化学键和分子结构公开课获奖课件.pptx

第第4 4章章 化学键及分子构造化学键及分子构造4.1 离子键离子键4.2 离子极化及其变形离子极化及其变形4.3 共价键理论共价键理论4.4 分子间力和氢键分子间力和氢键4.5 配合物构成与命名配合物构成与命名4.6 配合物化学键理论配合物化学键理论本章作业本章作业1第1页4.1 离子键离子键（自学（自学内容）内容）自学内容提纲：自学内容提纲：1.离子键形成离子键形成 2.离子键重要特性离子键重要特性(无方向性、无饱和性无方向性、无饱和性)3.决定离子化合物性质原因决定离子化合物性质原因 （1）离子半径及其变化规律）离子半径及其变化规律 （2）离子电荷）离子电荷 （3）离子电子构型）离子电子构型 4.晶格能晶格能2第2页 同族元素离子半径从上到下递增同族元素离子半径从上到下递增 同一周期正离子半径随离子电荷增长而同一周期正离子半径随离子电荷增长而 减小，负离子半径随电荷增长而增大，正减小，负离子半径随电荷增长而增大，正 离子半径不不小于负离子半径离子半径不不小于负离子半径 同一元素正离子半径不不小于原子同一元素正离子半径不不小于原子半径半径 负离子半径不小于原子半径负离子半径不小于原子半径r(Li+)r(Na+)r(K+)r(Rb+)r(Na+)r(S2)r(S)r(Na+)r(Mg2+)r(Al3+)r(S2)r(Cl)r(S2)r(Na+)离子半径及其变化规律离子半径及其变化规律3第3页4第4页 离子电子构型离子电子构型 正离子电子构型：正离子电子构型：2电子构型：电子构型：(n-1)s2 如：如：Li+、Be2+8电子构型：电子构型：(n-1)s2(n-1)p6 如：如：K+、Na+、Al3+18电子构型：电子构型：(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10 如：如：Ag+、Hg2+18+2电子构型：电子构型：(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns2 如：如：Sn2+、Pb2+9 17电子构型：电子构型：(n-1)s2(n-1)p6 (n-1)d19 如：如：Fe2+、Mn2+负离子电子构型：负离子电子构型：均为均为8电子构型电子构型5第5页 离子极化定义离子极化定义 在阴、阳离子自身电场作用下，使其周围带异号在阴、阳离子自身电场作用下，使其周围带异号电荷离子电子云发生变形现象。电荷离子电子云发生变形现象。4.2.1 离子极化作用离子极化作用4.2 离子极化作用及变形性离子极化作用及变形性 极化极化 极化极化6第6页 影响离子极化原因影响离子极化原因 正离子极化力：指离子产生电场强度大小正离子极化力：指离子产生电场强度大小离子半径离子半径：半径：半径 ，极化力，极化力 （Na+K+）离子电荷离子电荷：电荷：电荷 ，极化力，极化力 （Al3+Na+）离子电子构型离子电子构型：2e,18e,18+2e型型 917e型型 8e 型型 负离子有一定极化力，半径越小，电荷越少，其负离子有一定极化力，半径越小，电荷越少，其极化能力越强。极化能力越强。复杂离子：复杂离子：半径较大，极化力小。半径较大，极化力小。中心原子电荷高（中心原子电荷高（PO43-），有一定极化力），有一定极化力7第7页 离子变形性定义离子变形性定义指离子在电场作用下，电子云发生变形难易。指离子在电场作用下，电子云发生变形难易。4.2.2 离子变形性离子变形性注：一般考虑离子互相极化时，一般只考虑在正离子注：一般考虑离子互相极化时，一般只考虑在正离子 产生电场下，负离子发生变形，即正离子使负产生电场下，负离子发生变形，即正离子使负 离子极化。离子极化。正离子极化力大，变形性小；正离子极化力大，变形性小；负离子变形性大，极化力小负离子变形性大，极化力小8第8页 影响离子变形性原因影响离子变形性原因离子半径：离子半径：半径半径 ，变形性，变形性 离子电荷：离子电荷：负离子电荷负离子电荷 ，变形性，变形性 离子电子构型：离子电子构型：18+2e、18e、917e型型 8e 型型 2e 型型 正离子也有一定变形性，半径越大，电荷正离子也有一定变形性，半径越大，电荷越小，其变形性越大。越小，其变形性越大。复杂离子：复杂离子：变形性不大，中心原子氧化数越变形性不大，中心原子氧化数越 高，变形性越小。高，变形性越小。