配位化学课件
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配位化学定义组成命名PPT课件
配位化学
第一章 前言 配位化学的定义、组成及命名
❖ 配位化学也称络合物化学，是无机化学的一个重要 分支。配位化学已经渗透到许多自然科学领域和重 工业部门，如分析化学、有机化学、生物化学、医 学、催化反应，以及染料、电镀、湿法冶金、半导
体、原子能等工业中都得到广泛应用。
●、物质的分离与鉴定： ●、电镀业：降低金属离子浓度，使镀件获得均匀、光滑、
❖ 1935年范弗里克(Van Vleck)将分子轨道理论（MOT） 应用于配合物，使配合物的理论日渐完善
❖ 1952年Miller合成出了Cp2Fe，开拓了非经典配合物 研究的新领域。配合物研究进入无机化学的“文艺 复兴”，生物无机、金属有机等新兴交叉学科应运 而生
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。
1.3 配合物的定义
❖ 把像[Cu(H2O)4]2+ 、[Cu(NH3)4]2+ 、[CuCl4]2-这样的 由金属原子与中性分子或者阴离子结合形成的复杂 离子叫做配离子(络离子)，其中的金属原子叫中心 原子（或配离子形成体），其中的H2O、NH3、Cl等叫做配体。
的化合价，即主价和副价
维尔纳 (1866—1919 )
● 元素形成配合物时倾向于主价和
副价都能得到满足
● 元素的副价指向空间确定的方向
戴安邦教授(1901-1999)
中国杰出的无机化学家和教育 家，1981 年当选为 中国科学院化学部学部委员。长期从事无机化学和配位 化学的研究工作，是中国配位化学的奠基者。
1.1 配合物的应用（续）
第一章 前言 配位化学的定义、组成及命名
❖ 配位化学也称络合物化学，是无机化学的一个重要 分支。配位化学已经渗透到许多自然科学领域和重 工业部门，如分析化学、有机化学、生物化学、医 学、催化反应，以及染料、电镀、湿法冶金、半导
体、原子能等工业中都得到广泛应用。
●、物质的分离与鉴定： ●、电镀业：降低金属离子浓度，使镀件获得均匀、光滑、
❖ 1935年范弗里克(Van Vleck)将分子轨道理论（MOT） 应用于配合物，使配合物的理论日渐完善
❖ 1952年Miller合成出了Cp2Fe，开拓了非经典配合物 研究的新领域。配合物研究进入无机化学的“文艺 复兴”，生物无机、金属有机等新兴交叉学科应运 而生
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。
1.3 配合物的定义
❖ 把像[Cu(H2O)4]2+ 、[Cu(NH3)4]2+ 、[CuCl4]2-这样的 由金属原子与中性分子或者阴离子结合形成的复杂 离子叫做配离子(络离子)，其中的金属原子叫中心 原子（或配离子形成体），其中的H2O、NH3、Cl等叫做配体。
的化合价，即主价和副价
维尔纳 (1866—1919 )
● 元素形成配合物时倾向于主价和
副价都能得到满足
● 元素的副价指向空间确定的方向
戴安邦教授(1901-1999)
中国杰出的无机化学家和教育 家，1981 年当选为 中国科学院化学部学部委员。长期从事无机化学和配位 化学的研究工作，是中国配位化学的奠基者。
1.1 配合物的应用（续）
《无机化学》第8章.配位化合物PPT课件
配位化合物的发展趋势与展望
新材料与新能源
随着人类对新材料和新能源需求的不断增加，配位化合物有望在太 阳能电池、燃料电池等领域发挥重要作用。
生物医药领域
配位化合物在药物设计和治疗方面的应用前景广阔，有望为人类疾 病的治疗提供新的解决方案。
环境科学领域
配位化合物在处理环境污染和保护生态环境方面具有潜在的应用价值， 未来有望为环境保护做出贡献。
螯合物
由两个或更多的配位体与同一 中心原子结合而成的配合物，
形成环状结构，如： Fe(SCN)3。
命名
一般命名法
根据配位体和中心原子的名称，加上 “合”字和数字表示配位数的顺序来 命名，如：Co(NH3)5Cl。
系统命名法
采用系统命名法，将配位体名称按照 一定的顺序列出，加上“合”字和数 字表示配位数的顺序，最后加上中心 原子名称，如： (NH4)2[Co(CO3)2(NH3)4]·2H2O。
配位化合物的种类繁多，其组成和结 构取决于中心原子或离子和配位体的 性质。
配位化合物的形成条件
01
存在可用的空轨道 和孤对电子
中心原子或离子必须有可用的空 轨道，而配位体则需提供孤对电 子来形成配位键。
