第十章-金属配位化合物-PPT

,上页,下页,目录,返回,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十章 金属配位化合物,10.1,相关的定义和命名,The,relating definitions and,nomenclature,10.1.1,相关的定义,Relating definitions,10.1.2,化学式的书写和配合物的命名,Writing of chemical equation,and nomenclature,of,coordination,compound,7.1.1 相关的定义,让我们先看一个实验：,Cu(OH),2,沉淀,Cu(NH,3,),4,SO,4,溶液,CuSO,4,溶液,Cu(OH),2,沉淀,Cu(NH,3,),4,SO,4,溶液,CuSO,4,溶液,NH,3,水,NH,3,水,都存在一个“配位实体”.,“配位实体”相对稳定，既可存在于晶体中，也可存,在于溶液中。,与“复盐”(,Double salts,),不同，但又无绝对的界线。,显然，这些产物中：,配位化合物可看成是一类由简单化合物反应生成的复杂化合物：,CuSO,4,+4 NH,3,Cu(NH,3,),4,SO,4,3NaF +AlF,3,Na,3,AlF,6,SiF,4,+2 HF H,2,SiF,6,Ni +4 CO Ni(CO),4,与配合物相关的一些概念可依下列实例说明：,1.配位实体和络合物,配位实体(,Coordination entity,),是由配位共价键结合起来的、相对稳定的结构单元,它可以是阳离子物种(如例1中的,Co(NH,3,),6,3+,)、,阴离子物种(如例2中的,Fe(CN),6,4-,),或电中性物种(如例3)。,需要强调配位实体所带的电荷时,，,也可将其叫作络离子,(,Complex ion,),。,这就是说，“络合物”和“络离子”都是“配位实体”的同义。,例1 例2 例3,Co(NH,3,),6,Cl,3,K,4,Fe(CN),6,Ni(CO),4,2.配位化合物,配位化合物(,Coordination compound,),指包含配位实体在内的整个化合物,例1、例2和例3都是配位化合物。但“配位化合物”与“络合物”在用法上有区别。例如,可将例3叫“配位化合物”或叫“络合物”，因为配位实体本身就是整个化合物;但不能将例1和例2叫“络合物”,因为配位实体并非整个化合物。,外界,内界,只 有 内 界,形成体 提供空轨道 电子对接受体,Lewis,酸,配位体 提供孤对电子 电子对给予体,Lewis,碱,形成体 中心离子或原子(,central ion,or central atom,),配位体 中性分子或阴离子,配位实体,正离子（多）,中性原子（少）,金属元素（多）,非金属元素（少）,3.形成体,处于配位实体结构单元中心部位的原子或,离子,(,如上述,3,例中的,Co,原子、,Fe,原子和,Ni,原子,),叫中,心原子,(,Central atom,),或形成体。,4.配位体和配位原子,与中心原子结合的分子或离子,(,如例中的,NH,3,分子、,CO,分子和,CN,离子,),叫做配位体,(,Ligand,),配位体中与中心原子直接键合的原子叫配位原子,(,如配位体,NH,3,中的,N,原子，配位体,CN,-,和,CO,中,C,原子,),。,配位体又因含有的配位原子数目不同分为单齿配位体(,Monodentate ligand,),和,多齿配位体,(,Polydentate ligand,)。,大家学习辛苦了，还是要坚持,继续保持安静,单齿配体,：,一个配体中只含一个配位原子,多齿配体：一个配体中含有多个配位原子,乙二胺（,en）,乙二酸根（草酸根）,叶绿素(,chlorophylls a,),是镁的大环配合物，作为配位体的卟啉环与,Mg,2+,离子的配位是通过4个环氮原子实现的。