9第9页4.2.3 附加极化作用附加极化作用 若正离子也有一定变形性若正离子也有一定变形性(917e、18e、18+2e型型)，它也可被负离子极化。极化后正离子又反过来增，它也可被负离子极化。极化后正离子又反过来增强了对负离子极化作用。这种加强极化作用称为附强了对负离子极化作用。这种加强极化作用称为附加极化。加极化。离子价电子层中离子价电子层中d电子越多，电子层数越多，电子越多，电子层数越多，附加极化作用就越强附加极化作用就越强 极化极化 附加附加极化极化 极化极化10第10页NaCl MgCl2 AlCl3离子键离子键共价键共价键m.p.801 714 1921.极化作用增强使化合物熔沸点减少极化作用增强使化合物熔沸点减少4.2.4 离子极化对物质性质影响离子极化对物质性质影响极化作用增强使化合物键型由离子键向共价键过渡极化作用增强使化合物键型由离子键向共价键过渡11第11页 2.极化作用增强使化合物溶解度减少极化作用增强使化合物溶解度减少AgF AgCl AgBr AgIs 大大 s 小小 3.极化作用增强使化合物颜色加深极化作用增强使化合物颜色加深AgF AgCl AgBr AgI白色白色 白色白色 浅黄色浅黄色 黄色黄色 ZnS CdS HgS白色白色 黄色黄色 黑色黑色12第12页4.极化作用增强使化合物热稳定性减弱极化作用增强使化合物热稳定性减弱BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3极化作用强，共价性强极化作用强，共价性强极化作用弱，离子性强极化作用弱，离子性强 LP-BP BP-BP,价层价层电子对之间电子对之间夹角越小夹角越小，斥斥力越大力越大，90o120o180o,排斥作用力大小排斥作用力大小次序次序，叁键，叁键 双键双键 单键单键 4.与中心原子键合原子电负性不一样样与中心原子键合原子电负性不一样样,会导会导致键合电子对离中心原子远近不一样样，键致键合电子对离中心原子远近不一样样，键角也不一样样角也不一样样2.价层电子对尽量远离价层电子对尽量远离,以使斥力最小以使斥力最小,但同步但同步又都受中心原子吸引又都受中心原子吸引,二力平衡时决定了各二力平衡时决定了各价层电子对旳位置（价层电子对旳位置（BeH2）45第45页推测推测 AXn型空间构造型空间构造措施措施(1)确定中心原子A价层电子对数VP原则:确定中心原子与配位原子成键电子数目(BP)，即n值 确定孤电子对数确定孤电子对数(LP)VP()=4+1/2 6-24-(-2)=4若出现小数若出现小数(如如1.5),则进为整数（则进为整数（2）计算价电子对数目计算价电子对数目(VP)：VP =BP+LP再如:VP(CO2 )=2+1/2(4-22)=246第46页VP=2 直线形直线形VP=3 平面三角形平面三角形VP=4 正四面体正四面体VP=5 三角双锥三角双锥VP=6 正八面体正八面体A:A:A:A:A:相称于相称于sp杂化杂化相称于相称于sp2杂化杂化相称于相称于sp3杂化杂化相称于相称于sp3d杂化杂化相称于相称于sp3d2杂化杂化根据VP值和电子对排斥作用最小原理，得到价层电子对旳排布47第47页 VP=n，即LP=0时，分子构型与价层电子对构型一致，相称于等性杂化轨道VP，n 分子或离子几何构型实例实例2直线形直线形BeH2、CO23平面三角形平面三角形BF34正四面体正四面体CH45三角双锥三角双锥PCl56正八面体正八面体SF6 根据价电子对数目根据价电子对数目VP和配位原子数目和配位原子数目n 确定确定(2)确定确定ABn型分子（或离子）几何构型型分子（或离子）几何构型48第48页 VP n时，即LP0，需根据孤电子对位置 判断，相称于不等性杂化轨道VPLP=VP-n分子或离子几何构型实例实例31V形形SO241三角锥三角锥NH32V形形H2O51变形四面体变形四面体TeCl42T形形ClF33直线形直线形XeF2、I361四方锥四方锥IF52平面正方形平面正方形ICl449第49页思索题思索题:预预测测NO2+,O3,SnCl3-,OF2,ICl3,I3-,XeF5+,ICl4-等等离离子子或或分分子子空空间间构构型型,并并指指出出其其中心原子轨道杂化方式。中心原子轨道杂化方式。