配位化合物的结构和性质.doc

.页眉. .页脚第六章配位化合物的结构和性质一、教学目的: 通过本章学****掌握配位场理论、物质的磁性和磁共振,了解σ-π配键与有关配位化合物的结构和性质、金属-金属四重键、过渡金属簇合物的结构。二、教学内容: 1、概述配位体;配位化合物结构理论的发展 2、配位场理论 ML 6 八面体配位化合物的分子轨道;八面体场的分裂能Δ 0 ;配位场稳定化能与配位化合物的性质;配位化合物的热力学稳定性;其他多面体的配位场; 3、σ-π配键与有关配位化合物的结构和性质金属碳基配位化合物和小分子配位化合物;不饱和烃配位化合物;环多烯和过渡金属的配位化合物; 4、金属-金属四重键 5、过渡金属簇合物的结构 18电子规则和金属-金属键的键数;等瓣相似、等同键数和等同结构;簇合物的催化性能 6、物质的磁性和磁共振物质的磁性及其在结构化学中的应用;顺磁共振;核磁共振;化学位移;核的自旋—自旋耦合作用三、教学重点配位场理论、物质的磁性和磁共振。四、教学难点: 配位场理论五、教学方法及手段课堂教学六、课时分配: 概述自学配位场理论 2学时σ-π配键与有关配位化合物的结构和性质 1学时金属-金属四重键 1学时过渡金属簇合物的结构 1学时物质的磁性和磁共振 3学时七、课外作业课本 p218 ~219 6. 1概述配合物是由中心原子或离子 M及其周围的分子和离子(称配体 L)按一定的组成和空间构型组合而成的。中心离子通常是金属原子或离子,具有空的价轨道;配位体 L含孤对电子或?键, M与 L以配位键结合 L→ M .页眉. .页脚一个配位化合物分子( 或离子) 中只含一个中心原子的叫单核配位化合物如 Ni (CO) 4 ;含两个或两个以上中心原子的叫多核配位化合物如 Fe 3 (CO) 12 ;在多核配位化合物中,若 M—M之间有键结合在一起的叫做金属原子簇化合物。金属配位化合物的配位数常见的有 2、 4、 6、 8,最常见是 4和 6两种。金属离子和不同的配位体结合后,性质不相同,可用以进行溶解、沉淀和萃取, 以达到合成制备、分离提纯、分析化验等目的,研究配位化合物的结构和性质,对于科研和生产及化学的各个分支都是十分重要的。 6. 1. 1 配位体 1 、单啮配位体在一个配位体中,能与金属离子配位的点称为配位点,只有一个配位点的配位体叫单啮配位体,如 NH 3,H 2O,配位后阻碍了正负离子间的吸引而使溶解度增大。 2 、非螯合多啮配位体配位体有多个配位点,但由于空间位阻使同一配位体的几个配位点不能直接与同一个金属离子配位,例如 PO 4 -3,一般情况下, 每个配位体要和一个以上金属离子配位,而每个金属离子为了满足配位要求又要与若干个这样的配位体配位,这样形成的多核配位化合物,往往是不溶性的沉淀,所以非螯合多啮配位体在化学中常作沉淀剂。 3 、螯合配位体一个配位体中的几个配位点能直接相同一个金属离子配位,称为螯合配位体, 如 EDTA 。不带电的单核螯合分子一般在水中的溶解度很小,但能溶于有机溶剂中, 这种配位体在水溶液中是一种沉淀剂,在有机溶液中能起萃取络合剂的作用,如乙酰***。带电的单核螯合离子一般很难从水溶液中沉淀出来,这种配位体可作掩蔽剂,如酒石酸盐、 EDTA 。 4、π键配位体含有π电子的烯烃、快烃、芳香烃、 CO 等类分子也可作为配位体,这类配位体露在分子骨架外部的成键的π电子和空的反键轨道可以和过渡金属结合成配位化合物。一个配位体同时和 n 个金属原了 M 配位结合时,常在配位体前加μ n- 记号,如 Fe 3 (CO) 10· (μ 2 -CO) 2; 若一个配位体有 n 个配位点与同一金属原子结合,则在配位体前标上η n-记号,如(η 5-C 5H 5) 2 Fe,(η 6 -C 6H 6) 2 Cr .页眉. .页脚 配位化合物结构理论的发展价键理论,晶体场理论,分子轨道理论,配位场理论。 1 、价键理论配位化合物的价键理论是为了解释配位化合物的性质而提出的。如配合物的磁性, 通过测配合物的磁化率,可以算磁矩μ,μ= [n(n+2)] 1/2μ B,μ B 为玻尔磁子,由此计算未成对电子数 n 。如测得[Fe (H 2 O) 6] 2+的μ=5 .3μ B ,得 n=4 ,是高自旋态,而测得[Fe (CN) 6] 4-的μ=0 ,则 n=0 ,是低自旋态。(1)电价配键和共价配键二十世纪三十年代初 提出: 配合物的中心离子与配位体之间的化学键可分为电价配键和共价配键。带正电的中心离子与带负电或有偶极矩的配体之间靠静电引力结合,称电价配键。中心离子与配位体间的静电作用不影响中心离子的电子层结构,如: [FeF 6] 3-、[ Fe (H 2O) 6] 2+、[Ni ( NH 3) 6] 2+、[ Co( N