配位化学 翻译
高等无机-配位化学
二、配合物的组成
1、内界、外界、中心体、配体、配位原子 内界:中心体(原子或离子)与配位体,以配位键成键 外界：与内界电荷平衡的相反离子
[Co(NH3)6]Cl3
中心 原子 配体
K3[Fe(CN)6]
外界
︸ 内界
配位数
2、配体的分类
A、按配体所含配位原子的数目分：
单齿配体：只含一个配位原子的配体(NH3,H2O等)
双核锰 配合物
值得一提的是无机生物固氮，现在知道固氮酶是由铁蛋白和 钼铁蛋白构成的。在这些蛋白中, Fe、S、Mo 都是功能元素。通 过模型化合物的研究发现:Fe、Mo蛋白的结构是由组成为 MFe3S3 的两个开口 “网斗”口对口地被三个S原子相桥联。附图中上半部 那个MFe3S3(口朝下)的M为Fe原子,而下半部那个MFe 3S3(口朝上) M则为Mo原子。结 的 构中存在一个由6个 配位不饱和Fe 原子 组成的三棱柱体,
O O N O O N
EDTA配合物的结构
H2N
NH2
NH3
H2N
H N
HN
NH
HN
NH
NH
NH2
HN NH HN NH NH
H2N
H N
N H
○热力学
已能准确测定或计算配合物形成和转化的热力学数据。
○动力学 ★配合物形成和转化的动力学知识也获得了迅速的发展。 ★利用经特别设计的配位体去合成某种模型化合物(配合
物), 用于研究配位反应的机理, 确定反应的类型。
○新型配合物的合成
在维尔纳时代, 几个已知的羰基化合物被看作
化学珍奇。现在, 金属羰基化合物及类羰基配位体(如 N2、NO+、PR3、SCN－等 ) 的金属化合物的研究已发 展成为现代化学的一个重要分支。
配位化学精简版
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4．配离子的电荷
等于中心离子所带电荷和配体总电荷的代数和。 例：Zn2＋离子与CN－离子形成配位数为4的[Zn(CN)4]x离子时， 其配离子电荷数x为x=2＋4(-1)=-2，故为[Zn(CN)4]2－ 配离子。 而[Zn(NH3)6]x的电荷x为＋2。
5.内界：配体与中心原子通过配位作用结合在一起形成的整
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• • • • •
3.特殊配合物： 也称为非经典或非werner型配合物。是指配体除了可以提 供孤对电子或π电子之外，还可以接受中心原子的电子对 形成反馈π键的一类配合物。 例：羰基配合物 π-配合物 羰基配合物：是CO分子与过渡金属中性原子作用而形成 的化合物。 例：Ni(CO)4 Fe(CO)5 π-配合物：以π电子与中心原子作用而形成的化合物，特 殊之处在于π-配合物中没有特定的配位原子。 例：烯烃、炔烃、芳香基团、二茂铁（环戊二烯负离子）
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。 ——多齿配位体的配位数不等于配位体总数： 中心离子配位数=配体个数×每个配体中配位原子个数。 例：[Cu(en)2]2＋配离子中，故Cu2＋离子的配位数为2×2=4。 中心离子都具有特征的配位数：2、4、6。少见3、5或7。
【资料】配位化学1汇编
如 cis-[CoCl2(NH3)4]+,
d和l表示手性, l（左旋，levorotatory， “-”, d(右旋， dextorotatory，“+”). 如d-[Co(en)3]3+
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2）配合物的命名
a) 单核配合物的命名
配离子（配合物内界）的命名
配体的名称在中心离子名称之前，不 同配体名称之间以中圆点（•）分开， 最后一个配体名称之后加一“合” 字。配体的数目用“一、二、三” 等数字表示。
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当配体是一很长名称的有机化合物或复杂配体时，给该配体 加一圆括号。如果中心离子有多种价态，则应在中心离子名 称后的括弧中以罗马数字表示其氧化态。也可在配离子名称 后的圆括号内以阿拉伯数字（如＋1，-2）表明配离子所带 的电荷。例如
[Pt(NO2)(NH3)(NH2OH位原子相同，配体中含原子的数目也相同，则按在 配体结构式中与配位原子相连的原子的元素符号字母顺序 排列; 如：
[PtNH2NO2(NH3)2] 氨基•硝基•二氨合铂（II）
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配位化学1
一.配合物(coordination compound or complex)基本概念
定义 配合物是由含有孤对电子的电子给与
体（配体，路易斯碱）与具有低能量的空 轨道的电子接受体（中心金属离子或原子， 路易斯酸）构成的化合物。配体可以是简 单阴离子，也可以是中性分子。
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[Co(NH3)6]Cl3 三氯化六氨合钴（III） [Cu(NH3)4]SO4 硫酸四氨合铜（II） [Ag(NH3)2]OH 氢氧化二氨合银（1+） 配体命名的次序
