第五章 配位化合物的结构和性质(考研高分子结构化学)
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一、填空题
1. 在氮分子与金属形成配位键M-N≡N时,N2的轨道上的一对电子提供给金属原子空轨道,形成键,另一方面又以轨道与金属d轨道形成键,因此在N2的络合物中由于键的形成,使N2活化了。
二、选择题
1. CO与过渡金属形成羰基配合物时,CO键会( C )
A. 不变
B.加强
C. 削弱
D.段裂
2. 配合物中心离子的d轨道在正方形场中,将分裂成几个能级【C 】
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
3. 物质颜色的产生是由于吸收了【D 】
A. 红外光
B. 微波
C. 紫外光
D. 可见光
4. Ni(3d84s2)与CO形成羰基配合物Ni(CO)n,式中n是【C 】
A. 6
B. 3
C. 4
D. 5
三、回答问题
1. 请分析蔡斯盐K [PtCl3(C2H4)]中乙烯与Pt2+之间的成键情况。
(蓝色),吸水后变为粉红色,试用配位场理论解释2. 硅胶干燥剂中常加入CoCl
2
其原因。
解:Co2+为d7构型,在无水CoCl2中,Co2+受配体Cl-的作用d轨道能级发生分裂,7个d电子按电子排布三原则填充在分裂后的轨道上,当电子发生d-d跃迁时,吸收波长为650~750nm的红光,因而显示蓝色。
但CoCl2吸水后变为[Co(H2O)6]Cl2,即由相对较强的配体H2O取代了相对较弱的配体Cl-,引起d轨道分裂能变大,使d电子发生d-d跃迁时吸收的能量增大,即吸收光的波长缩短(蓝移),[Co(H2O)6]Cl2吸收波长为490~500nm的蓝光,因而呈粉红色。
结构化学配位化合物的结构与性质结构:线性结构的配位化合物中,中心金属离子与两个配体通过配位键相连,通常形成线性排列。
例如,[Ag(NH3)2]+是一种具有线性结构的化合物。
平面结构的配位化合物中,中心金属离子与四个配体通过配位键相连,形成一个平面结构。
这类化合物的最简例子是[PtCl4]2-。
八面体结构的配位化合物中,中心金属离子与六个配体通过配位键相连,基本上呈八面体的结构。
例如,[Co(NH3)6]3+是一种具有八面体结构的化合物。
正八面体结构的配位化合物中,中心金属离子与六个配体通过配位键相连,形成一个凸多面体,其中六个配体位于正八面体的六个顶点上。
[Ni(CN)6]4-是一种具有正八面体结构的化合物。
性质:1.配位化合物的颜色:很多配位化合物有鲜明的颜色,这是由于电子在配体和中心金属之间的跃迁引起的。
例如,[Cu(NH3)4]2+是一种呈蓝色的配位化合物,而[CoCl4]2-是一种呈黄色的配位化合物。
2.配位化合物的磁性:根据中心金属离子的电子构型和配体的性质,配位化合物可以表现出不同的磁性。
如果中心金属离子具有未成对电子,配位化合物通常会表现出顺磁性,即磁化率高于预期。
相反地,如果中心金属离子的电子全部成对,配位化合物通常会表现出抗磁性,即磁化率低于预期。
3.配位化合物的溶解度:溶解度是配位化合物的重要性质之一、配合物的溶解度受其配体和中心金属离子性质的影响。
一般来说,带电的配位离子通常溶解度较高。
4.配合物的稳定性:配合物的稳定性取决于配体和中心金属离子之间配位键的强度。
不同的配体具有不同的配位键强度,因此稳定性也会有所不同。
有些配合物具有较高的稳定性,可以在溶液中长时间存在,而有些配合物则比较不稳定,易于分解。
总结:。
配位化合物的结构与性质
配位化合物是由中心金属离子与周围的配体离子共同构成的。
