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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。
配合物制备知识点总结一、配合物的概念1.1 配合物的定义配合物是由一个或多个中性或带电配体与一个或多个中性或带电配位基团形成的化合物，其中配体是与中心金属离子配位形成配合物的原子或分子，而配位基团是配合物中与中心金属离子形成配位键的原子或基团。
1.2 配合物的结构配合物通常由中心金属离子和配体组成，中心金属离子通过配体的配位形成配合物的结构。
中心金属离子与配体之间通常通过配位键相互连接，形成稳定的结构。
配位基团通常与中心金属离子形成配位键，配体通过给予电子对或接受电子对与中心金属离子形成配位键。
1.3 配合物的性质配合物具有独特的性质，包括颜色、溶解性、稳定性等。
通过改变配体或中心金属离子的性质，可以调控配合物的性质，从而实现对其应用性能的调控。
二、配合物制备的方法2.1 配合物的合成方法配合物的合成方法包括溶液法、固相法、气相法等。
其中，溶液法是最常用的合成方法，通过在溶液中混合中心金属离子和配体，能够在溶液中形成配合物。
固相法则是通过将中心金属离子和配体放置在固相材料中进行反应合成配合物，而气相法则是在气相条件下进行配合物的合成反应。
2.2 配合物的制备条件配合物的制备需要考虑反应条件，包括温度、压力、溶剂选择等。
通常情况下，一些配合物的合成需要在特定的温度条件下进行反应才能够得到期望的产物，而一些溶解度较低的配合物需要在特定的溶剂中进行合成才能够得到高纯度的产物。
2.3 配合物的结构表征配合物的结构表征通常包括 X 射线衍射、质谱、核磁共振等方法。
通过这些方法可以确定配合物的分子结构、键合类型、配位数量等信息，从而了解其性质和应用潜力。
三、配合物的应用3.1 催化剂配合物配合物在催化剂中具有重要应用，包括对有机合成和工业催化反应具有重要的作用。
配合物催化剂具有高效、选择性好的特点，广泛应用于有机合成、聚合物合成、烃化反应等领域。
3.2 生物医药领域配合物在生物医药领域也具有重要应用，包括用于肿瘤治疗、酶活化、细胞成像等方面。
无机化学中的金属离子配位金属离子的配位化学是无机化学的重要领域之一。
通过配位反应，金属离子可以与配体形成配合物，从而展现出不同的物理性质和化学性质。
本文将介绍金属离子配位的基本原理、配合物的性质以及在实际应用中的重要性。
一、金属离子配位的基本原理金属离子配位是指金属离子和配体之间发生的化学反应。
在这种反应中，金属离子通过与配体之间的配位键结合形成配位化合物。
配位键是通过金属离子与配体中的一个或多个配位原子之间的化学键形成的。
常见的配位原子包括氮、氧、硫等。
金属离子配位的反应过程通常可以用以下方程式表示：[金属离子] + [配体] → [金属配合物]在配位反应中，金属离子的电子结构发生改变，形成配位键后，金属离子周围的电子云结构发生变化，从而影响了金属离子的性质。
二、金属离子配合物的性质金属离子配合物具有多种物理性质和化学性质，其中包括：1. 稳定性：金属离子配合物的稳定性是指配合物在溶液中的抵抗解离的能力。
稳定性取决于金属离子和配体之间的配位键强度，以及配合物的结构和溶液条件等因素。
2. 颜色：金属离子配合物通常具有特殊的颜色。
这是由于金属离子的d电子发生跃迁，从而吸收了特定波长的光线。
这种现象被称为配位自由度。
3. 磁性：部分金属离子配合物具有磁性。
这是由于配合物中的金属离子存在未成对的电子，从而产生了磁性。
4. 反应性：金属离子配合物在溶液中可以参与多种反应，例如配位置换反应、配位加成反应等。
这些反应常常导致配合物性质的变化，从而扩展了金属离子在化学反应中的应用。
三、金属离子配位在实际应用中的重要性金属离子配位在实际应用中具有广泛的重要性。
以下是一些常见的应用领域：1. 催化剂：金属离子配合物常被用作催化剂。
