第五章-配位化学PPT课件
配位化学
2020年9月28日
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1 本章目录
中学化学链接
•初中化学 CuSO4·5H2O •化学Ⅰ、Ⅱ有关“配位化学”教学要求： 结晶水合离子化合物、银氨溶液
2020年9月28日
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2 本章目录
选修模块教学要求
1.理解简单配位键的形成过程。
2.能用配位键说明简单配合物的形成，知道形成配合物的 条件，了解配合物组成，知道配合物在水溶液中的电离情 况。
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).
乙二胺(en)： NH2—CH2—CH2—H2N
2020年9月28日
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10 本章目录
OO
草酸根：
‖‖
—O—C—C—O—
乙二胺四乙酸（EDTA）
HOOC—CH2
例如：红色的CsRh(SO4)2·4H2O复盐就是配 合物 。
2020年9月28日
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6 本章目录
NH3
2+
NH3 Cu2+ NH3
NH3
[ NH3 Ag+ NH3 ]+
[Cu(NH3)4]2+ [Ag(NH3)2]+
2020年9月28日
[Fe (CN)6 ]3-
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7 本章目录
配合物的组成
的空间构型不作要N求F3不。易与Cu2＋形成配离子，其原因是_______________。
福建（2）在[Z(NH3)4]2+离子中，Z2+的空间轨道受NH3分子
2020年9月28日
提供的 形成配位键。
3
Байду номын сангаас
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1 基本概念 1.1 配合物及其组成
例：以下三种复杂化合物
AgCl·2NH3 CuSO4·4NH3 KCl·MgCl2·6H2O
2020年9月28日
16
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异性双位配体（两可配体）： 如：SCN-, CN-, NO2-等
NCS MM N CS
NC S
O
N
M
M
O
M
2020年9月28日
O N
O
O
N
O
M
17
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桥连配体：
如：OH-，X-，N3-，CN-，SCN-，C2O42-，等
H MO M
2020年9月28日
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4 本章目录
溶于水后： AgCl·2NH3 → [Ag(NH3)2]+ + ClCuSO4·4NH3 →[Cu(NH3)4]2++SO42KCl·MgCl2 ·6H2O → K+ +Mg2++3Cl- + 6H2O
配合物：含有配离子（配位单元）的化合 物称为配合物。
[Cu (NH3) 4 ] SO4
中配配 外
心位位 界
离体体
子
数
内界
2020年9月28日
K3 [Fe (CN) 6 ]
外 界
中配配 心位位 离体体
子数
内界
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8 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.
CH2—COOH
N—CH2CH2—N
HOOC—CH2
CH2—COOH
2020年9月28日
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11 本章目录
多基配位体与中心离子配位后形成的配 合物具有环状结构，例：[Cu(en)2]2+
H2C—H2N Cu
H2C—H2N
NH2—CH2 NH2—CH2
2020年9月28日
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12 本章目录
O MN
OM
N N
N
M
M
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M N CSM
OO
M
M
OO
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18 本章目录
4.配位数: 直接与中心离子配位的配位 原子的数目叫做中心离子的配位数.
例: [Cu (NH3)4]SO4 [Cu(en)2]2+ K3 [Fe (CN)6 ] [Zn(EDTA)]2-
Cu2+ 的配位数为 4 Cu2+ 的配位数为 4 Fe3+ 的配位数是 6 Zn2+的配位数是 6
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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15 本章目录
例：稳定性
[Cu(EDTA)]2- > [Cu(en)2]2+ >[Cu(NH3)4]2+
AgCl·2NH3、 CuSO4·4NH3是配合物 ， KCl·MgCl2 ·6H2O 为复盐。
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5 本章目录
什么是复盐？（重盐） 复盐 —— 即由两种或两种以上同种晶型的 简单盐类所组成的化合物 。
复盐究竟是不是配合物 ？
应以配合物特征 —— 即是否含有配位键 来判断 。
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。
H2O中的O ，NH3中的 N ，CN-中的C.