50第50页分子中分子中建处理建处理当分子中有当分子中有键时键时,键应排在相称于孤对电子位置键应排在相称于孤对电子位置例如:SOF4VP=5+1/2(6-4-2)=5 键和配位原子电负性使键角变化键和配位原子电负性使键角变化VP=3+1/2(4-2-2)=3C=OClClS=OFFFFN:FFFVP=3+1/2(5-3)=4N:HHHVP=3+1/2(5-3)=4SFOFFF51第51页 价层电子对互斥理论应用价层电子对互斥理论应用 可迅速判断分子空间构型可迅速判断分子空间构型 可推测中心原子所采用杂化轨道可推测中心原子所采用杂化轨道 可推测分子中键角相对大小可推测分子中键角相对大小 可判断分子极性可判断分子极性中心原子电负性越大，斥力越大，键角越大中心原子电负性越大，斥力越大，键角越大 HNH HPH HAsH HSbH对对AXn型分子或离子：型分子或离子：VP=n 时无极性时无极性 VP n 时有极性时有极性配位原子电负性越大，斥力越小，键角越小配位原子电负性越大，斥力越小，键角越小 FNF HNH52第52页 价层电子对互斥理论局限性价层电子对互斥理论局限性 不能给出键角详细大小不能给出键角详细大小 只合用于中心原子为主族元素或只合用于中心原子为主族元素或 d0、d5、d10过渡元素原子过渡元素原子 只合用于孤立分子或离子，无法解只合用于孤立分子或离子，无法解 释释O2分子顺磁性（有未成对电子）分子顺磁性（有未成对电子）1932年，密立根和洪德提出分子轨道理论年，密立根和洪德提出分子轨道理论53第53页 分子轨道理论基本要点分子轨道理论基本要点4.3.4 分子轨道分子轨道(Molecular orbital)理论理论(自自学学)在分子中电子不从属于某些特定原子，而在分子中电子不从属于某些特定原子，而 是是在遍及整个分子范围内运动，其运动状态在遍及整个分子范围内运动，其运动状态 可用可用波函数波函数来描述，称为分子轨道。来描述，称为分子轨道。分子轨道是由原子轨道线性组合而成，而分子轨道是由原子轨道线性组合而成，而 且且构成分子轨道数目同互相化合原子轨道数目相似。构成分子轨道数目同互相化合原子轨道数目相似。54第54页 原子轨道线性组合原则原子轨道线性组合原则 分子轨道中电子排布也遵从原子轨道中电分子轨道中电子排布也遵从原子轨道中电 子排布规则子排布规则 Pauli 不相容原理、能量最不相容原理、能量最 低原理和洪特规则低原理和洪特规则例如例如:A+B AB能量相近原则、最大重叠原则、对称性匹配原则能量相近原则、最大重叠原则、对称性匹配原则55第55页 成键轨道成键轨道(bonding)反键轨道反键轨道(antibonding)成键轨道成键轨道(bonding)反键轨道反键轨道(antibonding)成键轨道成键轨道(bonding)反键轨道反键轨道(antibonding)成键轨道成键轨道(bonding)反键轨道反键轨道(antibonding)56第56页 分子轨道能级图分子轨道能级图57第57页4.4.1 分子极性分子极性偶极矩偶极矩 =q d式中：式中：q 极性分子中极性分子中正电荷中心正电荷中心 (或负电荷中心或负电荷中心)所带电量所带电量 d 正、负电荷中心间距离正、负电荷中心间距离 矢量，矢量，方向从正到负方向从正到负 单位：单位：Cm分子偶极矩分子偶极矩()：衡量分子衡量分子极性大小极性大小物理量物理量4.4 分子间力和氢键分子间力和氢键共价化合物性质共价化合物性质58第58页分子分子极性分子极性分子非极性分子非极性分子偶极矩偶极矩 0=0双原子分子双原子分子异核异核：HX同核：同核：H2、N2、O2多原子多原子分子分子同核同核O3P4异核异核NH3CH4、BF3、CO2可看出：双原子分子极性与键极性一致可看出：双原子分子极性与键极性一致 多原子分子极性除与键极性有关多原子分子极性除与键极性有关 外，还与分子空间构型有关外，还与分子空间构型有关59第59页 4.4.2 分子变形性和极化分子变形性和极化诱导偶极：在外电场作用下产生偶极诱导偶极：在外电场作用下产生偶极 诱导偶极诱导偶极=E外外式中：式中：极化率（极化率（衡量分子变形性大小衡量分子变形性大小 物理量物理量）单位：）单位：Cm2V-1 E 电场强度电场强度 单位：单位：Vm-1 分子偶极矩分子偶极矩极化率越大，其偶极矩越大，分子易变形。极化率越大，其偶极矩越大，分子易变形。60第60页固有偶极（永久偶极）：固有偶极（永久偶极）：极性分子自身具有偶极极性分子自身具有偶极瞬时偶极：在某一瞬间，由于核及电子瞬时偶极：在某一瞬间，由于核及电子 运动，分子正、负电荷中心运动，分子正、负电荷中心 不重叠而产生偶极不重叠而产生偶极极化：在电场作用下正负电荷中心分化过程极化：在电场作用下正负电荷中心分化过程极性分子使其他分子发生变形能力称为极化极性分子使其他分子发生变形能力称为极化力。