配位化合物.ppt

11配位化学的奠基人——维尔纳●大多数化学元素表现出两种类型的化合价，即主价和副价。●元素形成配合物时倾向于主价和副价都能得到满足。●元素的副价指向空间确定的方向。1893年供职于苏黎世大学的WernerA提出了天才的见解，被后人称之为维尔纳学说。维尔纳(Werner,A,1866—1919)瑞士无机化学家。因创立配位化学而获得1913年诺贝尔化学奖2•1893年，维尔纳提出了配位理论来解释配合物的结构。认为金属有两种原子价，即主价和副价，后者或称配位数。每一种金属有一定副价。主价必须由负离子来满足，而副价则可由负离子或中性分子来满足。副价有方向性，如副价为6时，指向正八面体的六个顶点。副价为4时有两种情况，可以指向正方形的四个角，或指向正四面体的四个顶点。3一、配位化合物的组成和定义1、配位化合物定义以具有接受电子对的空轨道的原子或离子为中心（统称中心原子），一定数目可以给出电子对的离子或分子为配体，两者按一定的组成和空间构型形成以配位个体为特征的化合物，叫做配（位化）合物。4CuSO4+4NH3=[Cu(NH3)4]SO4(产物1)3NaF+AlF3=Na3[AlF6](产物2)SiF4+2HF=H2[SiF6](产物3)Ni+4CO=[Ni(CO)4](产物4)配合物可看成是一类由简单化合物反应生成的复杂化合物：K2SO4+Al2(SO4)3+24H2O=2KAl(SO4)2·12H2O(产物5)5●都存在一个“配位个体”，用[]标示。●“配位个体”相对稳定，既可存在于晶体中，也可存在于溶液中。●与“复盐”(doublesalts)不同，但又无绝对的界线。显然，这些产物中：2、配离子金属离子（或原子）与一定数目的中性分子（或阴离子）以配位键方式结合成的不易离解的复杂离子称为配离子。如：[Cu(NH3)4]2+[Ag(CN)2]－6配离子又分为配阴离子和配阳离子。带有正电荷的配离子－配阳离子带有负电荷的配离子－配阴离子2.配位分子含有配离子的化合物称为配合物。中心离子（原子）与带有相反电荷的离子（原子)组成中性配位化合物，叫做配位分子。如：[Pt（NH3）2Cl2]，Ni（CO）473、配合物的组成配合物在组成上一般包括内界和外界两部分。中心体（离子或原子）内界配合物配体(单齿或多齿配体)外界8现以[Cu(NH3)4]SO4为例说明配合物的组成。内界外界[Cu(NH3)4]2+SO42-中配配配外心位位位界离原体数离子子子91.内界•在配合物化学式中用方括号表示内界。•配合物的内界能稳定地存在于晶体及水溶液中。它是配合物的特征部分，它的结构和性质与其他离子不同。如：[Cu(NH3)4]2+102.外界•不在内界的其他离子，如SO42－写在方括号外，构成配合物的外界。•内界与外界之间的结合力是离子键，故在溶液中内、外界是分离的，分别以离子状态存在于溶液中。•配位分子则没有外界。11配合物与复盐的区别K2[HgI4]=2K++[HgI4]2-KAl(SO4)2·12H2O=K++Al3++2SO42-+12H2O123.中心离子配合物的结构比较复杂，它都有一个金属离子作为整个配合物的核心（离子占据着中心位置）称作中心离子。中心离子（或原子）又称为配合物形成体。一般是金属离子，特别是过渡元素的金属离子。134.配位体和配位原子在中心离子周围结合着一定数目的中性分子或阴离子，称配位体。配位体中提供孤对电子并与中心离子直接连结的原子（如NH3中的N）称为配位原子。14配位体可以是中性分子如H2O、NH3也可以是阴离子如CN－、X－配位原子至少有一个孤对电子，通常作为配位原子的是电负性较大的非金属元素，常见的配位原子如：F、Cl、Br、I、N、O、S、H-（氢化物）等元素的原子。单齿（含有一个配位原子）CO、H2O、NH3、OH-、F-、PH3、NO2-、N2、H-、CH2=CH2、C6H6、含氧和氮的有机物。多齿配体（多个配位原子）配位体15螯合配体（多齿配体）同一配体中两个或两个以上的配位原子直接与同一金属离子配合成环状结构的配体称为螯合配体。