配合物和簇合物的结构与性质学习教案.ppt
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPT 页数:84 大小:8.2MB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学Contents配位化合物:又称络合物,是一类含有中心金属原子(M)和若干配位体(L)的化合物(MLn)。★中心原子M通常(tōngcháng)是过渡金属元素的原子(或离子),具有空的价轨道。★配位体L则有一对或一对以上孤对电子。★M和L之间通过配位键结合,成为带电的配位离子,配位离子与荷异性电荷的离子结合,形成配位化合物。★有时中心原子和配位体直接结合成不带电的中性(zhōngxìng)配位化合物分子。●单核配位化合物:一个(yīɡè)配位化合物分子(或离子)中只含有一个(yīɡè)中心原子。●多核配位化合物:含两个或两个以上中心原子。目前,研究配位(pèiwèi)场的理论是晶体场理论(CFT)及在此基础上发展起来的配位(pèiwèi)场理论(LFT)。配合(pèihé)物的发展简史配位(pèiwèi)化学的奠基人—维尔纳配位(pèiwèi)学说Werner提出副价概念,藉以补充当时不完善的原子价理论,这是他的重要贡献之一。正是为了满足副价的要求,主价已经饱和的分子、离子(lízǐ)可以进一步反应生成配合物。内界、外界的概念说明了配合物的结构和物理、化学性能。而Werner创造性地把有机化学的空间结构理论扩展到无机化合物领域,奠定了配合物立体化学的基础,这是他的又一重大贡献。由于Werner对配位学说的杰出贡献,1913年获得Nobel化学奖,成为获得此项科学奖金的第一位无机化学家。配位化学目前已经发展成为无机化学、有机化学、物理化学等学科的重要交叉学科。当代配位化学已经突破了纯无机化学的范畴,它渗入有机合成、高分子化学和生物化学,形成了许多崭新的富有(fùyǒu)生命力的边缘学科,成为当代化学学科中最活跃的领域之一。目前配位化学的结构理论有:(1)价键理论;(2)晶体场理论;(3)分子轨道理论;(4)配位场理论CFT)在晶体场中d轨道能级分裂,引起电子排布及其他一系列性质的变化,据此可解释配位化合物的各种性质。如光谱、水合热及几何结构(jiégòu)等特性。六配位和四配位是过渡金属离子配合(pèihé)物的主要形式,分别称为正八面体场(Oh)、正四面体场(Td)和正方形场(D4h)。-6个配位体,沿x,y,z轴接近金属原子。dz2,dx2-y2与配体的斥力大,轨道能量上升多;dxy,dxz,dyz与配体的斥力小,轨道能量上升少。egt2g与八面体场相反,dz2,dx2-y2的角度极大值指向立方体的面心;而dxy,dxz,dyz的极大值指向立方体四个边线的中心。前者离配体较远,斥力小,轨道能量(néngliàng)上升少;后者与配体的斥力大,轨道能量(néngliàng)上升多。t2e与价键理论一样,CFT中中心离子d轨道(guǐdào)上的电子排布也分为高自旋态和低自旋态。其排布情况与电子的分裂能()和成对能(P)的相对大小有关。A:当中心离子(lízǐ)M固定时,值随配体而改变CO≈CN–NO2–邻蒽菲联吡啶SO32–乙二胺(en)NH3吡啶EDTAH2OF–OH–Cl–Br–I–大者为强场配位体,小者为弱场配位体。由于通常由光谱(guāngpǔ)实验确定,故称这个顺序为光谱(guāngpǔ)化学序列(也称配位场强度序列)。这与键的形成(xíngchéng)有关:dxy,dxz,dyz虽不能与配体L形成(xíngchéng)键,但条件适合可形成(xíngchéng)键,从而影响的大小,这与配位场理论有关。对电子构型(d电子及价数)相同(xiānɡtónɡ)的不同金属离子,主量子数越大(周期),则值越大;5d4d3d如:当周期数增大时,同族同价的第二系列过渡金属离子比第一系列过渡金属离子的值增大约40~50%,而第三系列比第二系列的值又增大约20~25%。如果迫使本来自旋平行分占两个轨道的电子挤到同一轨道上所需要提供的能量称为(chēnɡwéi)电子的成对能,用P表示。电子在d轨道的排布与和P的相对大小有关。若P>时,为弱场,则高自旋排布稳定,为弱场高自旋(HS);若P<时,为强场,则低自旋排布稳定,为强场低自旋(LS)。在八面体场中,不论是强场还是弱场,d1,d2,d3,d8,d9和d10的排布方式都是一样的,未成对电子(diànzǐ)数相同,没有高低自旋之分;而d4,d5,d6,d7则不同:当P>时,为高自旋;当P<时,为低自旋。/对于(duìyú)四面体场配合物,由于d轨道的分裂能只是八面体配合物的4/9,而成对能变化不大,故一般四面体配合物的分裂能是小于成对能的,则大多数四面体场配合物属于高自旋配合物。对于d8的四配位化合物,应为平面正方形,因为(yīnwèi)这种构型获得的LFSE较多,