分子极性越大，极化力越强。力。分子极性越大，极化力越强。61第61页取向力：通过固有偶极而产生分子间作用力取向力：通过固有偶极而产生分子间作用力取向力只存在于极性分子之间取向力只存在于极性分子之间 比化学键小比化学键小 1 2 个数量级个数量级 4.4.3 分子间力分子间力(Van der waals)偶极距大，分子间距近，温度低，取向力大偶极距大，分子间距近，温度低，取向力大62第62页+诱导力：诱导偶极与固有偶极间作用力诱导力：诱导偶极与固有偶极间作用力诱导力存在于诱导力存在于极性分子与极性分子极性分子与极性分子、极性分极性分子与非极性分子子与非极性分子之间之间+色散力：由于瞬时偶极而产生分子间作用力色散力：由于瞬时偶极而产生分子间作用力色散力存在于所有分子之间色散力存在于所有分子之间分子变形性大，分子间距小，色散力大分子变形性大，分子间距小，色散力大偶极距大，半径大，分子间距小，诱导力大偶极距大，半径大，分子间距小，诱导力大63第63页 三种力中，色散力是重要。且变形性（极化率）三种力中，色散力是重要。且变形性（极化率）越大，色散力越大。越大，色散力越大。分子极性分子极性取向力取向力诱导力诱导力色散力色散力非非 非非 非非 极极 极极 极极 分子间作用力较弱，为几种分子间作用力较弱，为几种kJmol-1到几十到几十kJmol-1阐明：阐明：近距离近距离无方向性、无饱和性无方向性、无饱和性作用力，作用范作用力，作用范 围约几百围约几百pm64第64页 分子间作用力对物质物理性质影响分子间作用力对物质物理性质影响室温聚集态室温聚集态g g l sg g l sb.p./-188 -34.5 59 183 m.p/-220 -101 -7.3 113颜色颜色浅黄浅黄 黄绿黄绿 红棕红棕 紫紫分子间力分子间力小小大大F2 Cl2 Br2 I265第65页 4.4.4 氢键氢键66第66页X H Y式中：式中：“”表达共价键表达共价键 “”表达氢键表达氢键 “X、Y”均是电负性高、半径小均是电负性高、半径小 原子原子 F、O、N分子中与电负性高原子分子中与电负性高原子X以共价键相连以共价键相连H原子，和另一种电负性高原子原子，和另一种电负性高原子Y之之间所形成一种弱键间所形成一种弱键 氢键定义：氢键定义：67第67页 氢键种类：氢键种类：分子间氢键分子间氢键分子内氢键分子内氢键 氢键存在：氢键存在：氢键广泛存在于水、无机酸和醇、胺、羧酸等有机物中氢键广泛存在于水、无机酸和醇、胺、羧酸等有机物中68第68页 氢键特点：氢键特点：具有饱和性和方向性具有饱和性和方向性 弱键弱键:键能小，键能小，E OHO NHN69第69页 氢键对物质性质影响氢键对物质性质影响分子间氢键和分子内氢键对物质性质影响不一样分子间氢键和分子内氢键对物质性质影响不一样样样分子间氢键使物质熔点、沸点升高，使溶液分子间氢键使物质熔点、沸点升高，使溶液密度、粘度增大；分子内氢键使熔点、沸点减少，密度、粘度增大；分子内氢键使熔点、沸点减少，溶解度下降溶解度下降m.p.=45Cm.p.=114C70第70页氢键对生命比水更重要：分子内、分子间存在大量氢键氢键对生命比水更重要：分子内、分子间存在大量氢键蛋白质多肽折叠结构蛋白质多肽折叠结构蛋白质蛋白质-螺旋结构螺旋结构DNA双螺旋结构双螺旋结构71第71页 配合物配合物由由中心离子中心离子(或原子或原子)和和配位体配位体按一定组成和按一定组成和空间构型形成以空间构型形成以配位个体配位个体为特征化合物为特征化合物 配合物构成配合物构成配合物配合物内界内界(配位个体配位个体)外界外界中心离子中心离子(或原子或原子)配位体配位体(配位原子配位原子)4.5 配合物构成与命名配合物构成与命名4.5.1 配合物定义和构成配合物定义和构成如：如：K4Fe()6 Co(NH3)6Cl3内界内界内界内界外界外界外界外界72第72页中心离子中心离子(或原子或原子)(central ion or central atom)具有接受电子对旳空轨道离子或原子具有接受电子对旳空轨道离子或原子 带正电阳离子带正电阳离子 如：如：Co(NH3)63+Co(NH3)63+电中性原子电中性原子 如：如：Ni(CO)4Ni(CO)4 