基础化学第十一章 配位化合物

1、第十一章配位化合物配位化合物 配 合 物 基 本 概 念配 合 物 基 本 概 念螯合物和生物配体螯合物和生物配体 第一节CuSO4NaOH有蓝色有蓝色Cu(OH)2沉淀沉淀 有有Cu2+1.NH32.NaOH无沉淀生成无沉淀生成 无无Cu2+Cu2+哪里去了哪里去了配合物的基本概念CuSO4NHCu(NH ) SO433 44配合物的基本概念一、什么是配合物一、什么是配合物定义定义配离子配离子阳离子阳离子(或原子或原子) 与一定数目的与一定数目的 中性分子或阴离子形成的不易中性分子或阴离子形成的不易 离解的复杂离子。离解的复杂离子。配合物配合物含有配离子的化合物或含有配离子的化合物或 配位分

2、子统称为配合物。配位分子统称为配合物。Cu(NH3)4 (OH)2 Cu(NH3)4 SO4Ni(CO)4 H 2PtCl6 配合物的基本概念二、配合物的组成二、配合物的组成 Cu ( NH 3 ) 4 SO4中心原子中心原子 配体配体 配位数配位数内层内层( (配离子配离子) )外层外层配合物配合物配合物的基本概念二、配合物的组成二、配合物的组成中心原子中心原子(central atom)特点：特点：具有接受孤对电子的空轨道具有接受孤对电子的空轨道常见中心原子：常见中心原子：过渡元素过渡元素( (特别是特别是BB族族) )配体配体(ligand)特点：特点：具有孤对电子具有孤对电子常见配体：

3、常见配体：NH3、H2O、CN-、 SCN-、 X- en、EDTA配体中直接向中心原子提供孤对电子的原子配体中直接向中心原子提供孤对电子的原子配位原子配位原子(coordinating atom)配合物的基本概念二、配合物的组成二、配合物的组成常见配位原子：常见配位原子：X、O、S、N、C配体配体单齿配体单齿配体多齿配体多齿配体含有一个配位原子的配体含有一个配位原子的配体如如NH3、H2O、CN-、X-等等含两个或两个以上配位含两个或两个以上配位 原子的配体原子的配体如如en、EDTA等等多齿配体多齿配体(multidentate ligand)配合物的基本概念二、配合物的组成二、配合物的组

4、成乙二胺四乙酸根乙二胺四乙酸根(EDTA) 六齿六齿CH2NH2CH2NH2乙二胺乙二胺(en) 二齿二齿NCH2CH2N-OOCCH2-OOCCH2CH2COO-CH2COO-配位数配位数(coordination number)配合物的基本概念二、配合物的组成二、配合物的组成直接与中心原子以配位键结合的配位原子总数直接与中心原子以配位键结合的配位原子总数配合物配合物 配位数配位数 配位原子配位原子Cu(NH3)4 2+ Cu(en)2 2+ Co(en)2(NH3) Cl 2+ 446NNN、N、Cl配合物的基本概念 配离子的电荷 配合物是电中性的配合物是电中性的中心原子和配体总电荷的代数

5、和中心原子和配体总电荷的代数和外层电荷数推断外层电荷数推断Cu(NH3)42 + SO42Cu(NH3)42 +配离子配离子中心原子电荷中心原子电荷配体电荷配体电荷配离子电荷数配离子电荷数1(+2)中性中性+2HgI421(+2)4(1)2配合物的基本概念三、配合物的命名三、配合物的命名命名原则命名原则二二( (硫氰酸根硫氰酸根) )合银合银()()酸钾酸钾三氯化三三氯化三( (乙二胺乙二胺) )合铁合铁()()氢氧化二氨合银氢氧化二氨合银()()阴离子在前，阳离子在后。阴离子在前，阳离子在后。 “ “某化某、某酸、氢氧化某、某酸某某化某、某酸、氢氧化某、某酸某”配体数配体数- -配体名配体名

6、-“-“合合”- -中心原子中心原子( (氧化值氧化值) )KAg(SCN)2 Fe(en)3Cl3Ag(NH3)2OHH2PtCl6 六氯合铂六氯合铂(V)(V)酸酸配合物的基本概念三、配合物的命名三、配合物的命名命名原则命名原则配体次序配体次序: :先无机后有机先无机后有机, ,先阴离子后中先阴离子后中 性分子；相同类型时，按配位原子元素性分子；相同类型时，按配位原子元素 符号英文字母顺序排列符号英文字母顺序排列Co(NH3)2 (en)2Cl3氯化氯化二氨二氨二二(乙二胺乙二胺)合钴合钴()NH4Co(NO2)4 (NH3)2四硝基四硝基二氨二氨合钴合钴()酸铵酸铵Co(NH3)5 (H