化学工程课程英文翻译
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光电检测与信号处理 Optoelectronic Detection and Processing
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固体物理 Solid-State Physics
配位化学
1 h
R
(R)i (R)N (R)
nA1 ’ =(1/12)(3 11+ 012+113+311+012+113)=1 nA2 ’ =(1/12)(311+012+1(-1)3+311+012+1(-1)3)=0 nE’ =(1/12)(321+0(-1)2+103+321+0(-1)2+103)=1
i
i
R
C2v
E
C2
σv
σv’
Rφ1
φ1
φ2 φ2 φ1
ψ（A1）=N(φ1+φ2+φ2+φ1)=(1/2)1/2(φ1+φ2)
ψ（B2）=N(φ1-φ2-φ2+φ1)=(1/2)1/2(φ1-φ2 )
附：归一化系数：
Ni
1
aij 2 j
A1
B2
B1
AO
2S,2Pz
2Py
2Px
GO
φ1+φ2
φ1-φ2
（5）根据对称性匹配原理画出分子轨道能级图
GO2 GO1 GO
2b2 3a1 21ab11 1b2 1a1
MO
2P 2S AO
举例分析2：BH3
（1）找点群确定特征标表
（2）以配体原子成键轨道为基求可约表示特征标 可约表示的特征标等于不被操作位移的成键轨道数目
D3h г(3σ)
（3）约化求群轨道对应的不可约表示
p
1t2
s
1a1
GO
MO
AO
例2、 [CrF6]3－的分子轨道图形处理
配位化学教材全文最新版
第1章配位化学导论配位化学（coordination chemistry）是无机化学的一个重要分支学科。
配位化合物(coordination compounds)（有时称络合物complex）是无机化学研究的主要对象之一。
配位化学的研究虽有近二百年的历史，但仅在近几十年来，由于现代分离技术、配位催化及化学模拟生物固氮等方面的应用，极大地推动了配位化学的发展。
它已广泛渗透到有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学、催化化学、生物化学等领域，而且与材料科学、生命科学以及医学等其他科学的关系越来越密切。
目前，配位化合物广泛应用于工业、农业、医药、国防和航天等领域。
1.1 配位化学发展简史历史上记载的第一个配合物是普鲁士蓝。
它是1704年由柏林的普鲁士人迪斯巴赫（Diesbach）制得，它是一种无机颜料，其化学组成为Fe4[Fe(CN)6]3·nH2O。
但是对配位化学的了解和研究的开始一般认为是1798年法国化学家塔萨厄尔（B.M.Tassaert）报道的化合物CoCl3·6NH3，他随后又发现了CoCl3·5NH3、CoCl3·5NH3·H2O、CoCl3·4NH3以及其他铬、铁、钴、镍、铂等元素的其他许多配合物，这些化合物的形成，在当时难于理解。
因为根据经典的化合价理论，两个独立存在而且都稳定的分子化合物CoCl3和NH3为什么可以按一定的比例相互结合生成更为稳定的“复杂化合物”无法解释，于是科学家们先后提出多种理论，例如，布隆斯特兰德（W.Blomstrand）在1869年、约尔更生（S.M.Jørgensen）在1885年分别对“复杂化合物”的结构提出了不同的假设（如“链式理论”等），但由于这些假设均不能圆满地说明实验事实而失败。
1893年，年仅27岁的瑞士科学家维尔纳（A.Werner）发表了一篇研究分子加合物的论文“关于无机化合物的结构问题”，改变了此前人们一直从平面角度认识配合物结构的思路，首次从立体角度系统地分析了配合物的结构，提出了配位学说，常称Werner配位理论，其基本要点如下：(1) 大多数元素表现有两种形式的价，即主价和副价；(2) 每一元素倾向于既要满足它的主价又要满足它的副价；(3) 副价具有方向性，指向空间的确定位置。
Lesson 5 Coordination Chemistry
配体数，但有时，甚至计数可能变得模糊不清。
ambiguous [æmˈbɪɡjuəs] adj. 含糊的、不明确的、 引起歧义的、有两种或多种意思的、模棱两可
• Coordination numbers are normally between two and nine, but large numbers of ligands are not uncommon for the lanthanides and actinides. The number of bonds depends on the size, charge, and electron configuration of the metal ion and the ligands. Metal ions may have more than one coordination number.
