无机化学下册配位化合物省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、无机化学无机化学第十九章第十九章 配位化合物配位化合物第1页1.掌握配合物基本概念和配位键本质;掌握配合物基本概念和配位键本质;2.掌握配合物价键理论和结构;掌握配合物价键理论和结构;3.掌握配离子稳定常数意义和应用;掌握配离子稳定常数意义和应用;4.掌握配合物性质特征。掌握配合物性质特征。学习要求学习要求第2页第一节第一节 配位化合物基本概念配位化合物基本概念第二节第二节 配位化合物化学键理论配位化合物化学键理论第三节第三节 配位化合物稳定性配位化合物稳定性第四节第四节 配位化合物主要性配位化合物主要性本章讲解内容本章讲解内容第3页Cu(NH3)42+(深蓝色深蓝色)过量氨水过量氨水Cu(N
2、H3)4SO4晶体晶体 (深蓝色深蓝色)乙醇乙醇 CuSO4溶液溶液 (浅蓝色浅蓝色)适量氨水适量氨水 Cu(OH)2 (蓝色蓝色)实实 验验一、一、配合物定义配合物定义第一节第一节 配合物基本概念配合物基本概念第4页配配合合物物是是由由能能够够给给出出孤孤对对电电子子或或多多个个不不定定域域电电子子一一定定数数目目标标离离子子或或分分子子(称称为为配配体体)和和含含有有接接收收孤孤对对电电子子或或多多个个不不定定域域电电子子空空位位(空空轨轨道道)原原子子或或离离子子(统统称称中中心心原原子子)按一定)按一定组成组成和和空间构型空间构型所形成化合物。所形成化合物。简单地说,配合物是由简单地说
3、,配合物是由中心原子中心原子和和配位体配位体组成,中心组成,中心原子和配位体含有一定百分比和一定空间构型。原子和配位体含有一定百分比和一定空间构型。Cu2+4NH3Cu(NH3)42+铜氨配离子铜氨配离子Cu2+NH3NH3H3NH3N配合物定义配合物定义第5页二、复盐与配合物区分二、复盐与配合物区分电中性配合物电中性配合物Fe(CO)5、PtCl2(NH3)2、Ni(CO)4配离子配离子Cu(NH3)42+、Ag(CN)2-配酸配酸 H2PtCl6、配碱配碱 Cu(NH3)4(OH)2、配盐配盐配合物配合物K+,Cl-,Mg2+复盐复盐KClMgCl26H2O溶于水溶于水Cu(NH3)42+
4、,SO42-配合物配合物 Cu(NH3)4SO4溶于水溶于水Cu(NH3)4SO4第6页Cu(NH3)4SO4(Cu(NH3)42+配离子配离子)内界内界(SO42-)外界外界配配位位数数配配体体 中心中心 离子离子(形成体形成体)Cu NH3 4SO4配配位位原原子子三、三、配合物组成配合物组成第7页Fe(CO)5配配位位数数配配体体Fe CO5 中心中心 原子原子(形成体形成体)配位原子配位原子第8页1.中心中心中心离子或中心原子为含有能接收孤中心离子或中心原子为含有能接收孤电子对空轨道原子或离子电子对空轨道原子或离子 绝大多数为金属离子绝大多数为金属离子Fe3+、Cu2+、Co2+、Ni
5、2+、Ag+少数为非金属离子少数为非金属离子金属原子金属原子B3+、Si4+、BF4-、SiF62-Ni、Fe第9页2.配位个体、配体及配位原子配位个体、配体及配位原子配位个体配位个体 Cu(NH3)42+Fe(CO)5配体配体 NH3 CO配位原子配位原子 N C常见配体常见配体 阴离子:阴离子:X-、OH-、CN-中性分子:中性分子:NH3、H2O、CO、RNH2(胺)胺)配位个体配位个体中心原子(离子)与一定数目配体形成结构单元中心原子(离子)与一定数目配体形成结构单元配位体配位体(简称配体简称配体)与中心原子结合离子或中性分子与中心原子结合离子或中性分子 即即能提供孤电子正确分子或离子
