(优选)无机化学配合物基础和配位立体化学
无机化学练习题（含答案）第9章配合物
无机化学练习题（含答案）第9章配合物第9章配合物9-1:区别下列概念（a）配体和配合物，（b）外轨型配合物和内轨型配合物，（c）高自旋配合物和低自旋配合物，（d）强场配体和弱场配体，（e）几何异构和光学异构，（f）活性配合物和惰性配合物，（g）生成常数和逐级生成常数，(h) 螯合效应和反位效应。
答：答：（a）配位实体中与中心原子或离子结合的分子或离子叫配位体，简称配体；给予体和接受体相结合的化学物种（配位个体）即为配合物。
更为广义的是路易斯酸与路易斯碱的加合物。
（b）从配合物的价键理论出发，凡配位原子的孤对电子填在中心原子或离子由外层d轨道杂化而成的杂化轨道上，形成配位键的配合物即为外轨配合物。
相反，填在由内层（n-1）d 轨道参与的杂化轨道上，即为内轨配合物。
（c）从配合物的晶体场理论出发，由于P 和Δ0 的相对大小，使得配合物中的电子可能有两种不同的排列组态，其中含有单电子数较多的配合物叫高自旋配合物，不存在单电子或含有单电子数少的配合物叫低自旋配合物。
（d）配体与中心金属配位时，由于配体所产生的分裂能不同，使得配体配位场强弱有如下顺序：I-<br-<cl-<f-<oh-<c2o42-<h2o<scn-<nh3<en<so32-<phen<no2-<cn,co。
序列前部的配位体(大体以h2o为界)称之为弱场配体，序列后部的配位体(大体以nh3为界)称之为强场配体。
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序列前部的配位体(大体以h2o为界)称之为弱场配体，序列后部的配位体(大体以nh3为界)称之为强场配体。
无机化学中的配位化学
无机化学中的配位化学一、引言无机化学是化学的一个重要分支，研究的是不包含碳氢键的化合物。
在无机化学中，配位化学是一个重要的研究领域，主要关注于配位化合物的合成、结构及性质等方面。
本文将介绍无机化学中的配位化学的概念、基本原理以及应用。
二、概述配位化学是研究配位化合物的合成、结构以及配位离子与配体之间的相互作用的学科。
配位化合物是由一个或多个配位离子与一个或多个配体通过配位键结合而成的化合物。
配位离子通常是过渡金属离子，而配体则是能够提供一个或多个孤对电子的分子或离子。
三、配位键的形成配位键是配位离子与配体之间形成的一种特殊化学键，其中孤对电子从配体转移到配位离子上。
配位键的形成是通过配位离子的空轨道与配体的配对电子的协同作用而实现的。
配位键的形成使得配位化合物具有特殊的结构和性质。
四、配位化合物的合成配位化合物可以通过多种方法合成，其中最常用的方法包括配位反应和配体置换反应。
配位反应是指在一个配位离子周围形成化学键的过程，通常涉及金属离子的配位数的变化。
配体置换反应是指将一个配体与一个配位离子置换的反应，通过这种反应可以得到具有不同配位离子的配位化合物。
五、配位化合物的结构配位化合物的结构非常多样，其中最常见的是配位数为6的八面体和配位数为4的平面四方体。
配位化合物的结构对其性质起着重要的影响，例如，八面体配位化合物通常具有高度的对称性和抗溶剂化能力。
六、配位化合物的性质配位化合物具有许多特殊的性质，例如，具有不寻常的磁性、发光性和催化性能等。
这些性质的出现往往与配位化合物的结构和配合物之间的相互作用密切相关。
七、应用领域配位化学在许多领域都有着广泛的应用。
在医学上，配位化合物可以用于制备药物或作为医疗影像剂。
在材料科学中，配位化合物可以用于制备光电材料、催化剂和磁性材料等。
此外，配位化学还在环境保护、能源储存和转化以及生物学等领域发挥着重要的作用。
八、结论配位化学作为无机化学的重要分支，研究了配位化合物的合成、结构和性质等方面。
无机化学《配合物》教案
无机化学《配合物》教案配合物是指由配位原子（或离子）与另一部分（配位体）通过化学键连接而成的化合物。
配合物具有许多独特的化学和物理性质，并广泛应用于催化剂、药物、颜料和材料等领域。
本教案旨在介绍配合物的定义、结构以及配位键的形成机制和性质。
一、配合物的定义1.配合物是指由配位原子（或离子）与另一部分（配位体）通过化学键连接而成的化合物。
