第 7 章 金属 配位化合物
第 7 章 金属 配位化合物
1. 熟悉配位化合物的基本概念、组成和命名； 2. 熟悉配位化合物的价键理论，会进行一般配 离子结构判断和磁性计算； 3. 理解晶体场理论的要点，弄清八面体场、四 面体场和平面四边形场中 d 轨道的分裂；理 解分裂能和晶体场稳定化能概念; 4. 了解配位化合物顺反异构和旋光异构概念， 初步学会上述两种异构体的判断； 5. 熟悉配位实体热力学稳定性中的有关概念。 本章教学要求
1. 熟悉配位化合物的基本概念、组成和命名； 2. 熟悉配位化合物的价键理论，会进行一般配 离子结构判断和磁性计算； 3. 理解晶体场理论的要点，弄清八面体场、四 面体场和平面四边形场中 d 轨道的分裂；理 解分裂能和晶体场稳定化能概念; 4. 了解配位化合物顺反异构和旋光异构概念， 初步学会上述两种异构体的判断； 5. 熟悉配位实体热力学稳定性中的有关概念。 本章教学要求
7.1 相关的定义和命名 The relating definitions and nomenclature 7.2 配合物的化学键理论 Chemical bond theory of coordination compound 7.3 配位化合物的异构现象 Isomerism of coordination compound 7.4 配位实体的热力学稳定性 Thermodynamic stability of the coordination entity 7.5 配位实体的某些动力学问题 Some kinetic questions of the coordination entity
7.1 相关的定义和命名 The relating definitions and nomenclature 7.2 配合物的化学键理论 Chemical bond theory of coordination compound 7.3 配位化合物的异构现象 Isomerism of coordination compound 7.4 配位实体的热力学稳定性 Thermodynamic stability of the coordination entity 7.5 配位实体的某些动力学问题 Some kinetic questions of the coordination entity
组成为CoCl3·6NH3的化合物第一次制备出时，人 们认为 它是由两个简单化合物(CoCl3和NH3)形成的一种 新类型的化合物。令化学家迷惑不解: 既然简单化合物 中的原子都已满足了各自的化合价, 是什么驱动力促使 它们之间形成新的一类化合物? 由于人们不了解成键作 用的本质, 故将其称之为“复杂化合物” 。 1893年维尔纳(Werner A)教授对这类化合物本性提 出了天才见解, 被后人称为维尔纳配位学说。维尔纳获 得1913年诺贝尔化学奖
组成为CoCl3·6NH3的化合物第一次制备出时，人 们认为 它是由两个简单化合物(CoCl3和NH3)形成的一种 新类型的化合物。令化学家迷惑不解: 既然简单化合物 中的原子都已满足了各自的化合价, 是什么驱动力促使 它们之间形成新的一类化合物? 由于人们不了解成键作 用的本质, 故将其称之为“复杂化合物” 。 1893年维尔纳(Werner A)教授对这类化合物本性提 出了天才见解, 被后人称为维尔纳配位学说。维尔纳获 得1913年诺贝尔化学奖
● 大多数化学元素表现出两种类型 的化合价，即主价和副价 ● 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 Werner A 供职于苏黎世大学。 他的学说深深地影响着 20 世纪无机 化学和化学键理论的发展 。 维尔纳 (1866—1919 ) 维尔纳学说的要点：
● 大多数化学元素表现出两种类型 的化合价，即主价和副价 ● 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 Werner A 供职于苏黎世大学。 他的学说深深地影响着 20 世纪无机 化学和化学键理论的发展 。 维尔纳 (1866—1919 ) 维尔纳学说的要点：
1 7 9 8 年 塔 索 尔 特 制 备 出 CoCl3·6NH3之后的100年间, 化学家们 一直试图解开这类化合物成键本质之 谜。约尔更生(S M Jorgensen，1837- 1914 )提出了一种链理论。 后来，维尔纳用假设和实验证明了自己理论的正确， 并获得了1913年的诺贝尔化学奖 。而约尔更生做了一个有 诚信的科学家应该做的事: 发表了实验结果, 说明自己的理 论是错的
