第七章 配位化合物

第七章 配位化合物

第一节 配合物的组成及命名

一、配合物的组成

一、配合物

配离子：由两种不同离子或一种离子与一种分子形成的复杂离子称之。

如：23)(NHAg、243)(NHCu、36)(CNFe、46)(CNFe

配合物：含配离子的化合物。

如：ClNHAg23)(、443)(SONHCu、63)(CNFeK、64)(CNFeK

有时也把配离子笼统称为配合物。

二、配合物的组成

配合物结构较复杂，但一样都有一个成份作为配合物的核心，其它部份围绕这一核心有规那么地排列。

（1）中心离子（配合物的形成体）：位于配合物中心的离子或原子。

多为具有空轨道的过渡元素的金属离子（d区、sd区）。

少数为高氧化数非金属原子，如：26SiF、6PF。

个别为中性原子，如：4)(CONi、5)(COFe。

（2）配位体

★含义：与中心原子结合的分子或离子。多为含孤对电子的分子或离子。

如3NH、OH2、Cl、CN、SCN等。

★分类：依照一个配体中所含配位原子数量的不同，可将配体分为单齿配体和多齿配体。

单齿配体：一个配位体只含一个配位原子。

多齿配体：一个配位体只含两个或两个以上的配位原子。

（3）配位原子：配位体中直接与中心离子结合的原子。配位原子大多为电负性较大的非金属原子，如：N、O、F、C、S、x等。

（4）配位数：

★含义：直接与中心原子结合的配位原子数。

单齿配体：配位数=配位体数。

多齿配体：配位数=配位体数×一个配位体所含配位原子的个数（齿数）。如：22)(enPt

★阻碍因素

中心离子正电荷：电荷数↑，配位数↑ 半径：中心离子半径↑，配位数↑

配体半径↑，配位数↓

外界因素：浓度，配体浓度高有利于形成高配位数。

温度，温度低有利于形成高配位数。

★体会：中心离子 +1 +2 +3 +4

第七章 配位化合物

第一节 配合物的组成及命名

一、配合物的组成

1、配合物

配离子：由两种不同离子或一种离子与一种分子形成的复杂离子称之。

如：23)(NHAg、243)(NHCu、36)(CNFe、46)(CNFe

配合物：含配离子的化合物。

如：ClNHAg23)(、443)(SONHCu、63)(CNFeK、64)(CNFeK

有时也把配离子笼统称为配合物。

2、配合物的组成

配合物结构较复杂，但一般都有一个成分作为配合物的核心，其它部分围绕这一核心有规则地排列。

（1）中心离子（配合物的形成体）：位于配合物中心的离子或原子。

多为具有空轨道的过渡元素的金属离子（d区、sd区）。

少数为高氧化数非金属原子，如：26SiF、6PF。

个别为中性原子，如：4)(CONi、5)(COFe。

（2）配位体

★含义：与中心原子结合的分子或离子。多为含孤对电子的分子或离子。

如3NH、OH2、Cl、CN、SCN等。

★分类：根据一个配体中所含配位原子数目的不同，可将配体分为单齿配体和多齿配体。

单齿配体：一个配位体只含一个配位原子。

多齿配体：一个配位体只含两个或两个以上的配位原子。

（3）配位原子：配位体中直接与中心离子结合的原子。配位原子大多为电负性较大的非金属原子，如：N、O、F、C、S、x等。

（4）配位数：

★含义：直接与中心原子结合的配位原子数。

单齿配体：配位数=配位体数。

多齿配体：配位数=配位体数×一个配位体所含配位原子的个数（齿数）。如：22)(enPt

★影响因素

中心离子正电荷：电荷数↑，配位数↑

半径：中心离子半径↑，配位数↑

配体半径↑，配位数↓

外界因素：浓度，配体浓度高有利于形成高配位数。

温度，温度低有利于形成高配位数。

★经验：中心离子 +1 +2 +3 +4

配位化合物的合成化学

自从1893年瑞士化学家维尔纳(W erner)在德国《Journal of Inorganic

Chemistry》上发表了题为“对于无机化合物结构的贡献”的配位化学方面的第一篇经典著作之后，原本作为无机化学分支的配位化学发展极为迅速, 并始终处于无机化学研究的主流。配位化学的发展打破了传统的有机化学和无机化学之间的界限, 在众多配合物中金属离子和有机配体形成的配合物以其花样繁多的价键形式和空间结构, 在化学键理论发展、配合物性能等多样性方面引起了人们广泛的研究兴趣。