2.配位原子（或离子）是通常为过渡金属离子，但也可以是其他元素或离子。
3.配位体是指可以通过配位键与配位原子（或离子）形成配合物的分子或离子。
二、配合物的结构1.配位原子（或离子）和配位体通过配位键相连。
2.配位键的形成使得配位体围绕着配位原子（或离子）形成一个立体结构，称为配位球。
3.配合物的结构可以是一维、二维或三维的，具有不同的形态和几何构型。
4.配位原子（或离子）的电子层配置决定了配合物的稳定性和反应性。
三、配位键的形成机制和性质1.配位键的形成是通过配位体的配位原子与配位原子（或离子）的空位或配对电子形成配位键。
2.配位键可以是共价键、离子键或金属键。
3.配位键的形成能力受到配位原子（或离子）的电子能级和配位体的配位能力的影响。
4.配位键的性质包括键长、键能、键角和配位度等。
这些性质决定了配合物的化学和物理性质。
四、配合物的化学性质1.配合物可以发生配位键的断裂和配位体的替换反应，产生新的配合物。
2.配合物的稳定性受到配位原子（或离子）的电荷、原子半径和配位体的配位能力的影响。
3.配合物的溶解度和酸碱性常常与配位体的配位能力和配位度有关。
4.配合物的光谱性质（如吸收光谱、荧光光谱等）可以用来确定配位原子（或离子）和配位体的结构和环境。
五、配合物的应用1.配合物常用作催化剂，参与有机合成和化学反应。
2.配合物可用于制备药物，具有生物活性和药效。
3.配合物可以用作颜料和染料的原料，提供不同颜色和稳定性。
4.配合物可用于制备材料，具有特殊的磁性、光学和电学性质。
无机化学 第十一章配合物结构
② 先阴离子配体，后阳离子和中性配体；
K[PtCl3NH3] 三氯· 氨合铂（Ⅱ）酸钾 配体数目(一、二、三等) →配体名称→合→中心 离子名称(氧化态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等)
③ 同类配体，按配位原子元素符号的字母顺序排列：
[Co(NH3)5H2O]Cl3
三氯化五氨· 水合钴(Ⅲ)
④ 同类配体而且配位原子相同时，则将含较少原子数
(2)[ 内界 ] 命名顺序:
配体数目(一、二、三等) →配体名称→合→中心 离子名称(氧化态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等)
[Co(NH3)6]Cl3 [Cu(en)2]SO4 H2[SiF6] [Cu(H2O)4]2+
三氯化六氨合钴(Ⅲ) 硫酸二乙二胺合铜(Ⅱ) 六氟合硅(Ⅵ) 酸 四水合铜(Ⅱ)配离子
(3) 多种配体共存时排列顺序 ① 先无机配体，后有机配体； [PtCl2（Ph3P）2] 二氯· 二（三苯基膦）合铂（Ⅱ）
一般若分子无“对称面”或“反演中心”，则 有对映异构体。 ①Mabcd四面体分子有对映体； ②平面正方形配合物某配体中含有手性C、N、P，As 则有对映体； ③八面体没有σ或i，则有对映体。
m C A A B CC AA AA MM BB CB BC A A M B C M C M B C A A
轨道,可以和CN-离子充满电子的pz轨道重叠，而形
成离域∏98键,增强了[Ni(CN)4]2-配离子的稳定性。
Ni 2 +
CN
N C Ni C N C C
N
2Ni(CN)4
N
价键理论的应用和局限性 价键理论可用来： 1、解释许多配合物的配位数和几何构型。 2、可以说明含有离城键的配合物特别稳定。 3、可以解释配离子的某些性质，如[Fe(CN)6]4-(低 自旋型配离子)配离子为什么比[FeF6]3-(高自旋型配离 子)配离子稳定。 价键理论的局限性： 1、价键理论在目前的阶段还是一个定性的理论， 不能定量地或半定量地说明配合物的性质。 2、不能解释每个配合物为何都具有自己的特征光 谱，也无法解释过渡金属配离子为何有不同的颜色。 3、不能解释过渡金属离子的配合物的稳定性随中 心离子的d电子数的变化而变化。
配位化学与配合物的立体构型
配位化学与配合物的立体构型配位化学是化学领域中的一个重要分支，研究金属离子和配体之间的相互作用。
配合物是由一个中心金属离子和周围配位基团构成的化合物。