02
能量匹配
中心原子或离子和配位体的能量 状态需要匹配，以便形成稳定的 配位化合物。
03
空间和电子构型适 应性
中心原子或离子和配位体的空间 和电子构型需相互适应，以形成 合适的几何构型和电子排布。
02
配位化合物的组成与结构
组成
配位体
提供孤电子对与中心原子形成配位键的分子或离子。常见的配位 体有：氨、羧酸、酰胺、酸酐、醛、酮、醇、醚等。
中心原子
接受配位体提供的孤电子对形成配位键的原子。常见的中心原子有： 过渡金属元素的离子。
《配位化学》课件
配位化合物的稳定性
总结词
配位化合物的稳定性
详细描述
配位化合物的稳定性取决于多个因素，包括中心原子或离子的性质、配位体的数目和类型、配位键的 数目和类型等。一般来说，配位数越大，配位化合物的稳定性越高。此外，具有强给电子能力的配位 体也能提高配位化合物的稳定性。
03
配位键理论
配位键的定义
总结词
配位键是一种特殊的共价键，由一个 中心原子和两个或更多的配位体通过 共享电子形成。
《配位化学》PPT课件
目录
• 配位化学简介 • 配位化合物 • 配位键理论 • 配位反应动力学 • 配位化学的应用
01
配位化学简介
配位化学的定义
配位化学是研究金属离子与有机配体 之间相互作用形成络合物的科学。
它主要关注配位键的形成、性质和反 应机制，以及络合物在催化、分离、 分析等领域的应用。
方向性是指配位键的形成要求中心原子和配 位体的电子云在特定的方向上重叠。这决定 了配合物的特定空间构型。饱和性则是指一 个中心原子最多只能与数目有限的配位体形 成配位键，这取决于中心原子的空轨道数量 和配位体的可用孤对电子数。
04
配位反应动力学
配位反应的动力学基础
反应速率
01
配位反应的速率是研究配位反应动力学的关键参数，它决定了
05
配位化学的应用
在工业生产中的应用
催化剂
配位化合物可以作为工业生产中的催化剂，如烯烃的氢化反应、 烷基化反应等。
分离和提纯
利用配位化合物的特性，可以实现工业生产中的分离和提纯过程 ，如金属离子的分离和提纯。
化学反应控制
通过配位化合物可以控制化学反应的速率、方向和选择性，从而 实现工业化生产中的优化。
第3章 配位化学PPT课件
第一节 配位化学基础
1.2 配合物的组成及命名
(1) 配合物的命名规则
(c) 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) (d) 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。 [Pt(NO2)(NH3)(NH2OH)(Py)]Cl 氯化硝基·氨·羟氨·吡啶合铂(II)
3 第 章 配位化学
顺-[PtCl2(NH3)2]
目标&要求
掌握较复杂配合物的命名规则 掌握配合物的立体异构现象 掌握配合物化学键基本理论
(价键理论、晶体场理论、配体场理论、分子轨道理论)
了解新型配合物的类型及应用
一、配位化学基础 二、配位立体化学 三、配位化学理论 四、新型功能配合物及应用
第一节 配位化学基础
1.4 配合物的分类
按中心原子数目分类：
单核配合物和多核配合物
按配合物所含配体种类分类：
单一配体配合物和混合配体配合物
按配体的齿数分类：
简单配合物、螯合物、大环配合物等
按配合物价键特点分类：
经典配合物和非经典配合物
第二节 配位立体化学
2.1 配合物的几何构型 2.2 配合物的异构现象
CH2CH2NH2 NH
CH2CH2NH2
二乙三胺(dien)
第一节 配位化学基础
1.3 配体的基本类型及配位能力 四齿配体
二水杨醛缩乙二胺（Salen）
第一节 配位化学基础
1.3 配体的基本类型及配位能力 六齿配体
乙二胺四乙酸钠(EDTA)
第一节 配位化学基础
1.3 配体的基本类型及配位能力 冠醚 （大环醚）
第八章配位化合物ppt课件
● 配离子与形成体的电荷数
()
3
Ag(S 2O3 ) 2 ,
(2)
Pt Cl 3 (NH 3 )
(3)
K 3 Fe (CN) 6
赤血盐 ,
(2)
K 4 Fe (CN) 6
(3)
(0)
Co Cl 3 (NH 3 )3 , Fe(CO) 5
黄血盐
12
13
←
← ←
← ← ←
(1) 内界与外界
32
8.4.1 价键理论 (valence bond theory)
同一原子内，轨道的杂化和不同原子间轨道的重叠构成了共价键 理论的核心论点之一.这里把第二章的s-p杂化轨道扩大到d轨道上 ，形成s-p-d杂化轨道.
