配合物结构

专题4:分子空间结构与物质性质第二单元配合物是如何形成的活动与探究【实验1】取5ml饱和硫酸铜溶液于试管中，向其中逐滴滴入浓氨水，振荡，观察实验现象。【实验2】取5ml饱和硝酸铜、氯化铜溶液于试管中，向其中逐滴滴入浓氨水，振荡，观察实验现象。【实验3】取深蓝色溶液于试管中，向其中逐滴滴入氯化钡溶液，振荡，观察实验现象。活动与探究【实验4】取5ml深蓝色溶液于试管中，向其中逐滴滴入浓氢氧化钠溶液，振荡，观察实验现象。【实验5】取5ml深蓝色溶液于试管中，向其中逐滴滴入浓硝酸，振荡，观察实验现象。再滴入浓氢氧化钠溶液，振荡，观察实验现象。试写出生成深蓝色溶液过程中两个反应的离子方程式？Cu2++2NH3•H2O=Cu（OH）2+2NH4+Cu（OH）2+4NH3.H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH—+4H2O蓝色沉淀深蓝色溶液2+CuNH3H3NNH3NH3[Cu(NH3)4]2+中Cu2+和NH3•H2O是怎样结合的？[Cu(NH3)4]2+的结构简式为：结论：上述实验中呈天蓝色的物质叫做四水合铜离子，可表示为[Cu(H2O)4]2+。在四水合铜离子中，铜离子与水分子之间的化学键是由水分子中的O原子提供孤对电子对给予铜离子（铜离子提供空轨道），铜离子接受水分子的孤对电子形成的，这类“电子对给予—接受的键”被称为配位键。2+CuH2OH2OH2OOH2[Cu(H2O)4]2+的结构简式为：[FeF6]3-Fe(SCN)3[Fe(CN)6]3-[Cu(NH3)4]2+[AlF6]3-[Ag(NH3)2]+配合物:由提供孤电子对的配体与接受孤电子对的中心原子以配位键结合形成的化合物称为配位化合物简称配合物。1．定义例如:[Cu(NH3)4]2+形成体必须具有空轨道，可接受配体提供的孤对电子。2配体与中心离子(原子)以配位键结合的离子或分子，称为配位体，简称配体。能够提供配体的物质称为配合剂。通常作为配体的是非金属的负离子或分子，例如：X-,CN-,SCN-,NCS-,OH-,NH3,H2O,CO等。[Ni(CO)4][HgI4]2-[Fe(CO)5][SiF6]2-2、配合物的组成从溶液中析出配合物时，配离子经常与带有相反电荷的其他离子结合成盐，这类盐称为配盐。配盐的组成可以划分为内界和外界。配离子属于内界，配离子以外的其他离子属于外界。内、外界之间以离子键结合。外界离子所带电荷总数等于配离子的电荷数。配位体中心原子配位数[Zn(NH3)4]SO4外界内界中心原子：通常是金属元素（离子和原子），少数是非金属元素，例如：Cu2+，Ag+，Fe3+，Fe，Ni，BⅢ，PⅤ……配位体：含孤电子对的分子和离子。如：F－，Cl－，Br－，I－，OH－，CN－，H2O，NH3，CO…配位原子：具有孤电子对的原子。如：N、O、F、Cl、S等。Ni(CO)4Fe(CO)5中Ni、Fe为零价[FeF6]3-Fe(SCN)3[Fe(CN)6]3-[Cu(NH3)4]2+[AlF6]3-[Ag(NH3)2]+SiF62-中的Si(Ⅳ)及PF6-中的P(V)课本P70配合物的配位键的成键情况配位数为2的配合物：SP杂化[AgCl2]-、[Cu(NH3)2]+、[CuCl2]-、[Ag(CN)2]-配位数为4的配合物sp3杂化：四面体构型dsp2杂化：平面正方形构型例：28Ni2+3d83d4s4p[NiCl4]2-(顺磁性)sp3杂化，四面体3dCl-例：28Ni2+3d83d4s4p[Ni(CN)4]2-(抗磁性)dsp2杂化，平面正方形3dCN-配位数为6的配合物d2sp3杂化：八面体构型sp3d2杂化：八面体构型例：26Fe3+3d53d4s4p[Fe(CN)6]3-d2sp3杂化，八面体3dCN-例：26Fe3+3d53d4s4p[FeF6]3-sp3d2杂化，八面体CN-3d价键理论的要点1在配合物形成时，由配体提供的孤对电子进入中心离子(原子)空的价电子轨道，形成配位键。