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9 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。
例：[Zn(EDTA)]2- (五个五员环)
CO
O
CH2
CO—CH2
O
N
Zn
O
N
CO CH2
CH2 CH2 CH2
O
2020年9月28日
CO
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13 本章目录
2020年9月28日
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14 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
又称为螯合剂。中心离子与螯合剂个数之 比称为螯合比。
2020年9月28日
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19 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
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NH3
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20 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.
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3构.知现道象由，于以配及位2广由0体东0于9示高在胆同意考矾空分图链C间如异u接S的下构O：4排·而5H列产2O顺生可序的写不成性[同C质u可的(H能2不O产)同4]S生。O同4 H分2O异，其结构
（4）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)2]2＋
4.配离子的中心离配子离的子杂。化已知轨N道F3类与N型H，3的一空些间构常型见都的是配三离角锥子形，但
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•初中化学 CuSO4·5H2O •化学Ⅰ、Ⅱ有关“配位化学”教学要求： 结晶水合离子化合物、银氨溶液
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选修模块教学要求
1.理解简单配位键的形成过程。
2.能用配位键说明简单配合物的形成，知道形成配合物的 条件，了解配合物组成，知道配合物在水溶液中的电离情 况。
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).
乙二胺(en)： NH2—CH2—CH2—H2N
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OO
草酸根：
‖‖
—O—C—C—O—
乙二胺四乙酸（EDTA）
HOOC—CH2
例如：红色的CsRh(SO4)2·4H2O复盐就是配 合物 。
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NH3
2+
NH3 Cu2+ NH3
NH3
[ NH3 Ag+ NH3 ]+
[Cu(NH3)4]2+ [Ag(NH3)2]+
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[Fe (CN)6 ]3-
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配合物的组成
的空间构型不作要N求F3不。易与Cu2＋形成配离子，其原因是_______________。
福建（2）在[Z(NH3)4]2+离子中，Z2+的空间轨道受NH3分子
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提供的 形成配位键。
3
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1 基本概念 1.1 配合物及其组成
例：以下三种复杂化合物
AgCl·2NH3 CuSO4·4NH3 KCl·MgCl2·6H2O
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异性双位配体（两可配体）： 如：SCN-, CN-, NO2-等
NCS MM N CS
NC S
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O N
O
O
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桥连配体：
如：OH-，X-，N3-，CN-，SCN-，C2O42-，等
H MO M
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溶于水后： AgCl·2NH3 → [Ag(NH3)2]+ + ClCuSO4·4NH3 →[Cu(NH3)4]2++SO42KCl·MgCl2 ·6H2O → K+ +Mg2++3Cl- + 6H2O
配合物：含有配离子（配位单元）的化合 物称为配合物。
[Cu (NH3) 4 ] SO4
中配配 外
心位位 界
离体体
子
数
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外 界
中配配 心位位 离体体
子数
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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.
CH2—COOH
N—CH2CH2—N
HOOC—CH2
CH2—COOH
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多基配位体与中心离子配位后形成的配 合物具有环状结构，例：[Cu(en)2]2+
H2C—H2N Cu
H2C—H2N
NH2—CH2 NH2—CH2
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4.配位数: 直接与中心离子配位的配位 原子的数目叫做中心离子的配位数.
例: [Cu (NH3)4]SO4 [Cu(en)2]2+ K3 [Fe (CN)6 ] [Zn(EDTA)]2-
Cu2+ 的配位数为 4 Cu2+ 的配位数为 4 Fe3+ 的配位数是 6 Zn2+的配位数是 6
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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例：稳定性
[Cu(EDTA)]2- > [Cu(en)2]2+ >[Cu(NH3)4]2+
AgCl·2NH3、 CuSO4·4NH3是配合物 ， KCl·MgCl2 ·6H2O 为复盐。
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什么是复盐？（重盐） 复盐 —— 即由两种或两种以上同种晶型的 简单盐类所组成的化合物 。
复盐究竟是不是配合物 ？
应以配合物特征 —— 即是否含有配位键 来判断 。
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。
H2O中的O ，NH3中的 N ，CN-中的C.
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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。
例：[Zn(EDTA)]2- (五个五员环)
CO
O
CH2
CO—CH2
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CO CH2
CH2 CH2 CH2
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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
又称为螯合剂。中心离子与螯合剂个数之 比称为螯合比。
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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
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[Zn(NH3)4]2+ 配位数为4，正四面体.
