第8章配位化合物.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑第8章配位化合物 第8章 配位化合物 【内容】 8.1 合作物的根本概念 8.2 合作物的价键理论 8.3 合作物在水溶液中的状况 8.4 螯合物 8.5 合作物形成体在周期表中的分布 8.6 合作物的应用 【要求】 1. 掌管配位化合物的组成及命名方法,并能够纯熟应用； 2. 掌管合作物价键理论的根本内容，合作物的空间构型、磁性； 3. 熟谙合作物在溶液中的配位平衡规律和影响因素； 4. 能够应用配位平衡规律举行简朴的计算； 5. 了解螯合物的概念及特殊的稳定性，了解合作物在化工和分析等方面的应用 配位化合物（coordination compound）简称合作物，旧称络合物 历史上有记载的人类察觉的第一种合作物就是人们所熟谙的亚铁氰化铁Fe4[Fe(CN)6]3（普鲁士蓝）,它是普鲁士人狄斯巴赫（Diesbach）于1704年在染坊中将兽皮、兽血同碳酸钠煮沸而得到的一种蓝色染料近代，随着人们对合作物组成、布局、性质及应用研究的不断深入，合作物化学已经进展成为一门独立的分支学科。

20世纪50年头进展的配位催化、60年头蓬勃进展的生物无机化学等都对配位化学的研究起到了促进作用，目前配位化学已经进展成为无机化学中最活跃的研究领域之一，新材料的制取与分析、半导体及火箭等尖端工业生产中金属的分开技术等都离不开合作物随着人们对配位化学研究的进一步深入，合作物必将更广泛地应用于有机化学、生物化学、物理化学、量子化学等领域中 8.1 配位化合物的根本概念 8.1.1 配位化合物的定义 将过量的氨水通入硫酸铜溶液中，溶液逐步变为深蓝色，用酒精处理后，还 1 可以得到深蓝色的晶体，经分析可知为 [Cu(NH3)4]SO4化学回响方程式为 CuSO4 + 4NH3 == [Cu(NH3)4]SO4 在纯的[Cu(NH3)4]SO4溶液中，除了水合硫酸根离子和深蓝色的 [Cu(NH3)4]2+离子外，几乎检测不到Cu2+离子和NH3分子的存在，在晶体中也是如此像这种在溶液和晶体中难离解的繁杂离子称为配离子（亦称配位离子），配离子可以与带异种电荷的离子组成中性的化合物，如[Cu(NH3)4]SO4，称为配位化合物（简称合作物）。

合作物的实质是能够给出孤对电子的离子或分子与具有空轨道、能够采纳孤对电子的原子或离子按确定的组成或空间构型形成的化合物 配离子和中性的合作物在概念上有所不同，但在使用上通常不做严格区分，一般通称为合作物 8.1.2 配位化合物的组成 合作物是一类繁杂的化合物，可以分为两个组成片面，即内界和外界在合作物中，供给电子对的分子或离子称为配位体；采纳电子对的离子或原子称为配位中心离子（或原子），简称中心离子（或原子）中心离子与配位体结合组成合作物的内界（也称为内配位层），这是合作物的特征片面，书写时通常用方括号括起来，合作物的其他离子构成合作物的外界（外层），写在方括号的外边现以[Cu(NH3)4]SO4和K4[Fe(CN)6]为例，说明合作物的组成，图示如下： 合作物 合作物 内界 外界 外界 内界 （配离子） （配离子） 中心离子 配位体 中心离子 配位体 [Cu(NH3)4]SO4 K4[Fe(CN)6] 配位原子 配位原子 1. 中心离子（或原子） 中心离子(或原子)又称合作物的形成体，它位于配离子的中心，是合作物的核心片面。

只有具有价层空轨道，能够采纳配位体供给的孤对电子的离子或原子，才能成为合作物的形成体如[Cu(NH3)4]SO4中的Cu2+，K4[Fe(CN)6]中的Fe2+ 2 合作物的形成体绝大多数是过渡金属阳离子或原子、高氧化值的非金属元素如Fe2+、Fe3+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Zn2+等金属离子，以及[Fe(CO)5]、[Ni(CO)4]中的Fe原子、Ni原子和[SiF6]2－中的Si(Ⅳ) 2. 配位体和配位原子 合作物中与中心离子（原子）以配位键结合的含有孤对电子的阴离子或中性分子称为配位体，简称配体配体既可以是中性分子，如NH3、H2O、CO、N2、醇、胺、醚等，也可以是阴离子，如X－（卤素离子）、CN－、OH－、SCN－、C2O42 － （草酸根离子），RCOO－（羧酸根离子）等配体中与中心离子（原子）配位 成键的原子称为配位原子配位原子务必含有孤对电子，才能与中心离子（原子）的价层空轨道形成配位键如NH3中的N原子，H2O和OH－中的O原子等，一般常见的配位原子主要是元素周期表中电负性较大的非金属原子，如N、O、S、C、F、Cl、Br、I等原子。