负氧化态阴离子负氧化态阴离子(很少数很少数)如：如：HCo(CO)4HCo(CO)4绝大多数为绝大多数为金属离金属离(原原)子子，尤其是，尤其是过渡金属离过渡金属离(原原)子子少数少数高氧化态非金属元素高氧化态非金属元素也能作为中心原子存在也能作为中心原子存在如：如：SiF62、PF673第73页 配位体(ligand)：可以给出孤电子对旳离子或分子 阴离子阴离子 如：如：X(X(卤素离子卤素离子)、OHOH、S S 、RCOO(RCOO(羧酸根离子羧酸根离子)、C2O42C2O42、PO43 PO43 等等 中性分子中性分子 如：如：H2OH2O、NH3NH3、COCO、醇、胺、醚等、醇、胺、醚等 配位原子配位原子 在配体在配体中直接和中心原子连接中直接和中心原子连接原子原子具有孤对电子原子，常为：具有孤对电子原子，常为：VA(N、P、As、Sb)、VIA(O、S、Se、Te)、VIIA(F、Cl、Br、I)、C、单齿配位体单齿配位体：只含有一个配位原子配位体：只含有一个配位原子配位体(NH3)多齿配位体多齿配位体：含有多个配位原子配位体：含有多个配位原子配位体(C2O42、en、EDTA)74第74页常见配位体和配位原子常见配位体和配位原子75第75页 配位数配位数(coordination number)直接与中心离子直接与中心离子(原子原子)相连相连配位原子数目配位原子数目单齿配位体：配位数单齿配位体：配位数=配位体总数配位体总数多齿配位体：配位数多齿配位体：配位数 配位体总数配位体总数一般中心原子配位数为一般中心原子配位数为2、4、6、8，常见是，常见是4和和6 奇数奇数1、3、5、7非常罕见。非常罕见。中心原子最高配位数：中心原子最高配位数：第一周期：第一周期：2 第二周期：第二周期：4 第三、四面期：第三、四面期：6 第五周期：第五周期：876第76页影响配位数原因：影响配位数原因：决定于决定于中心原中心原(离离)子和配位体子和配位体性质性质 半径：半径：电荷：电荷：中心离子：半径中心离子：半径 ，配位数，配位数 配位体：半径配位体：半径 ，配位数，配位数 如：如：AlF63 和和BF4、AlF63 和和 AlCl4中心离子：电荷中心离子：电荷 ，配位数，配位数 配位体：负电荷增长时，配位数配位体：负电荷增长时，配位数 如：如：PtCl62 PtCl62 和和PtCl42PtCl42、Zn(NH3)62+Zn(NH3)62+和和 Zn()42 Zn()42 77第77页 温度：温度温度：温度 ，一般配位数，一般配位数 浓度：配位体浓度浓度：配位体浓度 ，配位数，配位数 Fe(S )n3n n=1 Fe(S )n3n n=1 6 6 配位个体配位个体(配离子配离子)电荷：电荷：为为中心离子和配位体总电荷中心离子和配位体总电荷代数和代数和配合物必为电中性，故可由外界配合物必为电中性，故可由外界离子电荷标出配位个体电荷离子电荷标出配位个体电荷78第78页4566配位数配位数N、ClCCN配位原子配位原子NH3、ClCO NH3配位体配位体Pt(II)FeFe(II)Co(III)中心原子中心原子004 3+配离子电荷配离子电荷K+Cl外界外界PtCl2(NH3)2Fe(CO)5Fe()64Co(NH3)63+内界内界PtCl2(NH3)2Fe(CO)5K4Fe()6Co(NH3)6Cl3配合物配合物79第79页 简朴配合物：简朴配合物：由单齿配位体和由单齿配位体和中心中心 离子形成配合物离子形成配合物 螯合物：螯合物：由多齿配位体和中由多齿配位体和中 心离子形成具有心离子形成具有 环状构造配合物环状构造配合物CuH2CH2NH2CH2NNH2NH2CH2CH24.5.2 配合物类型配合物类型配体较多，重要为无机物配体较多，重要为无机物 Cu(NH3)42+80第80页多核配合物多核配合物一种配位原子同步与两个中心离子结合形成配一种配位原子同步与两个中心离子结合形成配合物合物 原子簇化合物原子簇化合物(簇合物簇合物)具有至少两个金属，并具有金属具有至少两个金属，并具有金属金属键配金属键配合物合物 C2H4ClPdClClPdClC2H4Fe2(-CO)3(CO)6Ni3(-CO)3(CO)3Mo2(CO)102-81第81页有机金属配合物有机金属配合物 有机基团与金属原子有机基团与金属原子之间生成碳之间生成碳金属键化合物金属键化合物 金属与碳直接以金属与碳直接以 键形成配合物键形成配合物 烷基金属烷基金属(CH3)6Al、芳基金属、芳基金属C6H5HgCl、乙炔基金属乙炔基金属HC CAg 及及 