2为了形成结构均匀的配合物，中心离子(原子)采取杂化轨道与配体成键。3杂化轨道的类型决定了配合物的几何构型含有两种或两种以上配位体的配合物，若配合物在空间排列方式不同，就能形成不同几何构型的配合物。什么叫同分异构体？请举2例。什么叫手性异构体？什么叫手性碳原子？什么叫顺反异构体？配合物的立体结构和异构现象配合物的异构现象：配合物化学组成相同，但原子间连接方式或空间排列方式不同而引起配合物结构性质不同的现象。配合物的立体结构和异构现象例：平面型的Pt(NH3)2Cl2PtClH3NNH3ClPtClH3NH3NCl顺-二氯·二氨合铂反-二氯·二氨合铂极性非极性SP3d2杂化内轨型外轨型内轨型配合物和外轨型配合物内轨型配合物：形成体采用(n-1)d,ns,np轨道杂化所形成的配合物，叫作内轨型配合物，其配键叫内轨配键。例如：[Fe(CN)6]3-、[Ni(CN)4]2-外轨型配合物：形成体采用ns,np,nd轨道杂化所形成的配合物，叫作外轨型配合物，其配键叫外轨配键。例如：[FeF6]3-、[NiCl4]2-同一中心离子的内轨型配合物比外轨型配合物稳定。价键理论的要点1在配合物形成时，由配体提供的孤对电子进入中心离子(原子)空的价电子轨道，形成配位键。2为了形成结构均匀的配合物，中心离子(原子)采取杂化轨道与配体成键。3杂化轨道的类型决定了配合物的几何构型和配位键型(内轨型或外轨型)。配合物究竟是内轨型还是外轨型，与下列因素有关：1中心离子的电子构型d10：只能形成外轨型d8：多形成内轨型d4-d7：可形成内轨型，也可形成外轨型2中心离子的电荷——电荷增多，利于形成内轨型例：[Co(NH3)6]2+：外轨型[Co(NH3)6]3+：内轨型3配位原子的电负性一般说来，电负性较大的配位原子如F,O，易形成外轨型配合物。C原子作为配位原子，多形成内轨型配合物，CN-能与多种中心离子形成内轨型配合物。配合物的空间构型配位数杂化轨道空间构型实例2SP直线型[Ag(NH3)2]+、[Cu(NH3)2]+、[Cu(CN)2]-3sp2平面三角形[HgI3]-、[CuCl3]2-4sp3四面体[ZnCl4]2-[FeCl4]-[CrO4]2-[BF4]-[Ni(CO)4]、[Zn(CN)4]2-dsp2平面四边[Ni(CN)4]2-5dsp2或sp2d正方形[Ni(CN)4]-、[PdCl4]2-dsp3或d3sp三角双锥Fe(CO)5、[Ni(CN)6]3-d2sp2正方锥形[SbF5]2-6d2sp3或sp3d2正八面体[Fe(CN)6]4-[FeF5]3-配合物的空间构型配位数杂化轨道空间构型实例6d4sp三方棱柱[V(H2O)6]3+7d3sp3五角双锥[ZrF7]]3-、[UO2F5]3-8d4sp3正十二面体[Mo(CN)8]4-、[W(CN)8]4-强调：在CH4分子中C原是以ＳＰ3杂化轨道与4个H原子以共价键结合；在配位化合物中以[Zn(NH3)4]2+为例，Zn2+离子以sp3杂化轨道接受4个配位原子所给予的4对孤电子对，以配位共价键结合。配合物的立体结构和异构现象结构异构立体异构对映异构几何异构配体在中心原子周围的几何位置不同。若分子与其镜像不能重叠，则该分子与其镜像互为对映异构体。所有组成相同而配合物（包括络离子）结构不同的异构现象都可统称为结构异构。配合物的立体结构和异构现象结构异构例如：有三种组成相同的水合氯化铬晶体，都可用CrCl3·6H2O表示其组成，它们的颜色不同，大量实验证明，这是由于它们所含离子是不同的，分别为[Cr(H2O)6]Cl3(紫色)、[CrCl(H2O)5]Cl2（灰绿色）、[CrCl2(H2O)4]Cl（深绿色）。它们的组成相同，是异构体。在氯化钴溶液中加入氨和氯化铵的混合溶液，用氧化剂把Co2+氧化Co3+后再加入盐酸，在不同反应条件下可得到4种化合物，颜色不同，但组成相同，均为Ｃo(NH3)4Cl2。请划出这四种同分异构体。