通过调控金属离子和配体之间的配位键强度和结构，可以优化催化剂的活性和选择性。
2. 药物：金属离子配合物在医药领域中具有重要的应用价值。
一些金属离子配合物被用作抗肿瘤药物、抗炎药物等。
通过调节配合物的结构和配体的选择，可以改变药物的活性和毒性。
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]。
有机合成中的金属有机化学与配位化学有机合成是一门关于合成有机化合物的科学，通过不同的反应步骤，由简单的有机物合成出复杂的分子结构。
金属有机化学和配位化学在有机合成中扮演着重要的角色，为不同的反应提供了催化剂和配体。
本文将重点介绍金属有机化学与配位化学在有机合成中的应用。
一、金属有机化学的基础知识金属有机化学是研究金属原子与有机化合物之间相互作用的领域。
金属有机化合物是指含有金属键的有机分子。
金属有机化合物通常具有较高的反应活性和选择性，可以作为催化剂参与到有机合成反应中。
1.1 金属有机化合物的合成方法金属有机化合物可以通过直接反应或配位基团转移反应来合成。
直接反应是指金属与有机物直接发生反应，产生金属有机键。
配位基团转移反应是指金属有机化合物中的一个配体被另一个有机基团取代。
1.2 金属有机化合物的性质与反应金属有机化合物的性质与金属和有机基团的特性有关。
金属有机化合物可以通过配位键的形成与断裂参与到有机合成反应中，常见的反应包括还原、氧化、烷基化等。
二、配位化学在有机合成中的应用配位化学是研究配位化合物的合成和性质的学科，配位化合物是指通过配位键将金属离子与配体连接而形成的化合物。
在有机合成中，配位化学扮演着重要的角色。
2.1 配位化合物在有机合成催化中的应用配位化合物常用作有机合成催化剂，可以提高反应速率和选择性。
催化剂参与到反应中，通过提供活性位点促进反应的进行。
常见的有机合成催化反应包括羰基合成、氢化反应等。
2.2 双金属配合物在有机合成中的应用双金属配合物指含有两个金属中心的配合物。
双金属配合物在有机合成中具有较高的催化活性和选择性，常用于各种有机合成反应中。
例如，Ir-Rh双金属催化剂在不对称氢化反应中具有良好的催化性能。
三、金属有机化学与配位化学在有机合成中的案例金属有机化学与配位化学在有机合成中有着广泛的应用。
以下列举几个实际案例来说明其在合成复杂分子结构中的作用。
3.1 交叉偶联反应交叉偶联反应是一种重要的有机合成方法，通过金属有机化合物作为催化剂将两个不同的有机基团连接起来，形成新的有机分子。
研究金属有机化学和配位化学金属有机化学与配位化学是无机化学的两个重要分支，它们旨在探究金属元素与有机物分子之间的相互作用及其化学反应，在材料、环境、医药等领域中具有广泛的应用和前景。
一、金属有机化学金属有机化学研究的是金属元素与有机物分子之间的相互作用及其化学反应。
其中，金属的有机配合物是研究的重点之一。
有机配合物一般由金属离子和一个或多个有机配体构成。
这些配体可是单原子的、多原子的或含有含氧、硫、氮等杂原子的配体。
金属有机配合物通常具有较强的配合键，稳定性较高。
除了应用于金属有机催化、有机光化学及有机电化学等方面，金属有机配合物在医药、电池、半导体等领域也有广泛的应用。
例如，钴配合物是一种具有良好催化性能的材料，用于电池和药物制剂等领域。
二、配位化学配位化学是一种研究配合物的合成、结构、性质和反应的学科，包括了金属离子配合物、过渡金属有机配合物和其他分子间相互作用等广泛的领域。
配位化学的研究领域很广，研究对象和重点也不尽相同。
其中，过渡金属配合物是研究的重点之一。
过渡金属配合物对催化反应、光电转换、自组装及生物分析等方面都具有重要应用价值。
在工业生产和日常生活中，过渡金属配合物也有很多应用，比如苯乙烯合成和染料等方面。
三、金属有机化学和配位化学的发展近年来，随着科学技术的不断发展和进步，金属有机化学和配位化学在应用层面产生了可喜的成果。
