配位化学基础讲述
配位化学与配位化合物
配位化学与配位化合物配位化学是无机化学的一个重要分支，研究的对象是配位化合物及其性质与反应。
配位化合物是由中心金属离子或原子与周围的配体形成的络合物，具有独特的结构和性质。
本文将对配位化学的基本概念、性质以及在生物学、医药学等领域的应用进行论述。
一、配位化学的基本概念配位化学是研究过渡金属化合物中金属离子、配体和配位化合物之间的相互作用的科学。
在配位化学中，中心金属离子或原子通常通过配体中的空位与周围的配体形成配位键。
配体可以是一种或多种配体，它们可以通过配位键与金属离子或原子结合形成稳定的配位化合物。
二、配位化合物的性质1. 组成：配位化合物由中心金属离子或原子与配体形成。
中心金属离子或原子可以是过渡金属、稀土金属或其他金属元素，而配体可以是有机配体或无机配体。
2. 结构：配位化合物具有特定的结构，通常呈现出正交、四方、八面体、八角星等多种几何构型。
配体的种类、取代基团及金属离子的电子状态都会对配位化合物的结构产生影响。
3. 稳定性：配位化合物通常具有较高的稳定性，这是由于金属离子与配体之间的强相互作用导致的。
然而，配位化合物的稳定性也受到配体的性质、金属离子的电荷及电子状态等因素的影响。
三、配位化学的应用1. 生物学：许多生物体内的重要蛋白质和酶都是由金属离子与配体形成的配位化合物。
配位化学在生物学中的研究对于理解生物体内的重要代谢过程、信号传递和药物设计等方面具有重要意义。
2. 医药学：许多金属配位化合物具有潜在的药理活性。
例如铂配合物是一类常用的抗肿瘤药物，其通过与DNA分子结合抑制癌细胞的增殖。
另外，配位化合物在抗病毒、抗菌等领域也有着广泛的应用潜力。
3. 工业领域：配位化合物在工业生产中也具有广泛应用。
例如，过渡金属催化剂可以用于有机合成反应中，提高反应速率和产率。
金属络合物还可以用于染料、陶瓷等领域的应用。
四、结语配位化学作为无机化学的一个重要分支，研究了金属离子与配体之间的相互作用及其所形成的配位化合物。
配位化学精简版
C2O42-、RCOO-、R2O（醚类）
③含硫配体S2-、SCN（硫氰酸根）、RSH-（巯基）、R2S（硫 醚）
④含氮配体NH3、NO、NO2、NCS-（异硫氰酸根）、RNH2、
R2NH、
⑤含磷砷 ⑥含碳
PH3、PR3、PF3、PCl3、PBr3
CO、CN-
7
•2.按配位原子的数目分类 （1）单齿（单基）配位体只含一个配位原子的配位
2、中心原子一般都是带正电荷的正离子，多为过渡 金属离子，如Cu2+、Fe3+、Co3+等，但也有一些是中性 原子，如Fe(CO)5中的Fe原子。
3、有的配合物的中心原子不止一个，最典型的是 F在e包（含H22O、）3、463等+的多水个解铁，原在子形的成中F间e（产O物H，）都为多核配3的过程中，存 合物。
R'
CO
R"C
NN
CO_
R
1,10-二氮菲（邻菲咯啉）
β双酮
9
多齿配体
-OOC OOC
NCH2CH2N
-
-
COO COO -
六齿配体 EDTA
L
N
N
Co
O
O
四齿配体
二水杨醛缩乙二 胺合钴Co(Salen)
10
3.配位数
配体中直接与中心离子（或原子）结合的配位原子 的数目称为中心离子的配位数。
——单齿配位体的配位数即为配位体总数，如[Ag(NH3)2]＋中Ag＋ 离子的配位数为2，[Co(NH3)6]3＋中Co3＋的配位数为6。
6
2.配位体
指与中心原子直接相连的分子或离子叫配体
配位原子：在形成配合物时具有孤对电子的原子，在配体中。与中 心原子直接相连的原子。 常见的配位原子一般集中在周期表中的P区。
配位化学基础
配位化学基础配位化学是在无机化学基础上发展起来的一门具有很强交叉性的学科，配位化学旧称络合物化学，其研究对象是配合物的合成、结构、性质和应用。
配位化学的研究范围，除最初的简单无机加和物外，已包括含有金属-碳键的有机金属配位化合物，含有金属-金属键的多核蔟状配位化合物即金属簇合物，还包括有机配体与金属形成的大环配位化合物，以及生物体内的金属酶等生物大分子配位化合物。
