内容正文:
第20课 配合物
1.掌握配位键的特点,认识简单的配位化合物的成键特征。
2.了解配位化合物的存在与应用,如配位化合物在医药科学催化反应和材料化学等领域的应用。
一、配位键
1.定义:成键原子或离子一方提供 ,另一方提供 而形成的 键,这类“电子对给予—接受”键被称为配位键。提供空轨道的 或 称为中心原子或中心离子,提供孤电子对的原子对应的 或 称为配体或配位体。例如:[Cu(H2O)4]2+,Cu2+是中心离子,H2O是配体。
2.形成条件
①成键原子一方能提供 。
②成键原子另一方能提供 。
如反应NH3+H+=NH4+,NH3中的N上有1对孤电子对,H+中有空轨道,二者通过配位键结合形成NH4+, NH4+的形成可表示如下:
【易错提醒】①孤电子对:分子或离子中,没有跟其他原子 的电子对就是孤电子对。如分子中中心原子分别有 、 、 个孤电子对。含有孤电子对的微粒:分子如CO、NH3、H2O、有机胺等分子,离子如SCN—、Cl—、CN—、NO2—等。
②含有空轨道的微粒:过渡金属的 或 。一般是过渡金属的原子或离子如:Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Co3+、Ni ; 还有H+、Al3+、B、Mg2+等主族元素 或 。一般来说,多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目基本上是固定的,如Ag+形成2个配位键,Cu2+形成4个配位键等。
3.表示方法
(电子对给体)A B(电子对接受体)或A B。如H3O+的电子式为结构式为;[Cu(H2O)4]2+的结构式为
4.特征:配位键是一种特殊的共价键,具有 性和 性。一般来说,多数过渡金属的原子或离子形成配位键的 是基本不变的,如Ag+形成 个配位键;Cu2+形成 个配位键等。
【易错提醒】①配位键实质上是一种特殊的共价键,孤电子对是由成键原子一方提供,另一原子只提供空轨道;而普通共价键中的共用电子对是由两个成键原子共同提供的。
②与普通共价键一样,配位键可以存在于分子中[如Ni(CO)4],也可以存在于离子中(如NH4+)。
③相同原子间形成的配位键与它们之间形成的共价单键相同,如中的4个N-H(键能、键长和键角)
相同,故其结构式也可表示为,NH4+的空间结构是 形。
④配位键一般是共价 键,属于 键。
二、配合物
1.定义
通常把金属离子或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子 (称为配体或配位体)以 结合形成的化合物称为配位化合物,简称配合物。如氢氧化二氨合银{[Ag(NH3)2]OH}、硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4}等
2.组成
配合物由 (提供空轨道)和 (提供孤电子对)组成,
分 界和 界,以[Cu(NH3)4]SO4为例:
①中心原子(离子):提供 ,接受 。配合物的中心粒子一般是带正电荷的 或 ,具有接受孤电子对的 ,通常是过渡元素的 或 ,如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。
②配体:提供 的离子或分子,配体可以是 种或 种。如分子CO、NH3、H2O等,阴离子F—、CN—、Cl—等。配体中直接同中心原子配位的 叫做配位原子。配位原子必须有 。
③配位数:直接同中心原子(离子) 的分子或离子的 叫中心原子(离子)的配位数。如[Fe(CN)6]3—中Fe3+的配位数为6。中心原子或离子的配位数一般为2、4、6、8等。配位数不一定等于配位键或配体的数目。
④内界和外界:配合物分为内界和外界,其中配离子称为 界,与内界发生电性匹配的 称为外界,外界和内界以 键相结合。
⑤配离子的电荷数:配离子的电荷数等于中心原子或离子与配体总电荷的 。如[Co(NH3)5C1]n+中,中心离子为Co3+,n=2
【易错提醒】①配合物在水溶液中电离成 界和 界两部分,如 [Co(NH3)5C1]Cl2=[Co(NH3)5C1]2++2C1—,而内界微粒很难电离(电离程度很小),因此,配合物[Co(NH3)5C1]Cl2内界中的C1—不能被Ag+沉淀,只有外界的C1—才能与AgNO3溶液反应产生沉淀。
②有些配合物没有 界,如Ni(CO)4就无 界。
③配合物不一定含有 键,如Ni(CO)4就无 键。
④含有配位键的化合物不一定