10配位化合物
配位化合物的结构和性质

2
3
sp
sp2
直线形
平面三角形
[Ag(NH3)2]+
[CuCl3]2-
4
sp3
d3s dsp2
四面体
四面体 平面正方形 三角双锥形 四方锥形
[Ni(NH3)4]2+
MnO4[Ni(CN)4]2Fe(CO)5 [TiF5]2-
5
dsp3 d4s
6
d2sp3
八面体
[Fe(CN)6]3-
6.2 价键理论
(3) 平行正方形场
在平行正方形配合物中,四个配体沿x,y轴正负方向与
中心离子接近。 在平行正方形配合物中,dx2-y2轨道的电子云极大值方向 指向配体,因此能级最高,高于Es能级;dxy 轨其也在xy平面上,所以
也要受到较大的排斥故能级也高于Es能级;dz2 轨道的能级 较低,低于Es能级;dyz和dxz轨道受到的排斥作用相同,是 简并的,能级最低。这样,在平面正方形场中,能级分裂为 四组。
由于△值通常从光谱确定,故称这个顺序为光谱化学序列。
分裂能和成对能
b) 当配体固定时,分裂能随中心离子的不同而不同,其
大小次序为:
Pt 4 Ir 3 Pd 4 Rh3 Mo3 Ru3 Co3 Cr 3 Fe 3 V 2 Co2 Ni 2 Mn2
中正负离子的静电作用;
中心离子在配体的静电作用下,使原来简并的d轨道分 裂成能级不同的几组轨道;
d电子在分裂的d轨道上重新排布,优先占据能量较低
的轨道,往往使体系的总能量有所降低,形成强场低自 旋、弱场高自旋的配合物。
二、d轨道在晶体场中的分裂
d原子轨道的角度分布图
无机化学第十章++配位化合物

● 多齿配体: 含有多个配位原子的配体
螯合剂和螯合化合物
叶绿素是镁的大环
配合物,作为配位体的 卟 啉 环 与 Mg2+ 离 子 的 配 位是通过4个环氮原子实 现的。叶绿素分子中涉 及 包 括 Mg 原 子 在 内 的 4 个六元螯环。
血红素是铁卟啉化合物,是血
红蛋白的组成部分。 Fe原子从血红 素分子的下方键合了蛋白质链上的1 个N原子,圆盘上方键合的O2分子 则来自空气。
● 含络离子的配合物:阴离子名称在前,阳离子名称在 后,阴、阳离子名称之间加“化”字或“酸”字。例如 [Ag(NH3)2](OH) 和 [CrCl2(H2O)4]Cl 分 别 叫 氢 氧 化 二 氨 合 银 (I) 和一氯化二氯·四水合铬(III); 而[Cu(NH3)4]SO4叫硫酸四氨合 铜(II), 加“酸”字。
等量左旋异构体与右旋异构体混合后不具旋光性,这样的 混合物叫外消旋混合物。
三、配合物化学式的书写和命名原则
配位化合物的命名,显然离不开配体:
F- 氟, Cl- 氯, Br- 溴, I- 碘, O2- 氧, N3- 氮,
S2- 硫, OH- 羟基, C N- 氰, - NO2- 硝基,
பைடு நூலகம்
- ONO-
指导药物设计 Hard and soft acids and bases
除Ag+之外, 其他软酸金属离子的毒性都很强。例如, 汞中 毒可能是由于Hg2+(软酸)与蛋白质分子中的S2-(软碱)结合, 从而 改变了蛋白质分子的结构。由于Se是比S更软的原子(留意它们 在周期表中的位置), 从而对Hg显示出更强的结合力。根据这一 原理, 药物化学家有可能设计出含Se药物, 从汞中毒患者的蛋白 质S原子上除去Hg2+离子。这就是说, 尽管Se2-是个毒性很大的 软碱,但一定条件下却能产生有益的效应。
配位化合物的基本概念

K[PtCl3NH3]
三氯·氨合铂(II)酸钾
(3) 同类配体(无机或有机类)按配位原子元素符号的
英文字母顺序排列。
[Co(NH3)5H2O]Cl3 三氯化五氨·一水合钴(III)
41
(4) 同类配体同一配位原子时,将含较少原子数的配体排在前 面。如:[Pt(NO2)(NH3)(NH2OH)(Py)]Cl
19
螯合物的稳定性
螯环的大小——一般五原子环
螯合物
或六原子环
稳定性
最稳定
螯环的多少——一个配体与中 心离子形成的 螯环数越多, 越稳定。
20
螯合物特性——显特征颜色
如 在弱碱性条件下,丁二酮肟与Ni2+形成 鲜红色的螯合物沉淀,用来鉴定Ni2+。
21
常见单齿配体
阴离子 F- Cl- Br- I- OH- CN- NO2配体 氟 氯 溴 碘 羟基 氰 硝基