[FeF6]3- 配位数为6，正八面体.
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3构.知现道象由，于以配及位2广由0体东0于9示高在胆同意考矾空分图链C间如异u接S的下构O：4排·而5H列产2O顺生可序的写不成性[同C质u可的(H能2不O产)同4]S生。O同4 H分2O异，其结构
（4）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)2]2＋
4.配离子的中心离配子离的子杂。化已知轨N道F3类与N型H，3的一空些间构常型见都的是配三离角锥子形，但
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合工大工科化学课件第5章
2014-1-3 17
第五章 配位化合物 5.3.2 稳定常数的应用
1. 配合物系统中各组分浓度的计算 [例5.1] 利用稳定常数计算0.1mol· -1的一价铜的氨合物 L Cu(NH3)2+和同浓度二价铜的氨合物Cu(NH3)42+分别在 0.1mol· -1NH3存在下金属离子的浓度。 L [解]：设Cu+的浓度为x mol· -1，则达到平衡时溶液中各物种 L 的浓度分别为： [Cu(NH3)2]+ Cu++2NH3 平衡浓度(mol.dm-3) (0.1-x)≈0.1 x 0.1+2x0.1
2014-1-3
12
第五章 配位化合物 3. 内轨型和外轨型配位化合物
前已述及，当d轨道参与杂化并成键时，可能存在两种情 况。第一种情况是只动用中心离子（或原子）的外层nd轨 道，而不改变次外层(n-1)d轨道的电子排布。这时配位原 子上的孤对电子填入到中心离子（原子）的外层杂化轨道。 如[FeF6]3-，在形成配合物时，中心离子全部以外层空轨道 （ns,np,nd）参与杂化成键，所形成的配合物称为外轨型 配合物。 第二种情况是动用次外层(n-1)d轨道，将(n-1)d、ns、np轨 道进行杂化，这时就可能影响(n-1)d轨道中的电子排布， 因为需要空出一部分d轨道进行杂化，以容纳配位原子的 孤对电子。如[Cu(NH3)4]2+，在形成配合物时，中心离子 的次外层（n-1）d轨道与外层空轨道（ns,np）一起参与杂 化成键，所形成的配合物称为内轨型配合物。
2014-1-3
14
第五章 配位化合物 2. 磁性
物质的磁性大小可用磁矩来衡量，它与所含未成对电子 数n之间的关系可表示为： n(n 2) B。其中B称为玻 尔磁子，是磁矩的单位。 形成配合物后，中心离子内层(n-1)d轨道中未成对的电子数 可能发生变化，因此磁性亦随之发生变化。当形成外轨型 配合物时，中心原子的价层结构受配体的影响较小，其未 成对电子数多，磁矩较大；而形成内轨型配合物时，中心 原子受配体影响，价层结构发生变化，未成对电子数减少 甚至为0，因而磁矩较小或为0。如果物质内部的电子都是 自旋配对的，则电子自旋产生的磁矩互相抵消，因而表现 出抗磁性（又称逆磁性）；如果物质内部含有未成对电子， 则由电子自旋产生的磁矩不能完全抵消，就表现出顺磁性。
第五章 配位化合物 5.3.2 稳定常数的应用
1. 配合物系统中各组分浓度的计算 [例5.1] 利用稳定常数计算0.1mol· -1的一价铜的氨合物 L Cu(NH3)2+和同浓度二价铜的氨合物Cu(NH3)42+分别在 0.1mol· -1NH3存在下金属离子的浓度。 L [解]：设Cu+的浓度为x mol· -1，则达到平衡时溶液中各物种 L 的浓度分别为： [Cu(NH3)2]+ Cu++2NH3 平衡浓度(mol.dm-3) (0.1-x)≈0.1 x 0.1+2x0.1
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第五章 配位化合物 3. 内轨型和外轨型配位化合物