具有具有CO、PR3(R为烷基为烷基)等配体配合物等配体配合物 金属与碳形成不定域配键配合物金属与碳形成不定域配键配合物 烯烃、炔烃、芳烃、环戊二烯配合物烯烃、炔烃、芳烃、环戊二烯配合物 KPtCl3(C2H4)、Fe(C5H5)282第82页某酸某：若外界是一复杂阴离子酸根某酸某：若外界是一复杂阴离子酸根 或外界为简朴阳离子，内界为配阴离子或外界为简朴阳离子，内界为配阴离子某化某：若外界是一简朴离子酸根某化某：若外界是一简朴离子酸根氢氧化某氢氧化某：若外界为：若外界为OH4.5.3 配合物命名配合物命名内界与外界之间内界与外界之间例：例：Ag(NH)3Cl例：例：Cu(NH)4SO4；K2SiF6；H2PtCl6例：例：Ag(NH)2 OH83第83页配离子内界命名配离子内界命名配体数配体数 配体配体 合合 中心离中心离(原原)子子(可变氧化数可变氧化数)几点阐明：几点阐明：配体数用一、二、三等表达，配体数用一、二、三等表达，氧化数用罗马数字表达氧化数用罗马数字表达Zn(NH3)4Cl2Cu(NH3)4SO4K3Fe()6二氯化二氯化四四氨合锌氨合锌硫酸硫酸四四氨合铜氨合铜(II)六六氰合铁氰合铁(III)酸钾酸钾84第84页 多种配位体按如下次序命名：多种配位体按如下次序命名：无机配体在前，有机配体在后无机配体在前，有机配体在后阴离子配体在前，中性分子配体在后阴离子配体在前，中性分子配体在后同类配位体按配位原子元素符号英文字母次序排列同类配位体按配位原子元素符号英文字母次序排列Co(ONO)(NH3)5SO4硫酸亚硝酸根硫酸亚硝酸根 五氨合钴五氨合钴(III)CoCl(S )(en)2NO2亚硝酸一氯亚硝酸一氯 一硫氰酸根一硫氰酸根 二乙二胺合钴二乙二胺合钴(III)CoCl2(NH3)3(H2O)Cl 氯化二氯氯化二氯 三氨三氨 一水合钴一水合钴(III)不一样样配体之间用圆点不一样样配体之间用圆点“”分开，最终一种配体缀分开，最终一种配体缀以以“合合”85第85页配位原子相似，配体中所含原子数目相似时按结配位原子相似，配体中所含原子数目相似时按结 构式中与配位原子相连原子英文字母次序排列构式中与配位原子相连原子英文字母次序排列 配位原子相似同类配体将含较少原子数配位原子相似同类配体将含较少原子数 配体排在前面配体排在前面Pt(NO2)(NH3)(NH2OH)(py)Cl氯化一硝基氯化一硝基 一氨一氨 一羟氨一羟氨 一吡啶合铂一吡啶合铂(II)Pt(NH2)(NO2)(NH3)2一氨基一氨基 一硝基一硝基 二氨合铂二氨合铂(II)86第86页CrCl2(H2O)4ClCo(ONO)(NH3)5SO4Fe(en)3Cl3Co(NO2)3(NH3)3KPtCl5(NH3)K2NaCo(ONO)6NH4Co(NO2)4(NH3)2H2PtCl6四硝基四硝基 二氨合钴二氨合钴(III)酸铵酸铵硫酸亚硝酸根硫酸亚硝酸根 五氨合钴五氨合钴(III)三氯化三乙二胺合铁三氯化三乙二胺合铁(III)三硝基三硝基 三氨合钴三氨合钴(III)五氯五氯 一氨合铂一氨合铂(IV)酸酸钾钾练习：命名如下配合物练习：命名如下配合物氯化二氯氯化二氯 四水合铬四水合铬(III)六亚硝酸根合钴六亚硝酸根合钴(III)酸钠二钾酸钠二钾六氯合铂六氯合铂(IV)酸酸87第87页 内外界书写：内外界书写：阳离子在前，阴离子在后阳离子在前，阴离子在后 内界书写内界书写：中心离中心离(原原)子子 配体配体 配体数配体数(下标下标)多种配体书写时按从左至右次序先读先写多种配体书写时按从左至右次序先读先写例：写出如下各配合物化学式。例：写出如下各配合物化学式。二硫代硫酸合银二硫代硫酸合银(I)酸钠酸钠四硫氰四硫氰 二氨合铬二氨合铬(III)酸铵酸铵硫酸一氯硫酸一氯 一氨一氨 二乙二胺合铬二乙二胺合铬(III)二氯二氯 一草酸根一草酸根 一乙二胺合铁一乙二胺合铁(III)离子离子 Na3Ag(S2O3)2NH4Cr(S )4(NH3)2CrCl(NH3)(en)2SO4FeCl2(C2O4)(en)4.5.4 配合物书写配合物书写88第88页1、配离子空间构造配离子空间构造 配离子空间构型与配位数及配体种类有关配离子空间构型与配位数及配体种类有关4.5.5 配合物空间构造和几何异构配合物空间构造和几何异构89第89页90第90页2、配离子几何构型、配离子几何构型 当中心离子配位体不止一种时，配体在中心原子周围也许会有几种不一样样排布方式。