第4章 配位化合物与新材料

§2-2-2、配位化合物课本实验：P 41-【实验2-1】：CuSO 4CuSO 4·2H 2OCuBr 2NaCl K 2SO 4KBr 固体颜色白色绿色深褐色白色白色白色溶液颜色天蓝色天蓝色天蓝色无色无色无色【思考】：前三种溶液呈天蓝色．．．大概与什么物质有关？依据是什么？【结论】：上述实验中呈天蓝色的物质叫做四水合铜离子，可表示为[Cu(H 2O)4]2+。

结构如右图所示。

在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子中的O 原子提供孤电子对给予铜离子（铜离子提供空轨道），铜离子接受水分子的孤电子对形成的，这类“电子对给予—接受键”被称为配位键。

一、配合物理论1、孤电子对：分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。

2、配位键：（1）概念：配位共价键简称“配位键”：是指两原子的成键电子全部由一个原子提供．．．．．．．．．所形成的共价键，其中，提供所有成键电子的称“配位体（简称配体）”、提供空轨道接纳电子的称“受体”。

常见的配体有：NH 3(N 原子)、CO(C 原子)、CN -(C 原子)、H 2O(O 原子)、OH -(O 原子)；受体：是多种多样的，有氢离子、以三氟化硼（硼原子）为代表的缺电子化合物、还有大量过渡金属元素。

（2）配位键的形成条件：①成键原子一方提供．．．．孤电子对．．．．，②另一方提供．．．．．空轨道．．．形成的共价键。

实质是一种特殊的共价键。

（3）配位键的表示：常用“A→B”来表示配位键，箭头指向提供空轨道的B 原子（或离子）。

【强调】：配位键与普通共价键只是在形成过程上有所不同。

配位键的共用电子对由成键原子单方面提供，普通共价键的共用电子对则由成键原子双方共同提供，但实质是相同的，都是成键原子双方共用。

如NH 4+可表示为：，在NH 4+中，虽然有一个N－H 键形成过程与其他3个N－H 键形成过程不同，但是一旦形成之后，4．个．N ．－．H ．键完全等同．．．．．。

材料化学考试重点整理第⼀章1、材料的基本概念材料是⼈类赖以⽣存的基础，材料的发展和进步伴随着⼈类⽂明发展和进步的全过程。

材料是国民经济建设，国防建设和⼈民⽣活不可缺少的重要组成部分，是社会现代化的物质基础与先导。

材料，尤其是新材料的研究、开发与应⽤反映着⼀个国家的科学技术与⼯业⽔平。

材料特别是新材料与社会现代化及现代⽂明的关系⼗分密切，新材料对提⾼⼈民⽣活，增加国家安全，提⾼⼯业⽣产率与经济增长提供了物质基础，因此新材料的发展⼗分重要。

材料是⼀切科学技术的物质基础，⽽各种材料的起点主要来源于材料的化学制备和化学改性。

2、什么是材料科学⼯程具有物理学、化学、冶⾦学、⾦属学、陶瓷学、计算数学等多学科交叉与结合的特点，并且具有鲜明的⼯程性。

3、什么是材料化学材料化学在研究开发新材料中的作⽤，就是⽤化学理论和⽅法来研究功能分⼦以及由功能分⼦构筑的材料的结构与功能关系，使⼈们能够设计新型材料，提供的各种化学合成反应和⽅法使⼈们可以获得具有所设计结构的材料。