7、2O)2 (SO4 )3硫酸硫酸五氨五氨水水合钴合钴()复杂配体名复杂配体名, ,加圆括号加圆括号, ,配体之间加配体之间加“ “ ” ”分开分开2333253253332352436263443Ca(EDTA)(NH)Co(NOFe(CO) ClO)(H)Co(NH NOO)Zn(OH)(H)(NHPtClK(OH)Cu(NHPtClH Fe(NCS)K SO)Cu(NH硫酸四氨合铜（硫酸四氨合铜（）六异硫氰根合铁（六异硫氰根合铁（）酸钾）酸钾六氯合铂（六氯合铂（）酸）酸氢氧化四氨合铜（氢氧化四氨合铜（）五氯五氯氨合铂（氨合铂（）酸钾）酸钾硝酸羟基硝酸羟基三水合锌（三水合锌（）(三三)氯化五

8、氨氯化五氨一水合钴（一水合钴（）五羰（基）合铁五羰（基）合铁三硝基三硝基三氨合钴（三氨合钴（）乙二胺四乙酸根合钙（乙二胺四乙酸根合钙（）配合物命名举例配合物命名举例第四节螯 合 物一、螯合效应一、螯合效应螯合物螯合物:由中心原子与多齿配体成键由中心原子与多齿配体成键形成具有环状结构的配合物形成具有环状结构的配合物螯 合 物一、螯合效应一、螯合效应1、螯合效应、螯合效应由于生成螯合物而使配合物稳定性大大增加由于生成螯合物而使配合物稳定性大大增加 的作用称为的作用称为螯合效应。螯合效应。2、螯合剂与、螯合剂与EDTA能与中心原子形成螯合物的多齿配体称为能与中心原子形成螯合物的多齿配体称为螯螯合剂合

9、剂，最常用的螯合剂是乙二胺四乙酸及其，最常用的螯合剂是乙二胺四乙酸及其二钠盐，简称二钠盐，简称EDTA。螯 合 物2、螯合剂与、螯合剂与EDTAEDTA常用常用H4Y表示表示, ,结构式为结构式为: :CH2COOHNCH2 CH2 NCH2COOHHOOCCH2HOOCCH2EDTA常以双偶极离子形式存在常以双偶极离子形式存在: :HN+CH2 CH2 +NHCH2COO-CH2COOHHOOCCH2-OOCCH2EDTA特点特点: :(1)在水中溶解度较小在水中溶解度较小; ;一般与金属离子形成具一般与金属离子形成具五个五原子环五个五原子环, ,配位比配位比为为 1:1, 1:1, 易溶于

10、水的螯易溶于水的螯合物。合物。(2)具有很强的配位能力。具有很强的配位能力。一般制成二钠盐一般制成二钠盐, ,仍称仍称EDTA.螯 合 物2、螯合剂与、螯合剂与EDTA 五元稠环五元稠环螯合物最稳定螯合物最稳定螯 合 物2、螯合剂与、螯合剂与EDTA螯 合 物二、影响螯合物稳定性的因素二、影响螯合物稳定性的因素绝大多数的螯合物中，以五元环和六元环的绝大多数的螯合物中，以五元环和六元环的螯合物最稳定。螯合物最稳定。螯合物中五元环或六元环（即螯合环）的数螯合物中五元环或六元环（即螯合环）的数目越多，其稳定性也就越大。目越多，其稳定性也就越大。(一一)螯合环的大小螯合环的大小(二二)螯合环的数目螯合

11、环的数目螯 合 物完全环形的螯合剂比具有相同配原子、相同完全环形的螯合剂比具有相同配原子、相同齿数的开链螯合剂形成的螯合物更稳定。血齿数的开链螯合剂形成的螯合物更稳定。血红素中的原卟啉就是完全环形的螯合剂。红素中的原卟啉就是完全环形的螯合剂。(三三)完全环形螯合剂的影响完全环形螯合剂的影响螯合物的应用螯合物的应用叶绿素叶绿素: : 含镁的配合物；含镁的配合物；血红素血红素: : 含有亚铁的配合物；含有亚铁的配合物；维生素维生素B12:B12: 含钴的配合物；含钴的配合物；酶酶( (生物催化剂生物催化剂):): 是金属元素的配合物。是金属元素的配合物。二巯基丙醇二巯基丙醇：与砷、汞配位，作解毒剂

12、：与砷、汞配位，作解毒剂柠檬酸钠：柠檬酸钠： 与钙配位，防止血液凝固与钙配位，防止血液凝固习题解答1.1.命名下列配离子和配合物命名下列配离子和配合物, ,并指出中心原子、并指出中心原子、 配体、配位原子和配位数。配体、配位原子和配位数。(1) Na3Ag(S2O3)2二二( (硫代硫酸根硫代硫酸根) )合银合银()()酸钠酸钠配位数配位数: 2: 2中心原子：中心原子：Ag+配配 体：体：S2O32-配位原子：配位原子： S解：解：名称：名称：习题解答1.1.命名下列配离子和配合物命名下列配离子和配合物, ,并指出中心原子、并指出中心原子、 配体、配位原子和配位数。配体、配位原子和配位数。(2) Pt(NH3)4(NO2)Cl氯氯硝基硝基四氨合铂四氨合铂()()配位数配位数: 6: 6中心原子：中心原子：Pt2+配配 体：体：NO2-、Cl-、NH3配位原子：配位原子：N、Cl-、N解：解：名称：名称