2016无机化学（高教版）授课教案：第4章 配合物.docVIP

无机化学（高教版）授课教案 第 4 章 配合物[ 教学要求 ] 1 ．掌握配位化合物的基本概念，组成，命名，分类。 2 ．掌握配位化合物价键理论和晶体场理论的基本内容。 [ 教学重点 ] 1 ．配合物的异构问题 2 ．配合物的价键理论 [ 教学难点 ] 配合物的几何异构和对映异构 [ 教学时数 ] 4 学时 [ 主要内容 ] 1 ．配位化合物的基本概念：什么叫配合物，组成，命名。 2 ．配合物的价键理论：配合物的立体结构和几何异构，配合物类型简介（简单配离子、螯合物、多核配合物）。 3 ．晶体场理论要点：简介 d 轨道的能级分裂和晶体场效应：八面体场的分裂、四面体场的分裂、平面四边形场的分裂；分裂能和影响分裂能的因素，稳定化能；晶体场理论对配合物性质的解释（颜色、磁性）。 [ 教学内容 ] 4-1 配合物的基本概念 ???? “科学的发生和发展一开始就是由生产所决定的”。配合物这门科学的诞生和发展，也是人类通长期过生产活动，逐渐地了解到某些自然现象和规律，加以总结发展的结果。历史上有记载的最早发现的第一个配合物就是我们很熟悉的亚铁氰化铁 Fe4[Fe(CN)6]3 ( 普鲁士蓝 ) 。它是在 1704 年普鲁士人狄斯巴赫在染料作坊中为寻找蓝色染料，而将兽皮、兽血同碳酸纳在铁锅中强烈地煮沸而得到的。后经研究确定其化学式为 Fe4[Fe(CN)6]3 。近代的配合物化学所以能迅速地发展也正是生产实际需要的推动结果。如原子能、半导体、火箭等尖端工业生产中金属的分离楼术、新材料的制取和分析； 50 年代开展的配位催比，以及 60 年代蓬勃发展的生物无机化学等都对配位化学的发展起了促进作用。目前配合物化学已成为无机化学中很活跃的一个领域。今后配合物发展的特点是更加定向综合，它将广泛地渗透到有机化学、生物化学、分析化学以及物理化学、量子化学等领域中去。如生物固氮的研究就是突出的一例。 4-1-1 配合物的定义 ??? 当将过量的氨水加入硫酸铜溶液中，溶液逐渐变为深蓝色，用酒精处理后，还可以得到深蓝色的晶体，经分析证明为 [Cu(NH3)4]SO4 。 ????????????????????????????? CuSO4 +4NH3 =[Cu(NH3)4]SO4 ??? 在纯的 Cu(NH3)4]SO4 溶液中，除了水合硫酸根离子和深监色的 Cu(NH3)4]2+ 离了外，几乎检查不出 Cu2+ 离子和 NH3 分子的存在。 Cu(NH3)4]2+ 、 [Ag(CN2)]- 等这些复杂离子不仅存在于溶液中，也存在于晶体中。 ??? 从上面实例可以看出，这些复杂离子至少不符合经典原子价理论，在晶体和溶液中有能以稳定的难离解的复杂离子存在的特点。因此有人以此特点给配合物下定义，但没说到配合物的真正本质。某些配合物在水溶液中不容易离解得到复杂离子，如三氯三氨合钴（III）[Co(NH3)3Cl3] ，在其水溶液中，不仅Co3+ 、NH3、Cl- 离子的浓度都极小，它主要以 [Co(NH3)3Cl3] 这样一个整体 ( 分子 ) 存在。 ??? 由此可见，化合物的组成是否复杂，能否离解得到复杂离子，并不是配合物的主要特点。从实质上看，配合物中存在着与简单化合物不同的键棗配位键，这才是配合物的本质特点。因此把配合物的定义可归纳为：配合物是由可以给出孤对电子或多个不定域电子的一定数目的离子或分子 ( 称为配体 ) 和具有接授孤对电子或多个不定域电子的空位的原子或离子 ( 统称为中心原子 ) 按一定的组成和空间构型所形成的化合物。如：Cu(NH3)4]2+、[Ag(CN2 )]- 离子等均为配离子。配离子与带有异号电荷的离子组成的中性化合物，如配盐 Cu(NH3)4]SO4 等都叫配合物。不带电荷的中性分子如 Ni(CO)4、[Co(NH3)3Cl3] ，就是中性配合物，或称配位分子。 ??? 配合物和配离子在概念上应有所不同，但使用上对此常不严加区分。有时使用配合物这一词，就是指配离子而言。我们使用时应加以注意，应有个明确的理解。 4-1-2 复盐 ??? 复盐数 ( 又称重盐，是出两种或两种以上的同种晶型的简单盐类所组成的化合物 ) 究竟是否属于配合物的范畴 ? 不同的资料中说法不一。我们认为一种复盐在其晶体中和水溶液中都有复杂离子存在，若复杂离子中有配位键，如红色的 CsRh(SO4)2·4H2O 复盐就是配合物。因为该复盐溶于水中，同 BaCl2 溶液作用，无 BaSO4 的沉淀生成，证明无SO42- 离子解离出来。后经实验证明确有 [Rh(H2O)4(SO4)2]- [ 二硫酸根四水合铑 (III) 配离子 ] 存在。然而，在其晶体中 ( 或水溶液中 ) 均以简单的组成离子存在的复盐，如光卤石