采⽤新技术和新⼯艺⽅法，合成新物质和新材料，通过化学反应实现各组分在原⼦或分⼦⽔平上的相互转换过程。

涉及材料的制备、组成、结构、性质及其应⽤的⼀门科学。

材料化学既是材料科学的⼀个重要分⽀，也是材料科学的核⼼内容。

同时⼜是化学学科的⼀个组成部分，具有明显的交叉学科、边缘学科的性质。

是材料学专业学⽣的⼀门重要的专业基础知识课程。

4、材料的分类（1）按照材料的使⽤性能：可分为结构材料与功能材料两类结构材料的使⽤性能主要是⼒学性能；功能材料的使⽤性能主要是光、电、磁、热、声等功能性能。

（2）以材料所含的化学物质的不同将材料分为四类：⾦属材料、⾮⾦属材料、⾼分⼦材料及由此三类材料相互组合⽽成的复合材料。

第⼆章1、原⼦结合---键合两种主要类型的原⼦键：⼀次键和⼆次键。

（1）⼀次键的三个主要类型：离⼦键、共价键和⾦属键。

（⼀次键都涉及电⼦的转移，或者是电⼦的共⽤。

）⼀次键通常⽐⼆次键强⼀个数量级以上。

《元素化学》讲义要点第4章配位化合物教学要求1.掌握配位化合物的基本概念，组成，命名，分类。

2.掌握配位化合物价键理论的基本内容。

3.掌握配位平衡，配合物的稳定常数和不稳定常数的概念和意义。

4.掌握配合物的有关计算：能应用配合物的稳定常数计算配离子的稳定性。

5.了解影响配位平衡的因素及与其它平衡的关系。

教学重点：1.配合物的异构现象；2.价键理论和晶体场理论；3.配位化合物的稳定性。

教学难点：1.晶体场理论；2.配位平衡的有关计算。

主要内容：§5.1配位化合物的命名与分类§ 5.2配合物的空间构型§5.3 配合物的化学键理论§5.4配合物的稳定性及有关计算教学时数8学时(含辅导)教学内容§5.1配合物的命名与分类“科学的发生和发展一开始就是由生产所决定的”。

配合物这门科学的诞生和发展，也是人类通长期过生产活动，逐渐地了解到某些自然现象和规律，加以总结发展的结果。

历史上有记载的最早发现的第一个配合物就是我们很熟悉的亚铁氟化铁Fe4[Fe(CN)6]3(普鲁士蓝)。

它是在1704年普鲁士人狄斯巴赫在染料作坊中为寻找蓝色染料，而将兽皮、兽血同碳酸纳在铁锅中强烈地煮沸而得到的。

后经研究确定其化学式为Fe4[Fe(CN)6]3o近代的配合物化学所以能迅速地发展也正是生产实际需要的推动结果。

如原子能、半导体、火箭等尖端工业生产中金属的分离楼术、新材料的制取和分析；50年代开展的配位催比，以及60年代蓬勃发展的生物无机化学等都对配位化学的发展起了促进作用。

目前配合物化学已成为无机化学中艮活跃的一个领域。

今后配合物发展的特点是更加定向综合，它将广泛地渗透到有机化学、生物化学、分析化学以及物理化学、量子化学等领域中去。

如生物固氮的研究就是突出的一例。

§5.1.1配合物的基本概念1配合物的定义当将过量的氨水加入硫酸铜溶液中，溶液逐渐变为深蓝色，用酒精处理后，还可以得到深蓝色的晶体，经分析证明为[C U(NH3)4]SO4.C U SO4+4NH3=[C U(NH3)4]SO4在纯的C U(NH3)4]SO4溶液中，除了水合硫酸根离子和深监色的C U(NH3)4]2+离了外，几乎检查不出Cu丹离子和NH3分子的存在。

第1章配位化学导论配位化学（coordination chemistry）是无机化学的一个重要分支学科。

配位化合物(coordination compounds)（有时称络合物complex）是无机化学研究的主要对象之一。

配位化学的研究虽有近二百年的历史，但仅在近几十年来，由于现代分离技术、配位催化及化学模拟生物固氮等方面的应用，极大地推动了配位化学的发展。

它已广泛渗透到有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学、催化化学、生物化学等领域，而且与材料科学、生命科学以及医学等其他科学的关系越来越密切。

