第五章 配位化合物
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配位化合物的构成原理配位化合物是由中心金属离子与周围的配体离子或分子通过配位键结合而形成的化合物。
配位化合物的构成原理主要涉及到配位键的形成和配位数的确定。
一、配位键的形成配位键是指中心金属离子与配体之间的化学键。
配位键的形成是通过配体中的一个或多个孤对电子与中心金属离子的空轨道相互重叠而形成的。
配位键的形成可以通过配体的硬度和软度来解释。
1. 硬配体:硬配体通常是指具有较小的离子半径和较高的电负性的配体。
硬配体的孤对电子较少,通常是通过与中心金属离子的空轨道的重叠形成配位键。
常见的硬配体有水、氨、氯离子等。
2. 软配体:软配体通常是指具有较大的离子半径和较低的电负性的配体。
软配体的孤对电子较多,通常是通过与中心金属离子的空轨道的重叠形成配位键。
常见的软配体有碳氢化合物、磷化合物等。
硬配体和软配体的选择取决于中心金属离子的电子结构和配体的性质。
硬配体通常与电子数较少的中心金属离子形成稳定的配位化合物,而软配体通常与电子数较多的中心金属离子形成稳定的配位化合物。
二、配位数的确定配位数是指一个中心金属离子周围配体的个数。
配位数的确定主要涉及到中心金属离子的电子数和配体的性质。
1. 电子数:中心金属离子的电子数决定了其能够形成的配位数的范围。
根据18电子规则,d轨道能容纳的电子数为10个,s轨道能容纳的电子数为2个。
因此,d轨道和s轨道的电子数之和为12个,即中心金属离子的电子数为12个时,其配位数最大为6。
2. 配体的性质:配体的性质也会影响配位数的确定。
一般来说,硬配体通常形成较低的配位数,而软配体通常形成较高的配位数。
例如,氯离子是一种硬配体,通常形成配位数为6的配位化合物;而碳氢化合物是一种软配体,通常形成配位数为4的配位化合物。
配位数的确定还受到其他因素的影响,如配体的大小、电荷和配位键的强度等。
在实际应用中,通过实验和理论计算可以确定配位数的范围和可能的配位数。
总结起来,配位化合物的构成原理涉及到配位键的形成和配位数的确定。
配位化合物第一节配位化合物的基本概念一、配位化合物的定义在CuSO4溶液中加少量氨水,生成浅蓝色Cu(OH)2↓,再加入氨水,沉淀溶解变成深蓝色溶液,加入乙醇,降低溶解度,得到深蓝色晶体,该晶体经元素分析,得知含Cu、SO42-、4NH3、H2O;取深蓝色溶液,加BaCl2,生成白色BaSO4↓,说明存在SO42-,加少量NaOH,无Cu(OH)2↓和NH3产生,说明溶液中不存在Cu2+和NH3分子,从而分析其结构为:[Cu(NH3)4]SO4·H2OCu和NH3之间的加合,既无氧化数的变化,也没有提供单电子配对而形成共价键,不符合经典的化合价理论。
这类化合物就是配合物。
二、配位化合物的组成1893年,维尔纳(A. Werner)提出配位理论。
1、配离子可以是阴或阳离子2、中心离子:简单阳离子,特别是过渡金属离子,也有金属原子。
位于配离子的中心。
3、配体:位于中心离子周围,可以是中性分子,也可以是负离子。
其特点是配位原子含有孤对电子。
能作为配位原子的元素主要有:N、O、C、S及卤素等。
4、配位数:配合物中,配位原子的总数。
决定于中心离子和配位体的性质,其电荷、体积、电子层结构及它们之间相互影响,形成时的条件(T、C)中心离子的电荷:+1 +2 +3 +4特征配位数: 2 4(或6) 6(或4) 6(或8)三、配位化合物的命名服从一般无机化合物的命名原则。
如果化合物的负离子是一个简单离子,叫某"化"某;如果化合物的负离子是一个复杂离子,叫某"酸"某。
络合物内界命名次序为:配位数(一、二、三、四)-配位体名称-"合"(表示配位结合)-中心离子名称-中心离子氧化数(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)例:[Co(NH3)6]Cl3[Pt(NH3)4](OH)2K2[PtCl6] H2[PtCl6]氯化六氨合钴(Ⅲ)氢氧化四氨合铂(Ⅱ)六氯合铂(Ⅳ)酸钾六氯合铂(Ⅳ)酸不止一种配体:先列阴离子,后列中性分子,若配体同是阴离子或中性分子,则按配位原子元素符号的英文次序排列。