叶绿素分子中涉及包括,Mg,原子在内的4个六元螯环。,叶绿素是一种绿色色素,它能吸收太阳光的能量,并将储存的能量导入碳水化合物的化学键。,阳光,n,CO,2,+,n,H,2,O,(,CH,2,O),n,+,n,O,2,叶绿素,这就是光合作用（,photosynthesis,）,血红素是个铁卟啉化合物,是血红蛋白的组成部分。,Fe,原子从血红素分子的,血红蛋白本身不含图中表示出来的那个,O,2,分子，它与通过呼吸作用进入人体的,O,2,分子结合形成氧合血红蛋白，通过血流将氧输送至全身各个部位。,下方键合了蛋白质链上的1个,N,原子，圆盘上方键合的,O,2,分子则来自空气。,与中心离子（或原子）成键的配位原子的总数,5.配位数,例如：,6.螯合物和金属大环配合物,螯合物(,Chelate,),是多齿配位体以2个或2个以上配位原子配位于金属原子而形成的一种环状络合物 (环中包含了金属原子)。能用作多齿配体的试剂叫螯合剂(,Chelating agent,)。,1,10-菲咯啉与,Fe,2+,形成的螯合物，其中存在3个五元环,卟啉环与,Mg,2+,离子的配位是通过4个环氮原子实现的。叶绿素分子中涉及包括,Mg,原子在内的4个六元螯环,7.1.2 化学式的书写和配合物的命名,命名原则：按照中国化学会无机专业委员会制定的规,则命名,关于化学式书写原则,对含有络离子的配合物，阳离子要放在阴离子之前(类似于,NH,4,Cl,和,Na,2,SO,4,)。,对配位实体而言，先写中心原子的元素符号，再依次列出阴离子配位体和中性分子配位体。例如,CrCl,2,(H,2,O),4,Cl。,对多种配位体同为负离子或同为中性分子的,则按,:,简单离子，复杂离子，有机酸根；,H,2,O,，,NH,3,，,有机分子。例如,Cr(H,2,O)(NH,3,),5,Cl,3,。,关于汉语命名原则,含络离子的配合物：阴离子名称在前，阳离子名称在后，阴、阳离子名称之间加“化”字或“酸”字。例如,Ag(NH,3,),2,(OH),和,CrCl,2,(H,2,O),4,Cl,分别叫氢氧化二氨合银(,I),和一氯化二氯四水合铬(,III),;而,Cu(NH,3,),4,SO,4,叫硫酸四氨合铜(,II),加“酸”字。,配位实体的命名：配位体名称在前，中心原子名称在后(例如,Cu(NH,3,),4,2+,叫四氨合铜(,II)；,不同配位体名称顺序与化学式的书写顺序相同，相互之间以中圆点“”分开，最后一种配位体名称之后缀以“合”字；配位体个数用倍数字头“一”、“二”等汉语数字表示，中心原子的氧化态用元素名称之后置于括号中的罗马数字表示。,硫酸四氨合铜（）,六异硫氰根合铁（）酸钾,六氯合铂（）酸,氢氧化四氨合铜（）,五氯氨合铂（）酸钾,硝酸羟基三水合锌（）,(三)氯化五氨水合钴（）,五羰（基）合铁,三硝基三氨合钴（）,乙二胺四乙酸根合钙（）,命名下列配合物和配离子：,（1）(NH,4,),3,SbCl,6,;,（2）Co(en),3,Cl,3,（3）Cr(H,2,O),4,Br,2,Br,2H,2,O,(1),六氯合锑（）酸铵,(2),三氯化三（乙二胺）合钴（）,(3),二水合溴化二溴,四水合铬（）,Solution,Question 2,写出下列配合物的化学式：,（1）羟基,水,草酸根,乙二胺合铬(),（2）氯,硝基,四氨合钴配阳离子(),Cr(OH,)(C,2,O,4,)(H,2,O)(en);,Co,Cl,(NO,2,)(NH,3,),4,+,Solution,Question 3,配合物,CrBr(NH,3,),5,SO,4,，,中心离子是,_,，,配位体是,_,配位原子是,_,，,配位数,_,，配离子的电荷数是,_,中心离子的氧化数是,_,，内界是,_,，,外界是,_,。