一个配体中只含有一个与中心离子（或原子）成键的配位原子，称为单齿配体其组成对比简朴，如F－、Br－、CN－、NH3和H2O等一个配体中含有两个或两个以上配位原子，与中心离子（原子）形成多个配位键，这样的配体称为多齿配体如乙二胺（H2N－CH2－CH2－NH2简称en）和草酸根（C2O42－）都有两个配位原子（前者是2个N原子，后者是2个O原子），是双齿配体；乙二胺四乙酸（简称EDTA）那么是六齿配位体，这类多齿配体能和中心离子（原子）形成环状布局，有点像螃蟹的双螯钳住东西起螯合作用一样，因此称这类多齿配体为螯合剂，这种环状合作物为螯合物 与螯合剂不同，有些配体虽然也具有两个或两个以上配位原子，但在确定条件下，只有一种配位原子与形成体配位，这种配体称为两可配体如硝基（-NO2，以N原子配位）与亚硝酸根（–O–N=O–，以O原子配位），又如硫氰酸根（SCN － ，以S原子配位）与异硫氰酸根（NCS－，以N原子配位） 一些配体的名称： 配体 无机化学 配位化学 CO 一氧化碳 羰基 OH－ 氢氧根离子 羟 NO2－ 亚硝酸根 硝基 ONO－ 亚硝酸根 亚硝酸根 3 SCN－ 硫氰酸根 硫氰酸根 NCS－ 异硫氰酸根 Cl－ 氯离子 氯 3. 配位数和配体数 合作物中直接与中心离子（或原子）成键的配位原子的数目称为该中心离子(或原子)的配位数。

留神不要将配位数与配体数混淆，二者不确定相等：假设配体是单齿配体，那么中心离子（或原子）的配位数等于配体数；假设配体是多齿配体，那么中心离子（或原子）的配位数不等于配体数如在[Cu(NH3)4]SO4中，配体数是4，中心Cu2+离子的配位数也是4；在[Co(en)3]Cl3中，由于en是双齿配体，所以Co3+的配位数是6而不是3一般中心离子的配位数是偶数，最常见的配位数是2、4、6 影响中心离子（或原子）配位数大小的因素是中心离子（或原子）与配体的性质：电荷、体积、电子层构型以及合作物形成时的条件（如温度、浓度）等 一般来说，配体一致，中心离子的电荷越高（吸引配体的数目越多），半径越大，其配位数越大，如[AgI2]－和[HgI4]2－，[AlF6]3－和[BF4]－；中心离子一致，配体半径越大，负电荷增加，配位数越小，如Al3+离子与X－离子形成的配离子分别为[AlF6]3－、[AlCl4]－、[AlBr4]－，[Zn(NH3)6]2+和[Zn(CN－)4]2－ 一般来说，配体浓度增大，配位数增大，温度升高，配位数减小影响配位数的因素好多，但在确定的外界条件下，某一中心离子（或原子）有其常见的配位数，称为特征配位数，如Cu2+的特征配位数为4，Fe2+的特征配位数为6。

表8-1 常见金属离子（M n+）的配位数 M + 配位数 Cu + 2、4 Ag + 2 Au + 2、4 M 2+ 配位数 Ca 2+ 6 Mg 2+ 6 Fe 2+ 6 Co 2+ 4、6 Cu 2+ 4、6 Zn 2+ 4、6 M 3+ 配位数 Al 3+ 4、6 Cr 3+ 6 Fe 3+ 6 Co 3+ 6 Au 3+ 6 4. 配离子的电荷数 4 配离子的电荷数等于形成体和配位体总电荷的代数和如配离子[Ag(S2O3)2]x的电荷数：x = +1 +（-2×2）= -3由于合作物作为整体是电中性的，因此，外界离子的电荷总数和配离子的电荷总数相等，电性相反，因此也可以由外界离子的电荷推断配离子的电荷数 8.1.3 配位化合物的命名 配位化合物种类繁多，有些合作物的组成相比较较繁杂，因此合作物的命名也较为繁杂，但合作物的命名根本上遵循无机化合物的命名原那么。

1. 先命名阴离子再命名阳离子，阴离子是简朴离子的以“化”字与阳离子连接，称为某化某；阴离子是繁杂离子的以“酸”字与阳离子连接，称为某酸某；若外界为H+离子，配离子名称用“酸”字结尾 2. 配离子命名方法一般按照如下依次：配位体数（用一、二、三等数字表示，配位体数为一时可省略）- 配位体名称 -（不同配体之间用中圆点·隔开）- 合 – 中心离子（原子）名称 -中心离子（原子）氧化数（罗马数字加括号） 3. 配位体命名（或化学式书写）依次遵循以下原那么： （1）先列出无机配体，后列出有机配体，即“先无后有”；（2）先列出阴离子配体，后列出中性分子配体，即“先阴后中”；（3）同类配体（无机或有机、阴离子或中性分子）按配位原子元素符号的英文字母依次排列，即“先A后B”；（4）同类配体，配位原子一致时，将含原子数较少的配体排在前面，即“先少后多”；（5）同类配体，配位原子一致、配位体中所含的原子数目也一致时，按布局式中与配位原子相连的原子的元素符号的英文依次排列；（6）配体化学式一致但配位原子不同 (- SCN, -NCS) 时，那么按配位原子元素符号的字母依次排列 合作物命名实例如下： ① [Ag(NH3)2]Cl 氯化二氨合银（Ⅰ） ② [Cu(NH3)4]SO4 硫酸四氨合铜（Ⅱ） ③ K[P。