(1) 价键理论的要点
● 形成体(M)有空轨道，配位体(L)有孤对电子，形成配位键
Ag(NH 3 )2 Cl
中配 外 心位 界 离体 子
Ni(CO) 4 CoCl3 (NH3 )3
中配 心位 原体 子
中 心配 离位 子体
配离子
形成体 — 中心离子或原子(central ion or central atom)
（配分子） 配位体 — 中性分子或阴离子
形成体 — 提供空轨道 电子对接受体 Lewis酸 配位体 — 提供孤对电子 电子对给予体 Lewis碱
8
（三）配位数
配合物中，直接与中心离子（或原子）配 位的配位原子的数目称中心离子（或原子）的 配位数。
一般中心离子（或原子）配位数为2、4、 6。中心离子的配位数的多少，主要取决于中 心离子和配体的电荷、体积和电子层结构，以 及配合物形成时温度和反应物的浓度等。
配离子的电荷数等于中心离子和配位体电 荷的代数和。
配位化学课件
而[Co(NH3)6]3+的磁矩表明， [Co(NH3)6]3+的电子 结构和[Co(NH3)6]2+不同， Co3+和配体NH3相互作用， 改变了中心离子的电子排布， Co3+电子发生了重排， 采用内层轨道容纳NH3的电子，所以各种性质都较高。
⑵羰基配合物的结构
羰基配合物是指CO与过渡金属所形成的配合物。
⑵中心离子的d轨道在配位体电场的作用下，使原 来能量相同的简并轨道发生能级分裂，有些轨道能量 降低，有些轨道能量升高。
把轨道分裂后，最高能级的d轨道与最低能级的d 轨道之间的能量差—分裂能。
⑶中心离子d轨道的能级分裂，必然会导致在形 成配合物时d电子的重新排布，使配合物体系的能量 下降，产生额外的晶体场稳定化能，从而使配合物 更为稳定。
∴ 4Eeg+6Et2g=0
Eeg-Et2g=10Dq
∴Eeg=+6Dq
Et2g＝－4Dq
可见，在八面体体场中，d轨道能级发生分裂。 每个eg轨道升高6Dq，每个t2g轨道降低4Dq。
②正四面体场中d轨道的能级分裂
当四个配体正好位于正四面体的四个顶点时， 其排列情况和立方体的中心放置金属离子，立方体 的八个顶点每隔一个顶点放置一个配体的排列情况 相同，这样就形成了正四面体场。此时dxy，dyz， dzx分别指向立方体四个平行的棱边中点，距配位体 较近，受到负电排斥作用较强，能级升高。而dz2， dx2-y2分别指向立方体的面心，距配位体较远，受到 的负电排斥作用较弱，使能级下降。
d电子 离子 数
1
V4+
4
Mn3+
5
ห้องสมุดไป่ตู้
Fe3+
某些配合物的磁矩
⑵羰基配合物的结构
羰基配合物是指CO与过渡金属所形成的配合物。
⑵中心离子的d轨道在配位体电场的作用下，使原 来能量相同的简并轨道发生能级分裂，有些轨道能量 降低，有些轨道能量升高。
把轨道分裂后，最高能级的d轨道与最低能级的d 轨道之间的能量差—分裂能。
⑶中心离子d轨道的能级分裂，必然会导致在形 成配合物时d电子的重新排布，使配合物体系的能量 下降，产生额外的晶体场稳定化能，从而使配合物 更为稳定。
∴ 4Eeg+6Et2g=0
Eeg-Et2g=10Dq
∴Eeg=+6Dq
Et2g＝－4Dq
可见，在八面体体场中，d轨道能级发生分裂。 每个eg轨道升高6Dq，每个t2g轨道降低4Dq。
②正四面体场中d轨道的能级分裂
当四个配体正好位于正四面体的四个顶点时， 其排列情况和立方体的中心放置金属离子，立方体 的八个顶点每隔一个顶点放置一个配体的排列情况 相同，这样就形成了正四面体场。此时dxy，dyz， dzx分别指向立方体四个平行的棱边中点，距配位体 较近，受到负电排斥作用较强，能级升高。而dz2， dx2-y2分别指向立方体的面心，距配位体较远，受到 的负电排斥作用较弱，使能级下降。
d电子 离子 数
1
V4+
4
Mn3+
5
ห้องสมุดไป่ตู้
Fe3+
某些配合物的磁矩
配位化学课件
1G
3F 1D 3P 1S
L=2, ML= 2, 1 0,
L=1, ML= 1, 0, L=0, ML= 0,
S=0 MS= 0
S=1 MS= 1, 0 S=0 MS= 0
按照Hund 规则和Pauli原理
1．对于给定组态（L相同），自旋多重度越大，能量越 低。即自旋平行的电子越多， S值越大，能量越低。
1
2 1 1 2 3
1
-1 1 1 1 0
-1
0 1
1
2
1 -1
-1 0 -1 1 0 1
E’
A1’’ A2’’ E’’
G(R)?