,例：,硫酸一溴五氨合铬（）,Cr,3+,NH,3,、B,r,-,N、Br,6,+2,3+,Cr(NH,3,),5,Br,2+,SO,4,2-,10.2,配合物的化学键理论,Chemical bond theory of,coordination compound,10.2.1,价键理论,:,外轨络合物和内轨络,合物,Valence bond theory,:,Outer,orbital complexes,and,Inner,orbital complexes,形成体(,M),有空轨道，配位体(,L),有孤对电子，形,成配位键,M,L,形成体(中心离子)采用杂化轨道成键,杂化方式与空间构型有关,这里把第二章的,s-p,杂化轨道扩大到,d,轨道上，形成,s-p-d,杂化轨道。,(1),价键理论的要点,10.2.1,价键理论,:,外轨络合物和内轨络,合物,中心离子,Ag,+,的结构,4,d,5,s,5,p,Ag(NH,3,),2,+,的结构,sp,杂化,4,d,5,p,H,3,N,NH,3,结果,：,Ag(NH,3,),2,+,形成之前和之后,中心原子的,d,电子排,布没有变化,。络合物是直线型，,=0,中心离子,Ni,2+,的结构,3,d,4,s,4,p,Ni(NH,3,),4,2+,的结构,sp,3,杂化,结果,：,Ni(NH,3,),4,2+,形成之前和之后,中心原子的,d,电子排布没有变化，配位原子的孤对电子填在由外层轨道杂化而得的杂化轨道上。这样一类络合物叫外轨络合物(,Outer orbital complexes,)。,3,d,NH,3,NH,3,NH,3,NH,3,同样是四配位，但对络合物,Ni(CN),4,2,就成了另一回事,Ni(CN),4,2,的结构,dsp,2,杂化,3,d,CN,CN,CN,CN,结果：,Ni(CN),4,2-,形成之前和之后,中心原子的,d,电子排布发生了变化，原来由单电子占据、后来腾空了的,(,n,-1)d,轨道参与了杂化，这样一类络合物叫内轨络合物,(,Inner orbital complexes,),它们是指配位体孤对电子填充在,(,n,1)d,轨道和一部分,n,层轨道上的一类络合物,。,10.4,配位实体的热力学稳定性,Thermodynamic stability,of the coordination entity,10.4.1,稳定常数,Formation constant,10.4.2,螯合效应和大环效应,Chelate,effect and macrocyclic effect,（1）稳定常数,Cu,2,4NH,3,Cu(NH,3,),4,2,10.4.1,稳定常数,MgY,2-,*,CaY,2-,FeY,2-,CuY,2-,HgY,2-,FeY,-,Fe(NCS),2+,Ag(NH,3,),2,+,Ag(S,2,O,3,),2,3-,Ag(CN),2,-,Cu(CN),2,-,Au(CN),2,-,Fe(C,2,O,4,),3,3-,Co(NCS),4,2-,4.410,8,1.010,11,2.110,14,5.010,18,6.310,21,1.710,24,2.210,3,1.110,7,2.910,13,1.310,21,1.010,24,2.010,38,210,20,1.010,3,Zn(NH,3,),4,2+,Cu(NH,3,),4,2+,HgCl,4,2-,Zn(CN),4,2-,HgI,4,2-,Hg(CN),4,2-,Co(NH,3,),6,2+,Cd(NH,3,),6,2+,Ni(NH,3,),6,2+,AlF,6,3-,Fe(CN),6,4-,Co(NH,3,),6,3+,Fe(CN),6,3-,2.910,9,2.110,13,1.210,15,5.010,16,6.810,29,2.510,41,1.310,5,1.410,5,5.510,8,6.910,19,1.010,36,210,35,1.010,42,络离子,络离子,室温下，0.010,mol,的,AgNO,3,(s),溶于 1.0,L0.030 mol L,-,1,NH,3,H,2,O,中（设体积不变），计算该溶液中游离