配位化学最新前沿【精品】

第六章配位化学配位化学是一门在无机化学基础上发展起来的交叉学科，现代配位化学不仅和化学学科中的物理化学、有机化学、分析化学和高分子化学密切融合，而且通过材料科学及生命科学，进而与物理学和生物学等一级学科相互渗透和交叉。

经过几代人的共同努力，我国配位化学研究水平大为提高，一些方向逐渐步入国际先进行列。

本章将对我国化学工作者近年在配位化学领域研究前沿上具有一定国际影响力的代表性成果进行论述。

6.1配位化学中的新反应及方法学研究配位化学中的新反应和合成方法研究是进行配位化学研究的重要前提和基础研究课题之一。

配合物最传统的合成方法是溶液法将反应物在溶剂中搅拌，或者缓慢扩散（包括分层扩散，蒸汽扩散，U型管缓慢扩散）通过直接、交换、氧化还原反应等方法，一般适用于反应物（金属盐和配体）溶解性比较好的，在温度不太高就可以反应的配位化合物的合成。

而对于金属盐以及有机配体都难于溶解的体系，传统的溶液法往往无能为力。

无机化学家除了继续发展传统的配位化合物合成方法外，对发现新合成反应或建立新合成方法的研究都从来没有间断过，特别是在利用这些新反应、新方法来制备、合成具有新颖结构或特殊功能的配位化合物方面，近年来取得了长足的进展，其中利用水热和溶剂热合成的方法已经取得了很多值得关注的成果，包括一些新颖的原位金属/配体反应，被誉为“连接配位化学和有机合成化学的桥梁”[1]；而模板合成技术也被成功得用于配合物以及其聚集体的可控组装中；一些特殊的合成技术和方法如离子热、微波辅助、固相反应等也将在本节介绍。

6.1.1溶剂（水）热条件下原位金属/配体反应作为配位化学和有机化学的重要研究内容之一，原位金属/配体反应已被广泛地用于新型有机反应的发现，反应机理的阐述以及新型配位化合物的合成，尤其是用于合成那些利用有机配体直接反应难以得到的配合物。

传统的合成反应一般是在敞开体系而且比较温和的条件下发生的，而在溶剂热或水热反应条件下，利用原位金属/配体反应法制备配位化合物是十几年兴起的一种新合成方法，这一源于无机材料，特别是多孔分子筛材料的合成方法，已被广泛地应用于配位化合物，尤其是难溶的配位聚合物的合成[1, 2]。

配位化学现状及发展第一篇：配位化学现状及发展配位化学的现状及发展专业班级：化学（师范类）一班姓名：刘楠楠课程名称：配位化学摘要：配位化学已成为当代化学的前沿领域之一。

它的发展打破了传统的有机化学和无机化学之间的界线。

其新奇的特殊性能在生产实际中得到了重大的应用，花样繁多的价健理论及空间结构引起了结构化学和理论化学家的深切关注。

它和物理化学、有机化学、生物化学、固体化学、环境化学相互渗透，使其成为贯通众多学科的交叉点。

本文将介绍配位化学在近几年的现状和发展。

关键词：配位化学；现状；发展配位化学是在无机化学基础上发展起来的一门交叉学科，50年代以来配位化学以其与有机合成化学和结构化学相结合为特点，开始了无机化学的复兴时期，从而在实际上打破了传统的无机、有机和物理化学间的界限，进而成为各化学分支的结合点。

配合物以其花样繁多的价键和空间结构促进了基础化学的发展，又以其特殊的性质在生产实践和科学实验中取得了重大的应用。

配位化学是化学学科中最活跃的，具有很多生长点的前沿学科之一，它的近期发展趋势如下。

1.具有特殊性质和特殊结构配合物的合成、结构及性能的研究各种大环、夹心、多核、簇状、非常氧化态、非常配位数、混合价态及各种罕见构型配合物的合成、结构、热力学、动力学和反应性的研究正在深入。