目前，配位化合物广泛应用于工业、农业、医药、国防和航天等领域。

1.1 配位化学发展简史历史上记载的第一个配合物是普鲁士蓝。

它是1704年由柏林的普鲁士人迪斯巴赫（Diesbach）制得，它是一种无机颜料，其化学组成为Fe4[Fe(CN)6]3·nH2O。

但是对配位化学的了解和研究的开始一般认为是1798年法国化学家塔萨厄尔（B.M.Tassaert）报道的化合物CoCl3·6NH3，他随后又发现了CoCl3·5NH3、CoCl3·5NH3·H2O、CoCl3·4NH3以及其他铬、铁、钴、镍、铂等元素的其他许多配合物，这些化合物的形成，在当时难于理解。

因为根据经典的化合价理论，两个独立存在而且都稳定的分子化合物CoCl3和NH3为什么可以按一定的比例相互结合生成更为稳定的“复杂化合物”无法解释，于是科学家们先后提出多种理论，例如，布隆斯特兰德（W.Blomstrand）在1869年、约尔更生（S.M.Jørgensen）在1885年分别对“复杂化合物”的结构提出了不同的假设（如“链式理论”等），但由于这些假设均不能圆满地说明实验事实而失败。

1893年，年仅27岁的瑞士科学家维尔纳（A.Werner）发表了一篇研究分子加合物的论文“关于无机化合物的结构问题”，改变了此前人们一直从平面角度认识配合物结构的思路，首次从立体角度系统地分析了配合物的结构，提出了配位学说，常称Werner配位理论，其基本要点如下：(1) 大多数元素表现有两种形式的价，即主价和副价；(2) 每一元素倾向于既要满足它的主价又要满足它的副价；(3) 副价具有方向性，指向空间的确定位置。

