3-2配合物的合成总结

第三章 晶体结构与性质 第四节 配合物与超分子1、通过熟悉的无水硫酸铜与其溶液颜色不同这一现象，认识配位键的特征，并能与共价键进行简单比较。

2、在配位键的基础上，认识配合物的存在、结构特点及常见配合物的制取等。

3、了解超分子与分子的区别、超分子的简单应用。

教学重点：配位键、配合物的概念，形成条件和组成 教学难点：配位键、配合物的概念，形成条件和组成【探究活动】 【实验3-2】[实验结论]【知识建构】 1.配位键(1)配位键定义：成键原子或离子一方提供 ，另一方提供 而形成的，这类 被称为配位键。

(2)基本概念：①中心原子（离子）： 。

通常是过渡元素的原子或离子，如Fe 、Ni 、Fe 3+、Cu 2+、Zn 2+、Ag +、Co 3+、Cr 3+等。

②配位体： ，如分子CO 、NH 3、H 2O 等，阴离子F -、CN -、CI -等。

配位原子必须有孤电子对。

③配位数：直接同中心原子（离子）配位的分子或离子的数目叫中心原子（离子）的配位数。

(3)配位键的形成条件①成键原子一方能提供 。

如分子有NH 3、H 2O 、HF 、CO 等；离子有Cl －、OH －、CN－、SCN －等。

①成键原子另一方能提供 。

如H ＋、Al 3＋、B 及过渡金属的原子或离子。

(4) 配位键同样具有饱和性和方向性。

一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的，如Ag ＋形成2个配位键；Cu 2＋形成4个配位键等。

(5)配位键的表示：。

例如H 3O ++⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡↓H —HO —H2、配合物(1)定义：通常把 与 以 结合形成的化合物称为 ，简称配合物。

(2)组成：配合物由 和 组成，分为内界和外界。

【学生活动】标出[Cu(NH 3)4]SO 4的组成部分。

中心离子： ；配位体： ；配位数： ； 外界离子： 。

【探究活动】【实验3-3】制取[Cu(NH 3)4](OH)2[实验结论]无论在得到的深蓝色透明溶液中，还是在析出的深蓝色的晶体中，深蓝色都是由于存在，它是Cu2+的另一种常见配离子，中心离子仍然是，而配体是，配位数为。