其中巨型原子簇的研究已成为阐明金属原子化学和固体金属化学异同的桥梁;新型球型大环，聚邻苯酚脂大环配体对某些金属离子具有特殊高的选择性;在CO，CO2，H2和CH4等小分子配合物及活化方面，已发现用Co+，Li+ 双核配合物不仅可与CO2配位，并使其活化，而形成C—C键;此外H2的配合物研究及H2的活化亦在深入。

配合物合成、结构和性能研究方面，近年来的一个引人注目的动向是配位化学和固体化学的交叉[1]。

一系列具有链状、层片状和层柱状特殊结构的配合物已经合成。

对它们的性质和结构，正在进行系统研究。

2.溶液配位化学研究溶液配位化学研究正在继续深入，但已具有新的内容。

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。

医药学配位化合物的发展摘要：药物⼀直是研究者重视的领域，也是⼈们关⼼的事情，越来越多的疾病，可以通过最新试验成功的药物治愈，尤其是配合物在医药领域的应⽤，给医学研究的突破带来曙光，也为⼈类的命运播下希望的种⼦。

⼀下是关于配位药物的最新研究境况。

关键字：⾦属配合物、钒化合物、胺类与铂(II)络合、⾦属酶在上世纪中期，药物化学的基本概念和主导思路是活性与结构：“⼀种药物⼀种靶”，研究模式则是合成与筛选，⾼通量、组合化学。

在20世纪60年代美国Rosenberg等发现顺铂对睾丸癌、卵巢癌、膀胱癌、乳腺癌、恶性淋巴癌及⽩⾎病均有抑制作⽤，呈现⼴谱的抗癌活性。

⾦属配合物，特别是多元⾦属配合物在⽣命过程中起着⼗分重要的作⽤，如酶与底物形成超分⼦配合物；⾎红素、叶绿素分别是Fe2+和Mg2+与卟啉及蛋⽩质相互作⽤形成的多组分配合物来实现⽣物化学功能。

⼀、⾦属药物的设计⾦属配合物对⼈体产⽣作⽤主要是通过有机药物分⼦进⼊⼈体后，与⼈体内的微量元素、细菌、病毒或者癌细胞中的⾦属蛋⽩、⾦属酶与核酸之间相互作⽤，促进机体正常代谢的恢复或破坏病原体的正常代谢，所以⾦属药物在设计时主要以蛋⽩质和核酸为靶点。

1.以蛋⽩质为靶点。

以蛋⽩质为作⽤靶点的⾦属药物主要有：钒化合物的抗糖尿病作⽤、砷化合物治疗⽩⾎病、锑化合物治疗利什曼⾍寄⽣病、铋化合物治疗胃溃疡（幽门螺旋杆菌）、硒蛋⽩的抗氧化作⽤、治疗动脉粥样硬化。

主要是利⽤这些⾦属合成⼀些相应的配合物，能够与病原体选择性的结合，从⽽起到抑制病原体增加以及灭杀病原体的作⽤。

如阿尔海滋默病（⽼年痴呆症），其发病的⼀个主要原因有tau蛋⽩的聚集导致神经纤维缠结，以及细胞外的淀粉样多肽沉积。

⽽Cu2+过量则会促进tau蛋⽩和Aβ多肽的聚集。

利⽤这⼀点就可以设计相应的⾦属配合物，使之于Cu2+结合。

氯碘羟喹(clioquinol , CQ) 是⼀种可以顺利通过⾎脑屏障并对Cu2+和其他⾦属离⼦都有较强亲合⼒的双齿配体。

配位化学理论的发展与前景摘要：自从1893年瑞士化学家维尔纳创立配位化学已来，配位化学理论得到不断发展，逐渐完善。

经过化学家们100多年的努力，由传统经典的配合物，发展到今天的配位超分子化合物，并显示出结构和功能上的优越特性，成为现代无机化学的一个发展方向。

本论文先对各配位理论进行简要的介绍，然后再总结其中的规律，最后根据发展的规律对未来的发展进行展望。

:1893 . 100 ，'s a . , , .关键词：配位化学理论1.配位化学的几种理论1.1价键理论( )首先将分子结构的价键理论应用于配合物，后经他人修正补充，逐渐形成近代配合价键理论。