金属有机化学方面，人们制备出更高效、更稳定的催化剂，并且逐渐攻克了一些传统催化反应困难的问题，比如烯烃杂化、环化等反应。
此外，有机金属化学在小分子催化、应用先进材料指导合成制备、生物和生物医学应用等方面的研究领域也逐渐拓宽。
配位化学方面，化学科技的不断创新明显地促进了配位化学的发展。
如过渡金属催化反应的发展，人们开发出更高效、更环保、对环境污染少的催化剂。
高精度的合成和有效的多相催化反应也成为该领域的发展方向之一。
总之，金属有机化学和配位化学作为一门重要的基础学科，以实现其在工业、生物、材料和环境等领域的广泛应用为目标，在学科内部和交叉领域中都有不同的发展趋势和应用方向。
《配位化学》课程教学大纲课程编号：MCHM1011课程类别：选修课程授课对象：材料化学等专业开课学期：秋季学分：2学分主讲教师：钟文星指定教材：无指定教材，参考《配位化学》（英汉对照）北京大学出版社教学目的：配位化学的主要研究对象是金属配合物，金属配合物已经应用在许多领域中，尤其在材料、高分子、染料等方面得到愈来愈广泛的应用。
通过学习配位化学，学生可以学习或复习与无机化学相似的有关配合物的基本理论，如价键理论、晶体场理论；了解配合物的制备和相关反应；了解配合物的稳定性等方面的知识。
对学习自己专业肯定有一定的帮助。
第一章配合物的介绍和历史发展课时：2周，共4课时教学内容第一节配合物的介绍一、概述二、配合物的组成三、配合物的应用第二节配合物的历史发展一、配合物的发现二、配合物命名和理论的发展三、Werner的配合物理论第三节配合物的命名一、离子的次序二、配体的命名和氧化态三、配合物异构体的命名了解配合物的历史，掌握常见的、比较简单的配合物的命名思考题：1、什么是配合物？配合物由那些部分组成？2、命名下列配合物：[Co(NH3)6]2(SO4)3[Co(NH3)4(NCS)Cl] NO3[Pt(en)Cl4] NH4[Cr(NH3)2(NCS)4]Na2[Ni(EDTA)] K4[Ni(CN)4]3、写出下列配合物：硝酸二溴四氨合钌(Ⅲ) ；氯化氯水双（乙二胺）合铑(Ⅲ)二草酸根二氨合钴(Ⅲ) 酸钙；四羟基铝(Ⅲ) 酸钠第二章配合物的基本理论课时：3周，共6课时教学内容第一节电子对共价键第二节有效原子序数第三节原子结构一、四个量子数二、核外电子排布三、周期表及周期律第四节价键理论一、杂化轨道类型二、解释配位数为四的配合物结构三、解释配位数为六的配合物结构第五节晶体场理论一、d轨道的分裂二、分裂能和成对能三、强场与弱场配体和光谱化学序列四、晶体场稳定化能（CFSE）五、晶体场理论的应用第六节分子轨道理论了解配合物的分子轨道理论，掌握价键理论、晶体场理论思考题：1、什么是有效原子序数（EAN）？2、什么是光谱化学序列？：3、比较几组概念（1）内轨型和外轨型配合物；（2）低自旋和高自旋配合物；（3）强场和弱场配体第三章配合物的空间结构课时：3周，共6课时教学内容第一节配合物的几何结构一、几何构型的类型二、常见的几何构型三、Jahn-Teller变形四、几何构型的预测第二节配合物的异构现象一、概述二、平面四边形的顺反异构三、八面体的几何异构第三节配合物的光学异构一、概述二、具有光学活性配合物的判断三、旋光异构体和消旋现象第四节配合物的其他异构类型一、配位异构现象二、电离异构现象三、连接异构现象思考题：1、预测下列配合物的几何构型：[Co(CN)6]3- (顺磁性);[NiF6] 4- (有两个单电子);[CrF6]4- (有四个单电子);[AuCl4]- (顺磁性 );[FeCl4]- (有五个单电子);[NiF6]2- (顺磁性)2、写出下列配合物可能的异构体[ Co (NH3)4Cl2]+ [Cr(EDTA)]ˉ[Rh(en)2Br2]+ [Pt(en)Br2Cl2][Ir(C2O4)2Cl2]3- [Co2(NH3)6(OH)2Cl2]2+ 3、比较各种配合物异构体的特点第四章配合物的制备与反应课时：3周，共6课时教学内容第一节介绍第二节配合物水溶液中的取代反应第三节配合物非水溶剂的取代反应第四节配合物无溶剂的取代反应第五节固体配合物的热分解第六节配合物的氧化-还原反应第七节催化作用和反位效应第八节顺反异构、光学异构配合物的合成第九节有机金属配合物的制备思考题：1、比较各类反应的特点2、什么是配合物制备中的反位效应？