它们的结构和性质对于理解和应用这些化合物具有重要意义。
结构
配位化合物的结构由中心金属离子和配体离子之间的配位键连接模式所决定。
常见的配位键连接模式包括线性、平面和立体等。
- 线性配位键连接模式:配体离子在平衡位置排列,形成一条直线连接中心金属离子。
- 平面配位键连接模式:配体离子在平衡位置排列,形成一个平面与中心金属离子相连接。
- 立体配位键连接模式:配体离子在平衡位置排列,形成一个立体结构与中心金属离子相连接。
性质
配位化合物具有一系列独特的性质,包括磁性、光学性质和化
学活性。
- 磁性:配位化合物中的中心金属离子通过与配体离子之间的
电子转移产生磁性。
它们可以表现出顺磁性或反磁性,这取决于中
心金属离子和配体离子之间的电子排列方式。
- 光学性质:一些配位化合物具有特殊的光学吸收和发射性质,可以用于制备染料、荧光标记物等。
- 化学活性:由于中心金属离子和配体离子之间的配位键的特
殊性质,配位化合物在化学反应中表现出不同的活性。
它们可以参
与配位交换反应、氧化还原反应等。
结构和性质的研究对于配位化合物的设计和合成具有重要意义。
通过了解配位化合物的结构和性质,我们可以合理设计新型配位化
合物以满足不同的应用需求。
化学配位化合物的结构与性质化学配位化合物是由一个或多个中心原子(通常是过渡金属离子或铁羰基)与配体(通常是有机分子或无机阴离子)通过配位键形成的化合物。
它们在化学、生物和材料科学中具有重要的应用和研究价值。
本文将探讨化学配位化合物的结构与性质,并分析其在不同领域中的应用。
一、配位化合物的结构化学配位化合物的结构主要由中心原子和配体的配位方式决定。
常见的配位方式包括线性配位、双电荷配位、多齿配位等。
其中,多齿配位是最常见的,它利用配体上的多个原子与中心原子形成多个配位键,增加了化合物的稳定性和特异性。
此外,配位化合物还可以形成配位体系,如配位聚合物、配位超分子等,这些体系具有特殊的结构和性质,对于催化、药物和材料制备有重要意义。
二、配位化合物的性质1. 稳定性:化学配位化合物通常具有较高的稳定性,这主要得益于配体的配位方式和中心原子的电子结构。
配体与中心原子之间的配位键是比较稳定的,可以在一定条件下保持相对稳定的化学性质。
2. 反应活性:配位化合物常常表现出活泼的反应性。
中心原子的未配位电子使得配位化合物具有较高的反应活性,容易与其他分子发生化学反应,形成新的化合物。
3. 光谱性质:化学配位化合物通常具有丰富的光谱性质,如紫外-可见吸收光谱、红外光谱、核磁共振光谱等,这些性质对于确定配合物的结构和性质非常重要。
三、配位化合物的应用1. 催化剂:许多配位化合物具有良好的催化性能,可以加速化学反应速率,降低能量消耗。
铂族金属配合物广泛应用于催化剂领域,如钯催化剂可用于有机合成反应、钌催化剂可用于氧化还原反应等。
2. 药物:配位化合物在医药领域有广泛的应用。
一些金属配合物具有良好的抗肿瘤活性,可用于抗癌药物的研发。
此外,配位化合物还可以作为抗病毒药物、抗菌药物等。
3. 材料科学:配位化合物在材料科学领域有重要的应用。
例如,金属有机骨架材料(MOFs)是一类由有机配体和金属离子组成的晶体,具有高度有序的孔道结构和可调控的物理性质,可应用于气体吸附、分离和储存等领域。
化学配位化合物的结构和性质化学配位化合物是由一个中心离子与一些化学基团形成的化合物,这些化学基团称为配体。
这种化合物常见于金属离子与大分子有机化合物或小分子无机化合物的化学反应中。
化学配位化合物由于其特殊的结构和性质,在化学、药学、材料学等领域得到了广泛的应用。
一. 定义和基本结构化学配位化合物是指由两个或两个以上化学基团,即配体与一个中心离子所构成的化合物。
