北京大学：《普通化学》课程教学资源（讲义）第十一章 配位化合物

第十一章配位化合物 11配位化合物的基本概念 112配位化合物的类型和命名 113配位化合物的异构现象 114配合物价键理论 115晶体场理论 116配位平衡 117配位化合物的应用

第十一章 配位化合物 11.1 配位化合物的基本概念 配位化合物的基本概念 11.2 配位化合物的类型和命名 配位化合物的类型和命名 11.3 配位化合物的异构现象 配位化合物的异构现象 11.4 配合物价键理论 配合物价键理论 11.5 晶体场理论 11.6 配位平衡 11.7 配位化合物的应用 配位化合物的应用

祖母绿(翡翠) 绿宝石 3Be0.Al0, 6Si0+ Cr3+ in A+ sites CuAL(POAA(OH)8 4H,O

绿宝石 CuAl6(PO4)4(OH)8⋅4H2O 祖母绿 (翡翠) 3BeO⋅Al2O3⋅6SiO2 + Cr3+ in Al3+ sites

111配位化合物的基本概念

11.1 配位化合物的基本概念 配位化合物的基本概念

从简单化合物到复杂的分子间化合物 CuSO4+4NH3零士Cu(NVH3)4SO4 AgCl+ 2NH3 F[Ag(NH3)2ICI PtCl4+ 2KCI F K2[ 61 3NaF+AlF3F Na3IAIF6I 这些分子间化合物都含有复杂离子(用方括号标出)。这些 复杂离子既可存在于晶体中,也可存在于溶液中

3NaF + AlF NaF + AlF3 Na3[AlF6] PtCl4 + 2KCl K2[PtCl6] AgCl + 2NH3 [Ag(NH3)2]Cl CuSO4 + 4NH3 [Cu(NH3)4]SO4 ¾ 从简单化合物到复杂的分子间化合物 从简单化合物到复杂的分子间化合物 这些分子间化合物都含有复杂离子 这些分子间化合物都含有复杂离子(用方括号标出)。这些 复杂离子既可存在于晶体中，也可存在于溶液中。 复杂离子既可存在于晶体中，也可存在于溶液中

配位化合物 由简单化合物之间进一步反应形成的含有复杂离子的分子间 化合物。 不同于“复盐”,后者仅含简单离子。但并无绝对的界限,在它们之间存在大量的 处于中间状态的复杂化合物。) 配离子 配位化合物的复杂离子称为配离子。是一种较为稳定的结构 单元,既可存在于晶体中,也可存在于溶液中。可以是阳离子、 阴离子或中性分子。通常用标出

¾ 配位化合物 由简单化合物之间进一步反应形成的含有复杂离子的分子间 由简单化合物之间进一步反应形成的含有复杂离子的分子间 化合物。 (不同于“复盐”，后者仅含简单离子。但并无绝对的界限，在它们之间存在大量的 处于中间状态的复杂化合物。) ¾ 配离子 配位化合物的复杂离子称为配离子。是一种较为稳定的结构 配位化合物的复杂离子称为配离子。是一种较为稳定的结构 单元，既可存在于晶体中，也可存在于溶液中。可以是阳离子、 单元，既可存在于晶体中，也可存在于溶液中。可以是阳离子、 阴离子或中性分子。通常用 阴离子或中性分子。通常用 [ ] 标出

>内界和外界 NH 2+ 内界由中心离子和配位体 HN—Cu-NH3SO 构成,如(u(NH3SO由 Cn2和NH组成内界,放在 NH 内。[以外部分称为外界, 如其中的SO2 中心离子配位(是配位原子) 内界 外界 中心离子或中心原子 亦称为配合物的形成体,位于配离子(或分子)的中心。绝大多 数是带正电的金属离子。许多过渡金属离子是较强的配合物形成 体。如Ag(NH2中的Ag离子,N(CO)中的中性原子NSiF2 中的高氧化态非金属元素SiV)等

¾ 内界和外界 内界由中心离子和配位体 内界由中心离子和配位体 构成，如[Cu(NH3)4]SO4由 Cu2+和NH3组成内界，放在 组成内界，放在[ ] 内。[ ]以外部分称为外界， 以外部分称为外界， 如其中的SO42−。 ¾ 中心离子或中心原子 中心离子或中心原子 亦称为配合物的形成体，位于配离子 亦称为配合物的形成体，位于配离子(或分子)的中心。绝大多 的中心。绝大多 数是带正电的金属离子。许多过渡金属离子是较强的配合物形成 数是带正电的金属离子。许多过渡金属离子是较强的配合物形成 体。如[Ag(NH3)2]+中的Ag+离子，Ni(CO)4中的中性原子Ni, SiF Ni, SiF62− 中的高氧化态非金属元素 中的高氧化态非金属元素Si(IV)等。 NH3 3 2+ H3N Cu NH N Cu NH3 SO4 NH3 2− 中心离子 配位体(N是配位原子) 内界 外界