+3
+5
Na[BF4 ]
NH4[P F6 ]
b. 不带电荷的金属原子,如Ni、Fe
0
[Ni(CO)4 ]
0
[Fe(CO)5 ]
13
2. 配位体和配位原子:能提供孤对电子
内界中与中心离子结合、含有孤电子对的中性分子 或阴离子叫配位体,配体中具有孤电子对并直接与中心 离子以配位键结合的原子称为配位原子。
(7) 俗名命名法:赤血盐,黄血盐,氯铂酸钾等。
42
配位化合物的类型及命名
类型
化学式
命名
配位 酸
H[BF4] H3[AlF6]
四氟合硼(Ⅲ)酸 六氟合铝(Ⅲ)酸
配位 [Zn(NH3)4](OH)2
氢氧化四氨合锌(II)
配位化合物

第十章配位化合物1.无水CrCl3和氨作用能形成两种配合物,组成相当于CrCl3•6NH3及CrCl3•5NH3。
加入AgNO3溶液能从第一种配合物水溶液中几乎所有的氯沉淀为AgCl,而从第二种配合物水溶液中仅能沉淀出相当于组成中含氯量2/3的AgCl,加入NaOH并加热时两种溶液都无NH3味。
试从配合物的形式推算出它们的内界和外界,并指出配离子的电荷数、中心离子的氧化数和配合物的名称。
答:第一种:[Cr(NH3)6]Cl3离子的电荷数3+:即[Cr(NH3)6]3+,Cr(Ⅲ),三氯化六氨合铬(Ⅲ)。
第二种:[CrCl(NH3)5]2+ , Cr(Ⅲ) , 二氯化一氯•五氨合铬(Ⅲ)。
2.命名下列配合物,并指出中心离子及氧化数,配位体及配位数。
(1)[Co(NH3)6]Cl2 (2)K2[PtCl6] (3)Na2[SiF6](4)[CoCl(NH3)5]Cl2(5)[Co(en)3]Cl3(6)[CoCl(NO2)(NH3)4]+答:命名中心离子氧化数配位体配位数(1)二氯化六氨合钴(Ⅱ) +2 NH3 6(2)六氯合铂(Ⅳ)酸钾+4 Cl- 6(3)六氟合硅(Ⅳ)酸钠+4 F- 6(4)二氯化一氯•五氨合钴(Ⅲ) +3 Cl- , NH3 6(5)三氯化三(乙二胺)合钴(Ⅲ) +3 En 6+3 Cl- , NO2- , NH3 6 (6)一氯•一硝基•四氨合钴(Ⅲ)配离子3.写出下列配合物的化学式(1)二硫代硫酸合银(Ⅰ)酸钠(2)三硝基三氨合钴(Ⅲ)(3)氯化二氯三氨一水合钴(Ⅲ)(4)二氯二羟基二氨合铂(Ⅳ)(5)硫酸一氯一氨二(乙二胺)合铬(Ⅲ)(6)二氯一草酸根一(乙二胺)合铁(Ⅲ)离子答:(1) Na3[Ag(S2O3)2] (2) [Co (NO2)3(NH3)3] (3) [CoCl2 (NH3)3(HO2)]Cl(4) [PtCl2(NH3)2(OH)2] (5) [CrCl(NH3)(en)2]SO4(6) [FeCl2(C2O4)(en)]-4.根据价键理论指出下列配离子的成键情况和空间构型(1) [Fe(CN)6]3-(2) [FeF6]3-(3) [CrCl(H2O)5]2+(4) [Ni(CN)4]2-答:(1)d2sp3杂化轨道成键,八面体。
配位化合物

• 配位反应与氧化还原反应的关系 配位离解平衡与氧化还原平衡的关系,主 要体现在配位化合物的生成对电极电势的影 响。
根据能斯特方程: 若氧化型生成配位化合物,浓度减小,则E减小; 若还原型生成配位化合物,浓度减小,则E增大。
中心原子(阳离子或原子)与一定数目的配体(离子或 中性分子) ,通过配位键结合,并按一定组成和空间 构型形成的复杂离子称为配离子
例如, [Cu(H2O)4] 2+
含有配离子的化合物以及中性配位分子统称为 配合物。 例如, H[AuCl4] 、[Co(NH3)Cl3]
配位键 配体 中心原子
[Cu (NH3)4]SO4 [Cu (NH3)4]2+
• 当配位体接近中心离子时,为了增强成键 的能力,中心离子用能量相近的空轨道进 行杂化,形成数目相同,能量相等的具有 一定方向性的杂化空轨道,以容纳配位体 提供的电子形成配位键。配离子的空间构 型、配位数及稳定性等主要取决于杂化轨 道的数目和类型。 • M :L(L代表配位体)
第三节 配位化合物的离解平衡
中 心 离 子 配 位 配 体 位 原 子 配 位 数 离 子 电 荷
内界(配离子)
外界 SO42-
内界