目前, 聚合物的研究主要集中在合成具有新颖结构的配位聚合物, 并通过对其结构特点的分析, 探讨其结构及其功能的关系, 进而开发它们潜在的功能,

并最终使其功能化。影响配位聚合物结构的因素有很多, 其中最主要的影响是配体和金属离子(或叫受体和底物), 总体结构可由配体分子的几何形状和金属离子的配位性质加以预测, 其它影响因素会对配合物的结构起着细微的影响。从这一点出发, 选择合适的配体作为合成材料就显得尤为重要,不同的有机分子结构、化学和物理性能直接影响到目标产物的结构和性质。多功能复合材料的设计和开发领域具有巨大的发展潜力以及诱人的发展前景, 因而带动了相关领域研究的迅速发展。

本文将从直接合成法、组分交换法、氧化还原反应法、固相反应法、包结化合物合成和大环配体模板配合物合成等六个方面介绍配合物的合成途径和化学。

1、直接法

通过配体和金属离子直接进行配位反应，从而合成配合物的方法，称为直接法，包括溶液中的直接配位反应、金属蒸气法和基底分离等。

1.1 溶液中的直接配位作用

在直接配位合成中，作为中心原子最常用的金属化合物是无机盐(如卤化物、醋酸盐、硫酸盐等)，氧化物和氢氧化物等。选择过渡金属化合物时要兼顾易(与配体)发生反应和易与反应产物分离两方面。

直接法合成配合物时，溶剂的选择也很重要，一种好的溶剂应该是反应物在其中有较大的溶解度而且不发生分解(水解、醇解等)，并有利于产物的分离等特点。

1 第七章 配位化合物

教学目标：

1、掌握配合物的基本概念和配位键的本质。

2、掌握配合物价键理论的主要论点，并能用此解释一些实例。

3、了解螯合物的性质。

4、掌握配合物稳定常数的意义，应用和有关计算。

5、掌握配合物形成时的性质变化。

教学重点：

1、掌握配合物的基本概念和配位键的本质。

2、配合物稳定常数的意义，应用及有关计算。

教学难点：

1、配合物稳定常数的意义，应用及有关计算。

教学过程：

第一节 配位化合物的基本概念

1-1 配位化合物的基本概念

配合物定义：

配合物是由于可以给出孤对电子或多个不定域电子的一定数目的离子或分子（称为配位体）和具有接受孤对电子或多个不定域电子的空位的原子或离子（统称中心原子）按一定的组成和空间构型所形成的化合物。

“不定域电子”指π电子 “空位”指空轨道

这个定义抓住了配合物的本质特点，即配合物中一定存在配位键，这是与简单化合物的本质区别，按照这个区别配合物可以是：

配合分子 [Co(NH3)3Cl3] 在水溶液中主要以分子存在

配盐 [Cu(NH3)4]SO4

配酸 H2[PtCl6]

配离子 [Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+也常称配合物

配合物与简单化合物区别：

1、配合物中一定存在配位键。

2、从实验入手，检测出离子的存在形式。

3、配合物组成不符合经典的化学键理论。

1-2 配位化合物的组成

以[Cu(NH3)4]SO4为例来说明，详见课本图。

1、配位体

含有孤对电子的分子或离子含有孤对电子的分子或离子。如：(„„)

配位原子：配位体中提供孤对电子对与中心原子形成配位键的原子。

常见的配位原子一般是半径较小，电负性较大的p区原素。如：C，N，O，F，P，S，Cl，Br，I，H+等。

当配位体中有两个以上的原子有孤电子对时，哪一个原子配位则应由实验测定，一般将配位原子写在靠近中心原子的位置上。