怎么算配合物是几电子构型?若已考虑中心原子的价态,则甲基算给几个电子?若甲基配位,甲基算负一价吗?还是零价?
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/04 03:36:50
怎么算配合物是几电子构型?若已考虑中心原子的价态,则甲基算给几个电子?若甲基配位,甲基算负一价吗?还是零价?
怎么算配合物是几电子构型?若已考虑中心原子的价态,则甲基算给几个电子?
若甲基配位,甲基算负一价吗?还是零价?
怎么算配合物是几电子构型?若已考虑中心原子的价态,则甲基算给几个电子?若甲基配位,甲基算负一价吗?还是零价?
这些属于大学内容啊
首先知道 P轨道是有方向的 x、y、z 只有同方向的轨道才能重合形成π键
氧原子P轨道上有两个孤电子 一个与S的sp2杂化轨道形成σ键 那另一个应该形成离域π键啊
S的sp2轨道有3个电子 价上氧的 一共6个 形成离域π键
至于Cu2+为什么只接受4个H2O分子中O原子提供的孤电子对而不是小于4或大于4 也与中心的杂化方式有关 超出高中范围 如dsp2就是平面型4配体 d2sp3 sp3d2是八面体型6配体等等
还有 确定是AlF5?如果是 是不是F原子间存在化学键?
VSEPR模型需要确定中心原子 电子式的局限性也很大 比如SF6的正八面体构型能用VSEPR理论解释 不过怎样画电子式?应该不能
选修3的课本知识的确少 但是理论性强 想要学明白需要很强的能力 很多的功夫 如果深挖 涉及很多大学内容 竞赛用得上 建议看下大学教材
不过高考考查的内容很简单
中心原子
central atom
又称配位化合物的形成体或配位化合物的受体。
具有空的价电子轨道,可以接受配位体提供的孤对电子形成配位键或接受配位体的π键电子成键的金属原子或离子。
在某些特定情况下也可以是带正电荷的非金属原子。
主族元素的金属离子中配位化合物形成体的能力较弱,副族元素的离子作配位化合物形成体的能力较强。
中心离...
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中心原子
central atom
又称配位化合物的形成体或配位化合物的受体。
具有空的价电子轨道,可以接受配位体提供的孤对电子形成配位键或接受配位体的π键电子成键的金属原子或离子。
在某些特定情况下也可以是带正电荷的非金属原子。
主族元素的金属离子中配位化合物形成体的能力较弱,副族元素的离子作配位化合物形成体的能力较强。
中心离子(中心原子)的电荷与半径影响配位化合物的稳定性。
配位化合物概念,为一类具有特征化学结构的化合物,由中心原子或离子(统称中心原子)和围绕它的称为配位体(简称配体)的分子或离子,完全或部分由配位键结合形成。
组成 配体给出孤对电子或多个不定域电子,中心原子接受孤对电子或多个不定域电子,组成使二者结合的配位键。例如,K4【Fe(CN)6】、【Cu(NH3)4】SO4、【Pt(NH3)2Cl2】和【Ni(CO)4】都是配合物。其中:CN:-、∶NH3、和∶CO∶是配体,皆有孤对电子(∶),Fe2+、Cu2+、Pt2+和Ni是中心原子,皆可接受孤对电子。配体和中心原子组成配位本体,列入方括弧中。配合物在溶液中发生部分离解,但仍趋向保持其本体。周期表中所有金属均可作为中心原子,其中过渡金属(见过渡元素)比较容易形成配合物。非金属也可作为中心原子。配体分为单齿配体和多齿配体两种。单齿只有一个配位原子,例如CN-、CO、NH3和Cl-均是单齿配体,配位原子分别是C、N和Cl,它们直接与中心原子键合。多齿有两个或两个以上配位原子:乙二胺H2NCH2CH2NH2是双齿配体,配位原子是两个N原子;乙二胺四乙酸根(简称EDTA4-)(-OOCCH2)2N-CH2-CH2-N(CH2COO-)2是六齿配体,配位原子是两个N和四个羧基上的O。配体为负离子或中性分子,偶尔也有正离子(如NH2NH幦)。带电荷的配位本体称为配离子,带正电荷的配离子称配阳离子,带负电荷的称配阴离子。配离子的电荷为金属离子和配体所带电荷之和,例如Fe2+和6CN-配位产生【Fe(CN)6】4-配阴离子,Cu2+和4NH3产生【Cu(NH3)4】2+配阳离子,它们各与带相反电荷的阳离子或阴离子组成配合物。中性配位本体就是配合物,例如Pt2+和2NH3及2Cl-产生【Pt(NH3)2Cl2】;Ni和4CO产生【Ni(CO)4】。配合物可为单核或多核,单核只有一个中心原子;多核有两个或两个以上中心原子。上述配合物均为单核配合物;多核配合物如【(CO)3Fe(CO)3Fe(CO)3】。
结构 有多种,最常见的为八面体和四面体。前者如【Fe(CN)6】4-,后者如【Ni(CO)4】:
命名 系统名称是按照《无机化学命名原则》(1980)命名的。命名时,阴离子在前,阳离子在后。对于中性和阳离子配合物,首先命名配体,词尾缀以“合”字与金属名称相连,在金属名称之后附加括号的罗马数字,标明氧化态。有不同配体时,在配体名称之间以中圆点(·)分开。配体的次序是负离子在前,中性分子在后;无机配体在前,有机配体在后。相同配体多于一个时,前缀倍数词头二、三等标明简单基团如氯、硝酸根、水等的数目;对于较复杂的配体如氨基乙酸根H2NCH2COO-、三苯基膦P(C6H5)3等的名称,倍数词头所标的配体加以括号,以免混淆。阴离子配合物的命名规则相同,但在金属名称后面缀以“酸”字。配合物中含有连接两个或两个以上金属原子的桥配体时,用前缀μ表示
除系统命名外,配合物也有用俗名命名的,例如K4【Fe(CN)6】称为亚铁氰化钾。许多普通离子,如CrO娸、WO娸、SO娸、PO婯等皆是配离子,因为它们既有中心原子的构型,也有一部分配位键,但它们一向是以普通化合物命名,故不采用系统命名。又如,PF5和SiF4中没有配位键,为普通化合物,当P和Si与F-以配位键结合形成配离子【PF6】-和【SiF6】2-时,则应命名为六氟合磷酸根离子和六氟合硅酸根离子。
参考书目
戴安邦主编:《配位化学》(无机化学丛书),科学出版社,北京,1987。
中国化学会:《无机化学命名原则》(1980),科学出版社,北京,1982。
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我们已经在前一章学过,当2个原子共用1对电子时,有的原子的外层电子轨道无须杂化,如H2中的H原子;有的需要杂化,而且参与杂化的外层轨道中含单电子或电子对,如NH3中的N原子。配合物的价键理论(Valence bond theory)有一些新特点。
(一)理论要点
1.中心原子总是用空轨道杂化,然后用杂化空轨道接收配体提供的孤电子对;
2.中心原子的价层电子结构与配体的种...
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我们已经在前一章学过,当2个原子共用1对电子时,有的原子的外层电子轨道无须杂化,如H2中的H原子;有的需要杂化,而且参与杂化的外层轨道中含单电子或电子对,如NH3中的N原子。配合物的价键理论(Valence bond theory)有一些新特点。
(一)理论要点
1.中心原子总是用空轨道杂化,然后用杂化空轨道接收配体提供的孤电子对;
2.中心原子的价层电子结构与配体的种类和数目共同决定杂化类型;
3.杂化类型决定配合物的空间构型、磁矩和相对稳定性。
配合物的价键理论的核心是“杂化”。
(二)内轨型和外轨型
若要形成ML6型配合物(L为单齿配体),则需6个空杂化轨道接收6L提供的孤电子对,满足该条件的杂化类型有d2sp3和sp3d2。尽管这2种杂化都导致八面体型配合物,但前者是次外层的(n-1)d轨道,而后者是最外层nd轨道,因此与这2种杂化相应的配合物分别称为内轨型和外轨型配合物(inner- and outer-orbital coordination compound)。
中心原子的价层电子数和配体的性质都是影响配合物内/外轨型的因素。当d电子数≤3时,该层空d轨道数≥2,总是生成内轨型配合物。
例如,在[Cr(H2O)6]3+中,Cr 3d54s1, Cr3+ 3d3
当中心原子价层d电子数为7~10时,即使强制d轨道中的电子配对,所能得到的该层空d轨道数也小于2,因此只能用最外层轨道参与杂化,总是生成外轨型配合物。
例如,在[Co(H2O)6]2+中,Co 3d74s2, Co2+ 3d7
当中心原子价层d电子数为4~6时,对于配位能力较强的配体,即配位原子电负性较小,容易给出孤电子对,对中心原子价层d电子排布影响较大,强制d电子配对,空出2个价层d轨道参与d2sp3杂化,生成内轨型配合物。
例如[Fe(CN)6]3-。
若配体的配位能力较弱,即配位原子电负性较大,则不易给出孤电子对,对中心原子价层d电子排布影响较小,只能用最外层d轨道参与杂化,生成外轨型配合物。
例如[Fe(H2O)6]3+。
类似地,对于ML4型配合物(L为单齿配体),当中心原子价层d电子数为5~8时,若配体较强,则dsp2杂化,生成内轨型平面四方形配合物。例如[Ni(CN)4]2-。若配体较弱,则sp3杂化,生成外轨型四面体形配合物。
例如[Ni(NH3)4]2+。
内/外轨型配合物的实验判据:磁矩
(10.1)
其中μ为磁矩,单位B.M.;n为单电子数。
(三)、用价键理论说明或判断配合物的性质
[例10-1]已知磁
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配位化合物的一般概念
1. 配位化合物(络合物)
络合单元:由中心过渡金属的原子或离子及其周围的分子和离子(称配体)按一定的组成和空间构型组合成的结构单元叫络合单元。
中心离子M:通常是含d电子的过渡金属原子或离子,具有空的价轨道。
配位体L:分子或离子,含孤对电子或 键
L→M
络离子: 带电荷...