在配合物化学式中用方括号表示内界。 配合物的内界能稳定地存在于晶体及水溶液中。 它是配合物的特征部分,它的结构和性质与其他离 子不同。 如: [ Cu (NH3) 4 ]2+
外界
不在内界的其他离子,如SO42- 构成配合物的外界。 写在方括号外,
单齿配体:一个配体中只有一个配位原子 例如: Ag+ 与NH3 结合
第十章金属配位化合物

例: 硫酸一溴五氨合铬(Ⅲ)
配合物[CrBr(NH3)5]SO4,中心离子是__________,
Cr3+
配配位位体数是_N__H_3_、,___B配_r_-_离配子位的原电子荷是数_是___N__、__B__r____,
________
__________,
6
+2
中心离子的氧化数是
,内界是
,
__________
[Ag(NH3)2]+的结构 4d
5s
5p
sp杂化 5p
H3N NH3
结果: [Ag(NH3)2]+形成之前和之后, 中心原子的d电子排
布没有变化 。络合物是直线型,μ = 0
中心离子Ni2+的结构 3d [Ni(NH3)4]2+的结构 3d
4s
4p
sp3杂化
NH3 NH3 NH3
NH3
结果: [Ni(NH3)4]2+形成之前和之后, 中心原子的d电子
Cu(NH 3 ) 4 SO 4
K 3 Fe(NCS) 6
H 2 PtCl 6
Cu(NH 3 ) 4 (OH) 2
K PtCl 5 (NH 3 )
Zn(OH)(H
2 O) 3 NO 3
Co(NH 3 ) 5 (H 2 O) Cl 3
Fe(CO) 5
Co(NO 2 ) 3 (NH 3 ) 3
副篇内容
叶绿素(chlorophylls a)是镁的大环 配合物,作为配位体的卟啉环与Mg2+离 子的配位是通过4个环氮原子实现的。 叶绿素分子中涉及包括Mg原子在内的4 个六元螯环。
叶绿素是一种绿色色素, 它能吸收太阳光的
配位化合物

Ni2+可以利用丁二肟在氨溶液中与Ni2+配位生成桃红 色絮状螯合物沉淀物来鉴定。
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32
利用硫氰根负离子可以与Co2+形成蓝紫色的四硫氰 根 合 钴 ( II ) [Co(SCN)4]2- 来 检 验 Co2+ 的 存 在 。 与 Fe3+形成血红色配合离子可供检验Fe3+的存在。
K4[Fe (CN)6]
六氰合铁(Ⅱ)酸钾
H4[Fe (CN)6]
六氰合铁(Ⅱ)酸
[Co(NH3)5H2O]Cl3
氯化五氨·水合钴(Ⅲ)
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18
配合物的类型
(1)简单配合物 由单齿配体与中心原子直接配位而成的配位化合 物。
例:[Ag(NH3)2]+ BF4[Fe(H2O)6]Cl3 [CoCl3(NH3)3] 等
28Ni 3d84s2 3d
Ni2+
4s 4p
[Ni(CN)4]2-
dsp2杂化
CN- CN- CN-CN-
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24
[NiCl4]2-的空间构型为四面体。
28Ni 3d84s2
3d
Ni2+
4s 4p
[NiCl4]2-
3d sp3杂化
4s
4p
Cl- Cl- Cl- Cl-
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38
配合物与配位作用用于医学
配位化合物

[Cu(NH3)2]Ac + CO + NH3 ===== [Cu(NH3)2]Ac.CO
减压加热
H = -35kJ
Cu2+ + 5CN- = Cu(CN)43- + 0.5(CN)2 K稳 =2×1030 (极为稳定,加入H2S也无沉淀,Ksp=2.5×10-50))
Cu(CN)4 3 - + e == Cu + 4CNE = -1.27V Zn(CN)42- + 2e == Zn + 4CNE = -1.26V 这两个电对的电势值相近,所以镀黄铜(Cu-Zn合金)所 用的电镀液为上述混合物.
[AlCl4][BF4][AgI4]2- 从这些配离子你看出配位数有什么规律? 从这些配离子你看出配位数有什么规律?