前已述及，当d轨道参与杂化并成键时，可能存在两种情 况。第一种情况是只动用中心离子（或原子）的外层nd轨 道，而不改变次外层(n-1)d轨道的电子排布。这时配位原 子上的孤对电子填入到中心离子（原子）的外层杂化轨道。 如[FeF6]3-，在形成配合物时，中心离子全部以外层空轨道 （ns,np,nd）参与杂化成键，所形成的配合物称为外轨型 配合物。 第二种情况是动用次外层(n-1)d轨道，将(n-1)d、ns、np轨 道进行杂化，这时就可能影响(n-1)d轨道中的电子排布， 因为需要空出一部分d轨道进行杂化，以容纳配位原子的 孤对电子。如[Cu(NH3)4]2+，在形成配合物时，中心离子 的次外层（n-1）d轨道与外层空轨道（ns,np）一起参与杂 化成键，所形成的配合物称为内轨型配合物。
2014-1-3
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第五章 配位化合物 2. 磁性
物质的磁性大小可用磁矩来衡量，它与所含未成对电子 数n之间的关系可表示为： n(n 2) B。其中B称为玻 尔磁子，是磁矩的单位。 形成配合物后，中心离子内层(n-1)d轨道中未成对的电子数 可能发生变化，因此磁性亦随之发生变化。当形成外轨型 配合物时，中心原子的价层结构受配体的影响较小，其未 成对电子数多，磁矩较大；而形成内轨型配合物时，中心 原子受配体影响，价层结构发生变化，未成对电子数减少 甚至为0，因而磁矩较小或为0。如果物质内部的电子都是 自旋配对的，则电子自旋产生的磁矩互相抵消，因而表现 出抗磁性（又称逆磁性）；如果物质内部含有未成对电子， 则由电子自旋产生的磁矩不能完全抵消，就表现出顺磁性。
第五章小结 配位化学
Na3[Ag(S2O3)2] 二(硫代硫酸根)合银(Ⅰ)酸钠 NH4[Cr(NCS)4(NH3)2] 四(异硫氰酸根)· 二氨合铬(Ⅲ)酸铵
(5) 有些配体具有相同的化学式，但由于配位原子不 同，而有不同的命名。另外，某些分子或基团，作配 体后读法上有所改变
如: ONO-(O为配位原子) 亚硝酸根 NO2-(N为配位原子) 硝基 SCN-(S为配位原子) 硫氰酸根 NCS-(N为配位原子) 异硫氰酸根 CO 羰基 NO 亚硝基 OH-
内轨型
价键理论的优缺点
优点：简单明了，易于理解和接受，
可以解释配离子的几何构型
及某些化学性质和磁性等。 缺陷：不能定量地说明配合物的性质。 如不能解释配离子的颜色等。
5.3 配位平衡
5-3-1 配位平衡及其平衡常数
[Cu(NH3)4]SO4在水溶液中 配合物的外界和内界完全解离 [Cu(NH3)4]SO4 → [Cu(NH3)4]2+ + SO42配离子部分解离 [Cu(NH3)4]2+ Cu2+ + 4NH3
n—未成对电子数
=√n(n+2)
n(未成对电子数) 0 1 2 3 4 5
(理)/B.M.
0 1.73 2.83 3.87 4.90 5.92
[FeF6]3[Fe(CN)6]3
/B.M.
n(未成对电子数)
5.90
5
2.0
1
Fe3+的d电子构型
杂化轨道 sp3d2
d5
d2sp3
配键类型
外轨型
例： K[PtBrCl2NH3]
2. 配合物的命名
习惯命名： 如 K4[Fe(CN)6] K2[PtCl6] 系统命名： (1) 若配合物的外界酸根是一个简单的酸根，称为某化某。 黄血盐或亚铁氰化钾 氯铂酸钾
(5) 有些配体具有相同的化学式，但由于配位原子不 同，而有不同的命名。另外，某些分子或基团，作配 体后读法上有所改变
如: ONO-(O为配位原子) 亚硝酸根 NO2-(N为配位原子) 硝基 SCN-(S为配位原子) 硫氰酸根 NCS-(N为配位原子) 异硫氰酸根 CO 羰基 NO 亚硝基 OH-
内轨型
价键理论的优缺点
优点：简单明了，易于理解和接受，
可以解释配离子的几何构型
及某些化学性质和磁性等。 缺陷：不能定量地说明配合物的性质。 如不能解释配离子的颜色等。
5.3 配位平衡
5-3-1 配位平衡及其平衡常数
[Cu(NH3)4]SO4在水溶液中 配合物的外界和内界完全解离 [Cu(NH3)4]SO4 → [Cu(NH3)4]2+ + SO42配离子部分解离 [Cu(NH3)4]2+ Cu2+ + 4NH3
n—未成对电子数
=√n(n+2)
n(未成对电子数) 0 1 2 3 4 5
(理)/B.M.