：第五章配合物的稳定性课时：4周，共8课时教学内容第一节概述一、配合物稳定性的应用二、配合物的各级解离三、金属和配体的搭配四、配合物稳定性的表示第二节配合物的稳定常数一、配合物的稳定常数的表达式二、配合物的稳定常数的计算和应用第三节配合物稳定性的影响因素一、热和熵的影响二、中心离子的电荷的大小和半径的影响三、中心离子电荷与半径的比值的影响四、晶体场稳定化能的影响五、A类金属和b类金属的影响六、空间位阻等因素的影响七、螯合效应第四节配合物稳定常数的确定第五节软硬酸碱理论的复习思考题：1、如何来表示配合物的稳定性？2、影响配合物稳定性的因素有哪些？3、如何定性地判断配合物的稳定性第六章配合物的反应动力学和有关机理课时：3周，共6课时教学内容第一节概述第二节反应速率第三节反应速率方程式第四节有效碰撞第五节惰性和易变配合物第六节取代反应的机理第七节八面体取代反应的机理第八节平面四边形的取代反应机理第九节氧化-还原反应机理思考题：1、什么是惰性和易变配合物？2、取代反应的机理主要有哪两种？3、比较四边形和八面体配合物取代反应的机理参考书目1、《稀土配位化学》，黄春辉著，科学出版社；2、《配位化学》，英汉对照，（美）弗瑞德·巴索罗等著，宋银柱等译，北京大学出版社；3、《配位化学》，宋廷耀编，成都科技大学出版社；4、《配位化学》，杨帆等编著，华东师范大学出版社；5、《配位化学简明教程》，朱声逾等编著，天津科学技术出版社；6、《配位化学进展》，游效增等主编，高等教育出版社；7、《配位化学研究方法》，金斗满等编著，科学出版社；8、《配位化学》，双语版，李晖著，化学工业出版社；执笔人：钟文星_2009 年_12_月_6_日。
配位化学与配合物的合成与应用配位化学是无机化学的一个重要分支，研究的是金属离子与配体之间的配位作用。
配合物是由金属离子与配体通过配位作用形成的化合物，具有独特的化学性质和广泛的应用价值。
本文将从配位化学的基本概念、配合物的合成方法以及配合物在催化、药物和材料领域的应用等方面进行探讨。
一、配位化学的基本概念配位化学研究的核心是金属离子与配体之间的配位作用。
配位作用是指金属离子与配体之间通过配位键结合形成配合物的过程。
在配位作用中，金属离子作为电子受体，配体则提供电子给金属离子，形成配位键。
配位键的形成使得金属离子周围的配体数目增加，形成了稳定的配合物。
配合物的形成使金属离子的性质发生了很大的改变。
例如，金属离子在配合物中的化学价数目通常比在无配体的情况下更高，这是因为配体的提供的电子使金属离子的电荷得到了部分中和。
此外，配合物的形成还使得金属离子的空间结构发生了变化，从而导致了配合物的独特性质。
二、配合物的合成方法配合物的合成方法多种多样，常见的方法包括溶液法、固相法和气相法等。
溶液法是最常用的合成方法之一。
在溶液法中，金属离子和配体通常以适当的摩尔比例溶解在溶剂中，经过搅拌和加热反应一段时间后，形成配合物。
溶液法具有反应条件温和、反应速度快的优点，适用于大多数配合物的合成。
固相法是一种在固相条件下进行合成的方法。
在固相法中，金属离子和配体通常以适当的摩尔比例混合在一起，然后在高温下进行反应。
固相法适用于一些高温稳定的配合物的合成。
气相法是一种在气相条件下进行合成的方法。
在气相法中，金属离子和配体通常以适当的摩尔比例混合在一起，然后通过气相反应生成配合物。
气相法适用于一些高温或高压条件下进行反应的配合物的合成。
三、配合物在催化、药物和材料领域的应用配合物在催化领域具有广泛的应用。
许多金属配合物具有催化剂的性质，可以加速化学反应的进行。
例如，铂配合物常用作催化剂，用于催化氧化反应、加氢反应等。
此外，配合物还可以用于催化有机合成反应，如羰基化反应、氢化反应等。
