第25章 无机化学新兴领域简介（课件）- 《无机化学》同步教学（吉林大学版）

第 25 章 无机化学新兴领域简介 随着无机化学的发展，诞生了许多分支学科，包括有机金属化学、生物无机化学以及无机固体化学等。 25 － 1 有机金属化学 经典的有机金属化合物是指金属与有机基团的 C 直接键合的化合物。 目前，金属与有机基团的 O、N、S、P 等原子键合的化合物也归属于有机金属化合物。 25 － 1 － 1 有机金属化合物的分类 按金属分类 主族金属有机化合物 过渡金属有机化合物 按配体分类 烷基有机金属化合物 芳基有机金属化合物 按成键类型分类 离子型有机金属化合物 共价型有机金属化合物 不同角度有多种分类方法。 共价型有机金属化合物，包括三种类型。 1 σ共价型 2 π共价型 配体用σ电子与金属成键。例如： Pb(C2H5)4 和 Sn(CH3)4 。 配体是含有π键的配体。例如：不饱和链烃、羰基以及芳夹心化合物等。 3 有桥连配体的缺电子型 指金属 Li、Be、Mg、Al 等与有机基团形成的含有桥连配体的化合物。例如： Be(C2H5)2 Be(CH3)2 RMgX 有效原子序数规则 (EAN规则) 过渡金属的价电子 + 配体提供的电子 = 18 时，化合物较稳定。 例如： Fe(C5H5)2 8 + 5 × 2 = 18 Ni(CO)4 10 + 4 × 2 = 18 K[PtCl3(C2H4)] 10 + 1 × 3 + 2 +1 = 16 不满足 18 电子规则，仍稳定存在。 25 － 1 － 2 过渡金属羰基化合物 1 单核羰基化合物 典型的例子如 Ni(CO)4 ： (2) Ni 与 CO 在一定条件下直接反应可制得； (1) 它是第一个过渡金属羰基化合物 ； (3) 无色液体，易分解，剧毒，四面体结构。 指单核和双核的羰基化合物；三核以上成簇。 2 双核羰基化合物 可通过单核羰基化合物的加热聚合制得；有颜色。 例如： Co2(CO)8 ，橙红色固体，有两种结构。 Co2(CO)8 (ag) Co2(CO)8 (s) 3 羰基化合物衍生物 包括金属羰基阴离子，如 Na2[Fe2(CO)8]；金属羰基卤化物，如 Fe(CO)4X2 ；金属羰基氢化物，如 H2Fe(CO)4 和亚硝酰衍生物，如 Co(CO)3NO 等。 25 － 1 － 3 金属与不饱和链烃的π配位化合物 1 链烯烃配位化合物 例如： 前者为第一个链烯烃配位化合物 ；四边形结构，C2H4 占据一个顶点，C－C 键几乎垂直于 PtCl3 平面。 后者为三角双锥形结构，C2H4 占有底面的一个位置，C－C 键几乎与底面在同一个平面内。 K[PtCl3(C2H4)] · H2O Fe(CO)4(C2H4) 2 炔烃配位化合物 有两对π电子的炔烃，有多种成键类型。 (3) 炔烃占有一个金属的两个配位位置， 如：Pt(PPh3)2(PhCCPh)。 (2) 用两对π电子与两个金属成键， 如：Co2(CO)6(PhCCPh) ； (1) 用一对π电子与金属成键，如：PtCl2R(ButCCBut)； 25 － 1 － 4 金属环多烯烃化合物 1 茂夹心化合物 都有颜色，易升华，溶于烃类溶剂，茂环具有芳香性。 典型的例子如二茂铁 Fe(C5H5)2，橙黄色，空气中稳定。 固态的二茂铁具有不规则的交错型构象；在－109 ℃以下虽近于规则，仍与重叠构型偏离约 9°。气态的二茂铁具有重叠型构象。 2 苯夹心化合物 典型的例子是 (C6H6)2Cr 。 棕黑色，磁矩μ＝0；重叠型夹心结构，二个苯环间距为 323 pm；与 Fe(C5H5)2 为等电子体，但 Cr 束缚电子能力差，易被氧化；芳环上的氢比茂环上的氢惰性。 3 其它夹心化合物 (1) 环辛四烯夹心化合物 半径较大的内过渡金属与具有芳香性的阴离子 C8H82 － 形成的夹心型化合物。 典型的例子是 U(C8H8)2 。 U(C8H8)2 ：绿