这种化合物的结构以中心离子为核心,其周围通过共价键或离子键结合的化学基团构成了一个对称的三维框架。
这种框架通常称为配位体。
典型的配位体的结构中有一个或多个化学基团与中心离子相互作用,形成一个多面体的结构。
常见的多面体结构有正方形平面、四面体、八面体、十二面体等。
在典型的八面体结构中,八个化学基团环绕着一个中心离子,使化合物呈八面体的结构。
八面体结构的化合物通常由一个八价金属离子和六个配体组成。
二. 配体的作用配体作为化学配位化合物中的基团,在化学反应中起到了至关重要的作用。
配体与中心离子结合形成化学配位化合物的过程称为配位作用。
配体与中心离子之间的相互作用是通过化学键形成的,这种化学键被称为配位键。
配位键形成的主要原因是因为配体分子中的孤对电子与中心离子原子的未配对电子形成的键。
不同的配体通过其构造、分子大小、点电荷分布等特征具有不同的结构和性质。
其中一些配体是很容易与中心离子形成化学键的,而另一些配体则需要采取一些特殊的方法才能实现。
三. 化学配位化合物的性质化学配位化合物有多种特殊性质,包括颜色、磁性、光谱性质、催化性质等。
这些性质的产生与配位作用和多面体结构密切相关。
1. 颜色化学配位化合物具有明显的颜色,通常是由于其中心离子通过配位作用与配体之间发生了相互作用。
这种电荷传递产生能量并激发了一些电子,使化合物发生了颜色的变化。
例如,铜离子与一些配体形成的化学配位化合物,由于电荷和电子的转移,导致其呈绿色或蓝色。
而一些五价铁离子与一些氧化物配体形成的化合物,因为一些配体的吸收波长与可见光重叠,所以呈现出特定的颜色,如暗红色或棕色。
有机化学基础知识点配位化合物的结构和性质配位化合物是有机化学中一个重要的研究领域,它形成于配位键的形成和金属离子的配位,具有独特的结构和性质。
既然我们谈到了有机化学基础知识点,让我们来深入了解一下配位化合物的结构和性质。
一、配位化合物结构的基本特点配位化合物通常由一个中心金属离子和一些称为配体的分子或离子组成。
配体通常是有机化合物,具有不同的配位原子,如氮、氧、硫等。
它们通过配位键与中心金属离子结合。
1. 配位键的形成配位键是指配体的一个或多个配位原子与中心金属离子之间的共有电子对。
配位键的形成通常是由配位原子上的孤对电子(孤对电子是未参与共价键形成的电子对)与金属离子形成的。
例如,以水合铜离子Cu(H2O)6^2+为例,氧原子上的孤对电子直接与铜离子形成了配位键。
2. 配位数与配位体配位数是指配位原子或配体与中心金属离子之间的配位键数量。
根据配位数的不同,配位体可以分为双齿配体、三齿配体、四齿配体等。
例如,以乙二胺(NH2CH2CH2NH2)为配体的四氯合铜(II)配合物[CuCl2(NH2CH2CH2NH2)2]的配位数是六。
3. 配位化合物的空间构型配位化合物的空间构型由配位体的取向和排布所决定。
常见的空间构型有正方形平面型、八面体型等。
这些不同的空间构型会影响到化合物的性质和反应性。
二、配位化合物的性质配位化合物由于金属离子与配体之间的配位键的形成,使其具有一些独特的性质。
1. 形成稳定的络合化合物由于配位键的形成,配位化合物通常具有较高的稳定性。
这使得它们在催化、溶剂选择性和聚合物合成等方面具有广泛的应用。
2. 形成具有特定功能的配位聚合物配位化合物的结构可以通过合适的选择和设计配体,形成具有特定功能的配位聚合物。
这些聚合物在催化、传感、光电子等领域中有广泛的应用。
3. 光谱性质配位化合物常常具有丰富的光谱性质,如紫外可见吸收光谱、红外光谱、荧光光谱等。
这些光谱性质对于研究配位化合物的结构和反应机制具有重要意义。