__配位键和配位化合物

配位化合物

第4章

配位键和配位化合物4.1 配位化合物的基本概念 4.2 配位化合物的化学键理论 4.3 配位化合物的应用(选修)

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本章学习要求 1、掌握简单配合物的定义、组成、命 名和结构特点；

2、理解配合物价键理论的基本要点，并能用其解释配合物的磁性、杂化 类型及空间构型等。

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请先看两个实验：Cu(OH)2 (大量Cu2+) BaSO4 (大量SO42-) BaCl2

CuSO4

Cu2(OH)2SO4 (大 量Cu2+、少量氨水)3

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配位化合物

不反应(Cu2+浓度极小)过量 NH3 H2O

BaCl2

BaSO4 (大量SO42-)

不反应 (Cu2+CuSO4 [Cu(NH3)4]SO4 浓度极小)

加入酒精、过 滤、再于溶水 用pH试纸测定酸碱度： pH=7 说明没有明显NH3

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加入酒 精过滤

+ 把纯净 的深蓝 深蓝色 色的硫 CuSO4+4NH3=[Cu(NH3)4]SO4 晶体 酸四氨 (1)用pH试纸测定酸碱度：pH=7 说 合铜晶 明没有明显NH3 , 体溶于 水，分 (2)加入稀NaOH时无沉淀生成，说 成三分， 明无简单Cu2+离子 进行如 (3)加入BaCl2+HNO3溶液有沉淀生 下实验： 成，示有SO42-离子

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2Cu2++2NH3· 2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4↓(天蓝)+2NH4+ H Cu2(OH)2SO4+8 NH3· 2O=2[Cu(NH3)4]2++2OH-+SO42H +8H2O 深兰色

实验表明： [Cu(NH3)4]SO4 是比CuSO4 更稳 定的“配合物” , [Cu(NH3)4] 2+ 为配离子 (内界),以配位键结合； SO42-为外界。2013-2-28 6

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4.1 配位化合物的基本概念 4.1.1 配位化合物的定义 [Cu(NH3)4]SO4中心离子 (原子)

定义：以具有接受电子对的空轨道的原子和离子为中 心，与一定数量的可以给出电子对的离子或分子按一 定的组成和空间构型形成的化合物。 配位体 配位键的形成：中心离子(原子)提供空轨道，配位体上 的配位原子提供孤对电子。

[Co(NH3)6]Cl32013-2-28

K3[Fe(NCS)6]7

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4.1.2 配位化合物的组成

内界(配位个体)

外界

[Co(NH3)6]Cl3配体 中心离子 配位数 配位原子

练习：[Cu(NH3)4]SO42013-2-28

K3[Fe(NCS)6]

[Fe(CO)5]8

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1、形成体(中心离子或原子) 一般为带正电的过渡金属离子

[Co(NH3)6]3+, [Fe(CN)6]4-, [HgI4]2 电中性原子：Ni(CO)4 , Fe(CO)5 , Cr(CO)6 非金属元素原子：SiF62- , PF6-

2、配位体和配位原子

配体：含孤对电子

阴离子：X-, OH-, SCN 中性分子：CO, H2O, NH3

配位原子：配体中与中心原子直接相连的原子。H,C,N,P,As,Sb,O,S,Se,Te,F, Cl,Br,I2013-2-28 9

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单齿配体：只含有一个配位原子的配体。 分类 多齿配体：含多个配位原子的配体。常见的单齿配体及名称中性分子配位体及其名称 H2O 水 NH3 氨CO NO CH3NH2 羰基 亚硝酰基 甲胺

阴离子配位体及其名称F Cl Br I OH 氟 氯 溴 碘 羟基 NO2 ONO SCN NCS NH2 胺基 硝基 亚硝酸根 硫氰酸根 异硫氰酸根

C5H5N2013-2-28

吡啶(Py)

CN

氰

S2O3 2 硫代硫酸根10

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常见的多齿配体及名称 乙二胺(en)H2 N

CH 2

CH 2

N H2

乙二酸根(草酸根) — :OOCCOO:— (C2O42-) 乙二胺四乙酸根 EDTA(Y4-) 4–

O O

O O

2–

C C

O OC

H 2C N CH 2 CH 2 N

CH 2

CO O

O OC

H 2C

CH 2

CO O

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3、中心离子的配位数配位数是与中心原子成键的配位原子总数。

单基配体的配合物：配位数 = 配位体数；多基配体的配合物：配位数 = 配位体数×每个配位体中配 位原子数。

单齿配体:

[ Cu(NH3)4]2+ [PtCl3(NH3)][CoCl2(en)2] + [Al(C2O4)3]3-

4 4 6 612

多齿配体:

[Ca(EDTA)]2- 62013-2-28

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影响配位数的因素： 中心离子的氧化数越高，配位数往往越大。 如：Ag+、Cu+、Au+等离子的特征配位数为2, Cu2+、Zn2+、Hg2+、Co2+、Ni2+等离子的特征配位数为4, Fe3+、Co3+、Al3+、Cr3+等离子的特征配位数为6。 中心离子的半径越大，配位数往往越大。 如：[BF4] 中，中心离子的配位数是4, [AlF6]3 中，中心离子的配位数是6。 一般来说，配体的体积越大，中心离子的配位数越小。 如：[AlF6]3 中，中心离子的配位数是6, [AlCl4] 中，中心离子的配位数是4。 另外配位数还受到中心离子和配位体之间的相互作用以及配 合物生成时的外界条件(温度、浓度等)的影响。 总之，确定配位数要根据实验事实。2013-2-28 13

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4、配离子的电荷 配离子电荷等于中心离子和配体两者电荷的 代数和。 [Fe(CN)6]3-(赤血盐)(+3) (+2)

[Fe(CN)6]4-(黄血盐)[Fe(CO)5] 配合物内界是否一定带电？2013-2-28 14

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4.1.3 配位化合物的命名 1. 习惯命名法K4[Fe(CN)6]: 黄血盐 K3[Fe(CN)6]: 红血盐 Fe(C5H5)2: 二茂铁 K[PtCl3(C2H4)]:蔡斯盐

2. 系统命名法原则：服从一般无机化合物的命名原则。 (1)外界命名： 外界是简单阴离子酸根，则称“某化某”。 [CoC12(NH3)4]Cl 一氯化二氯· 四氨合钴(III) 外界是复杂阴离子酸根，则称“某酸某”。 [Cu(NH3)4]SO4 硫酸四氨合铜(II)

外界为氢离子，配阴离子后用酸字结尾，它的盐类似。 H[PtCl3(NH3)] 三氯· 一氨合铂(II)酸 K [PtCl3(NH3)] 三氯· 一氨合铂(II)酸钾 2013-2-28

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