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配位化合物的一般概念
1. 配位化合物(络合物)
络合单元:由中心过渡金属的原子或离子及其周围的分子和离子(称配体)按一定的组成和空间构型组合成的结构单元叫络合单元。
中心离子M:通常是含d电子的过渡金属原子或离子,具有空的价轨道。
配位体L:分子或离子,含孤对电子或 键
L→M
络离子: 带电荷的络合单元叫络离子,如[Fe(CN)6]4-,[Co(NH3)6]3+等,
络合物: 络离子与带异性电荷的离子组成的化合物叫络合物。 不带电荷的络合单元本身就是络合物。如Ni(CO)4,PtCl2(NH3)2等。
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:
配位数为4的常见几何构型为正四面体和平面正方形;
配位数为6的常为正八面体构型。
2、络合物的磁性:如果具有自旋未成对电子,络合物具有顺磁性。
磁矩大小 为玻尔磁子。
根据磁矩大小可以分成高自旋,低自旋络合物。
3、络合物的化学键理论
价键理论;
晶体场理论;
分子轨道理论;
配位场理论:晶体场理论+分子轨道理论结果
4、配位化合物命名
命名方式与无机盐类似:
NaCl[Co(NH3)6]Cl3 氯化六氨合钴( )
Na2SO4 K2[PtCl6] 六氯合铂()酸钾
内界次序:
阴离子中性配位合中心离子(罗马数字)
K[Co(NH3)2(NO2)4] 四硝基二氨合钴()酸钾
K4[Fe(CN)6] 六氰合铁()酸钾
NH4[Cr(NH3)2(SCN)4] 四硫氰根二氨合钴()酸铵
[Cu(NH3)4]SO4 硫酸四氨合铜()
[Pt(NH3)4(NO2)Cl]CO3碳酸一氯一硝基四氨合铂()
Na[Co(CO)4] 四羰基合钴(-)酸钠
K4[Ni(CN)4] 四氰合钴(0)酸钾
5、配合物的空间结构
1)几何构型
1.配位数(C.N)=4,配体采用四面体空间结构,中心原子轨道采用sp3
杂化。采用平面正方形时,采用dsp2杂化。Ni(3d84s2)
Ni(CN)42- 平面正方形
NiX42- 正四面体
ZnCl42- 正四面体(中心原子没有空d轨道)
Zn(CN)42- 正四面体
2. C.N=6,配体采用正八面体空间结构,中心原子轨道采用sp3d2杂化或
d2sp3杂化。
2)异构现象
同分异构体:化学式相同,结构不同。
立体异构:配位体周围由于排列方式不同而产生的异构。包括顺反异构
和旋光异构。
顺反异构:因内界中二种或多种配位体的几何排列不同引起的异构现象。
旋光异构:化学性质相同,互呈影像,只能用偏振光去区别。
[Pt(NH3)2Cl2]
顺: 棕黄色 u>0 溶解度0.2523g 反: 淡黄色 u=0 溶解度0.0366g
Cr(NH3)2(H2O)2Br2 顺反异构5种对映体一对
还有如:配位异构、电离异构、水合异构、键合异构等。
§3-0 络合物的价键理论(自读)
价键理论是三十年代初由L.Pauling在杂化理论基础上提出的。他认为:络合物的中央离子与配位体之间的化学键可分为电价配键和共价配键,相应的络合物称电价络合物和共价络合物。
1. 电价配键与电价络合物
带正电的中央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。中央离子与配位体间的静电作用不影响中央离子的电子层结构,所以中央离子的电子层结构和自由离子一样,服从洪特规则。如:[FeF6]3-、〔Fe(H2O)6〕2+、[Ni(NH3)6]2+、 [Co(NH3)6]2+等,它们在形成络合物前后,自旋未成对电子数不变(分别为n=5,4,2,3),分子的磁性由中央离子的电子排布决定,所以电价络和物是高自旋络合物。
2、共价配键和共价络合物