-1 -1 -1 1 0
-1 -1 0 1 -2 3
(Rx’Ry) (x2,y2)
13
1 aA’1 = 12〔1.1.3+0+3.1.1+1.1.3+0+3.1.1〕= 1 1 aA’2 = 12 〔1.1.3+0+3.(-1).1+1.1.3+0+3.(-1).1〕= 0 aE = 1 〔1.2.3+0+0+1.2.3+0+0〕=1 12 1 aA1 = 12 〔1.1.3+0+3.1.1+1.(-1).3+0+3.(-1).1〕= 0 1 aA1 = 12 〔1.1.3+0+3.(-1).1+1.(-1).3+0+3.1.1〕= 0 1 aE = 12 〔1.2.3+0+0+1.(-2).3+0+0〕= 0 14
∴ G(R)= E’ ? A’ +
S ; dz2 (px,py) ; (dx2-y2,dxy)
《配位化学的简史》课件
提高公众科学素养
提倡在教育和科普活动中加强对配位化学 的宣传和介绍，提高公众对配位化学的认 识和理解。
THANKS
感谢观看
05
结论
配位化学的贡献与影响
推动化学发展
配位化学的发展对化学领域产生了深远的影响，为许多化学现象提 供了理论支持，促进了化学的进步。
实际应用广泛
配位化学的理论和成果被广泛应用于材料科学、制药、农业等领域 ，对现代工业和科技发展做出了重要贡献。
促进跨学科研究
配位化学与其他学科的交叉融合，如生物学、物理学和工程学，推动 了跨学科研究的进步，开拓了新的研究领域。
《配位化学的简史 》ppt课件
目录
• 配位化学的起源 • 配位化学的发展 • 配位化学的应用 • 配位化学的未来展望 • 结论
01
配位化学的起源
早期的探索
18世纪
化学键理论的萌芽，如燃素说。
19世纪初
原子概念的提出，为配位化学提供了理论基础。
19世纪中叶
有机化学的发展，为配位化学的诞生奠定了基础 。
于吸附、分离、催化等领域。
金属有机框架材料（MOFs）
02
设计并合成具有高孔隙率、高稳定性、功能化的金属有机框架
材料，用于气体储存、分离和催化。
智能响应性配位材料
03
开发能够响应外部刺激（如光、热、pH等）的智能配位材料，
用于传感器、药物递送和生物成像等领域。
跨学科研究的趋势
配位化学与生物学的交叉
1990年代，分子轨道理论的发展，为 理解配位化合物的电子结构和反应机 理提供了有力工具。
实验技术的进步
1950年代，X射线晶体学技术的应用，为确定配位化合物的 结构提供了重要手段。
提倡在教育和科普活动中加强对配位化学 的宣传和介绍，提高公众对配位化学的认 识和理解。
THANKS
感谢观看
05
结论
配位化学的贡献与影响
推动化学发展
配位化学的发展对化学领域产生了深远的影响，为许多化学现象提 供了理论支持，促进了化学的进步。
实际应用广泛
配位化学的理论和成果被广泛应用于材料科学、制药、农业等领域 ，对现代工业和科技发展做出了重要贡献。
促进跨学科研究
配位化学与其他学科的交叉融合，如生物学、物理学和工程学，推动 了跨学科研究的进步，开拓了新的研究领域。
《配位化学的简史 》ppt课件
目录
• 配位化学的起源 • 配位化学的发展 • 配位化学的应用 • 配位化学的未来展望 • 结论
01
配位化学的起源
早期的探索
18世纪
化学键理论的萌芽，如燃素说。
19世纪初
原子概念的提出，为配位化学提供了理论基础。
19世纪中叶