0 1.73 2.83 3.87 4.90 5.92
[FeF6]3[Fe(CN)6]3
/B.M.
n(未成对电子数)
5.90
5
2.0
1
Fe3+的d电子构型
杂化轨道 sp3d2
d5
d2sp3
配键类型
外轨型
例： K[PtBrCl2NH3]
2. 配合物的命名
习惯命名： 如 K4[Fe(CN)6] K2[PtCl6] 系统命名： (1) 若配合物的外界酸根是一个简单的酸根，称为某化某。 黄血盐或亚铁氰化钾 氯铂酸钾
配位化学-络合与螯合ppt课件
—
有一些络合物是有机化合物作配体，配位原子两个或两个以上，并且形成闭合的 环状，象这种含有两个以上配位原子并且能与中心离子（原子）进行多点结合的配 体，叫多齿配体。形成的络合物叫螯合物。
例如： 中 H2N—CH2 —CH2 —NH · · 2
· ·
M代表金属离子，两个配位原子和 心离子结合形成五元环。
9.2.2螯合物的性质
螯合物比普通络合物要稳定得多，五元环或六元环的螯合物最为稳定， 四元环、七元环和八元环的螯合物比较少见，形成螯环的数目越多，稳定 性也越大。 金属螯合物不仅有较高的稳定性，还常常是难溶于水的或带有特征颜 色的化合物，在分析工作中利用这一特点可作为离子的分离和检验试剂。
例如：丁二酮肟是鉴定Ni2+的特效试剂，它与Ni2+在稀氨溶液中生成樱桃红色 的沉淀，生物学中测定蛋白质用的二缩脲反应也是利用二缩脲与Cu 2+生产特殊的兰 色螯合物。 生物中的血红素是Fe2+的螯合物，叶绿素是Mg2+离子的螯合物，配体都是卟啉。 土壤中直接施加磷肥，P会和Fe3+，Al3+等金属离子形成难溶解的AlPO4 FePO4，不能被作物吸收。当施加磷肥后，在施加有机肥，其中的羟基酸，如柠檬 酸、酒石酸等与Fe3+，Al3+等金属离子形成易溶解的螯合物，可提高可溶性P的肥效。 微量元素在人体内几乎全部以螯合物的形式吸收和利用。
M
O—C＝O M O—C＝O
●●
●●
草酸根离子，有两个配位原子，和金属离子形成五员环
—
O—C
●●
●●
C—O—
●●
乙二胺四乙酸根离子， 共有6个配位原子，和Ca、 Mg等离子结合，形成5个五员环。
无机化学 配位化合物的价键理论 PPT课件
又如，实验测得 [ FeF6 ]3－ 的
= 5.88 B 由 = n（n + 2） B
推出 n = 5，F－ 不使 Fe3+ 的 d 电子重排，故 F－ 是弱配体。
7. 3 配位化合物的价键理论
本节讨论的实质性内容是配位 单元的空间结构。
7. 3. 1 配位单元的构型 与中心的杂化方式
在第五章中，我们学习过分子 构型与杂化方式的关系，并且熟悉 下面 5 种构型与杂化方式。
直线形 三角形 正四面体 三角双锥 正八面体
sp sp2 sp3 sp3d sp3d2
杂化 杂化 杂化 杂化 杂化
2 配位 3 配位 4 配位 5 配位 6 配位
在本章中，我们将学习和接触 下面 3 种新的杂化方式和它们所对 应的构型。
正方形 三角双锥 正八面体
dsp2 杂化 dsp3 杂化 d2sp3 杂化
4 配位 5 配位 6 配位
7. 3. 2 中心杂化轨道的形成 1. ns np nd 杂化
4p 4s 3d
4p 4s 3d
形成 sp3 杂化轨道，正四面 体分布，4 个 CO 的电子对配入 sp3 杂化轨道。
4p 4s 3d
形成的 [ N（i CO）4 ]，构型为正四 面体。
例 7. 1 和例 7. 2 的共同点是，配 体的电子对配入中心的外层轨道，即 ns np nd 杂化轨道。
形成外轨型配位化合物。 所成的配位键称为电价配键。 电价配键的强度不高。