>配位体( Ligand,可用L代表) 指配离子中同中心离子结合的离子或分子。如AgNH2+中 的NH3 配位原子 配位体中直接同中心离子相联结的原子。如[Ag(NH32+中的N 原子。主要是非金属N、O,S,C和卤素等原子。 单基配位体 配位体只有一个配位原子同中心离 子结合。如Ag(NH32+中的NH3 HON: Tetrahedral

¾ 配位体(Ligand, 可用L代表) 指配离子中同中心离子结合的离子或分子。如 指配离子中同中心离子结合的离子或分子。如[Ag(NH3)2]＋中 的NH3。 ¾ 配位原子 配位体中直接同中心离子相联结的原子。如 配位体中直接同中心离子相联结的原子。如[Ag(NH3)2]＋中的N 原子。主要是非金属 原子。主要是非金属N,O,S,C N,O,S,C和卤素等原子。 和卤素等原子。 ¾ 单基配位体 配位体只有一个配位原子同中心离 配位体只有一个配位原子同中心离 子结合。如[Ag(NH3)2]＋中的NH3

多基配位体 个配位体中有两个以上的配位原子同时与一个中心离子相联结。 配位数 指中心离子(或原子)所接受的配位原子数目。如配位体是单基的, 则配位体数目就是该中心离子或原子的配位数。如Ag(NH32]+的 配位数为2。若配位体是多基的,则应计算配位体的个数和配位原 子数。一般中心离子(或原子)的配位数为2,4,6,8,最常见的为4,6 NH3 CH HN N H,N Octahedral H2N--CH2CH2--NHL2

¾ 多基配位体 一个配位体中有两个以上的配位原子同时与一个中心离子相联结。 一个配位体中有两个以上的配位原子同时与一个中心离子相联结。 ¾ 配位数 指中心离子(或原子)所接受的配位原子数目。如配位体是单基的， 所接受的配位原子数目。如配位体是单基的， 则配位体数目就是该中心离子或原子的配位数。如 则配位体数目就是该中心离子或原子的配位数。如[Ag(NH3)2]＋的 配位数为2。若配位体是多基的，则应计算配位体的个数和配位原 。若配位体是多基的，则应计算配位体的个数和配位原 子数。一般中心离子 子数。一般中心离子(或原子)的配位数为2, 4, 6, 8 2, 4, 6, 8，最常见的为4, 6。 H2N CH N CH2 CH2 NH2 • • • •

常见的单基配位体 中性分子配位体及其名称 阴离子配位体及其名称 H20 水(aqua) 氟,n0oNH2氨基am 氨( amine) 氯( chloro) 硝基riro) CO 羰基 (carbonyl)Br溴 (bromo))ONO亚硝酸根(nrte 亚硝酰基 碘(i 硫氰酸根 NO 1000 (nitrosyl) (thiocyano CuB( ethylamine)OH-羟基 甲胺 (hydr 0)/C 异梳氰酸根 (isothiocyano) 吡啶 氰 S0,2- 硫代硫酸根 (pyridine) (cyano ( thiosulfate) (NH2CO尿素area) 02-氧( CH3CO00乙酸根( acetate) O2过氧 peroxo)

常见的单基配位体 常见的单基配位体 O 过氧(peroxo) 22− CH 乙酸根(acetate) acetate) 氧 3COO− O (oxo) 尿素 2− (NH (area) 2)2CO 硫代硫酸根 (thiosulfate thiosulfate) S2O3 氰 2− (cyano) 吡啶 CN− (pyridine) pyridine) C5H5N 异梳氰酸根 (isothiocyano isothiocyano) NCS 羟基 − (hydroxo hydroxo) 甲胺 OH− (methylamine) methylamine) CH3NH2 硫氰酸根 (thiocyano thiocyano) 碘 SCN− I (iodo) 亚硝酰基 − (nitrosyl nitrosyl) NO ONO 亚硝酸根(nitrite) nitrite) 溴 − Br (bromo) 羰基 − CO (carbonyl) carbonyl) NO 硝基(nitro) 2 氯 − Cl (chloro) 氨 − NH (amine) 3 NH 氨基(amide) 2 氟 − F (fluoro) 水 − H (aqua) 2O 中性分子配位体及其名称 阴离子配位体及其名称

常见的多基配位体 分子式 中英文名称(和缩写) 草酸根(x) oxalato H2C-CH 乙二胺n) H2N NH2 ethylenediamine 1,10-菲绕啉(phen) 0-phenanthroline 30-c-cH2 eN-CH2-CH2--N H2-6.乙二胺四乙酸EDTA) CH2-C-o: Ethylenediaminetetraacetic acid

常见的多基配位体 常见的多基配位体 1,10 -菲绕啉 (phen ) o -phenanthroline phenanthroline 乙二胺四乙酸 (EDTA) Ethylenediaminetetraacetic thylenediaminetetraacetic acid 乙二胺 (en) ethylenediamine ethylenediamine 草酸根 (ox) oxalato oxalato 分子式 中英文名称 (和缩写 ) C C O O O O H 2C CH 2 H 2 N NH 2 N N N CH 2 CH 2 N CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 C C O O O C O C O O O O