《高中化学课件：配位化合物的结构与性质》

《高中化学课件：配位化合物的结构与性质》配位化合物是由中心离子或原子与周围配体组成的化合物，具有广泛的应用领域。本课件将介绍配位化合物的结构与性质，为你深入了解配位化学打下基础。什么是配位化合物？1定义由中心离子和其周围的配位基团组成的复合物称为配位化合物。2例子如著名的蓝色底物——五水合Pentaammineaquacobalt(III)离子。3应用广泛应用于生物学、医学、物理学等领域。什么是配位数？1定义表明中心离子周围的配位基团数目的量，通常用于描述配合物的形态。2例子以铂离子为例，它能够形成四面体化合物（配位数为4）和八面体化合物（配位数为6）。3应用如用于描述镧系金属的配位数影响其物理化学性质。配位化合物的基本结构八面体型是最常见的配位化合物基本结构之一，由六个配体环绕着中心金属离子组成。四面型以伯胺铜离子为例，它由四个不同的配体稳定铜离子。低配位数固体类似物不同于八面体和四面体，低配位数固体常采用更为复杂的结构。配位化合物的键型配合物间键介于不同配合物分子中心离子之间的键合称为配合物间键。中心离子和配合物间的键中心离子和其周围配体之间的键合称为中心离子和配合物键。配体之间的配位键相邻两个配体之间的键合称为配体之间的配位键。配位键的常见种类1配位共价键由配位基团偏离它的平衡位置而产生的键合。2金属配位键由两个相邻金属原子之间的键合所形成的键合。3氢键特殊的副键作用，包括氢与配位基中的较电负原子之间的键合。配位化合物的立体构型正四面体型中心离子周围四个配体的构型。正八面体型中心离子周围六个配体的构型。六方交叉双锥型中心离子周围七个配体的构型。扭化八面体型在正八面体型的基础上稍稍扭曲而成的构型。配合物合成的方法1配合物置换法包括阳离子置换法、阴离子置换法等，多应用于实验室合成。2化学气相沉积法通过化学反应沉积在衬底上制备配合物薄膜，可制备高精度结构材料。3化学水相沉积法通过反应溶液在界面上的化学反应生成材料膜层，用于合成超细粉末等。配位化合物中的中心离子与配体之间的相互作用离子对负离子相互吸引离子与负离子之间的电荷相互吸引使它们发生键合。成键的共价键中心离子与配体相互作用并形成共价键合。偶极互作用中心离子与一些符合条件的分子之间发生较弱的键合相互作用。配位化合物的电性质配合物的电离平衡常数描绘了配合物水溶液解离中的配体离开和中心离子的解离行为。配合物的磁性质由中心离子气态离子中的未成对电子决定。配位化合物的电导率电导率的大小与离子的浓度联系，可以测量电离化程度。配位化合物的化学反应1.与酸碱反应由于其中心离子的强碱性或弱酸性，可以进行酸碱反应。2.配体置换反应配体的替代反应，由于不同配体的性质不同，导致生成的配合物性质发生变化。3.氧化还原反应发生配位离子间电子转移而引起的化学反应。配位化合物中的氧化还原反应电子转移反应中心离子接受或者失去电子来到达不同的价态。氧化还原催化剂配位化合物作为催化剂，在电解、合成反应上发挥着重要的作用。配位化合物的生物学应用1配位化合物作为药物如阿司匹林、赛乐特等，其中氨合铂动力疗法是一种重要的抗肿瘤药物。2配位化合物作为抗生素如葡萄糖酸锰和羟基伯胺铜等抗生素。3配位化合物的生物测定和药物物理化学性质、生化反应等研究有紧密联系。配位化合物中的晶体场理论晶场理论的基本观念所谓分裂项是指配合物中的配位基团进入到配合物场中分裂成不同能级的现象。晶场理论的主要假设认为强场会使得能量更低的d轨道优先填充，而弱场则会使得更高的轨道优先填充。晶场理论的适用范围适用于通过离子键确定配位化合物分子空间结构的条件。配位化合物中的配位效应配体置换反应着重介绍配体和离子之间的置换反应，配体的性质对反应的影响，及它与配位效应之间的关系。螯合效应利用配体在分子中多端配位的性质，提高了配合物的稳定性，增强了其理化性质及多种应用。配位化合物的应用领域工业催化剂广泛应用于工业材料和工业废物净化等多个领域。生物学领域配位化合物可以被用作细胞成像或生物标记。材料领域如发光材料、铁电材料和超预备材料等。配位化合物在环境保护中的应用1废水处理剂能够形成大分子以及高水解产物的分子配位