6、能提供孤电子正确分子或离子 配位原子配位原子配体中提供孤电子对与中心原子形成配位键原子配体中提供孤电子对与中心原子形成配位键原子常见配位原子:常见配位原子:N、O、S、C、卤素原子、卤素原子第10页配体:依据配体:依据一个一个配体中所含配位原子个数,分配体中所含配位原子个数,分为为单齿单齿配体和配体和多齿多齿配体配体单齿单齿配体配体多齿多齿配体配体一个配体所含一个配体所含配位原子个数配位原子个数12个或个或2个以上个以上举例举例NH3、X-OH-H2NCH2CH2NH2第11页常见单齿配体常见单齿配体阴离子阴离子配体配体ONO-亚硝酸根亚硝酸根SCN-硫氰酸根硫氰酸根NCS-异硫氰酸根异硫氰酸
7、根配位原子配位原子OSN中性分子中性分子配体配体H2O水水NH3氨氨CO羰基羰基CH3NH2甲胺甲胺配位原子配位原子ONCN阴离子阴离子配体配体F-氟氟Cl-氯氯Br-溴溴I-碘碘OH-羟基羟基CN-氰氰NO2-硝基硝基配位原子配位原子 FCl BrIOCN第12页常见多齿配体常见多齿配体分子式分子式名称名称缩写符号缩写符号草酸根草酸根(ox)乙二胺乙二胺(en)邻菲罗啉邻菲罗啉(o-phen)联吡啶联吡啶(bipy)乙二胺乙二胺四乙酸四乙酸(H4edta)第13页en 分子式为:分子式为:配体为单齿,配位数配体为单齿,配位数=配体总数配体总数 配体为多齿,配位数配体为多齿,配位数配体数目配体
8、数目配位个体配位个体配位体配位体配位原子配位原子 配位数配位数Cu(NH3)42+NH3单齿单齿N4CoCl3(NH3)3Cl-NH3单齿单齿ClN6Cu(en)22+en双齿双齿N43.配位数配位数与一个中心原子成键配位原子总数与一个中心原子成键配位原子总数第14页影响配位数大小原因影响配位数大小原因 I.中心离子中心离子电荷电荷离子电荷越高,配位数越大。离子电荷越高,配位数越大。半径半径半径越大,其周围可容纳半径越大,其周围可容纳 配体较多,配位配体较多,配位数大。数大。但半径过大,但半径过大,中心离子对配体引力减弱,反而会使中心离子对配体引力减弱,反而会使配位数配位数减小。减小。配离子配
9、离子 CdCl64 HgCl42 中心离子中心离子 Cd2+Hg2+半径半径 低自旋低自旋 =n(n+2)磁矩,单位为波尔磁子,符号磁矩,单位为波尔磁子,符号 B.M.n未成对电子数未成对电子数磁矩磁矩第45页配位键类型配位键类型内轨配键、外轨配键内轨配键、外轨配键内轨配键:内轨配键:由次外层由次外层(n-1)d与最外层与最外层ns、np轨道杂化所形轨道杂化所形成配位键。成配位键。内轨型配合物:内轨型配合物:由内轨配键形成配合物由内轨配键形成配合物如如 Fe(CN)63-、Co(NH3)63+、Ni(CN)42-外轨配键:外轨配键:全部由最外层全部由最外层ns、np、nd轨道杂化所形成配轨道杂
10、化所形成配位键。位键。外轨型配合物:外轨型配合物:由外轨配键形成配合物由外轨配键形成配合物如如 FeF63-、Co(NH3)62+、Ni(NH3)42+第46页 影响原因:影响原因:I.中心离子电子构型中心离子电子构型离子电子构型形成配合物类型形成配合物类型实例实例d10外轨型外轨型Cu+、Ag+、Zn2+d8大多数为内轨型大多数为内轨型Ni2+、Pt2+、Pd2+d4d7内轨型、外轨型内轨型、外轨型Fe3+、Co2+第47页 II.中心离子电荷中心离子电荷电荷增多,易形成内轨型配合物。电荷增多,易形成内轨型配合物。Co(NH3)62+外轨型配合物外轨型配合物Co(NH3)63+内轨型配合物内
11、轨型配合物第48页 III.配位原子电负性配位原子电负性电负性电负性易形成配合物类型易形成配合物类型实例实例大大外轨型外轨型F、Cl、O小小内轨型内轨型C(CN-、CO)中心原子或离子与电负性较大配位原子,形成外轨配键,中心原子或离子与电负性较大配位原子,形成外轨配键,这种配位键,这种配位键,离子性成份较大离子性成份较大,又称为,又称为电价配键。电价配键。中心原子或离子与电负性较小配位原子,形成内轨配键。中心原子或离子与电负性较小配位原子,形成内轨配键。这种配位键这种配位键,离子性成份较小,共价键成份较大,离子性成份较小,共价键成份较大,又称又称共价配键。共价配键。第49页轨道杂化类型与配位个