一、配合物的基本概念1.配合物的定义及构成依据1980年中国化学会无机化学命名原则，配合物可以定义为：由可以给出孤对电子或多个不定域电子的一定数目的离子或分子（统称为配体）和具有接受孤对电子或多个不定域电子的空位的原子或离子（统称为中心原子），按一定的组成和空间构型所形成的化合物。
结合以上规定，可以将定义简化为：由中心原子或离子和几个配体分子或离子以配位键相结合而形成的复杂分子或离子，统称为配体单元。
含配体单元（又称配位个体）的化合物称为配位化合物。
配体单元可以是配阳离子，配阴离子和中性配分子，配位阳离子和阴离子统称配离子。
配离子与与之平衡电荷的抗衡阳离子或阴离子结合形成配位化合物，而中性的配位单元即时配位化合物。
但水分子做配体的水合离子也经常不看成配离子。
配位化合物一般分为内界和外界两部分，配体单元为内界，抗衡阳离子或阴离子为外界，而含中性配位单元的配位化合物则无外界。
配合物的内界由中心和配体构成，中心又称为配位化合物的形成体，多为金属，也可以是原子或离子，配体可以是分子、阴离子、阳离子。
2.配位原子和配位数配位原子：配体中给出孤对电子与中心直接形成配位键的原子配位数：配位单元中与中心直接成键的配位原子的个数配位数一般为偶数，以4、6居多，奇数较少配位数的多少和中心的电荷、半径及配体的电荷、半径有关：一般来说，中心的电荷高、半径大有利于形成高配位数的配位单元，如氧化数为+1的中心易形成2配位，氧化数为+2的中心易形成4配位或6配位，氧化数为+3的易形成6配位。
配位化学的基本概念与配位化合物的性质
配位化学的基本概念与配位化合物的性质配位化学是研究过渡金属离子或中心离子与周围配体（配位体）之间配位键形成、结构及性质的科学。
配位化合物是由一个或多个配体与一个中心离子配位形成的化合物，具有独特的结构和性质。
本文将介绍配位化学的基本概念以及配位化合物的性质。
一、配位化学的基本概念配位化学的基本概念主要围绕着配位键形成、配体和中心离子的性质以及配合物的结构与性质展开。
1. 配位键形成配位键是配体中的一对电子与中心金属离子之间的共用键。
配位键的形成需要配体提供一个或多个孤对电子与中心离子形成配位键。
配位键的形成对配位化合物的性质起着关键作用。
2. 配体的性质配体是指能够提供一个或多个电子对与中心离子形成配位键的分子或离子。
配体的性质主要影响配位键的强弱和配位化合物的稳定性。
常见的配体有氨、水、氯等。
3. 中心离子的性质中心离子是指配位化合物中与配体形成配位键的金属离子或金属原子。
中心离子的性质包括电荷数、价态和配位数等。
中心离子的性质决定了配位化合物的结构和性质。
4. 配位化合物的结构与性质配位化合物的结构与性质主要受到配体种类、中心离子性质以及配位数等因素的影响。
配位化合物可以形成各种不同的结构，如线性、方向、平面、四面体等。
这些结构决定了配位化合物的性质，如颜色、磁性、溶解性等。
二、配位化合物的性质配位化合物具有许多独特的性质，以下将介绍其中的几个重要性质。
1. 颜色许多配位化合物显示出明亮的颜色，如蓝色、红色、黄色等。
这是由于配位键形成后，中心金属离子的d轨道发生分裂，产生能量差，吸收特定波长的光而呈现有色。
2. 磁性配位化合物可以表现出不同的磁性，包括顺磁性和反磁性。
顺磁性是指配位化合物中所含的未成对电子会受到外磁场的吸引，而提高磁性。
反磁性则相反，未成对电子会被排斥。
3. 溶解性配位化合物的溶解性与配体和中心离子的性质密切相关。
一般来说，具有极性配体的配位化合物在极性溶剂中溶解度较高，而中心离子大多数情况下并不直接影响溶解性。
配位化学原理
配位化学原理
配位化学是无机化学的一个重要分支，主要研究配合物的形成、结构、性质和反应。
配位化学的基本原理包括以下几个方面：
1. 配位键理论：配位化学的核心理论是配位键理论，根据这一理论，配合物是由一个中心金属离子（配位中心）与周围的配体通过配位键结合而形成的。
配位键通常是由金属离子的d轨道与配体的轨道相互重叠形成的。
2. 配位数：配位数是指一个金属离子周围配体的个数，取决于金属离子的电子排布和配体的种类。
金属离子的配位数可以影响配合物的稳定性、化学性质和结构。
3. 配位体的选择：配位体的选择对配合物的性质和稳定性具有重要影响。