【第三段】
•
Coordination refers to the “coordinate valent bonds” (dipolar bonds) between the ligands and central atom. Originally [əˈrɪdʒənəli] , a complex implied a reversible association of molecules, atoms, or ions through such weak chemical bonds. As applied to Coordination chemistry, this meaning has evolved. Some metal complexes are formed virtually irreversibly and many are bound together by that are quite strong.
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锆—吡咯基配合物的合成与结构：对吡咯基配体配位方式影响因素的计算分析□ 文/Joseph M.Tanski ，Gerard Parkin*（约瑟.坦斯基，杰拉德.帕金）纽约哥伦比亚大学化学学院，纽约100272001.11.20 收稿摘要：具有η1和η5吡咯基配位方式的锆配合物的一系列结构特点已有初步研究报道。
确切的说，2,5 - 二芳基-吡咯[pyr Ar2]配体（Ar= 苯基 ，2,4 – 二甲苯基）已经被用来制备[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3(NMe 2H), [pyr Ar2]Zr(NMe 2)3,, [pyr Ar2]Zr(NMe 2)I 2和[η 5-pyr Ar2]2ZrCl 2.。
密度泛函计算结果表明，各种配位方式相对的稳定性可以被立体因素及金属中心的路易斯酸性所影响。
毫无疑问，环戊二烯配体，在有机过渡金属化学的发展中起到了关键作用。
通过和环戊邻二苯基比较，相关等电子杂环吡咯配体，[pyr Rn ]，1已不大适用于过渡金属化学。
2关于锆化学，通过X 射线衍射实验，一些吡咯配合物的结构已经得到认证，观察到吡咯配体和戊二烯配体相似，只能通过氮原子结合η1-模式，3而不是η5-模式。
在本文中，我们报道了一系列单一和二度（吡咯）锆配合物的合成和结构特征在吡咯配体的η5-配位中起重要的作用，而且计算分析研究致力于找到影响吡咯配体于这些衍生物中η5和η1对抗配位方式的因素。
吡咯配体芳基的2 - 5位取代以前未应用于早期的过渡金属化学。
然而，我们认为这样的取代基会提供有助于像[η5-pyr Ar2]2二卤化锆类型的二茂锆化合物的类似物的稳定的合成和隔离。
确实，[pyr Ar2]2ZrCl 2（Ar= 苯基，2,4 – 二甲苯基）可能是由四氯化锆和[pyr Ar2] Li 4(方案1)反应得到的。
因此提供吡咯相对物到已知的弯曲插入的环戊二烯基复合物，（CP R ）2-ZrCl 2。
同样，易得到的半插入锆吡咯配合物是由 Zr(NMe 2)4和[pyr Ar2]H 反应得到[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3的，通过二甲胺加成[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3(NMe 2H)。
[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3是其他锆吡咯配合物的前体。
因此，[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3和2当量的Me 3SiI 合成二碘化物[pyr Ar2]Zr(NMe 2)I 2，然而和3当量的会导致配体重新分配，形成[pyr Ar2]2ZrI 2（Ar= 苯基）。