配位化合物教案一、引言配位化合物是无机化学中具有重要意义的一类化合物,它们由中心金属原子与周围的配体通过配位键结合而成。
本教案将详细介绍配位化合物的基本概念、性质、结构和应用。
二、配位化合物的基本概念1. 配位键:配位化合物是通过中心金属原子与配体之间的配位键结合而成的。
配位键的形成是通过配体的一个或多个孤对电子与中心金属原子的空轨道形成的。
2. 配体:配位化合物中与中心金属原子形成配位键的分子或离子称为配体,常见的配体有氨、氯化物离子、水和羰基等。
3. 配位数:一个中心金属原子周围配位的配体个数称为配位数,配位数通常能够反映配位化合物的稳定性和几何结构。
三、配位化合物的性质1. 颜色:许多配位化合物呈现出艳丽的颜色,这是由于配体和中心金属原子之间的电荷转移和d轨道电子跃迁所致。
2. 成分:配位化合物的成分通常以化学式表示,中心金属原子的名称位于前面,配体的名称位于后面,成分中可包含水合物、氯化物等信息。
3. 稳定性:配位化合物的稳定性与中心金属原子的电子结构、配体的性质以及配位数等因素密切相关。
四、配位化合物的结构1. 八面体结构:当中心金属原子的配位数为6时,常见的结构是八面体结构,此结构对应配位数为6的稳定几何结构。
2. 四面体结构:当中心金属原子的配位数为4时,常见的结构是四面体结构,此结构对应配位数为4的稳定几何结构。
3. 六角形平面结构:当中心金属原子的配位数为6时,常见的结构是六角形平面结构,此结构对应配位数为6的稳定几何结构。
五、配位化合物的应用1. 工业应用:配位化合物广泛应用于工业生产中,用作催化剂、染料、药物等。
2. 生物学应用:配位化合物在生物学领域具有重要应用,可用于生物标记、药物传递等领域。
3. 环境应用:配位化合物也可应用于环境保护领域,用于污水处理、废水处理等方面。
六、总结配位化合物是无机化学中的重要研究对象,具有丰富的性质和广泛的应用价值。
通过本教案的学习,希望能够深入了解配位化合物的基本概念、性质、结构和应用,为进一步的学习和研究提供帮助。
配位化合物的结构和性质配位化合物是由中心金属离子与周围配体形成的化合物。
它们具有多种不同的结构和性质,对于化学领域的研究和应用有着重要的意义。
一、结构配位化合物的结构可以分为线性、平面四方形、八面体和正方形平面等多种形式。
其中,线性结构是指配体以直线形式与中心金属离子相连,形成一条直线。
而平面四方形结构则是指配体以四个顶点的方式与中心金属离子相连,形成一个四边形平面。
八面体结构则是指配体以六个顶点的方式与中心金属离子相连,形成一个八面体。
正方形平面结构则是指配体以四个顶点的方式与中心金属离子相连,形成一个正方形平面。
这些不同的结构形式决定了配位化合物的物理和化学性质。
二、性质1. 形成常数:形成常数是衡量配位化合物形成程度的指标。
它是指配体与中心金属离子结合形成配位化合物的平衡常数。
形成常数的大小与配体与中心金属离子的亲和力有关,一般来说,形成常数越大,配位化合物的形成越稳定。
2. 配位键的强度:配位键的强度是指配体与中心金属离子之间的键的强度。
它取决于配体的性质以及配位化合物的结构。
一般来说,配位键的强度越大,配位化合物的稳定性越高。
3. 配位化合物的颜色:配位化合物常常具有丰富的颜色。
这是由于配体与中心金属离子之间的电子转移引起的。
当配体中的电子跃迁到中心金属离子的d轨道时,会吸收一定波长的光,产生特定的颜色。
4. 磁性:配位化合物的磁性是由中心金属离子的电子结构决定的。
当中心金属离子的d轨道未被配体完全填满时,配位化合物会表现出磁性。
具体来说,如果中心金属离子的d轨道未被配体填满一半,则为顺磁性;如果中心金属离子的d轨道被配体填满一半,则为抗磁性。