配体可以是单原子离子、配位化合物或有机分子，常见的配体包括水、氨、氯化物离子等。
4. 配位化合物的结构：配位化合物的结构通常是由中心金属离子和周围的配体组成的，结构可以是八面体、四面体、六角形等不同形式，取决于金属离子的配位数和配体的种类。
5. 同步化学和反应性：配合物的同步化学性质包括配位键的形成和断裂，金属离子的氧化还原性质等。
配合物可以参与各种反应，如配位置换、还原、氧化等。
总的来说，配位化学原理涉及金属离子与配体之间的相互作用、配合物的结构和性质、配位键的形成和断裂等方面，对于理解和预测配合物的性质和行为具有重要意义。
大一配位化学知识点
大一配位化学知识点配位化学是无机化学中的重要分支，研究金属离子和配体之间的配位作用及配位化合物的性质。
在大一的学习中，我们也会接触到一些基本的配位化学知识点，下面将介绍其中几个重要的概念和原理。
一、配位键理论配位键理论是配位化学的基础，它描述了金属离子和配体之间形成的配位键。
根据配体对金属离子的电子供应方式，配位键可以分为配体给电子对金属离子的配位键和金属离子给电子对配体的配位键。
这两种配位键分别被称为配体基团和中心离子。
二、配位数配位数指的是金属离子周围配体的个数。
配位数主要受到金属的电子构型、配位基团的空间取向及大小以及配体的种类等多种因素的影响。
常见的配位数有2、4、6等。
三、配位化合物的结构配位化合物的结构多样，常见的结构类型包括线性型、方形平面型、四面体型和八面体型等。
这些结构类型受到金属离子的配位数、配体的种类及其构型的影响。
四、配位化合物的命名配位化合物的命名是大一配位化学中的重要内容。
根据国际纯化学和应用化学联合会（IUPAC）的规定，配位化合物的命名需要遵循一定的原则，例如先写配体，再写中心金属离子的化学符号等。
五、配位溶剂和配位化合物的溶解度在溶液中，配位化合物的性质和溶剂密切相关。
一些溶剂可以与金属离子或配体进行配位作用，从而改变配位化合物的结构和溶解度。
六、配位反应配位反应是指金属离子和配体之间发生的置换反应。
配位反应类型多样，包括配体置换反应、配位体分解反应和配体配位和插入反应等。
配位反应常常伴随着配位键的生成或断裂。
七、配位化合物的性质与应用配位化合物的性质与应用广泛，例如具有强氧化性或还原性的过渡金属配位化合物常用于催化剂和电子器件中，而具有特殊荧光性质的配位化合物则常被应用于荧光探针和生物成像等领域。
总结：大一配位化学知识点主要包括配位键理论、配位数、配位化合物的结构、配位化合物的命名、配位溶剂和配位化合物的溶解度、配位反应以及配位化合物的性质和应用等方面。
通过学习这些基本概念和原理，可以为进一步深入了解配位化学打下良好的基础。
配位化学第2章-基础
硫酸铜和水都是独立存在的稳定化合物, 它们仍然可以相互作 用, 形成更复杂的化合物五水硫酸铜. 由于人们在相当长的一段 时间内并不能了解式3−1中两个反应物的作用机理, 尽管得到的 产物组成易于确定, 但其结构并不清楚, 因此, 早期将这类化合 物统称为复杂化合物, 汉语译为络合物. 1798年, 法国化学家塔舍特(Tassert)将蓝色的二氯化钴与氨 作用, 得到了玫瑰红色的化合物, 其组成为CoCl2∙6NH3, 该物质 在有氨和氯化铵存在下, 于水溶液中慢慢转变为桔黄色, 分析产 物的组成为CoCl3∙6NH3, 很明显, 它是由CoCl2∙6NH3氧化而产 生的, 见式3−2.
早在上世纪五十年代就已成立的国际性配位化学 学会, 至今已举办数十次国际配位化学会议(ICCC), 其中第25届就是于1987年7月在中国南京举行, 由 南京大学配位化学研究所承办, 我国化学界前辈戴 安邦院士担任大会主席, 著名无机化学家游效曾院 士担任大会秘书长.
据统计目前有关配位化学研究的原始论文占无 机化学专业论文总数的75%以上。 随着现代物质结构理论以及现代物理技术的推 动, 配位化学的研究成果已远远超出了无机化学 的范畴, 已经渗透到化学的所有分支领域, 包括 分析化学、有机化学、物理化学、高分子化学、 结构化学、环境化学、催化机理、生物化学、 以及能源、原子能、激光、半导体、空间科学 等众多科技领域.