因此，二氯化合物[pyr Ar2]2ZrCl 2可以由[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3和过量的Me 3SiCl 反应得到。
（Me=甲基，pyh=吡咯基，注释中有，下文不再赘述）。
吡咯基配合物配位方式的最终确定需要通过X 射线衍射实验来鉴定（图1-3）。
6值得注意的是一个η5吡咯配位方式在苯基取代的吡咯配合物[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3，[pyr Ar2]Zr(NMe 2)I 2，[pyr Ar2]2ZrX 2 (X=Cl,I 、Ar= 苯基、pyr=吡咯基) 和对二甲苯基取代取代的吡咯配合物[pyr Xyl 2] 合锆（氮-二甲基）二碘（Xyl=对二甲苯基）和[pyr Xyl 2]2-ZrCl 2.中被找到。
鉴于尽管试图具体合成符合η5配位特征7的配合物，但只有对锆的η1配位是预先通过X 射线衍射实验验证的，故η5配位在本系统的观察是最值得注意的。
举例来说，配合物Cp 2Zr[η1-pyr Me2]2和[η1-pyr Me2]4Zr 用加强满足二甲基吡咯配体的立体构型需要将有利于η5配位的概念合成了出来。
（图4）但是，η1配位占优和η5配位方式的机理仍然没有掌握3b,8。
尽管在本文中偏向报道锆配合物中的η5配位，但[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3(NMe 2H) (Ar =Ph, Xyl)和[pyr Xyl2]Zr(NMe 2)3显示含有η1配位。
由于η5配位会因为增加配位数时加大了空间位阻效应从而不占优，那么观察到得二甲胺加成物[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3(NMe 2H)的η1配位也变得可以理解。
但不是那么容易理解的是二甲苯基衍生物[pyr Xyl2]Zr(NMe 2)3显示含有吡咯配体的η1配位而苯基衍生物显示含有η5配位确是事实。
（图3）这种配位方式上的不同和位阻大的取代基（例如Bu t ）在吡咯基的2,5位通常是η5配位优于η1配位2,9,10的概念是相悖的。
这样的主张是基于η1配位会迫使其直接向金属中心“弯曲”取代，从而影响相互作用力。
位阻更大的[pyr Xyl2]取代基η1配位占优比[pyr Ph2]取代基更显著的现象表明芳基和烷基有不同的取代机理，因为芳基各原子“共平面”。
具体来说，邻位取代动摇了吡咯和芳环的共平面构像，这种变化有助于从η5配位占优到η1配位占优的转变。
如图4所示。
为了进一步解决这个问题，我们通过一系列的密度泛函理论计算来评估η1和η5吡咯基配位方式对[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3 和[pyr Ar2]Zr(NMe 2)I 2(Ar=Ph, Xyl)11稳定性的影响。
数据表明，η5配位更大程度上倾向于能量更小的配位方式。
(i) (NMe 2) I 2取代基比[pyr Xyl2]取代基约少3千卡每摩尔(ii)二碘配合物[pyr Ar2]Zr(NMe 2)I 2比三胺配合物[pyrAr 2]Zr(NMe 2)3约少10千卡每摩尔。
增加邻位取代的位阻使[py rXyl2]取代基的η5配位不占优可能是前种配位倾向的合理解释。
同样，同时增强NMe 2对碘的位阻效应和给电子能力使在[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3中的η5配位比pyr Ar2]Zr(NMe 2)I 2.中更大程度上不占优可能是后种配位倾向的合理解释。
考虑到在[pyr Ph2]Zr(NMe 2)3中η5配位方式比η1配位方式更占优，其钛取代的类似物[pyr Ph2]Ti(NMe 2)3存在吡咯取代基η1配位是值得注意的。
此外，计算表明，钛配合物η1配位方式比锆配合物η1配位方式能量高9.25千卡每摩尔，可能是由于钛的位阻小造成的立体相互作用加剧。