配位化合物的价键理论是根据配位化合物的性质，按杂化轨道理论用共价配键和电价配键解释配位化合物中金属离子和配位体间的结合力。

价键理论能简明地解释许多配位化合物的几何构型、配位数和配位化合物的磁性、稳定性等性质；可以解释 ()46ˉ存在高能态电子，非常容易氧化，是很强的还原剂，能把水中的还原为H2。

价键理论是个定性理论，没有涉及反键轨道，也不涉及激发态，不能说明高低自旋产生的原因，不能满意地解释配位化合物的光谱数据，有些配位化合物的磁性、几何构型和稳定性也不能满意地得到说明。

优点：简单、直观，能解释几何构型及磁性缺点：先天不足，只是定性理论。

1.2晶体场理论( )晶体场理论由H．在1929年提出。

到1953年成功地解释了[ (H2O)6]3+的光谱特性和过渡金属配合物其他性质之后，才受到化学界的普遍重视。

晶体场理论是静电作用模型，把中心离子（M）和配位体（L）的相互作用看作类似离子晶体中正负离子的静电作用。

当L接近M时，M中的d轨道受到L负电荷的静电微扰作用，使原来能级简并的d轨道发生分裂。

按微扰理论可计算分裂能的大小，因计算较繁，定性地将配位体看作按一定对称性排布的点电荷与M的d轨道电子云产生排斥作用。

由于d轨道分布的特点，在晶体场中原来5个能级简并的d 轨道能级发生分裂，引起电子排布及其他一系列配合物结构、光谱、磁性以及热力学性质等的变化，据此可解释配位化合物的各种性质。