CoCl2 (蓝色) + 6NH3 → CoCl2∙6NH3 (玫瑰红色) → CoCl3∙6NH3 (桔黄色) 3−2
上述研究可认为是配位化学的起点, 这是因为塔舍特的报道 在当时便引起轰动, 很多无机化学家对这类奇异的化学反应 性产生了浓厚兴趣. 从那时起, 经过一百五十年的发展, 到上 世纪中叶, 配位化学已发展成为化学学科中一门及其重要的 分支学科.
配位化学基础(课堂PPT)
④ 配位原子相同，配体 中原子个数少的在前。 [ Pt（py）（NH3）（NO2）（NH2OH）] Cl 氯化硝基•氨•羟氨• 吡啶合铂（II）
46
⑤ 配体中原子个数相同， 则按和配位原子直接相连的配体 中的其他原子的元素符号的英文 字母表次序。
如 NH2－ 和 －NO2－ 排序， 则 NH2－ 在前。
9
2. 配位化合物的构成 配位化合物一般由内界和 外界两部分构成。 配位单元为内界，而带有 与内界异号电荷的离子为外界。
10
例如 [ Co（NH3）6 ]Cl3 中， [ Co（NH3）6 ]3+ 是内界，
Cl－ 是外界。 又如 K3 [ C（r CN ）6 ] 中， [ C（r CN）6 ]3－ 是内界，
Cu2 [ SiF6 ] 六氟合硅（IV）酸亚铜 几种不同的配体之间加 “ • ” 隔开。
40
[ Co（NH3）5 H2O ] Cl3 三氯化五氨•水合钴（III）
Cu2 [ SiF6 ] 六氟合硅（IV）酸亚铜 中心后面加（ ），内写罗 马数字表示中心的化合价。
41
3. 配体的先后顺序 在配位单元中，可能涉及多种 配体，所以要明确规定命名时配体 的次序。 下述的每条规定均以其前一条 规定为基础。
主要有两大类 : 结构异构（或称为构造异构）和 立体异构（或称为空间异构）。
57
配位单元的组成相同， 但配体与中心的键连关系不 同，将产生结构异构；
58
配位单元的组成相同，配体 与中心的键连关系也相同，但在 中心的周围各配体之间的相关位 置不同或在空间的排列次序不同 ， 则产生立体异构。
59
1. 结构异构 结构异构又叫构造异构。 键联关系不同，是结构异构 的特点。 中学阶段学习过的有机化合 物的异构现象多属此类。
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H2
N
••
CH2
CH2
N
••
H2
联吡啶(bipy)
N..
N..
氨基乙酸根( gly): :NH2CH2COO-:
乙酰丙酮离子(acac- ) CH3C‖CH=︱CCH3
O
O
‥O ‥O-
草酸根(ox ) C—C
-O：
-O︰
1,10-邻二氮菲(phen) 或称菲咯啉
OH O
芳庚酚酮
N OH
8–羟基喹啉
中心原子与配体构成的配位单元 ——配合物的内界. 用[ ]括起来.
配位单元未包括的部分——配合物的外界. 它是与内界保持电荷平衡的简单离子或离子团.
内界与外界之间以离子键结合.
NH
3
HN3 Cu NH 3
NH 3
2+
SO42-
中心原子
配体
内界
外界
K3 [ Pt Cl6 ]
在水溶液中, 配位化合物的内 外界之间是全部 解离.
配位化学基础
M
CO
内容提要
1 配位化合物的基本概念 2 配位化合物的价键理论 3 配位化合物的晶体场理论 4 配位化合物的稳定性
一、配位化合物的基本概念
1. 配位化合物的组成
中心原子
结晶水分子
K3 [Fe (CN)6 ] ·nH2O
抗衡阳离子 配体
中心原子 抗衡阴离子
[Co (NH3 )6 ]Cl3
以离子形式存在的配位单元叫配离子. [Cu(NH3 )4 ]2+ ——配位阳离子 [PtCl6 ]2- —— 配位阴离子
由于配合物的性质主要取决于配离子的组 成、结构和性质,所以,通常情况下对配合物和配 离子不加以严格区分.
b. 配合物的内界和外界 由配离子形成的配合物是由内界和 外界 构成的.内界是配合物的特征部分.
配体
a. 配离子
在配合物中存在着一个或多个由中心原子 和 配体以配位键形式结合而成的复杂离子或中 性分子 —— 配位单元 [ 用方括号标出 ].