[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3和[py rAr2]Zr(NMe 2)I 2衍生物之间一个有趣的区别是，二碘配合物NMe 2配体的甲基和金属中心锆之间存在β-抓氢键。
NMe 2配体在平面三角几何上的显著变形为它的这种罕见的键提供了证据。
13例如，[pyr Ph2]Zr(NMe2)I2中Zr-N-Me的键角分别为108.9(8)°和141.3(6)°，这和剑桥结构数据库中列出的锆-二甲氨基配合物的结构特征平均键角为125.7°的数值有很大的差别。
14短键 Zr•···•C之间(2.84(1) Å)和Zr•····H之间 (2.61(8)Å)的键距也和抓氢键的键距相符。
例如，[pyr ph2]Zr(NMe2)I2中Zr••••···•C的键距介于它在阳离子氢键乙基配合物{[Cp Me]2Zr(Et)(PMe3)}+的键距(2.63 Å)15和它在九氢键乙基配合物中的键距(3.17 3.42 Å).14之间。
鉴于锆-配合物在烯烃聚合方面的广泛应用，[pyr Ph2]ZrCl2在methylalumoxane甲基矾环氧乙烷(MAO)中的催化活性已有研究。
实际上Cp2ZrCl2/MAO的烯烃聚合催化效率约是[pyr Ph2]ZrCl2/MAO的20倍。
总的来说，一系列含有[pyr Ar2]配体的η1和η5吡咯配位方式的锆-配合物已经制得。
密度泛函理论（DET）计算表明，各种配位方式的相对稳定性受立体因素和金属中心的路易斯酸性共同影响，如此以致大位阻和π电子供体配体在接近金属中心时倾向η1配位方式。
除了位阻效应以外，芳基的邻位取代也会降低η5配位方式的相对稳定性，因为它破坏了吡咯和芳环的共平面构象。
这样，增大芳基的位阻效应可能会导致与烷基η1配位方式比η5配位方式占优相反的结论。
本文报道的结构表明，被取代的吡咯配体提供了影响锆-配合物配位立体结构多样的途径。
注释：1.[pyr Rn]是吡咯配体(C5RnH4-nN)的缩写，其中上标表示取代基的数量和类型。
2.参考文献：(a) Kershner, D. L.; Basolo, F. Coord.《化学发现》1987年第79期279到292页；(b) Nief, F. Eur. J.《无机化学》2001年891页到904页。
3.参考文献：(a) Bynum, R. V.; Hunter, W. E.; Rogers, R. D.; Atwood,J. L. 《无机化学》1980年第19期2368到2374页；(b) Bynum, R. V.;Zhang, H. M.;Hunter, W. E.; Atwood, J. L. 《Can. J. Chem.》1986年64期1304到1307页。
4.[pyr Xyl2]H使用合成[pyr Ph2]H相似的方法合成的，见于Patterson, J. M.;Soedigdo, S. J.《有机化学》1968年第33期2057到2061页。
5.[pyr Ph2]Zr(NMe2)I2也能由[pyr Ph2]Zr(NMe2)3和4当量的MeI在Me4NI是副产物的反应中合成，此外，碘化物[pyr Ph2]Zr(NMe2)I2中的碘来自2当量的MeI。
6.见晶体结构数据的支持信息。
7.然而值得注意的是，吡咯片段对锆中心的η5配位方式已经在卟啉衍生物中有了观察研究。
见于，比如(a) Solari, G.; Solari, E.; Floriani,C.;Chiesi-Villa, A.; Rizzoli, C.《有机金属》1997年第16期508到510页；Jacoby, D.; Floriani, C.; Chiesi-Villa, A.; Rizzoli, C.《JACS》1993年115期3595到3602页。
8.对于锆-吡咯配合物，它们的配位方式还没有经X射线衍射实验所证实。
见于(a) Kuhn, N.;Stubenrauch, S.; Boese, R.; Bläser, D.《anomet. Chem》1992年440期289到296页；(b) Dias, A. R.;Galväo, A. M.; Galväo,A.C. 《anomet. Chem》2001年632期157到163页。