中央离子以空的价轨道接受配位体的孤对电子所形成的键叫共价配键。
从络合物的几何构型看,中央离子提供杂化轨道。过渡金属元素的离子,(n-1)d ns,np能级接近,(n-1)d部分占据,ns,np为空的,可以形成:
d2sp3 dsp2 d4sp3 杂化
几何构型:正八面体、平面正方形、正十二面体
此外还有 sp3 sp2 sp 杂化
正四面体 正三角形 直线型
为了形成尽可能多的配键,d轨道电子重排,使自旋未成对电子个数减少,一般为低自旋络合物。
如[Fe(CN)6]3-
自由Fe3+ 3d5 __ __ __ __ __ — — — —
3d 4s 4p
当它与六个CN-配位时,五个d电子被挤到3个轨道,空出两个d轨道形成d2sp3 杂化轨道。参加杂化的基函数为:dx2-y2 dz2 s px py pz。因为如果把中心离子位于八面体中心,六个配体位于x、y、z轴的正、负方向上,则dx2-y2 和dz2 是直接指向配体的轨道。形成的六个杂化的空轨道指向正八面体的六个顶点,可接受六个CN-中的 π电子形成六个共价配键。这种违背洪特规则的电子排布,会使体系能量有所升高,但形成六个d2sp3杂化空轨道,形成6个共价配键,使体系能量大大降低。
含d4、d5、d6 离子的络合物,如[Co(CN)6]4- 和[Mn(CN)6〕3-(d4)、[Co(NH3)6]3-、[Co(CN)6]3- (d6) 中央离子均采取d2sp3杂化,为八面体几何构型。
具有d7结构的[Co(CN)6]4- 八面构型
剩下一个电子激发到高能的5s轨道上去(激发电子所需的能量由生成六个d2 sp3 配键补偿)。5s上电子能量高,很易失去变成Co(Ⅲ)即[Co(CN)6]3-,钴的简单化合物是二价比三价稳定,但生成络合物后三价反而比二价稳定了。
具有d8 结构的[Ni(CN)4]2- ,还有Pd2+,Pt2+,Au3+等
如Ni2+ d8
中央离子接受配位体的孤对电子,形成4个共价配键。另外中央离子Ni2+ 还剩余一个垂直于平面的空的4p轨道,可以和各配体CN-的一个π键形成π89,[Ni(CN)4]2-为反磁性络合物,磁化率测定实验已证实。具有d8 结构的平面正方形结构还有[Pt(NH3)4]2+、 〔PtCl4〕2-、[Pd(CN)4]2-等。
具有d9结构的如[Cu(CN)4]2-
中央离子Cu2+未参加杂化的4p轨道的4个CN-的π轨道形成π99 离域大π键,增加了稳定性。
具有d10结构的络合物,d电子不必重排,采取sp3杂化,形成正四面体络合物,另外还有sp杂化等。
通过测络合物的磁化率,可以算磁矩μ, ,μB,由此计算未成对电子数n,以此为依据判别是电价络合物还是共价化合物,还可用于推测络合物的几何构型。如测得[Fe(H2O)6〕2+的μ=5.3 μB,得n=4,是高自旋态,为电价络合物,而测得[Fe(CN)6]4-的μ=0,则n-0,是低自旋态,是共价络合物。
价键理论将络合物截然划分成电价和共价两点,与实验事实不符,因为电价络合物有时也表现为共价化合物的特征,后来泡令也放弃了这种看法,认为所有络合物都是以共价配键结合的。有的络合物,中央离子采取(n-1)d ns np杂化,形成内轨型络合物,相当于低自旋络合物;有的络合物中中央离子采取ns np nd杂化(sp3d2),形成外轨型络合物,相当于高自旋络合物。内外轨配键理论解决了电价、共价划分的困难,进一步完善了价键理论。
价键理论的优点是化学键概念明确,易于接受,能说明络合物的磁矩、空间构型和配位数,但是定性的推测理论对过渡金属络合物的颜色、电子光谱、热稳定性及几何构型变形等现象,价键理论解释不了,逐渐被后来发展起来的晶体场理论所代替。
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