例 7. 1 和例 7. 2 的不同点是， 配体 CO 能够使中心的价电子发生 重排，这样的配体称为强配体。
常见的强配体有 CO，CN－， NO2－ 等。
F － 不能使中Cl－， H2O 等。
配位化学PPT
1,3,5-苯羧基取代苯
各种分子间作用力
调整分子间作用力
❖ 氢键：通过合成子末端的官能团起作用 包括–COOH, –OH,–NHx (x≥1)等等
调整分子间作用力
❖ 金属配位键：最终结构由配位数决定 氢键得到的是六配位的 得到的大多是四配位的
金属配位键
化学键
比非共价键的键能大： ❖ 产物的稳定性提高； ❖ 结构不易调整
界面组装法构建二维分子多孔网络结构
二维分子多孔网络的应用
❖ 在纳米孔内完成分子对接 ❖ 作为合成主—客体化合物的二级模板 ❖ 纳米孔的限域作用，进行新的化学反应 ❖ 生物化学传感器
界面组装法构建二维分子多孔网络结构
❖ 界面组装——分子自组装法 分子间非共价键： 范德华力；氢键；偶极—偶极作用；金属配位键
溶剂效应
❖ 极性 ❖ 粘性 ❖ 溶剂化作用
溶剂效应
❖ TMA在热解石墨表面进行组装时，采用从丁 酸到壬酸一系列的脂肪羧酸做溶剂，发现花 瓣结构只出现在丁酸，戊酸，己酸这些碳链 较长的溶剂酸中，而蜂窝结构只出现在辛酸， 壬酸溶剂中，在庚酸溶剂中同时出现了两种 结构。可能是因为短链酸溶剂有助于形成 TMA聚合体，而这种聚合体出现在花瓣结构 中。
❖ 二维——基底 ❖ 多孔网络结构——孔径及孔间距均在纳米级
（10nm左右）
目前研究的热点与难点
二维分子多孔网络结构： ❖ 可控性:空间距离，孔的大小 ❖ 预测性， ❖ 稳定性
影响最终产物结构的因素
❖ 内部因素： 合成子的选择：一元合成子 二元合成子体系； 各种分子间作用力
❖ 外部因素： 基底效应:分子与基底间的作用 溶剂效应:分子与溶剂间的作用
溶剂效应
❖ 在极性溶剂中容易制的非极性构象的组装分 子，而在非极性溶剂中常常得到极团：与邻近分子间作用力的大小 ❖ 对称性和几何结构：最终的模型和对称性
各种分子间作用力
调整分子间作用力
❖ 氢键：通过合成子末端的官能团起作用 包括–COOH, –OH,–NHx (x≥1)等等
调整分子间作用力
❖ 金属配位键：最终结构由配位数决定 氢键得到的是六配位的 得到的大多是四配位的
金属配位键
化学键
比非共价键的键能大： ❖ 产物的稳定性提高； ❖ 结构不易调整
界面组装法构建二维分子多孔网络结构
二维分子多孔网络的应用
❖ 在纳米孔内完成分子对接 ❖ 作为合成主—客体化合物的二级模板 ❖ 纳米孔的限域作用，进行新的化学反应 ❖ 生物化学传感器
界面组装法构建二维分子多孔网络结构
❖ 界面组装——分子自组装法 分子间非共价键： 范德华力；氢键；偶极—偶极作用；金属配位键
溶剂效应
❖ 极性 ❖ 粘性 ❖ 溶剂化作用
溶剂效应
❖ TMA在热解石墨表面进行组装时，采用从丁 酸到壬酸一系列的脂肪羧酸做溶剂，发现花 瓣结构只出现在丁酸，戊酸，己酸这些碳链 较长的溶剂酸中，而蜂窝结构只出现在辛酸， 壬酸溶剂中，在庚酸溶剂中同时出现了两种 结构。可能是因为短链酸溶剂有助于形成 TMA聚合体，而这种聚合体出现在花瓣结构 中。
❖ 二维——基底 ❖ 多孔网络结构——孔径及孔间距均在纳米级
（10nm左右）
目前研究的热点与难点
二维分子多孔网络结构： ❖ 可控性:空间距离，孔的大小 ❖ 预测性， ❖ 稳定性
影响最终产物结构的因素
❖ 内部因素： 合成子的选择：一元合成子 二元合成子体系； 各种分子间作用力
❖ 外部因素： 基底效应:分子与基底间的作用 溶剂效应:分子与溶剂间的作用