螯合配体是多齿配体中最重要且应用最广的。举例如下：二齿配体：乙二胺(en)H2NCH2CH2NH2六齿配体：乙二胺四乙酸根(EDTA4-)-:OOCH2CCH2COO:-N-CH2-CH2–N-:OOCH2CCH2COO:-165.配位数直接同中心离子结合的配位原子的数目称为中心离子的配位数，常见的配位数为2、4、6。在确定配位数时应特别注意多齿配体结合时的情况，如[Pt(en)2]C12中，尽管只有两个配体，但由于en是双齿配体，故Pt2+离子的配位数是4而非2。一般配离子中配位数是中心离子电荷数的2倍。17例题：1.配合物[Fe(en)3]Cl3，其配位体是_________，中心离子的配位数是_____________。2.配合物[Co(NH3)4(H2O)2]Cl3，其中心离子是_________，配位体是______________3.[PtCl2(NH3)2]的配位体是________，配位原子是_________。18例：在[Co(en)2Cl2]Cl配合物中，中心离子的电荷及配位数分别是（A）＋1和4（B）＋3和6（C）＋3和4（D）＋1和6（E）＋3和21920121一、类型1、按中心离子数单核多核PtClClH2NH2NPtNH2NH2PtClClH2NH2N2、按配体种类水合[Cu(H2O)6]2+卤合[AlF63-]氨合[Co(NH3)6]3+氰合[Fe(CN)6]4-224、按配体类型简单配合物单齿配体——一个配位原子（NH3,H2O,CN-)螯合物多齿配体——两个(含)以上配位原子(en,EDTA)特殊配合物H3NCuNH3H3NNH32+金属羰基配合物Ni(CO)4簇状配合有机金属配合物多酸配合物H2H2CH2NNCH2CuCH2NNCH2H2H22+23金属羰基化合物有机金属配合物241、习惯名称K4[Fe(CN)6]:黄血盐Fe(C5H5)2:二茂铁K3[Fe(CN)6]:红血盐K[PtCl3(C2H4)]:蔡斯盐一、命名25配合物的命名服从一般无机化合物的命名原则，因此在含配离子的化合物中，命名时阴离子在前，阳离子在后。不同之处在于必须标明配合物的特征部分－配合物的内界。命名原则：按照中国化学会无机专业委员会制定规则命名2、系统名称26配合物内界命名：配位体数—配位体名称(不同配位体名称之间以中圆点(·)分开)—合—中心离子（氧化数）配体顺序：先无机后有机；先离子后分子；先阴离子后阳离子;同类型离子，按英文字母顺序排配体27内界命名顺序：（1）先无机配体，后有机配体cis-[PtCl2(Ph3P)2]顺-二氯·二(三苯基磷)合铂(II)(2)先列出阴离子，后列出阳离子，中性分子（的名称）K[PtCl3NH3]三氯·氨合铂(II)酸钾(3)同类配体（无机或有机类）按配位原子元素符号的英文字母顺序排列。[Co(NH3)5H2O]Cl3三氯化五氨·一水合钴(III)28(4)同类配体同一配位原子时，将含较少原子数的配体排在前面。[Pt(NO2)(NH3)(NH2OH)(Py)]Cl氯化硝基·氨·羟氨·吡啶合铂(II)(5)配位原子相同，配体中所含的原子数目也相同时，按结构式中与配原子相连的原子的元素符号的英文顺序排列。[Pt(NH2)(NO2)(NH3)2]氨基·硝基·二氨合铂(II)(6)配体化学式相同但配位原子不同，(-SCN,-NCS)时，则按配位原子元素符号的字母顺序排列。292、命名“中国化学会无机化学命名原则”（1980年)原则:先阴离子后阳离子，先简单后复杂。某化某，某酸某p228配位酸：×××酸配位碱：氢氧化×××配位盐：先阴离子后阳离子，简单酸根加“化”字，复杂酸根加“酸”字、30配合物的命名原则：②配体名称列在中心元素之前，配体数目用倍数词头二、三、四等数字表示（配体数为一时省略），不同配体名称之间以“•”分开，在最后一个配体名称之后缀以“合”字。形成体的氧化值用带括号的罗马数字表示(氧化值为0时省略)。