如：H3NH3NPtClClH3NClPtClNH3顺式顺式反式反式(1)顺顺-反异构反异构 顺反异构化合物理化性质不一样样91第91页(2)旋光异构旋光异构 两个异构化合物具有相似理化性质，但因其异构现象而使偏振光旋转方向相反现象 92第92页 配位键理论要点配位键理论要点从电子配对法共价键理论引伸，并由鲍林将杂化从电子配对法共价键理论引伸，并由鲍林将杂化轨道理论应用于配位化合物形成轨道理论应用于配位化合物形成 中心离子中心离子M必须具有空轨道，以接受配位体孤必须具有空轨道，以接受配位体孤 电子对，形成配位共价键电子对，形成配位共价键(M L)。中心离子中心离子M用能量相近轨道杂化，以杂化空用能量相近轨道杂化，以杂化空 轨道来接受配位体轨道来接受配位体L孤电子对形成配合物。孤电子对形成配合物。配离子空间构型、配位数、稳定性等重要决定配离子空间构型、配位数、稳定性等重要决定 于杂化轨道数目和类型。于杂化轨道数目和类型。4.6 配合物化学键理论配合物化学键理论 研究中心离子与配体键合及键合力本质研究中心离子与配体键合及键合力本质93第93页spsp2dsp2或或sp2dd2sp2或或sp2d2d2sp3或或sp3d2sp3dsp3或或sp3d参与杂化轨道不一样样，尽管轨道数相似，但构造不一参与杂化轨道不一样样，尽管轨道数相似，但构造不一样样样样中心离子杂化轨道类型中心离子杂化轨道类型94第94页中心离子轨道杂化类型配离子空间构型sp直线型直线型sp2平面三角形平面三角形sp3正四面体正四面体dsp2平面正方形平面正方形dsp3(sp3d)三角双锥三角双锥d2sp3(sp3d2)正八面体正八面体95第95页 中心离子轨道杂化类型与配离子空间构型中心离子轨道杂化类型与配离子空间构型Zn2+3s3p3d4p4sZn(NH3)42+sp3杂化杂化Zn(NH3)42+为正四面体构型为正四面体构型 从中心离子轨道杂化类型可知配离子空间构型从中心离子轨道杂化类型可知配离子空间构型Zn(NH)42+96第96页Fe2+3d4p4s4dFe(H2O)62+sp3d2杂化杂化Fe(CN)64 d2sp3杂化杂化Fe(H2O)62+和和Fe()64均为正八面体构均为正八面体构型型Fe(H2O)62+和和Fe()6497第97页 从配离子空间构型可知中心离子轨道杂化类型从配离子空间构型可知中心离子轨道杂化类型Ag(NH3)2+直线形直线形98第98页BeX42 正四面体型正四面体型99第99页配合物类型配合物类型中心离子仍保持其自由离子状态电子构造，配位中心离子仍保持其自由离子状态电子构造，配位体孤对电子填入中心离子外层空轨道而形成体孤对电子填入中心离子外层空轨道而形成sp、sp2、sp3或或sp3d2等外层杂化轨道配合物等外层杂化轨道配合物 外轨外轨(outer orbital)型配合物型配合物 内轨内轨(inner orbital)型配合物型配合物中心离子电子层构造变化，未成对旳电子重新配中心离子电子层构造变化，未成对旳电子重新配对，配位体孤对电子填入中心离子腾出内层空轨对，配位体孤对电子填入中心离子腾出内层空轨道上而形成道上而形成dsp2、d2sp3等内层杂化轨道配合物等内层杂化轨道配合物高自旋高自旋(high spin)低自旋低自旋(low spin)100第100页正四面体，正四面体，外轨型，高自旋外轨型，高自旋平面正方形，平面正方形，内轨型，低自旋内轨型，低自旋Ni()42-和和 NiCl42-101第101页正八面体，正八面体，内轨型、低自旋内轨型、低自旋正八面体正八面体外轨型，高自旋外轨型，高自旋Fe()63-和和FeF63-102第102页 中心离中心离(原原)子电子构型子电子构型d1 d3内轨型内轨型d4 d7内、外轨型都有内、外轨型都有d8Ni2+、Pd2+、Pt2+等等大多数大多数形成形成内轨型配合物内轨型配合物d9Cu2+形成配位数为四配合物时普通为内轨型d10外轨型外轨型影响配合物类型原因影响配合物类型原因103第103页 中心离中心离(原原)子电荷子电荷中心离中心离(原原)子子电荷越高电荷越高，越易形成，越易形成内轨型内轨型Co(NH3)63+、Cu(NH3)42+为内轨型为内轨型Co(NH3)62+、Cu(NH3)4+为外轨型为外轨型 中心离中心离(原原)子与配位原子电负性之差子与配位原子电负性之差电负性之差电负性之差很大很大时，易形成时，易形成外轨型外轨型配合物配合物电负性之差电负性之差较小较小时，易形成时，易形成内轨型内轨型配合物配合物配位原子为配位原子为F(F)、O(H2O)时常形成外轨型时常形成外轨型配位原子为配位原子为C()、N(NO2)时形成内轨型时形成内轨型 