配位单元可以是阳离子、阴离子或中性分 子: [Cu(NH3 )4 ]2+ ;
[ PtⅡ (NH3)6]2+ ; [PtⅡCl4 ]2- ; [PtⅡ(NH3 )2 Cl2 ] ; [Ni(CO)4 ] .
①. 单齿配体 /单基配体 配体中只有一个配位原子与中心原子形成 一个配位键. 卤素离子: F- , Cl- , Br- , I- . H- ( 氢 )
碳配位单齿配体 CN- ( 氰 ), CO( 羰基 ) ·····
氧配位单齿配体 O2- (氧), OH- (羟), H2O (水) , OSO32- (硫酸根), ONO- (亚硝酸根), (O2 ) (双氧), O22- (过氧根) OS2O22- (硫代硫酸根), CH3COO- (乙酸根), (NH2)2CO ( 尿素) ······
在述配体中,例如 SCN- , NO2- 它们虽然含 有两个不同的配位原子, 但每次只能以单齿方 式配 位,这些配体称为两可配体.
②.多齿配体 /多基配体
在一个配体中有两个或两个以上的配位原 子同时与一个中心原子(或离子)相联结,形成两 个或两个以上的配位键,这类配体称为多齿配体.
乙二胺( en )
②.配体中直接与形成体相联结的的原子叫配位 原子.由配位原子孤对电子轨道和形成体的空轨 道重叠,共享电子对,形成配位键.
常见的配位原子为非金属原子: X(卤素原子), N, O , S , C 等等.
[Co (NH3 )6 ] Cl3
中心原子 配位原子 配体
d. 配 体 的类型 根据配体中含有配位原子数目的不同可分为:
同类配体以配位原子元素符号英文字母 次序的先后排列;为了避免混淆, 有时需将某 些配体放入圆括号内.
[Co(NH3 )5 H2O]3+, [PtCl4 ( NH3 )2] ,
[PtCl2 (NH3 )(C2H4 )]
将配位单元 的化学式括在方 括号内.
含有配位离子的配合物,其化学式中阳离子 写在前,阴离子写在后.
c. 配位体和配位原子
①. 配离子(或分子)中同中心离子(或原子)结 合的离子或分子称为配位体或络合剂简称配体.
配合物是典型的Lewis酸碱加合物,原则上任 何Lewis碱(或含有一个或一个以上可起Lewis碱 作用的原子或分子)均可与形成体(Lewis酸)配位.
中性分子: H2O, NH3 , CO, NO 等. 阴离子: X- , OH- , NO2- , CN- ,NH2- 等.
K3[Fe(CN)6 ] ·3H2O , [Co(ONO)(NH3 )5 ]SO4
b. 配位化合物的命名规则 ①. 配离子/配位单元的命名 先配体→后中心原子或离子(形成体); 配体与形成体间加一个“合”字.
配体的数目用汉字二、三、四等写在配体 前面, 形成体的氧化态用带圆括号的罗马数字如 (Ⅰ) 或(Ⅱ)表示.或用带圆括号阿拉伯数字如(1-) 或(1+)表示配离子的电荷数,数字后的正负号表示 配离子电荷的正负; 写在形成体元素符号之后.
N-亚硝基苯胲铵
乙二胺四乙酸根 ( EDTA 或 edta )
O
O
：-O–C‖ –CH2
‖ CH–C–O-：
：N—CH2 —CH2 — N：
O ‖
：-O–C–CH2
CH–C–O-： ‖
O
大环和穴状配体
2. 配位化合物的化学式和命名 a. 配位单元的化学式书写 中心原子或离子的元素符号
依次列出阴离子配体→中性配体; (无机配体在前,有机配体在后 ).
而配位单元 即内界较稳定,解
离程度小,存在配
外界
内界
位解离平衡.
[ Cu ( NH2CH2COO)2 ]
[Ni(CO)4 ]
内界
中性配合物, 配位单元不带电荷,不存在外界.
配离子与异号配离子结合 [ Co ( NH3 ) 6 ][ Cr( CN ) 6 ]
互为内外界或均为内界
配合物组成确定的方法 元素分析 摩尔电导率 离子交换树脂 凝固点降低 不破坏内界，化学分析 破坏内界，化学分析
硫配位单齿配体 S2- (硫) , SSO32- (硫代硫酸根), SCN- (硫氰酸根), SC(NH2 )2 (硫 脲) ·····
氮配位单齿配体 NH2- (氨基), NH3 (氨) , NO2-(硝基), N3- (氮) CH3NH2(甲胺), NO(亚硝酰), C5H5N(吡啶,Py), NCS- (异硫氰酸根), N2 (双氮) , N3- (叠氮)······