在配位化学中，配位基团的排列方式对配合物的物理和化学性质起着关键的影响。
配位化学与配合物的立体构型密切相关，本文将探讨配位化学与配合物的立体构型的研究内容和意义。
一、立体构型的定义及分类在配位化学中，立体构型指的是配合物中利用空间排列方式描述配体和金属离子之间的关系。
立体构型可以通过分子结构的确定、光谱学以及理论计算等方法进行研究和解析。
配合物的立体构型分类主要有以下几种：1. 线性构型：配位基团沿直线排列。
这种构型通常出现在两个配位基团与金属离子之间的配位数为2时，如[Ag(NH3)2]+。
2. 方阵构型：配位基团沿正方形排列。
这种构型通常出现在四个配位基团与金属离子之间的配位数为4时，如[Ni(CN)4]2-。
3. 正八面体构型：配位基团沿正八面体排列。
这种构型通常出现在六个配位基团与金属离子之间的配位数为6时，如[Co(NH3)6]3+。
4. 正四面体构型：配位基团沿正四面体排列。
这种构型通常出现在四个配位基团与金属离子之间的配位数为4时，如[PtCl4]2-。
5. 正十二面体构型：配位基团沿正十二面体排列。
这种构型通常出现在八个配位基团与金属离子之间的配位数为8时，如[UO2(C2O4)4]4-。
二、配位化学与配合物的立体构型研究方法在配位化学中，研究配合物的立体构型的方法主要包括实验方法和理论计算方法。
1. 实验方法：实验方法是通过使用各种各样的实验手段来确定配合物的立体构型。
其中最常见的方法包括X射线晶体衍射、核磁共振、红外光谱等。
通过这些实验手段，可以确定配合物的原子间距离、键角等参数，从而推断立体构型。
2. 理论计算方法：理论计算方法是通过数学建模和计算机模拟来推测和预测配合物的立体构型。
其中最常用的方法包括量子化学计算和分子力场计算。
配位化学第一二章配合物的立体化学
§ 2.1 中心原子的配位数 一、配位数的概念及影响因素
概念： 中心原子与配体之间的西格玛键数目
影响因素：M 、L的电荷、半径、电子结构 二、配位数与周期系的关系
57
§2.2 配合物的空间构型
❖配位数2：
中心原子的电子组态： d10 例如：Cu(I) Ag(I) Au(I) Hg(I)
直线形，D∞h Cu(NH3)2+, AgCl2, Au(CN)2，HgCl2–
NH Eu NH
N
Fe C5H5
38
§1.3. 配位化学发展简史
1、萌芽时期
1740年 Diesbach 普鲁士兰 Fe4[Fe（CN）6]3 1798年 Tassaert CoCl3.6NH3
早期合成的配合物
CoCl3.6NH3 CoCl3.4NH3 PtCl2.2NH3
CoCl3.5NH3 CoCl3.5NH3.H2O Cr(SCN)3.NH4SCN.2NH3
序，不同配体之间用“•”分开，最后一个配体后加一“合” 字；
4 同类配体按配原子元素符号英语字母为序； 5 配原子相同，则以配体中原子少者列前； 6 若以上相同，按结构式中与配原子相连的非配体原子符
号为序。 8
2）多核配合物的命名
在桥联基前冠以希腊字母-，桥基多于 一个时，用二（-）、三（-）。 例如：[（NH3)5Cr—OH—Cr(NH3)5]Cl5
2、配位化合物：
由中心离子或原子和围绕在它周围的一组 负离子或 分子以配位键相结合而成的配位个 体均称为配位化合物。
3
基础知识
关于配合物： 配位化合物（简称配合物）是由可以
给出弧对电子或多个不定域电子的一定 数目的离子或分子（称为配位体）和具 有接受弧对电子或多个不定域电子的空 位的原子或离子（统称中心原子）按一 定的组成和空间构型所形成的化合物。
无机化学教学资料——配合物及配位平衡
第 4 章配合物[ 教学要求]1 ．掌握配位化合物的基本概念，组成，命名，分类。
2 ．掌握配位化合物价键理论和晶体场理论的基本内容。
[ 教学重点]1 ．配合物的异构问题2 ．配合物的价键理论[ 教学难点]配合物的几何异构和对映异构[ 教学时数] 4 学时[ 主要内容]1 ．配位化合物的基本概念：什么叫配合物，组成，命名。
2 ．配合物的价键理论：配合物的立体结构和几何异构，配合物类型简介（简单配离子、螯合物、多核配合物）。
