第二章配合物的合成
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配合物的形成和应用【学习目标】1.掌握配合物的概念2.了解配合物是如何形成的【学习重、难点】配合物的基本概念【教学过程】复习:水分子在特定条件下容易得到一个H+,形成水合氢离子(H3O+).下列对上述水变为H3O+过程的描述不合理的是______A.氧原子的杂化类型发生了改变 B.微粒的形状发生了改变C.微粒的化学性质发生了改变 D.微粒中的键角发生了改变分析:水中氧的杂化为sp3,H3O+中氧的杂化为sp3,则氧原子的杂化类型没有改变,故A 不合理;B、水分子为V型,H3O+为三角锥型,则微粒的形状发生了改变,故B合理;C、因结构不同,则性质不同,微粒的化学性质发生了改变,故C合理;D、水分子为V型,H3O+为三角锥型,微粒中的键角发生了改变,故D合理;故答案为:A。
〖活动与探究〗书P76 实验1、实验2 观察实验现象,讨论所得结论。
在CuSO4溶液中滴入少量稀氨水,现象是:__________,反应的离子方程式为_________ ___________;继续滴入过量稀氨水,发现难溶物溶解并生成深蓝色溶液,测得该溶液中的主要离子是[Cu(NH3)4]2+,反应的离子方程式为___________________。
〖交流与讨论〗分析[Cu(NH3)4]2+的形成过程,讨论所得结论。
答案:出现淡蓝色沉淀;Cu2+ + 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓+ 2NH4+ ;Cu(OH)2+ 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+ + 2OH-一、配位化合物的形成1.配位化合物(配合物):由____________的_______与____________的_______以___________结合形成的化合物。
常见配合物:因为过渡金属____________或_________都有接受_________的________,它们都能与可提供孤电子对的_______或_______以______________结合形成配合物。
配合物的合成与性质调控配合物是由中心金属离子与周围的配体通过配位键连接而形成的化合物。
配合物的合成与性质调控是配位化学中的重要研究内容。
通过合成不同结构的配合物,可以探索其性质与结构之间的关系,并进一步调控其性质,拓展其应用领域。
一、配合物的合成方法配合物的合成方法多种多样,常见的有直接配位法、络合反应法、配体置换法等。
直接配位法是指将金属离子与配体直接反应生成配合物。
例如,将铜离子与氨配体反应,可以得到深蓝色的四氨合铜(II)离子。
络合反应法是指在反应溶液中加入配体,通过络合反应生成配合物。
配体置换法是指将金属离子与已有的配体发生置换反应,生成新的配合物。
这些合成方法可以根据需要选择,以合成目标配合物。
二、配合物的性质调控配合物的性质受到中心金属离子和配体的性质以及它们之间的配位键的影响。
通过调控这些因素,可以实现对配合物性质的调控。
1. 中心金属离子的选择中心金属离子的选择对配合物的性质具有重要影响。
不同的金属离子具有不同的电子结构和化学性质,因此会导致配合物的性质差异。
例如,将铁离子替换为锰离子,可以得到具有不同磁性性质的配合物。
通过选择不同的金属离子,可以调控配合物的稳定性、光学性质、磁性性质等。
2. 配体的选择配体是配合物中与金属离子形成配位键的物质。
不同的配体具有不同的配位能力和空间结构,因此会影响配合物的性质。
例如,选择不同的氮、氧、硫等原子作为配体,可以得到具有不同颜色的配合物。
通过选择不同的配体,可以调控配合物的稳定性、光学性质、催化性能等。
3. 配位键的调控配位键是中心金属离子与配体之间形成的化学键。
配位键的强弱和性质也会影响配合物的性质。