配体数配体名称合形成体名称（氧化态值）以二、三、四表示不同配体“•”分开以罗马数字Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示31配体次序：先离子后分子，例如：K[PtCl3NH3]：三氯•氨合铂(Ⅱ)酸钾；同是离子或同是分子，按配位原子元素符号的英文字母顺序排列，例如：[Co(NH3)5H2O]Cl3：氯化五氨•水合钴(Ⅲ)；配位原子相同，少原子在先；配位原子相同，且配体中含原子数目又相同，按非配位原子的元素符号英文字母顺序排列，例如：[PtNH2NO2(NH3)2]：氨基•硝基•二氨合铂(Ⅱ)；先无机后有机，例如：K[PtCl3(C2H4)]：三氯•乙烯合铂(Ⅱ)酸钾。32配体的命名1带倍数词头的无机含氧酸根阴离子配体，命名时要用括号括起来。（三磷酸根）2有些配体化学式相同，但配位原子不同，命名不同NO2-:硝基ONO-：亚硝酸根SCN-：硫氰酸根NCS-:异硫氰酸根CO：羰基OH-：羟基33硫酸四氨合铜(Ⅱ)六异硫氰根合铁(Ⅲ)酸钾六氯合铂(Ⅳ)酸氢氧化四氨合铜(Ⅱ)[Cu(NH3)4]SO4K3[Fe(CNS)6]H2[PtCl6][Cu(NH3)4](OH)2K[PtCl5(NH3)]五氯•氨合铂(Ⅳ)酸钾例[CoCl(NH3)(en)2]SO4硫酸氯•氨•二（乙二胺）合钴(Ⅲ)34碳酸一氯·一羟基·四氨合铂(IV)[Pt(NH3)4(OH)Cl]CO3(NH4)2[FeCl5(H2O)]五氯·水合铁(Ⅲ)酸铵[Cr(Py)2(H2O)Cl3]三氯·水·二吡啶合铬(Ⅲ)[Pt(NH3)4Cl2][HgI4]四碘合汞(Ⅱ)酸二氯·四氨合铂(Ⅳ)35例：PtCl2(NH3)21)配阴离子配合物规则：配体—合—中心离子（价态）酸例：K[PtCl5(NH3)]五氯.氨合铂（IV）酸钾2)配阳离子配合物规则：外界阴离子—化—配体—合—中心离子（价态)例：[Co(ONO)(NH3)5]SO4硫酸亚硝酸根.五氨合钴（III）3)中性配合物规则：配体—合—中心离子（价态)二氯.二氨合铂（II）36类别化学式系统命名配位酸H2[SiF6]六氟合硅(Ⅳ)酸H2[PtCl6]六氯合铂(Ⅳ)酸配位碱[Ag(NH3)2](OH)氢氧化二氨合银(Ⅰ)配位盐[CrCl2(H2O)4]Cl一氯化二氯·四水合铬(Ⅲ)[Co(NH3)5(H2O)]Cl3三氯化五氨·一水合钴(Ⅲ)K4[Fe(CN)6]六氰合铁(Ⅱ)酸钾Na3[Ag(S2O3)2]二（硫代硫酸根）合银(Ⅰ)酸钠K[PtCl5(NH3)]五氯·一氨合铂(Ⅳ)酸钾NH4[Cr(NCS)4(NH3)2]四(异硫氰酸根)·二氨合铬(Ⅲ)酸铵中性分子[Fe(CO)5]五羰基合铁(0)[PtCl4(NH3)2]四氯·二氨合铂(Ⅳ)[Co(NO2)3(NH3)3]三硝基·三氨合钴(Ⅲ)一些配合物的化学式、系统命名示例37命名下列配合物和配离子：（1）(NH4)3[SbCl6]（2）[Co(en)3]Cl3（3）[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O习题（4）[Cr(OH)(H2O)(C2O4)(en)（5）Co(NH3)4(NO2)Cl]+（6）[Co(NH3)4(NO2)Cl]+38写出下列配合物的化学式：（1）羟基·水·草酸根·乙二胺合铬(Ⅲ)（2）氯·硝基·四氨合钴配阳离子(Ⅲ)(3)六氯合锑酸铵（Ⅲ）(4)三氯化三（乙二胺）合钴（Ⅲ）(5)二水合溴化二溴·四水合铬（Ⅲ）3940141（一）、配合物的结构配合物中的化学键主要是指配合物的中心原子与配体之间的化学键。配离子中的中心离子和配位体之间是通过配位键结合，配位体提供共用电子对，而中心离子则提供空的轨道。一、配合物的化学键理论42如：[Cu(NH3)4]2+配离子H3NNH32+CuH3NNH343(1)中心原子(M):价电子层有空轨道,是电子对接受体;配体(L):提供孤对电子,是电子对给予体;二者形成配位键ML