3 ．晶体场理论要点：简介d 轨道的能级分裂和晶体场效应：八面体场的分裂、四面体场的分裂、平面四边形场的分裂；分裂能和影响分裂能的因素，稳定化能；晶体场理论对配合物性质的解释（颜色、磁性）。
[ 教学内容]4-1 配合物的基本概念“科学的发生和发展一开始就是由生产所决定的”。
配合物这门科学的诞生和发展，也是人类通长期过生产活动，逐渐地了解到某些自然现象和规律，加以总结发展的结果。
历史上有记载的最早发现的第一个配合物就是我们很熟悉的亚铁氰化铁Fe4[Fe(CN)6]3 ( 普鲁士蓝) 。
它是在1704 年普鲁士人狄斯巴赫在染料作坊中为寻找蓝色染料，而将兽皮、兽血同碳酸纳在铁锅中强烈地煮沸而得到的。
后经研究确定其化学式为Fe4[Fe(CN)6]3。
近代的配合物化学所以能迅速地发展也正是生产实际需要的推动结果。
如原子能、半导体、火箭等尖端工业生产中金属的分离楼术、新材料的制取和分析；50 年代开展的配位催比，以及60 年代蓬勃发展的生物无机化学等都对配位化学的发展起了促进作用。
目前配合物化学已成为无机化学中很活跃的一个领域。
今后配合物发展的特点是更加定向综合，它将广泛地渗透到有机化学、生物化学、分析化学以及物理化学、量子化学等领域中去。
如生物固氮的研究就是突出的一例。
4-1-1 配合物的定义当将过量的氨水加入硫酸铜溶液中，溶液逐渐变为深蓝色，用酒精处理后，还可以得到深蓝色的晶体，经分析证明为[Cu(NH3)4]SO4。
北京大学 无机化学课件 2配合物基础和配位立体化学共35页文档
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
北京大学 无机化学课件 2配合物基础 和配位立体化学
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
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大环配体配合物的模板（template）合成:
CO
OC
HH
NN
en
CN N C Cu
NN
RO C
H2N
SH
+
C
R
O H2N
SH
Ni 2+
RN
S
Ni
3
RN
S
RN S
Br
Ni
+
RN
S
Br
S R RS
CC
N
N
1
R N SH 无
RN
模 SH 板
2
有 模 板
Br
RN S Ni
RN S
Br
六.配合物的制备和表征举例
[Co(NH3)5Cl]Cl2+ 3en [Co(en)3]Cl3 + 5NH3
非水溶剂中的取代反应 Cr3+(aq) + en Cr(OH)3 （水溶液中） Cr2(SO4 )3 + en （乙醚溶剂, KI） [Cr(en)3]I3 [Fe(H2O)6]2+ + 3bpy（乙醇溶剂 [Fe(bpy)3]2+ + 6H2O [Co(DMF)3Cl3]+2en （DMF溶剂） [Co(en)2Cl2]Cl
（弯线表示en)
N NN
Co NN
N
D (+) Co(en)33+
N NN
Co NN
N
风扇形构形，D3点群
L (-) Co(en)33+
Cis-Co(NH3)4Cl2+
trans -Co(NH3)4Cl2+
光活异构体：Co(en)33+，Co(OX)33–，Co(en)2(NO2)22+
沿三重轴向右旋转 沿三重轴向左旋转
例如：Cu(I) Ag(I) Au(I) Hg(I)
直线形，D∞h Cu(NH3)2+, AgCl2, Au(CN)2，HgCl2–
[Ag(NH3)2]+，HgX2
S
S
Ag CAgFra bibliotekNN
Ag C
S
AgSCN晶体
❖ 配位数3：KCu(CN)2
N
N
C
C
Cu
Cu
C
N
N
C
Cu
C N Cu
C
C
❖ 配位数4 （D4h和Td 点群）
（优选）无机化学配合物基 础和配位立体化学
2020/8/14
1
配体( ligand, L) , Lewis硷,电子对的给体
:NH3 :CN- :Cl-
EDTA
配位数（coordination number,CN )和配位点
Ag(NH3)2+ CN=2, Cu(CN)2- CN=?