二,化学键理论
维尔纳(Werner.A):Nobel Prize提出三点: 维尔纳( 提出三点: 提出三点 1,主价和副价 , 主价指氧化数,副价指配位数. 主价指氧化数,副价指配位数. 2,倾向于既要满足主价,又要满足副价. ,倾向于既要满足主价,又要满足副价. 3,副价指向空间的确定位置. ,副价指向空间的确定位置. 1,价键理论:中心离子和配位原子都是通过杂化了的共价配位键 ,价键理论: 结合的. 结合的. (1)配位键的本质: )配位键的本质: a,σ配位键: 配位键: , 配位键
2,复盐 ,
CsRh(SO4)2.4H2O + BaCl2 无沉淀出现. 无沉淀出现. [Rh(H2O)4(SO4)2]-(二硫酸根四水合铑(III)) 二硫酸根四水合铑( )) 二硫酸根四水合铑 KCl.MgCl2.6H2O不是配合物 不是配合物
3,组成 ,
(1)配位体:是含有孤电子对的分子和离子 )配位体:
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外 界
中配配 心位位 离体体
子数
内界
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5 本章目录
1.中心离子:配合物中占据中心位置 正离子或原子。又称形成体.
2. 配 位 体 : 与 中 心 离 子 配 合 的 离 子 或 分子称为配位体.
如H2O、NH3、CN- 、 Cl-、F- 等。
3. 配位原子:在配位体中,直接与中心 离子配位的原子称为配位原子。
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40 本章目录
例:若使 0.1mol AgI 溶解于1升 KCN 溶液
中,KCN的浓度至少为 多少?
解: AgI(s)+ 2CN-
平衡:
y
[Ag (CN)2 ]- + I-
0.1
0.1
K
j
0.1 0.1 y2
8.5 1017
1.3 1021
1.1 105
Kj
c[Ag(NH3 )2 ]c(Cl c2(NH3 )
)
c( Ag c( Ag
) )
Kf
K sp(AgCl)
Kf 和Ksp越大,则Kj越大,沉淀越易溶解.
Kf 和Ksp越小,则Kj越小,沉淀越不易溶解.
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38 本章目录
例:若使 0.1mol AgCl 溶解于1升氨水中, 氨水的浓度至少为多少?
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32 本章目录
解: Ag+ + 2NH3
初始: 0
0
平衡: x
2x
[Ag (NH3)2 ]+ 0.1 mol·L-1 0.1- x
Kf
0.1 x x(2x)2
1.1 107
0.1-x ≈ 0.1
x3
0.1 4 1.1 107
1.31103mol L1
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33 本章目录
配位数与配合物空间构型的关系 例:[Ag(NH3)2]+ 配位数为2,
H3N——Ag——NH3
直线型
[Cu (NH3)4 ]2+ 配位数为4,有平面四方型.
H3N Cu2+
NH3
H3N
NH3
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15 本章目录
[Zn(NH3)4]2+ 配位数为4,正四面体.
[FeF6]3- 配位数为6,正八面体.
例:若使 0.1mol AgI 溶解于1升氨水中,氨
水的浓度至少为 多少?
解: AgI(s)+ 2NH3
平:
x
[Ag (NH3)2 ]+ + I-
0.1
0.1
Kj
0.1 0.1 x2
8.5 1017
1.1 107
9.4 1010
x
0.01 9.4 1010
3.3103 mol L1
AgI不能溶解于氨水。
Ag+ + 2CN-
初始: 0
0
平衡: y 2y
[Ag (CN)2 ]0.1 mol·L-1 0.1- y
0.1-y ≈ 0.1
y
3
0.1 4 1.3 1021
2.68108mol L1
34
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本章目录
10.3.3 配位平衡的移动
1. 配位体浓度的影响
例:若在 0.1mol/L 的 [Ag (NH3)2 ]+ 中通入 氨,使氨的浓度为1mol/L,此时溶液中的 Ag+ 浓度是多少?