答案：H3NH3NClClNH3NH3H3NNH3ClClNH3NH3H3NNH3ClClH3NNH3H3NNH3ClClH3NNH3配位原子配位体举例卤素F-，Cｌ-，Br-,I-OH2O，RCOO-，C2O42-（草酸根离子）NNH3，NO（亚硝基），NH2-CH2-CH2-NH2（乙二胺）CCN-（氰离子）SSCN-（硫氰根离子）常见的配位体配位体的分类单齿配体：NH3、Cl－常见的配位体双齿配体：en四齿配体：氨基三乙酸常见离子的配位数配位数中心离子2Ag+，Cu2+，Au+4Zn2+，Cu2+，Hg2+，Ni2+，Co2+，Pt2+，Pd2+，Si4+，Ba2+6Fe2+，Fe3+，Co2+，Co3+，Cr3+，Pt4+，Pd4+，Al3+，Si4+，Ca2+8［少］Mo4+，W4+，Ca2+，Ba2+，Pb2+常见离子的配位数在计算中心离子的配位数时，一般是先在配合物中确定中心离子和配位体，接着找出配位原子的数目。如果配位体是单齿的，配位体的数目就是该中心离子的配位数。例如，[Pt(NH3)4]Cl2和[Pt(NH3)2Cl2]中的中心离子都是Pt2+，而配位体前者是NH3，后者是NH3和Cl-，这些配位体都是单齿的，因此它们的配位数都是4。强调：如果配位体是多齿的，那么配位体的数目显然不等于中心离子的配位数。双齿配体：en四齿配体：氨基三乙酸常见的配合物和配位体练习：请判断下列配合物的配位数。[Co(NH3)6]Cl3[Co(NH3)5(H2O)]Cl3[Pt(NH3)4]Cl[Pt(NH3)2Cl2][Pt(en)2]Cl2二氯化二乙二胺合铂(Ⅱ)en为乙二胺H2NCH2CH2NH2[Co(en)3]Cl3664446配合物的应用[实验1][实验2][实验3]活动与探究（P72）：银镜反应：Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2OCH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-CH3COO-+NH4++2Ag↓+3NH3+H2O返回配合物的应用1离子鉴定：用KSCN:Fe3+→[Fe(SCN)X]3-X（X=1-6，血红）用[Fe(CN)6]3-：Zn2+→Zn3[Fe(CN)6]2↓（黄色）Fe2+→[KFe(CN)6Fe]X↓（深蓝）用[Fe(CN)6]4-：Fe3+→[KFe(CN)6Fe]X↓（深蓝）配合物的应用1离子鉴定：用KSCN:Fe3+→[Fe(SCN)X]3-X（X=1-6，血红）由于该离子的颜色极似血液，常被用于电影特技和魔术表演。2离子分离：3定量、定性测定物质的组成4应用于染色、电镀、硬水软化、金属冶炼等领域形成配合物时性质的改变：1、颜色的改变：Fe3++nSCN-=[Fe(SCN)n](n-3)-2、溶解度的改变：AgCl＋HCl＝[AgCl2]-+H+AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO+2H2O3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO+8H2O铂、金能溶于王水3、酸碱性的改变：HF（K＝3.53×10－4）HCN（K＝4.93×10－10）HF+BF3===H[BF4]强酸HCN+AgCN===H[Ag(CN)2]强酸[Cu(NH3)4](OH)2的碱性大于Cu(OH)2，为什么？形成配合物时性质的改变：阅读P73~74配合物在生命体中的作用药物中的配合物配合物与生物固氮1、下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()A．CO2与SO2B．CH4与NH3C．BeCl2与BF3D．C2H2与C2H4B2、下列分子或离子中都存在着配位键的是A．NH3、H2OB．NH4+、H3O+C．N2、HClOD．[Cu(NH3)4]2+、PCl3B3、对SO2与CO2说法正确的是()A．都是直线形结构B．中心原子都采取sp杂化轨道C．S原子和C原子上都没有孤电子对D．SO2为V形结构，CO2为直线形