但但NH3、Cl、RNH2内外轨型皆有内外轨型皆有104第104页配合物磁性配合物磁性磁磁 性：物质在磁场中体现出来性质性：物质在磁场中体现出来性质顺磁性：顺磁性：被磁场吸引被磁场吸引 n 0,0反磁性：反磁性：被磁场排斥被磁场排斥 n=0,=0铁磁性：铁磁性：被磁场强烈吸引被磁场强烈吸引 Fe、Co、Ni Paramagnetic diamagnetic ferromagnetic 顺磁顺磁 反磁反磁 铁磁铁磁105第105页配合物磁矩配合物磁矩()式中：式中：n 配配离离(原原)子中子中未成对未成对电子数电子数 单位：玻尔磁子单位：玻尔磁子(B.M.)n 0 1 2 3 4 5/B.M.0 1.73 2.83 3.87 4.90 5.92106第106页 由配合物磁矩可判断配合物类型由配合物磁矩可判断配合物类型若若(可测可测)n 自由离子成单电子数自由离子成单电子数，则为，则为内轨型内轨型若若(可测可测)n=自由离子成单电子数自由离子成单电子数，则为，则为外轨型外轨型注：此法不合用于中心离子电子构型为注：此法不合用于中心离子电子构型为d1 d3及及 Cu2+作中心离子配位数为四配离子作中心离子配位数为四配离子K3Fe()6 实实=2.40 B.M.n=1 Fe3+：3d5Ti(H2O)63+Ti3+:3d1 实实=1.73 n=1K3Mn()6 实实=3.18 B.M.n=2 Mn3+：3d4K3FeF6 实实=5.90 B.M.n=5 Fe3+：3d5内轨型内轨型内轨型内轨型外轨型外轨型 实际实际内轨型内轨型107第107页例例依据试验测得有效磁矩，判断以下各种配离依据试验测得有效磁矩，判断以下各种配离子中哪几个是内轨型？哪几个是外轨型？子中哪几个是内轨型？哪几个是外轨型？Fe(en)22+=5.5B.M.Mn(S )64 =6.1B.M.Mn()64 =1.8B.M.Co(NO2)64 =1.8B.M.Co(S )42 =4.3B.M.Pt()42 =0 B.M.n=4 Fe2+：3d6n=5 Mn2+：3d5n=1 Mn2+：3d5n=1 Co2+：3d7n=3 Co2+：3d7n=0 Pt2+：5d8外轨型外轨型(高自旋高自旋)：内轨型内轨型(低自旋低自旋)：108第108页无法解释配合物颜色无法解释配合物颜色(吸取光谱吸取光谱)对价键理论评价对价键理论评价 成功地解释了配合物成功地解释了配合物空间构型空间构型、磁性磁性和和稳定性稳定性 晶体场理论晶体场理论(Crystal field theory)无法解释高下自旋产生原因无法解释高下自旋产生原因109第109页第四章第四章 基本规定基本规定 掌握内容：离子电子构型掌握内容：离子电子构型,离子极化作用、离子变形性；共价键本质及特离子极化作用、离子变形性；共价键本质及特性、性、键和键和键、配位键；键、配位键；N2和和CO价键构造式。用杂化轨道理论解释价键构造式。用杂化轨道理论解释分子空间构型；用价层电子对互斥理论推测分子空间构型和杂化轨道分子空间构型；用价层电子对互斥理论推测分子空间构型和杂化轨道类型；氢键、分子间力类型及存在范围；配合物定义、构成、命名。类型；氢键、分子间力类型及存在范围；配合物定义、构成、命名。配合物价键理论，中心离子杂化轨道类型、配离子空间构型。内轨型、配合物价键理论，中心离子杂化轨道类型、配离子空间构型。内轨型、外轨型配合物及其稳定性和磁性。外轨型配合物及其稳定性和磁性。熟悉熟悉(理解理解)内容：离子极化作用对离子化合物性质影响；共价键形成；价内容：离子极化作用对离子化合物性质影响；共价键形成；价键理论在解释配合物构造、构成及性质方面应用；分子极性、变形性键理论在解释配合物构造、构成及性质方面应用；分子极性、变形性及其对共价化合物性质影响；键参数；一般化学键与氢键异同。及其对共价化合物性质影响；键参数；一般化学键与氢键异同。理解内容：离子键形成及特性；分子轨道理论；金属晶体及金属键；配合理解内容：离子键形成及特性；分子轨道理论；金属晶体及金属键；配合物类型及特殊配合物；配合物晶体场稳定化能及其应用。物类型及特殊配合物；配合物晶体场稳定化能及其应用。110第110页本本 章章 作作 业业P324325 习题：2、6、7、8、9P368369 习题：1、2、3、4预习：第五章