+
+
3OH- 6H+
[FeF6]3-
Fe(OH)3 6HF
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36 本章目录
[FeF6]3- + 6H+
Fe3+ + 6HF
c(Fe 3 )c6 (HF) c6 (F )
1
Kj
c(FeF63 )c6 (H
)
c6(F )
Kf
K
6 a
Kf 和 Ka越小,则Kj越大,在酸性条件 下,配离子越易离解。
H2C—H2N Cu
H2C—H2N
两个五员环
NH2—CH2 NH2—CH2
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9 本章目录
例:[Zn(EDTA)]2- (五个五员环)
CO
O
CH2
动画
CO—CH2
O
N
Zn
O
N
CO CH2
CH2 CH2 CH2
O
CO
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10 本章目录
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11 本章目录
螯合物:具有环状结构的配合物称为螯合物. 螯合物中的环称为螯环。多基配位体
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18 本章目录
3、无外界配合物
[Pt(NH3)2Cl2]
二氯二氨合铂(Ⅱ)
[Co(NH3)3(NO2)3] 三硝基三氨合钴(Ⅲ)
[Fe(CO)5]
五羰基合铁
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19 本章目录
﹡10.2 配位化合物的价键理论
10.2.1 价键理论的要点
1. 形成体(M):有空轨道 配位体(L):有孤对电子 二者形成配位键ML
反应: Cu2+ + 4NH3
[Cu (NH3)4 ]2+
平衡时
Kf
c[Cu(NH3 )42 ] c(Cu2 ) c4(NH3 )
Kf 称为配离子的稳定常数,Kf 越大, 配离子越稳定。
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31 本章目录
1 Kf Kd
10.3.2 配位平衡的计算
例: 分别计 算 0.1mol/L [Ag(NH3)2]+中 和 0.1mol/L[Ag(CN)2]- 中Ag+ 的浓度,并说 明 [Ag(NH3)2]+ 和 [Ag(CN)2]- 的稳定性。
3d
4s 4p
Ni2+
[Ni(CN)4]2-
dsp2杂化
CN- CN- CN-CN-
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25 本章目录
[Fe(CN)6]3- 为正八面体结构
3d
4s 4p
Fe3+
[Fe(CN)6]3d2sp3杂化 CN-CN- CN- CN-CN-CN-
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26 本章目录
3. 形成外轨型或内轨型的影响因素
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27 本章目录
(2) 配位体
CN – CO NO2 – 等,易形成内轨型。 F– 、H2O、OH-易形成外轨型 。 NH3、Cl-两种类型都可能形成,与中 心离子有关。
10.2.3 内外轨型配离子的某些差异
1. 离解程度
内轨型配离子比外轨型配离子更稳定, 离解程度小。
28
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本章目录
解: Ag+ + 2NH3
初始:
1
平衡:x 1+2x
[Ag (NH3)2 ]+ 0.1 mol·L-1 0.1- x
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35 本章目录
Kf
0.1 x x(1 2x)2
1.1107
0.1-x ≈0.1 , 1+2x≈1
x = 9.9×10-9 (mol·L-1) 2. 酸度的影响
Fe3+ + 6F-
H2O中的O ,NH3中的 N ,CN-中的C.
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6 本章目录
单基配位体:配位体中只有一个原子与中心
离子配位。H2O、NH3、CN-、 Cl-、F- 等是单基配位体。
多基配位体:一个配位体中有两个或两个以 上的配位原子与中心离子配位, 称为多基配位体。
如C2O42--、乙二胺、乙二胺四乙酸(EDTA).
又称为螯合剂。中心离子与螯合剂个数之 比称为螯合比。
例:[Cu(en)2]2+ 中,螯合比 = 1︰2 [Zn(EDTA)]2-中,螯合比 = 1︰1
螯合物具有特殊的稳定性,其中又以 五员环、六员环最稳定,环越多越稳定。
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12 本章目录
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13 本章目录
例:稳定性 [Cu(EDTA)]2- > [Cu(en)2]2+ >[Cu(NH3)4]2+
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17 本章目录
2. 配阳离子: 外界—配位体—合中心离子(氧化数)
例:[Cu (NH3)4 ]SO4 硫酸四氨合铜(Ⅱ) 配位体两种以上:先阴离子,后中性分子
先简单,后复杂。
例:K[Co(NH3)2Cl4] 四氯二氨合钴(Ⅲ)酸钾
[Co(NH3)4(H2O)Cl]Cl2 氯化一氯一水四氨合钴(Ⅲ)
解: AgCl(s)+ 2NH3
平衡:
x
[Ag (NH3)2 ]+ + Cl-
0.1
0.1
Kj
0.1 0.1 x2
1.8 1010
1.1107
1.98 10 3
x
0.01 1.98 10 3
2.2mol L3
氨水的初浓度= 2.2 + 0.2 =2.4 mol·L-3
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39 本章目录
[Ag(NH3)2]+的空间构型为直线形。
4d
5s
5p
Ag+
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22 本章目录
4d [Ag(NH3)2]+
sp杂化 5s 5p
NH3 NH3
[AgCl2]-,[CuCl2]- 与上述同类
[NiCl4]2-的空间构型为四面体.
[NiCl4]2-
3d sp3杂化