加入一定量的形成沉淀；若加入一定量的I I或或或或S S2 2，均易形成，均易形成，均易形成，均易形成AgIAgI黄色或黑黄色或黑黄色或黑黄色或黑色色色色AgAg2 2S S沉淀。沉淀。沉淀。沉淀。【说明说明说明说明】配离子在水中有微弱的离解，存在平衡，称配位平衡配离子在水中有微弱的离解，存在平衡，称配位平衡配离子在水中有微弱的离解，存在平衡，称配位平衡配离子在水中有微弱的离解，存在平衡，称配位平衡一、配位平衡和一、配位平衡和一、配位平衡和一、配位平衡和K K稳稳稳稳、K K不稳不稳不稳不稳配位平衡是化学平衡的又一种具体形式，运用平衡原理处理平配位平衡是化学平衡

15、的又一种具体形式，运用平衡原理处理平配位平衡是化学平衡的又一种具体形式，运用平衡原理处理平配位平衡是化学平衡的又一种具体形式，运用平衡原理处理平衡：衡：衡：衡：当平衡时，必有配位平衡常数当平衡时，必有配位平衡常数当平衡时，必有配位平衡常数当平衡时，必有配位平衡常数KK稳稳稳稳、K K不稳不稳不稳不稳。【分析分析分析分析】K K稳稳稳稳、K K不稳不稳不稳不稳表征了配离子在水溶液中的离解程度大小，表征了配离子在水溶液中的离解程度大小，表征了配离子在水溶液中的离解程度大小，表征了配离子在水溶液中的离解程度大小，两者互为倒数关系。两者互为倒数关系。两者互为倒数关系。两者互为倒数关系。第三节第三节 配

16、位平衡配位平衡二、配位平衡的特点二、配位平衡的特点二、配位平衡的特点二、配位平衡的特点逐级常数逐级常数逐级常数逐级常数与多元弱酸碱的电离一样，配离子的离解、配位也是分步进行的。与多元弱酸碱的电离一样，配离子的离解、配位也是分步进行的。与多元弱酸碱的电离一样，配离子的离解、配位也是分步进行的。与多元弱酸碱的电离一样，配离子的离解、配位也是分步进行的。逐级平衡对应的平衡常数称逐级常数，它们的关系亦与多元弱逐级平衡对应的平衡常数称逐级常数，它们的关系亦与多元弱逐级平衡对应的平衡常数称逐级常数，它们的关系亦与多元弱逐级平衡对应的平衡常数称逐级常数，它们的关系亦与多元弱酸碱相似。规律：一般，逐级稳定常数

17、依次减小，但各级稳定酸碱相似。规律：一般，逐级稳定常数依次减小，但各级稳定酸碱相似。规律：一般，逐级稳定常数依次减小，但各级稳定酸碱相似。规律：一般，逐级稳定常数依次减小，但各级稳定常数有时相差不大。常数有时相差不大。常数有时相差不大。常数有时相差不大。因此，有关平衡的准确计算，较复杂。当累积稳定常数因此，有关平衡的准确计算，较复杂。当累积稳定常数因此，有关平衡的准确计算，较复杂。当累积稳定常数因此，有关平衡的准确计算，较复杂。当累积稳定常数K K稳稳稳稳大，大，大，大，且溶液中配体浓度较大时，可作近似计算。且溶液中配体浓度较大时，可作近似计算。且溶液中配体浓度较大时，可作近似计算。且溶液中配

18、体浓度较大时，可作近似计算。三、应用三、应用三、应用三、应用平衡计算平衡计算平衡计算平衡计算【例例例例1 1 】将将将将0.2mol/dm0.2mol/dm3 3 AgNO AgNO3 3与与与与2.4mol/dm2.4mol/dm3 3氨水等体氨水等体氨水等体氨水等体积混合，求平衡后银离子的浓度。积混合，求平衡后银离子的浓度。积混合，求平衡后银离子的浓度。积混合，求平衡后银离子的浓度。【例例例例2 2 】要使要使要使要使0.1mol AgCl0.1mol AgCl溶解于溶解于溶解于溶解于1dm1dm3 3氨水溶液中，氨水氨水溶液中，氨水氨水溶液中，氨水氨水溶液中，氨水的浓度应为多少？的浓度应为多少？的浓度应为多少？的浓度应为多少？本章结束本章结束第三节第三节 配位平衡配位平衡