第十一章配位化合物ppt课件.ppt
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1、第十一章,配位化合物,111 配位化合物的基本概念,一、什么是配位化合物1、配位化合物的定义CuSO4(aq) Cu(OH)2 溶解生成深兰色透明溶液,NH3.H2O,NH3.H2O,NaOH,无NH3味,+BaCl2,BaSO4 白,有SO42-,无兰色,无游离Cu2+,深兰色结晶,酒精结晶,实验说明(并经分析证实),Cu(NH3)4 SO4硫酸四氨合铜(II)Cu(NH3)4 SO4 Cu(NH3)4 2+ SO42-,一、配位化合物的定义,1、配离子金属离子或原子与一定数目的中性分子、阴离子以配位键相结合所形成的复杂离子。2、配位化合物含有配离子的化合物以及中性配位分子。,二、配位化合物
2、的组成,Cu(NH3)4 2+SO42-Ni(CO)4,内层,外层,中心原子,配位体,配原子,(一)配位体分类,1、单齿配体(一个配体含有一个配原子);Cu(NH3)4SO4Co(H20)(NH3)52(SO4)32、多齿配体(一个配体含有多个参与反应的配原子)。也叫螯合剂。H2N-CH2-CH2-NH2(简称en)、Y4-、C2O42-Cu(en)2 SO4,3、异性双基配体(一个配体含有多个配原子但参与反应的只有一个配原子)。Ag(SCN)2- 二硫氰酸根合银(I)Fe(NCS)63- 六异硫氰根合铁()硝基 -NO2- 亚硝酸根 -O-N-O-,(二)配位数,即与中心原子结合的配原子的总
3、个数。对于单齿配体 配位数配体数Cu(NH3)4 SO4配位数Co(H20)(NH3)52(SO4)3对于多齿配体 配位数=配体数配原子Cu(en)2 SO4 配位数,配位数决定于中心离子和配体的性质,影响配位数的因素有:1、电荷(静电作用)2、空间效应3、电子层结构、半径4、配合物形成时的条件(浓度、温度),(三)配离子的电荷,配离子的电荷数等于中心原子和配体总电荷的代数和。Co(H20)(NH3)52(SO4)3Cu(en)2 SO4,三、配合物的命名,总则:(一)内外层顺序阴离子在前,阳离子在后(二)配体顺序(两个以上配体)1、先无机配体,后有机配体。2、先阴离子配体,后中性分子配体。3
4、、若配体类型相同时,则按配原子元素符号英文字母顺序。(三)表示中心原子的氧化值和配体数,配离子为阳离子时,将其看成普通阳离子。例:Cu(NH3)4Cl2 氯化四氨合铜() 配离子为阴离子时,将其看成普通含氧酸根。例:K4Fe(CN)6 六氰合铁()酸钾,细则,(一)仅有一种配位体时:1、配位数配体名合中心原子名中心原子氧化态离子2、配体数用“一、二、三、四”等数字表示。配体数为 “一” 时常省略。3、中心原子氧化态用“0、”等数字外加括号()表示。,Fe(CN)6 4 六氰合铁()离子PtCl62- 六氯合铂()离子Ag(NH3)2+ 二氨合银() 离子Ni(NH3)62+ 六氨合镍()离子,
5、例:,(二)有2配体时,配体顺序,1、先无机配体,后有机配体。2、先阴离子配体,后阳和中性分子配体。3、若配体类型相同时,则按配原子元素符号英文字母顺序。4、若同类配体的配位原子相同,则原子少的配体在前,多的在后。5、“4”中均相同,则按结构式中与配位原子相连的原子的元素符号的英文字母顺序。,命名配体的次序,“无前有后,先负后分;配体相同,原子排序;配原相同,少前多后;配体配原均相同,不排老大排老二。”,例:Pt(NH3)2Cl2 二氯.二氨合铂() Co(NH3)3(H2O)Cl2二氯.三氨.水合钴( )配离子为电中性时,将配离子命名中的“离子”去掉即可。,例:Pt(en)(NH3)2(NO