无机化学中的配位化合物的合成在无机化学中，许多重要的化学反应中都存在配位化合物的合成。

配位化合物是指带有一个或多个配体的金属离子与一些不含金属离子的分子化合物相互结合形成的复合物。

配位化合物在生物、工业和材料科学中都有着重要的应用。

因此，了解一些基本的配位化合物合成方法是非常必要的。

一. 酸碱法合成酸碱法合成是最常用的合成方法之一。

在此方法中，金属离子首先与碱性配体反应，形成产物的“母液”。

然后，向其中加入酸性配体，使其与金属离子螯合形成所需的配位化合物。

例如，将某些金属离子和氢氧化物反应，可以得到一些碱式金属盐。

接下来，加入某些酸性配体，如某些羧酸盐或胺类，可以得到配位化合物。

例如，可以通过酸碱法合成一些重要的金属络合物，如FeCl3所形成的Fe(C6H5COO)3。

这种化合物是一种强氧化剂，在某些有机反应中得到了广泛的应用。

二. 光合成光合成是另外一个常用的方法，适用于各种水溶性离子或氢氧化物的配位化合物。

在此方法中，将金属离子和配体放入光敏溶液中照射，以光催化的方式促进反应发生。

这种方法需要使用专业的设备，因此，成本比较高，但可以得到高纯度的产物。

例如，对于RhCl3和6，6’-二(β-萘乙酰氨基)-2,2’-双吡啶盐，可以通过光合成得到一个配位化合物。

可以利用这种配位化合物的吸咐特性进行分离和提取某些特定的分子。

三. 热解法热解法也是一个配位化合物的合成方法。

在这种方法中，将金属离子与其它配体混合，加热使得溶剂蒸发，留下固体混合物。

然后，将这个混合物加入到高温的熔盐中进行热解，以形成所需的配位化合物。

例如，可以将铜与苯并芴并吡啶合并形成金属配合物Cu(bpy)(Pbenz), 其中bpy为2,2'-联吡啶，Pbenz为苯并芴并吡啶。

四. 溶剂热法溶剂热法是一种较新的方法。

在这种方法中，将金属离子和配体混入一个溶剂中，在高温高压下反应。

由于高温和高压的影响，反应的速率显著提高。

此外，溶剂热法多能够得到高度晶化的产物，这对于实验室合成和应用都是非常重要的。

实验三-配合物的生成、性质与应用一、实验目的•了解配位化学的基本概念。

•掌握化学配位反应的基本原理和方法。

•观察并比较各种类型的配合物结构和性质。

•熟悉配合物的应用。

二、实验原理1. 配位化学配位化学是指由 Lewis 酸-碱相互作用形成的含有金属离子的化合物体系。

金属离子通过配位原子与配体结合，形成配合物。

在配位化学中，金属离子的性质主要取决于其电荷、电子配对数、配位伸展度等。

2. 配合物的生成配合物的生成通常通过溶液反应来实现。

通常将金属离子在水溶液中与带有反应性基团的有机分子（即配体）进行反应，形成稳定的配合物。

反应机理与物理化学性质有关，因此反应条件及中间产物的性质对于配合物的合成至关重要。

3. 配合物的性质配合物的主要性质包括结构、热力学稳定性、光谱特征、反应机理、磁性等。

其中，X射线晶体结构分析和 NMR 谱等是常见的配合物结构解析技术，热分析和热重分析法则可以评估配合物的热稳定性，磁性法则可以表征配合物的电子结构和顺磁性等。

4. 配合物的应用配合物作为功能性材料受到广泛的应用。

主要包括：光电材料、磁性材料、医药化学、金属有机化学等领域。

光电薄膜、催化剂、液晶显示材料等均是含有配合物的新材料。

三、实验步骤实验器材和试剂•乙酸铝•异辛醇•离心机•烘箱•无水乙醇实验步骤1.称取适量乙酸铝与异辛醇，加入瓶中，振荡混合后置于烘箱中加热，待产物完全形成后取出。

2.将产物加少量无水乙醇，振荡混合后放于离心机内离心分离。

3.将上层液体去除，将沉淀加无水乙醇洗涤，最后在烘箱中加热干燥，得到样品。

4.将样品进行 X 射线衍射分析，测定其晶体结构。

5.用红外光谱测试样品的化学键结构。

四、结果与分析在实验过程中，我们成功合成了一种配合物并进行了晶体结构和化学键结构的分析。

通过 X 射线晶体结构分析，我们发现配合物为五配位的正四面体结构，其中铝离子与四个氧原子配合，异辛醇弯曲成 L 型区域配位于铝离子周围。

配合物的制备一、配合物的概念及意义配合物是由中心金属离子和周围的一些分子或离子组成的化合物。

它们具有独特的化学性质和生物活性，因此在药物、催化剂、材料等领域得到了广泛应用。

二、配合物的制备方法1. 直接合成法直接将金属离子和配体在适当条件下混合反应，生成配合物。

例如：FeCl3 + 6H2O + 3NH3 → [Fe(NH3)6]Cl3。

2. 水热法在高温高压水溶液中进行反应，利用水分子作为配体参与反应。

例如：CuSO4·5H2O + NH4NO3 + H2O → [Cu(H2O)6](NO3)2。

3. 溶剂热法在有机溶剂中进行反应，利用有机分子作为配体参与反应。

例如：Ni(NO3)2·6H2O + 4,4’-bipyridine + C2H5OH →[Ni(bpy)2](NO3)2。

4. 气相沉积法将金属源和有机源混合，在高温下进行气相沉积形成薄膜或纳米颗粒。

例如：Fe(CO)5 + CH3OH → Fe(CH3O)5。

三、配合物制备中需要注意的事项1. 配体选择选择合适的配体是制备高效、高产率配合物的关键。

一般来说，配体应具有较强的配位能力和较好的溶解性。

2. 反应条件控制反应条件包括反应温度、反应时间、反应物比例等，需要根据具体情况进行调整。

同时还需要注意反应过程中氧气和水分的影响，避免产生不必要的副产物。

3. 结晶与分离在制备过程中，需要通过结晶、沉淀或萃取等方法将目标产物从反应混合物中分离出来。

这一步骤需要掌握合适的技术，并注意对产物进行干燥和储存。

四、结语通过以上介绍，我们可以看出配合物制备是一个复杂而又精细的过程。

在实际操作中，需要掌握良好的化学基础知识和实验技能，并注重实验细节和安全操作。

只有这样才能保证得到高质量、高产率的目标产品。

§3-2配合物的分子轨道理论主要观点：中心离子（原子）与配体之间不仅以静电相互作用，而且往往有量子力学效应在其中起作用。

即在中心离子（原子）与配体之间有共价键形成。

原则：M的价原子轨道、配体的价分子轨道符合对称性匹配、能量相近、最大重叠才能形成配合物。

中心轨道：(n-1)d、ns、np原子轨道配体轨道：1、最高占据的σ分子轨道或孤对电子占据的定域轨道。

2、π分子轨道。

一、σ型络合物及分子轨道：1、分子轨道类型：金属原子轨道与配体的σ分子轨道组成络合物的群轨道（分子轨道）。

σ型：3dx2-y2、3dz2、4s、4px、4py、4pz——极大值沿坐标轴指向配体，可以形成以轴为对称的σ轨道。

π型：3dxy、3dxz、3dyz——极大值夹在键轴之间的，只能形成以面对称的π轨道。

2、八面体络合物中σ分子轨道的形成及能级：①σ分子轨道：中心离子（原子）的3dx2-y2、3dz2、4s、4px、4py、4pz与配体的6个σ轨道进行线性组合，形成σ分子轨道、σ键。

②成键、反键、非键σ分子轨道：12个轨道组成12个分子轨道。

成键6个：a1g、t1u、eg反键6个：a*1g、t*1u、e*g非键3个：t2g(dxy、dxz、dyz)ds p *σ金属络合物配体③理论证明：当两个不同能级的原子轨道组成分子轨道时，成键分子轨道中含有较多成分的低能级原子轨道，反键分子轨道中含有较多成分的高能级原子轨道。

成键分子轨道：主要是配体轨道，分子轨道中的电子性质主要具有配体的电子性质，当然也有金属电子的性质。

反键分子轨道：主要是中央离子轨道，分子轨道中的电子性质主要具有金属的电子性质，配体的电子性质占次要地位。

④络合物分子轨道理论得出的d 轨道能级分裂：根据③理论：e*g 主要是金属轨道，t 2g 本身也是中央离子轨道，∴Ee*g －Et 2g =10Dq=△o从分子轨道理论中得出△o 的与晶体场理论是一致的。

⑤分子轨道理论与晶体场理论：分子轨道理论并没有象晶体场理论那样限定只考虑静电作用，但也得出了晶体场最重要的结果——d 轨道能级分裂，说明配位场效应不是晶体场理论的特殊结论，而适用于过渡金属络合物的一般原理。