03 配位键和配合物.ppt

第三章配位键和配位化合物
 本章要求
本章在物质结构基本理论的基础上,介绍由一种特殊的共价键形成的配合物的组成、命名和基本性质,用价键理论和晶体场理论讨论配位键的本质,配离子的形成、空间构型和配合物的一些实际应用。
、命名和基本性质。
,了解晶体场理论的基本内容,并能用其讨论一般配合物形成磁性、空间构型、稳定性等性质。
。
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§ 配合物的基本概念
引入:
1`.普鲁士人迪士巴赫最早(1704)报导的配合物:普鲁士蓝Fe[)6];
(1789)对橙黄盐[Co(NH3)6]Cl3的发现标志对配合物研究开始。
(A. Werner)在总结前人研究成果的基础上提出了配位理论,奠定了配位化学的基础
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CoCl3·5NH3和CoCl3·6NH3的性质:
•两种晶体的水溶液中加入AgNO3溶液均有白色AgCl沉淀。只是CoCl3·6NH3中的Cl-全部沉淀,而CoCl3·5NH3溶液中仅有2/3的Cl-生成AgCl;
•化合物中NH3含量很高,但其水溶液却呈中性或弱酸性。在室温下加入强碱NaOH也无氨气放出;用碳酸根或磷酸根检验,也检验不出钴离子的存在。

•结论:
在这两种化合物中,Cl-离子是全部或部分自由的,但几乎没有游离的Co3+和NH3分子,它们已经相互结合,从而丧失了Co3+和NH3各自独立存在的化学性质,形成含有复杂结构的离子,即[CoCl(NH3)5]2+和[Co(NH3)6]3+。
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配合物的定义
金属离子(Co3+)与负离子(Cl-)和中性分子(NH3)plex coordiation ion)。
配离子既可带正电,如[Co(NH3)6]3+,也可带负电,如[)6]3-,由配离子与带异号电荷的离子结合形成的中性分子称配合物。如[CoCl(NH3)5]Cl2、[Co(NH3)6]Cl3和Na3[)6]等。因此,
配合物是由中心离子(或原子)和几个中性分子或负离子以配位键结合而构成的复杂化合物。它们表现出与一般简单化合物不同的特征。
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位体,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(plex) 。
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配合物的组成
配合物由内界和外界的两部分组成。
内界:具有复杂结构单元的配离子,表示在方括号内;
其它部分称为配合物的外界。
如[Co(NH3)6]Cl3中[Co(NH3)6]3+为内界,Cl-是外界。配合物的内界和外界常以离子键相结合。因此,配合物在水中,外界离子可全部解离,而内界离子则基本保持其复杂的稳定结构单元。
[ Co (NH3) 6 ] Cl3
中心离子配位体配位数
内界外界
配合物
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配离子内,金属离子处于中心位置,称为中心离子(center ion)或配离子的形成体。
例1:[CoCl(NH3)5]2+配离子中Co3+是中心离子,中心离子周围的分子或负离子(如Cl-离子和NH3)称为配位体(ligand)。和中心离子相结合的配位原子的总数,称为配离子形成体的配位数(coordination number)。Co3+的配位数为6。
例2:K3[)6]中,K+为外界,[)6]3-配负离子是内界,Fe3+-是配位体,配位数为6。
例3:[Fe(CO)5]不存在配离子(配合分子)。因此没有外界。其中,Fe是中心原子,CO是配位体,配位数为5。
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1. 配位键及其形成条件
定义:
成键两原子间共用电子对不是由两个原子提供,而只由其中一方提供所形成的共价键称为配位键(coordinate bond):
A +∶B → A∶B(表示为A←B)
其中,∶B称为电子对给予体。A称为电子对接受体。在配离子中,中心离子是电子对接受体,配位体是电子对给予体。配位键用一个指向接受电子对原子的箭头“→”表示。
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配位键的形成条件:
成键原子中的一个原子的价电子层有孤对电子;

另一个原子的价电子层有可接受孤对电子的空轨道。
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2. 中心离子
只有价电子层具有可以接受孤对电子的空轨道的离子(或原子)才能成为中心离子。
常见的中心离子:
1. 金属离子(或原子),尤其是过渡元素的离子。如
Fe2+、Fe3+、Co3+、Ni2+、Cu2+、Ag+等;
2. P区的一些金属离