12、体几何构型轨道杂化类型与配位个体几何构型配位数配位数 杂化类型杂化类型 几何构型几何构型实例实例2sp直线形直线形Hg(NH3)22+3456第50页 2NH3Hg(NH3)22+Hg2+价层电子结构为价层电子结构为5d 6s 6p5dspHg(NH3)22+直线形直线形 第51页配位数配位数 杂化类型杂化类型 几何构型几何构型实例实例2sp直线形直线形Hg(NH3)22+3sp2等边三角形等边三角形CuCl32-456第52页CuCl32-三角形三角形 Cu+价层电子结构为价层电子结构为3d 4s 4p 3Cl-CuCl32-3dsp2第53页配位数配位数 杂化类型杂化类型 几何构型几何构型
13、实例实例2sp直线形直线形Hg(NH3)22+3sp2等边三角形等边三角形CuCl32-4sp3正四面体形正四面体形 Ni(NH3)42+dsp2正方形正方形Ni(CN)42-56第54页 3dsp3NH3Ni2+价层电子结构为价层电子结构为3d 4s 4pNi(NH3)42+Ni(NH3)42+正四面体正四面体Ni(CN)42-CN-Ni2+价层电子结构为价层电子结构为3d 4s 4pNi(CN)42-正方形正方形3ddsp2第55页配位数配位数 杂化类型杂化类型 几何构型几何构型实例实例2sp直线形直线形Hg(NH3)22+3sp2等边三角形等边三角形CuCl32-4sp3正四面体形正四面
14、体形 Ni(NH3)42+dsp2正方形正方形Ni(CN)42-5dsp3三角双锥形三角双锥形Fe(CO)56第56页 3ddsp3COFe价层电子结构为价层电子结构为3d 4s 4pFe(CO)5Fe(CO)5 三角双锥体三角双锥体第57页配位数配位数 杂化类型杂化类型 几何构型几何构型实例实例2sp直线形直线形Hg(NH3)22+3sp2等边三角形等边三角形CuCl32-4sp3正四面体形正四面体形 Ni(NH3)42+dsp2正方形正方形Ni(CN)42-5dsp3三角双锥形三角双锥形Fe(CO)56sp3d2正八面体形正八面体形CoF63-d2sp3Co(CN)63-第58页 F-Co
15、F63-sp3d23dCoF63-正八面体正八面体Co3+价层电子结构为价层电子结构为3d 4s 4p 4d3dd2sp3Co(CN)63-正八面体正八面体第59页 2.配合物稳定性、磁性与键型关系配合物稳定性、磁性与键型关系同一中心离子形成相同配位数配离子时同一中心离子形成相同配位数配离子时稳定性稳定性:内轨型内轨型 外轨型外轨型1031.3内轨型内轨型dsp2 Ni(CN)42 107.96外轨型外轨型sp3 Ni(NH3)42+内轨型内轨型外轨型外轨型配键配键类型类型稳定性稳定性 10421014Kfd2sp3sp3d2杂化杂化轨道轨道 Fe(CN)63 FeF63-I.稳定性稳定性第6
16、0页 Ni(NH3)42+Ni(CN)42 Ni2+d电子构型d8杂化轨道杂化轨道sp3dsp2配键类型配键类型外轨型外轨型内轨型内轨型未成对电子数未成对电子数20磁性磁性顺磁性顺磁性反磁性反磁性 =n(n+2)II.磁性磁性 /B.M.2.830第61页 FeF63-Fe(CN)63 /B.M.5.902.0n(未成对电子数未成对电子数)51Fe3+d电子构型d5杂化轨道杂化轨道sp3d2d2sp3配键类型配键类型外轨型外轨型内轨型内轨型价键理论优缺点:价键理论优缺点:第62页练习练习:1 1.8 低低内轨型内轨型 d2sp3 八面体八面体 5 5.9 高高外轨型外轨型sp3d2 八面体八面
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