例如,选择不同的配体,可以形成不同类型的配位键,如配位键的共价性和离子性。
通过调控配位键的性质,可以调控配合物的稳定性、光学性质、催化性能等。
三、配合物的应用配合物在许多领域都有广泛的应用。
例如,在催化领域,一些过渡金属配合物可以作为催化剂,用于有机合成反应中。
第2章配合物的合成第一节利用配体取代反应合成配合物1、水溶液中的取代反应1)用金属盐水溶液直接与配体反应[Cu(H2O)4]SO4+ 4NH3 [Cu(NH3)4]SO4向反应混合物中加入乙醇,就可得到深蓝色的结晶。
不适合与Fe3+、Al3+、Ti4+2)煮沸K3[RhCl6] +3K2C2O4 K3[Rh(C2O4)3] + 6KCl2、非水溶剂中的取代反应使用非水溶剂的原因:A、防止水解(如Fe3+、Al3+、Ti4+);B、使不溶于水的配体可溶解;C、配体的配位能力不及水。
1)[Cr(en)3]Cl3的合成在水中反应时CrCl3.6H2O + en Cr(OH)3↓可在乙醚中,按如下方法合成:en KI AgCl无水Cr2(SO4)3溶液[Cr(en)3]I3 [Cr(en)3]Cl32)[Ni(phen)3]Cl2(phen为邻菲咯啉)NiCl2·6H2O + phen [Ni(phen)3]Cl23)[Ni(EtOH)6](ClO4)2的合成NaClO4无水NiCl2 + EtOH [Ni(EtOH)6]Cl2 [Ni(EtOH)6](ClO4)2在水溶液中:[Ni(EtOH)6]2++ H2O [Ni(H2O)6]2++ EtOH3、固体配合物热分解(固态取代反应)1)[Cu(H2O)4]SO4.H2O = [CuSO4]+5H2O (加热)2)2[Co(H2O)6]Cl2 = Co[CoCl4] +12H2O (加热)变色硅胶的原理(粉红、蓝色)第二节利用氧化还原反应合成配合物1、金属的氧化最好的氧化剂是O2或H2O2,不会引入杂质。
例:[Co(NH3)5Cl]Cl2的合成H2O2 浓HCl CoCl2·6H2O [Co(NH3)5(H2O)]Cl3 [Co(NH3)5Cl]Cl2NH3-NH4Cl 加热2、金属的还原N2H4;NH2OH(产物为N2,不污染产物)[Pt(II)(Ph3P)2Cl2] + Ph3P + N2H4 [Pt(0)(Ph3P)4]第三节利用催化反应制备配合物[Co(NH3)6]Cl3的合成(多相催化)NH3-NH4Cl-H2ORhCl3·3H2O + 2en·2HCl 黄色溶液trans-[Rh(en)2Cl2]NO3↓(金黄色)+ 黄色溶液蒸发溶液cis-[Rh(en)2Cl2]NO3↓(亮黄色)这个例子证明,可利用溶解度差别分离异构体。
配合物合成是指通过化学反应将中心原子(通常是金属离子)与配体结合形成配合物的过程。
配合物是由中心原子和周围的配体组成的复合物,其中配体通过配位键与中心原子结合。
以下是一些常见的配合物合成方法:
1.直接合成法:将中心原子的盐溶液与配体的溶液混合,在适当的
条件下反应,使中心原子与配体结合形成配合物。
这种方法简单直接,但需要选择合适的反应条件和配比。
2.取代反应:通过取代配体上的原子或基团来合成新的配合物。
例
如,可以用一个新的配体取代已存在配合物中的一个配体,形成新的配合物。
3.氧化还原反应:利用氧化还原反应改变中心原子的氧化态,从而
形成不同的配合物。
这种方法常用于合成具有不同电子构型的配合物。
4.模板法:在存在模板分子的情况下,通过与模板分子的相互作用,
使中心原子与配体结合形成特定结构的配合物。
模板法可以控制配合物的结构和立体构型。
5.水热/溶剂热合成:在高温高压的水或有机溶剂中进行反应,这种
方法可以提供特殊的反应环境,促进配合物的形成。
配合物的合成需要选择合适的反应条件、配体和中心原子,并且需要对反应进行监控和表征,以确保合成的配合物具有预期的结构和性质。
不同类型的配合物可能需要不同的合成方法,因此具体的合成过程会根据目标配合物的特点而有所不同。