1 7 9 8 年 塔 索 尔 特 制 备 出 CoCl3·6NH3之后的100年间, 化学家们 一直试图解开这类化合物成键本质之 谜。约尔更生(S M Jorgensen，1837- 1914 )提出了一种链理论。 后来，维尔纳用假设和实验证明了自己理论的正确， 并获得了1913年的诺贝尔化学奖 。而约尔更生做了一个有 诚信的科学家应该做的事: 发表了实验结果, 说明自己的理 论是错的
7.1 相关的定义和命名 The r e l a ting d e finiti ons and nomenclature 7.1.1 相关的定义 Relating definitions 7.1.2 化学式的书写和配合物的命名 Writing of chemical equation and nomenclature of coordination compound
7.1 相关的定义和命名 The r e l a ting d e finiti ons and nomenclature 7.1.1 相关的定义 Relating definitions 7.1.2 化学式的书写和配合物的命名 Writing of chemical equation and nomenclature of coordination compound
7.1.1 相关的定义 让我们先看一个实验： Cu(OH)2沉淀 [Cu(NH3)4]SO4溶液 CuSO4溶液 Cu(OH)2沉淀 [Cu(NH3)4 CuSO4溶液 ]SO4溶液 NH3水 NH3水
7.1.1 相关的定义 让我们先看一个实验： Cu(OH)2沉淀 [Cu(NH3)4]SO4溶液 CuSO4溶液 Cu(OH)2沉淀 [Cu(NH3)4 CuSO4溶液 ]SO4溶液 NH3水 NH3水
● 都存在一个“配位实体”. ● “配位实体”相对稳定，既可存在于晶体中，也可 存 在于溶液中。 ● 与“复盐” (Double salts) 不同，但又无绝对的界线。 显然，这些产物中： 配位化合物可看成是一类由简单化合物反应生成的 复杂化合物： CuSO4 + 4 NH3 [Cu(NH3)4]SO4 3NaF + AlF3 Na3[AlF6] SiF4 + 2 HF H2[SiF6] Ni + 4 CO [Ni(CO)4] K2SO4 +Al2(SO4)3+24 H2O 2 KAl(SO4)2·12H2O
● 都存在一个“配位实体”. ● “配位实体”相对稳定，既可存在于晶体中，也可 存 在于溶液中。 ● 与“复盐” (Double salts) 不同，但又无绝对的界线。 显然，这些产物中： 配位化合物可看成是一类由简单化合物反应生成的 复杂化合物： CuSO4 + 4 NH3 [Cu(NH3)4]SO4 3NaF + AlF3 Na3[AlF6] SiF4 + 2 HF H2[SiF6] Ni + 4 CO [Ni(CO)4] K2SO4 +Al2(SO4)3+24 H2O 2 KAl(SO4)2·12H2O
与配合物相关的一些概念可依下列实例说明： 1. 配位实体和络合物 配位实体(Coordination entity)是由配位共价键结合 起来的、相对稳定的结构单元, 它可以是阳离子物种(如 例1中的[ C o ( N H 3 ) 6 ] 3 + )、阴 离 子 物 种 (如例 2中 的 [Fe(CN) 6] 4-)或电中性物种(如例3)。 需要强调配位实体所带的电荷时，也可将其叫作络 离子(Complex ion)。这就是说， “络合物”和“络离子 ”都是“配位实体”的同义。 例1 例2 例3 [Co(NH3)6]Cl3 K4[Fe(CN)6] [Ni(CO)4]
与配合物相关的一些概念可依下列实例说明： 1. 配位实体和络合物 配位实体(Coordination entity)是由配位共价键结合 起来的、相对稳定的结构单元, 它可以是阳离子物种(如 例1中的[ C o ( N H 3 ) 6 ] 3 + )、阴 离 子 物 种 (如例 2中 的 [Fe(CN) 6] 4-)或电中性物种(如例3)。 需要强调配位实体所带的电荷时，也可将其叫作络 离子(Complex ion)。这就是说， “络合物”和“络离子 ”都是“配位实体”的同义。 例1 例2 例3 [Co(NH3)6]Cl3 K4[Fe(CN)6] [Ni(CO)4]