5. 光学活性:某些配位化合物具有光学活性,即能够旋转平面偏振光的偏振面。
这是由于配位化合物中的手性中心引起的。
手性中心是指一个分子中存在对映异构体的碳原子或金属离子。
三、应用配位化合物的结构和性质对于化学领域的研究和应用有着重要的意义。
首先,通过研究不同结构的配位化合物,可以深入了解化学反应的机理和动力学过程。
配位化合物一、配位化合物的定义往CuSO4的稀溶液滴加6mol/L的氨水不断振摇,开始时有天蓝色Cu(OH)2沉淀,继续再加氨水时,沉淀消失。
在溶液中检查不到Cu2+却只能检测到SO42-,推测生成了一种新物质,用酒精沉淀,再经结构分析:该物质为[Cu(NH3)4]SO4·H2O。
物质[Ag(NH2)]NO3,K2[HgI4]……,在水溶液中形成离子[Cu(NH3)4]2+,[Ag(NH2)]+,[HgI4]2-。
金属离子(或原子)与一定数目的中性分子或负离子结合成不易离解的复杂离子称为配离子。
含有配离子及配位分子的化合物统称为配合物。
配合物与复盐如明矾[KAl(SO4)2]12H2O不一样,不能相混。
二、配合物的组成以[Cu(NH3)4] SO4为例其组成可表示配位离子1.中心原子:一般为金属阳离子(原子),特别是过渡金属离子,Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Au等。
2.配体:中心原子周围的分子或离子(可以是阴离子,也可以是中性分子)。
3.配位原子:配体中能向中心原子提供孤对电子的原子如NH3中的N原子,H2O中的O原子,CN-中的C原子,以N、P、O、S、C等原子居多。
配体又分:4.配位数:直接与中心原子相结合的配位原子总数。
以2、4、6较为多见。
在[Pt(en)2]Cl其配位数为4。
5.配离子电荷:中心原子和配位体电荷的代数和。
如[Cu(NH3)4]2+、[Fe(CN)6]4-。
三、配位化合物的类型1.简单配位化合物单齿配位体与单个中心离子(或原子)所形成的配合物K2[PtCl6][Fe(H2O)6]Cl5[Cr(H2O)6]Cl3Na[AlF6]2.螯合物由中心离子和多齿配体结合而成的环状配合物。
思考题:在制剂中作为金属离子络合剂使用的是A.NaHCO3B.NaClC.焦亚硫酸钠D.NaOHE.依地酸二钠【正确答案】E四、配位平衡Ks(K稳)称为配离子的稳定常数,Ks越大,说明生成配离子的倾向越大,配合物越稳定。
配位化合物名词解释
配位化合物是一种金属与分子或原子间的稳定化合物,它们之间形成
复杂的化学键。
它们经常用作催化剂、抗生素、药物,以及工业催化
剂和电子装置。
1. 钴卟啉配位化合物:钴卟啉配位化合物是一种以钴为核心,同时有
四个卟啉分子构成的配位化合物。
它有着类似碳酸钴的结构,但它的
化学结构更加复杂。
它可以用作催化剂,可以加速苯酚的氧化。
它也
可以作为杀菌剂,可以对对霉菌和细菌有效抑制作用。
2. 氨基酸配位化合物:氨基酸配位化合物是金属和氨基酸结合的复杂
化合物,它通常把金属离子和氨基酸结合起来。
它们结构相似于金属键,并作为金属离子复合物的组成部分。
它们有助于金属离子在生物
体内被正确转移或保存,并参与金属离子催化酶(MEC)活性化。
3. 螺环配位化合物:螺环配位化合物是一种利用配位作用将金属和硫
衍生物配位成复杂结构的化合物。
它有以下特点:它具有超依赖性。
它高度稳定,不容易分解。
配位化合物具有独特的电磁性现象,这对材
料的性质有着重要作用。
螺环配位化合物常用于组装和检测生物物质,也可以用作药物作用的基础,能有效降低药物作用效率。
4. 氯酞配位化合物:氯酞配位化合物是氯酞分子和金属离子结合形成
的复合物。
它们结构类似磷酸盐,金属离子与氯酞分子的结合被称为配位作用。
氯酞配位化合物的性质类似于碳酸盐,它可以起到自组装作用,形成多孔和结构优美的复合材料,这些材料可以用于储存、催化剂和量子传输设备。
此外,它还可以用于光学传感器、磁性材料和绝缘材料等。