Zn(EDTA)2- CN=6,
四. 配合物的异构现象（反顺，光活，键合）
Cl
H3N Co NH3
H3N
Cl NH3
cis
Cl
H3N Co NH3
H3N
NH3 Cl
trans
反顺异构体
H3N
H3N Co NH3
Cl
Cl
Cl
facial
面式
Cl
H3N Co NH3
H3N
Cl
Cl
meridional
经式
NO2
O2N
NO2
O2N
光活异构体
Cu2+与2，2` 联吡啶胺（dpa)和3苯丙酸(Hppr)的 混合配体配合物 合成：Hppr+dpa(水和乙醇溶液）pH~5,+Cu(NO3)2 水溶液绿色
1. 元素分析： Cu(dpa)(ppr)2.2H2O 2. 摩尔电导：非电解质 3. IR, py, CO, Cu-N峰的移动和分裂（与纯配体比） 4. X射线单晶衍射，给出非H的原子坐标、键角和键长
❖ 高配位数的化合物
➢ CN=12 Ce(NO3)63– ( NO3– 为双齿配体) ➢ CN=7 Ho(PhCOCHCOPh)3 ·8H2O ➢ CN=8 Eu(dpm)3(py)2 (dpm 四甲基庚二酮)
Ph C
HC
C Ph
O RE
O_
双酮和稀土离子配位
[Ce(NO3)6]2-, CN=12
Td
AlF4- (d0) , SnCl4 (d0) TiBr4 (d0), FeCl4- (d5), ZnCl42- (d10),
VCl4 (d1), FeCl42- (d6) , NiCl42- (d8)
D4h [Ni(CN)4]2- (d8) ， [Pt(NH3)4]2+ (d8), [Cu(NH3)4]2+ (d9)
配位数 化学计量比 配位数 配体数
二.常见的配体
1. 单齿配体(monodentate ligands）
F、Cl、Br、I、
NH3 、NR3 、PR3、PPh3、P(OR)3,
NH2
CS NH2
NH2
CO NH2
2. 多齿配体（polydentate ligands）
乙二胺（en）、EDTA、联吡啶(bpy)、邻菲咯啉(phen)、 双酮
Cu(dpa)(ppr)2.2H2O结构图（省略H2O)
Ph CH2
CH2 C
O O OC Cu O
N
双齿配体
CH2 H2N
CH2 NH2
NN
乙二胺(en）
N
N
1,10-二氮菲（邻菲咯啉）
联吡啶(bpy)
R' C
R" C
C R
O
_
O
双酮
多齿配体
-OOC -OOC
NCH2CH2N
COOCOO-
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)
EDTA配合物的结构
三.配合物的几何构形
❖配位数2 (D∞h ) ❖配位数3 (D3h)
❖配位数4 （D4h和Td 点群） ❖ 配位数5 （D3h和T4v 点群） ❖ 配位数6 （Oh, D4h , D3h , D3d , D2h点群） ❖ 配位数8 （D4d四方反棱柱 , D2d 12面体 ）
❖ 配位数2： 中心原子的电子组态： d10
八面体Oh
三棱柱 D3h
(a), (b), D4h 沿四重轴拉长或压扁
(c) D2h, 沿二重轴 (d) D3d，沿三重轴
❖ 配位数8 （四方反棱柱 D4d, 12面体 D2d ）
例： Na3Mo(CN)8 ·8H2O中 Mo(CN)83– 为D4d [N(n-C4H9 ]3 Mo(CN)8中 Mo(CN)8 3–为D2d
键合异构体(linkage isomer)：连接的原子不同
O
O
N
H3N H3N
Co NH3 NH3
NH3
硝基配合物(黄色）
O N
O
H3N H3N
Co NH3 NH3
NH3
亚硝酸根配合物（红色）
五.配位化合物的制备
水溶液中的取代反应
Cu(H2O)42+ + 4NH3 Cu(NH3)42+ + 4H2O
[Ni(CN)4]2- (d8) 和 NiCl42- (d8) 构形为何不同？
❖配位数5 （D3h和T4v 点群）
四方锥 (square pyramid, SP)
C4v
三角双锥 (trigonal bipyramid, TBP) D3h
[Fe(CO)5]
D3h
BiF5 C4v
❖ 配位数6 ( Oh和 D3h 点群）