有机化学的发展，为配位化学的诞生奠定了基础 。
于吸附、分离、催化等领域。
金属有机框架材料（MOFs）
02
设计并合成具有高孔隙率、高稳定性、功能化的金属有机框架
材料，用于气体储存、分离和催化。
智能响应性配位材料
03
开发能够响应外部刺激（如光、热、pH等）的智能配位材料，
用于传感器、药物递送和生物成像等领域。
跨学科研究的趋势
配位化学与生物学的交叉
1990年代，分子轨道理论的发展，为 理解配位化合物的电子结构和反应机 理提供了有力工具。
实验技术的进步
1950年代，X射线晶体学技术的应用，为确定配位化合物的 结构提供了重要手段。
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N
N
Mr=156.18
小 结 １、价键理论的重点是中心原子有接受电说明中心原子的d电子数和配合物稳 定性的关系及配合物的电子光谱； ２、晶体场理论重点放在中心原子d轨道的分裂，比 较△和Ｐ值可说明磁性，以△值可说明光谱，比较不 同几何构型的结构，由姜-泰勒效应可解释配合物的 畸变。
习题 1、配合物[Ni(CN)4]2- 是抗磁性，而[NiCl4]2- 是顺磁性 有两个不成对电子，同样 [Fe(CN)6]4- 也是抗磁性,而 [Fe(H2O)6]3+ 有5个未成对电子。试用价键理论和晶体 场理论加以解释。 2、配离子[Co(NH3)5NO2]2+的结构可以是 [Co(NH3)5ONO]2+和[Co(NH3)5NO2]2+在不同的条件下， 得到黄色或红色的异构体，试问那一种结构是黄色？ 那一种是红色？
4、反磁性Co(Ⅱ)的化合物[Co(NH3)6]3+、[Co(en)3]3+ 3是橙黄色,而顺磁性的配合物[CoF6] 和[Co(H2O)3F3] 是兰色，试定性解释颜色为何有此差别？
5、在-78℃的CS2 中加入PEtph2 和NiBr2 ，得到红色的 配合物[(PEtph2)2NiBr2]，经在室温放置后转变为相同 化学式的绿色配合物，红色配合物为反磁性，绿色配 合物的磁矩为3.2B。 ①、说明哪一个配合物是平面正方形的结构？那一个 是四面体结构？ ②、从 结构的 选择来说明配合物的 颜色。 6、钒酰离子[VO(H2O)5]2+的几何构型可以近似地看成 是一个轴向缩短的四方畸变八面体。用晶体场理论描 述这个配离子的电子结构，预测有几个可能的d-d跃 迁光谱。
7、在合成某些铬配合物时，进行以下反应： (a)、新制备的CrBr2溶于稀HCl溶液中的2，2’-联吡啶 Ａ（黑）。 (b)、Ａ＋５％HClO4(在空中摇动) B（黄）。 (c)、将Ａ溶解在无空气的、并含有过量NH4ClO4的蒸 馏水中＋Mg粉，通入惰性气体 深兰色Ｃ。提出Ａ、 Ｂ、Ｃ的结构式。
化合物 Ａ Ｂ Ｃ Ｎ％ 11.0 10.26 13.56 Ｂｒ％ Ｃｌ％ Ｃｒ％ 21.0 13.01 6.9 6.4 8.39 16.6 ClO4 (B、Ｍ） 3.27 3.76 2.05
(diars)和NiCl2反应生成 [Ni(diars)2Cl2],然 后用Cl2氧化成组成为Ni(diars)2Cl3的化合物,磁性测量 含有一个单电子,再进一步被HClO4氧化成带两个正电 荷的配离子,试写出三种配合物的结构式,并指出最后 一个化合物的磁性。
As(CH3)2
3、
As(CH3)2