高等无机化学简明教程第一章：导论高等无机化学作为化学学科中的重要分支，主要研究无机物质的结构、性质以及其在化学反应中的应用。

与有机化学侧重于碳基化合物的特性和反应机理不同，无机化学涵盖了从单质到无机化合物的广泛领域，包括金属、非金属元素及其化合物的研究。

第二章：原子结构与周期表原子结构是理解无机化学基础的关键。

原子由质子、中子和电子组成，质子和中子位于原子核中，电子则围绕核外运动，形成电子壳层。

这些电子层次决定了原子的化学性质和反应能力。

周期表则将所有已知的元素按照原子序数和化学性质进行了分类，提供了对元素周期性性质的清晰理解。

第三章：化学键与晶体结构化学键的形成是无机化合物稳定性的基础。

离子键、共价键和金属键是常见的化学键类型，它们决定了化合物的结构和物理性质。

晶体结构描述了固体中原子或离子的排列方式，涉及晶格参数和晶胞结构的详细分析。

第四章：主要元素的化学特性无机化学研究的重要对象是各种主要元素及其化合物。

氢、氧、氮、碳、硫等元素在无机化学中具有关键作用，它们的化学性质和反应机制对于理解大自然中的化学过程至关重要。

第五章：过渡金属与配位化学过渡金属是无机化学中的核心研究对象之一，它们的特殊电子结构使得其在催化、电化学和生物化学领域中有重要应用。

配位化学研究则探索了配合物的结构、配位数及其在催化剂和材料科学中的应用。

第六章：固体与配位化合物的应用无机化学的应用涵盖了从催化剂到材料科学的广泛领域。

无机材料如半导体、陶瓷、磁性材料和超导体在现代技术和工业中发挥着重要作用。

配位化合物的设计与合成对新材料的开发具有深远的影响。

第七章：反应动力学与热力学理解化学反应的动力学和热力学条件对于优化反应条件和预测反应结果至关重要。

反应速率、活化能和反应平衡常数是评估化学反应过程中能量变化和速率的关键参数。

第八章：核化学与放射性核化学研究探索了放射性元素的性质及其在医学和工业中的应用。

核反应、核衰变和放射性同位素标记技术对于生物医学研究和核能应用具有重要意义。

配位化合物与共价化合物的关系【摘要】配位化合物与共价化合物是化学中常见的两种化合物类型，它们在分子结构和化学性质上有着明显的区别。

配位化合物通常是由一个中心原子或离子与周围的配位基团形成的复合物，而共价化合物则是由原子之间通过共用电子而形成的分子。

两者之间的区别在于配位化合物中存在金属-配体键，而共价化合物中存在共价键。

它们之间还可以通过一系列反应相互转化，例如络合物的配体可以被取代为其他配体形成共价键。

配位化合物与共价化合物之间也可以通过相互作用发生化学反应，如氧化还原反应。

配位化合物与共价化合物在结构和性质上有一定联系，但又各自具有独特的特点。

【关键词】配位化合物，共价化合物，特点，区别，相互转化，相互作用，关系总结1. 引言1.1 配位化合物与共价化合物的关系配位化合物与共价化合物是化学中常见的两种化合物类型，它们在性质和结构上有着明显的差异。

它们之间也存在一些相互关系和相互作用。

配位化合物的特点是由配位子与中心金属离子形成配位键，通过共价键或离子键进行相互连接。

配位键通常是由配位子的配位原子与中心金属原子之间的电子云之间的相互作用形成的。

而共价化合物则是由原子通过共用电子对来形成的化合物，其中原子之间的共价键是通过电子云之间相互重叠形成的。

配位化合物与共价化合物的区别主要在于它们的化学键的性质和形成方式。

配位化合物通常具有比共价化合物更局域化的化学键，而共价化合物则更具有扩散性的化学键。

配位化合物通常包含有中心金属离子，而共价化合物则通常是由非金属原子形成的。

虽然配位化合物与共价化合物在性质和结构上有着明显的差异，但它们之间存在着一些相互转化的可能性。

一些配位化合物可以在适当的条件下失去配位子，从而转化为共价化合物；而一些共价化合物也可以在适当的条件下与金属离子形成配位键，转化为配位化合物。

配位化合物与共价化合物之间还存在着一些相互作用。

配位化合物和共价化合物可以通过化学反应相互转化；配位化合物还可以通过配位子与其他分子发生吸附或萃取等过程与共价化合物进行相互作用。

2.3 配位化合物和超分子学习聚焦知识精讲知识点01 配位键和配位化合物1．配位键(1)概念：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成的共价键。

【点拨】配位键是一种特殊的共价键。

配位键中的共用电子对是由成键单方提供的，而其他的共价键的共用电子对是由成键双方提供的。

(2)配位键的形成条件①成键原子一方能提供孤电子对。

如分子有NH3、H2O、HF、CO等；离子有Cl－、OH －、CN－、SCN－等。

②成键原子另一方能提供空轨道。

如H＋、Al3＋、B及过渡金属的原子或离子。

(3)配位键同样具有饱和性和方向性。

一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的，如Ag＋形成2个配位键；Cu2＋形成4个配位键等。

2．配位化合物(1)配合物的概念：把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。

如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH、NH4Cl等均为配合物。

(2)配合物的形成上述实验现象产生的原因主要是配离子的形成。

以配离子[Cu(NH3)4]2＋为例，NH3分子中氮原子的孤电子对进入Cu2＋的空轨道，Cu2＋与NH3分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤电子对形成配位键。

配离子[Cu(NH3)4]2＋可表示为。

(3)配合物的组成配合物[Cu(NH3)4]SO4其组成如下图所示：①中心原子是提供空轨道接受孤电子对的原子。

中心原子一般都是带正电荷的正离子(此时又叫中心离子)，过渡金属离子最常见的有Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。

②配体是提供孤电子对的负离子或分子，如Cl－、NH3、H2O等。

配体中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。

配位原子必须是含有孤电子对的原子，如NH3中的N原子，H2O中的O原子等。

③配位数是直接与中心原子形成的配位键的数目。

如[Fe(CN)6]4－中配位数为6。

3．配合物的形成对物质性质的影响(1)溶解性的影响：一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以依次溶于含过量Cl－、Br－、I－、CN－和氨的溶液中，形成可溶性的配合物。