配位化学中的新发展和应用近年来，配位化学在新发展和应用方面取得了令人瞩目的进展。

配位化学是研究过渡金属离子与配体之间相互作用的科学领域。

它涉及了金属配合物的合成、结构表征以及在催化、生物学和材料科学等领域的广泛应用。

本文将介绍配位化学在新发展和应用方面的几个重要领域。

首先，金属有机框架（MOFs）在配位化学中的应用获得了广泛关注。

MOFs是由金属离子和有机配体通过配位键相连接形成的二维或三维结构。

MOFs具有高度可调性和多样性，可以通过选择不同的金属离子和配体来调控其化学性质和结构。

由于其大孔道结构和高比表面积，MOFs在气体储存、催化、分离等领域具有重要应用价值。

例如，我们可以利用MOFs来储存和释放氢气，从而解决氢能源存储和转换的挑战。

此外，MOFs还可用于吸附和分离气体、液体和离子，具有潜在的应用于环境治理和能源领域。

除了MOFs，金属有机骨架材料（MOMs）是近年来配位化学中的另一个重要发展方向。

MOMs与MOFs相似，也是由金属离子和有机配体组装而成。

不同之处在于，MOMs具有更大的孔道结构和更高的热稳定性，使其在气体存储、催化和分离等领域具有广泛应用。

例如，在碳捕捉和储存方面，MOMs材料可以通过与CO2的高度选择性吸附来帮助减缓全球变暖。

此外，配位化学在生物学领域的应用也备受关注。

金属配合物可以作为药物的活性成分或生物传感器的组成部分。

例如，铂配合物被广泛应用于抗癌药物的开发。

铂配合物能与DNA结合，从而阻止癌细胞的复制和生长。

另外，镍、铜、锌等金属离子也被用作生物传感器，用于检测生物体内的重金属离子和有害物质。

这些应用展示了配位化学在生物医药和生物传感领域的潜力。

最后，配位化学在可持续发展和环境保护方面也具有重要意义。

金属配合物可以作为催化剂用于催化转化废弃物或可再生资源。

例如，钼、钨等金属配合物可以催化生物质转化为燃料和化学品，从而减少对化石燃料的依赖和减少温室气体的排放。

此外，配位化学的发展也可以帮助开发更高效、环境友好的化学过程。

配位化学新突破近年来，配位化学领域不断涌现出新的突破，这源自于配位化学本身的重要性和广泛应用。

在无机化学领域中，配位化合物是最为重要的一类化合物，是研究电子转移和化学反应机理的关键物质。

因此，人们对其研究始终充满兴趣。

在配位化学中，金属离子作为中心原子，有机配体作为外层配体，构成的配位化合物，是化学反应中最常见的一种配位体系。

近年来，配位化学的突破主要集中在以下几个方面：新型配体的设计、制备及应用；异常价态的研究；光、电化学性质的研究等。

随着先进的合成化学技术的不断发展，新型配体的设计、制备及应用已成为配位化学研究的重要方向。

通过引入新的配体，可以改变金属离子的几何结构和电子状态，从而产生不同的反应和性质。

研究人员通常通过设计不同的配体，来实现对化学反应过程的控制。

其中，金属有机骨架材料（MOFs）是一种新型配位化合物，在气体吸附、储能等方面具有重要应用。

MOFs具有孔道结构，可以将小分子、气体物质吸附，并具有较高的比表面积。

与传统固体吸附材料相比，MOFs 具有较好的高温和潮湿环境下的稳定性，因此在气体分离、传感等方面有广泛应用。

同时，研究人员在MOFs基础上引入不同的金属和有机配体，设计出一系列具有特殊能力和性质的新型材料。

研究人员还将MOFs合成和拓扑学材料相结合，开发出新型具有高稳定性和选择性的MOFs材料。

异常价态的研究是配位化学的基础性研究之一。

通常情况下，配位化合物中金属的价态为+2或+3。

但在某些特定的条件下，金属离子也可能出现不同的价态，例如+1、+4或者高于+4。

研究人员通常通过控制实验条件，实现金属离子的异常价态化学反应，并探究相关的反应机理。

光、电化学性质的研究也是近年来配位化学领域的一个热点方向。

通过对配位化合物在光、电场下的行为和性质进行研究，可以为新型光电器件、传感器等的设计及应用提供基础数据和理论依据。

例如，新型配体的引入可以改变金属离子的能级结构，从而影响光谱性质和电化学性能。

现代配位化学的研究领域及配位化学的应用现代配位化学既有理论又有事实,它把最新的量子力学成就作为自己阐述配合物性质的理论基础, 也力图用热力学、动力学的知识去揭示配位反应的方向和历程。

已经进入到了现代发展阶段的现代配位化学具有如下三个特点:●从宏观到微观现代配位化学进入到物质内部层次的研究阶段，也即进入了微观水平的研究阶段。

现在不只研究配位化合物的宏观性质，而且更重视物质微观结构的研究即原子、分子内部结构特别是原子、分子中电子的行为和运动规律的研究，从而建立了以现代化学键理论为基础的化学结构理论体系。

现代配位化学是既有翔实的实验资料又有坚实的理论基础的完全科学。

●从定性描述向定量化方向发展现代配位化学特别是结构配位化学已普遍应用线性代数、群论、矢量分析、拓扑学、数学物理等现代的数学理论和方法了，并且应用电子计算机进行科学计算，对许多反映结构信息及物理化学性能的物理量进行数学处理。

这种数学计算又与高灵敏度、高精确度和多功能的定量实验测定方法相结合，使对配位化合物性质和结构的研究达到了精确定量的水平。

●既分化又综合,出现许多边缘学科现代配位化学一方面是加速分化，另一方面却又是各分支学科之间的相互综合、相互渗透，形成了许多新兴的边缘学科。

配位化学的地位一、现代配位化学的研究领域现代配位化学主要有七大活跃领域部分,分别为超分子化学、兀酸配休及小分子配体络合物、过渡金属有机络合物、金属原子簇络合物、络合催化、生物配位化学、富勒烯化学－老元素新发现（纳米材料）。

(一)超分子化学超分子化学是研究两种以上的化学物种通过分子间力相互作用缔结而成为具有特定结构和功能的超分子体系的科学。

简而言之，超分子化学是研究多个分子通过非共价键作用，而形成的功能体系的科学。

超分子化学是一门处于化学学科与物理、生命科学相互交叉的前沿学科。

它的发展不仅与大环化学（冠醚、穴醚、环糊精、杯芳烃、富勒烯等）的发展密切相关，而且与分子自组装、分子器件和新颖有机材料的研究息息相关。