溶剂效应
❖ 在极性溶剂中容易制的非极性构象的组装分 子，而在非极性溶剂中常常得到极团：与邻近分子间作用力的大小 ❖ 对称性和几何结构：最终的模型和对称性
配位化学a晶体场PPT课件
f
a2u+t1u+t2u
a2+t1+t2
a2u+b1u+b2u+2eu
g
a1g+eg+t1g+t2g
a1+e+t1+t2
h
eu+2t1u+t2u
e+t1+2t2
i a1g+a2g+eg+t1g+2t2g a第14+页a/2共+7e2页+t1+2t2
晶体场中d轨道能级的分裂
八面体场下d电子能级的分裂
Eeg=6Dq Et2g=-4Dq
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2 正四面体场
1) d轨道与电场的作用
dx2-y2 (dz2)
x y
极大值指向面心 距配体较远，受静电 斥力较弱
dxy (dyz,dxz)
x
y
极大值指向棱的 中点距配体较近，受 静电斥力较强
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能级计算：
E
1.78Dq 2.67Dq
联立(1)和(2)，解出：Et2 = 1.78Dq，
Ee = -2.67Dq
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3 平面正方形场
设四个配体只在x、y平面上沿±x和±y 轴方向趋近于中心 原子，因dx2－y2轨道的极大值正好处于与配体迎头相撞的位置， 受排斥作用最强，能级升高最多。
其次是在xy平面上的dxy轨道。而dz2仅轨道的环形部分在 xy平面上，受配体排斥作用稍小，能量稍低，简并的dxz、dyz 的极大值与xy平面成45°角，受配体排斥作用最弱，能量最低。
650～750
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配位化学 .ppt
400 425 450 490 510 530 550 590
640
730
红
玫瑰红
蓝绿
绿
能量/(kJ· -1) mol
波长/nm 光区 不可见 可见 不可见 被吸收的颜色 紫外区 紫 蓝 绿 黄 橙 红 红外区 观察到的颜色 无色 黄绿 黄 紫红 蓝 绿蓝 蓝绿 无色
301 241 199 169 151 400 500 600 700 800
——解释配合物的颜色
化学10 席婷婷 孔庆梅
晶体场理论的应用
解释配合物颜色
当d 轨道没有填满电子，配合物吸收
可见光某一波长光，d 电子从t2g 跃迁 到eg轨道(称为d-d 跃迁)，配合物呈现 其互补色。
绚 丽 多 彩 的 宝 石
从左到右：黄色 (yellow)
红色 (red) 紫色 (purple) 绿色 (green)
光，显紫色。
— [ Co(NH3)6]3+
—[Co(NH3)5H2O]3+ — [Co(NH3)5Cl]2+ — [Co(NH3)4Cl2]+
橙色 (orange) — [Co(NH3)5NCS]2+
过渡金属化合物的颜色
1. 吸收光谱
自然光照射物质，可见部分全通过 ，则无色透明；全反射，
为白色；全吸收，显黑色。当部分波长的可见光被吸收，而其余
度大于 ZnI 2 ，电荷转移易于 ZnI 2，吸收紫光 ，显黄
绿色。
⑶ HgI 2 电荷跃迁更容易，吸收蓝绿色光，显红色。
这种显色机理称为电荷跃迁。 ⑴ 离子极化发生后，使物质的 b.p.，m.p. 变低 ； 溶解度较小, 颜色发生变化。 ⑵ 温度对极化和电荷跃迁有影响，故影响颜色。