6、2)Cl2+,氯硝基二氨乙二胺合铂()离子,在鲍林提出的杂化轨道理论基础上进一步完善,112配合物的化学键理论,一、配合物价键理论1、中心原子与配位原子以配位键相结合。中心原子提供空轨道,配位原子提供孤对电子。2、形成配位键前,中心原子的空轨道首先进行杂化。目的也是提高成键能力。3、配合物的空间构型取决于中心原子杂化轨道的数目和类型。,二、杂化轨道类型,1、中心原子有次外层d轨道参与杂化的称为内轨型例dsp2 d2sp32、中心原子没有次外层d轨道参与杂化的称为外轨型例sp sp3 sp3d23、中心原子参与杂化轨道和自身电子层结构、配原子的电负性有关。,三、与前面讲的杂化轨道的区别,1、sp
7、、sp2、sp3杂化轨道内有电子,分为等性和不等性杂化,最多形成四条共价键。2、sp、sp3、sp3d2、dsp2、d2sp3杂化轨道内没有电子,有d轨道参与,分为内轨型和外轨型,最多形成六条配位键。,四、外轨型特征,中心原子最外层轨道参与(sp sp3 sp3d2)杂化前d电子不发生重排一般磁性较大(单电子多)配体大多为F-、Cl-、Br-、I-、H2O能量较高NH3可内可外,Sp杂化,Ag+,Ag,4d105s1,4d10,4d,5s,5p,4d,5s,5p,Ag(NH3)2+,配位数=2,Sp3杂化,Ni2+,Ni,3d84s2,3d8,3d,4s,4p,3d,4s,4p,NiCl42-
8、,配位数=4,Sp3d2杂化,Fe2+,Fe,3d64s2,3d6,3d,4s,4p,3d,4s,4p,Fe(H2O)62+,配位数=6,4d,五、内轨型特征,中心原子有次外层d 轨道参与(dsp2 d2sp3)一般杂化前d电子通常发生重排一般磁性较小(单电子数少)配体多为CN-、NO2-、ONO-、CO配合物能量较低、稳定,dSp2杂化,Ni2+,Ni,3d84s2,3d8,3d,4s,4p,3d,4s,4p,NiCl42-,配位数=4,d2Sp3杂化,Fe2+,Fe,3d64s2,3d6,3d,4s,4p,3d,4s,4p,Fe(CN)64-,配位数=6,4d,六、决定类型条件,1、中心原
9、子的本性:中心原子的d电子数;2、配体:A、配体数 B、强场配体、弱场配体(d轨道的电子排布主要取决于配体场的强弱,强场配体可促使电子重排),d5 例,Fe 3d64s2,Fe3+,3d,4s,4p,4d,d2sp3,sp3d2,3d,4s,4p,4d,Fe (CN) 63-,Fe F63-,Fe (H2O)63+,d3 例,Cr 3d54s1,Cr3+,3d,4s,4p,4d,d2sp3,sp3d2,3d,4s,4p,4d,Cr(CN)63-,Cr(H2O)63+,杂化类型和空间构型,根据磁矩可以判断何种类型的配合物,主要是根据单电子数目的变化,在磁矩上反映出变小来判断形成内轨型配合物。,=
10、,n是单电子数,总结(如何判断杂化类型),1、d电子数2、配体3、配体数4、空间构形5、磁性大小6、稳定情况,价键理论的成功与不足,成功地阐述了配位键的形成过程、配离子的空间构形、中心离子的配位数以及配合物的稳定性和磁性。不能解释参加成键电子的能量问题,因此不能定量解释配合物的稳定性,也不能解释配合物的可见、紫外吸收光谱的特征和颜色问题。,例题3,1、已知(Pt(CN)42-中Pt2+以dsp2杂化轨道与CN-成键, Pt(CN)4 2-的空间构型为( )A、正四面体 B、直线型 C、八面体D、平行五边型 E、平面四方型,E,11-3 配位平衡,Cu(NH3)4 2+ Cu2+ + 4NH3,
11、解离,配位,K稳=,Cu(NH3)42+,Cu2+NH34,= 1/K不稳,配位平衡常数的几点说明,1、配体数n相同的配合物,K稳 或K总稳 ,说明配合物稳定性 。不同则不能由K稳或K总稳来比较稳定性比较的条件:配离子的类型相同例:FeY- K稳 =1.71024, Fe(CN)6- K稳 = 1.0 1042稳定性: FeY- Fe(CN) 63-,例1试分别计算(1)0.10mol/L FeY-(1.2*1025)和(2) 0.10mol/L Fe(CN)63- (1*1042)中Fe3+的离子浓度,FeY- Fe3+ + Y4-平衡时:Fe3+ =xmol/L ,Y4- =xmol/L
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