第一章-配位化学发展简史及基本概念

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1、配位化学CoordinationChemistry化科院陈晓峰xfchen6398@126.comTel:13815870008化育楼208(中）配位化学是研究配位化合物的组成、结构、性质及其反应内在规律的一门化学分支学科。它是在无机化学的基础上发展起来的一门独立的、同时也与化学各分支学科以及物理学、生物学等互相渗透的具有综合性的学科。配位化学-原理及应用章慧现代配位化学是研究金属原子或离子（中心金属）同其它分子或离子（配位体）形成的配合物（包括分子、生物大分子和超分子）及其凝聚态的组成、结构、性质、化学反应及其规律和应用的化学。徐光宪：“21世

2、纪的配位化学是出于现代化学中心地位的二级学科”，北京大学学报（自然科学版），2002,38（2），149-152到了21世纪，配位化学已经远远超过无机化学的范围，正在形成一个新的二级学科，并且正处在现代化学的中心地位。如果把21世纪的化学比作一个人，那么物理化学、理论化学和计算化学是脑袋，分析化学是耳目，配位化学是心腹，无机化学是左手，有机化学和高分子化学是右手，材料科学（包括光电磁功能材料结构材料催化剂及转能材料等）是左腿，生命科学是右腿，通过这两条腿使化学学科坚定地站在国家目标的地坪上。1987年诺贝尔化学奖C.Pedersen发现冠

3、醚化合物J-M.Lehn发现穴醚化合物并提出超分子概念D.Cram主客体化学先驱者超分子是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起，组成复杂的、有组织的聚集体，保持一定的完整性，使它具有明确的微观结构和宏观特性。由分子到超分子和分子间相互作用的关系，正如由原子到分子和共价键的关系。分子间相互作用非共价键超分子和超分子化学通常包括两个领域受体和底物在分子识别原则基础上,分子间缔合成分立的低聚分子物种数量多而不确定的组分缔合成超分子聚集体组成和结合形式不断变动的薄膜、囊泡、胶束、介晶相等组成确定，具有点阵结构－晶体研究这种超分子：晶体工

4、程Zn-N配位键形成的分子盒Fe-N配位键组装成的超分子配位化学所涉及的化合物类型及数量之多、应用之广，使之成为许多化学分支的汇合口。现代配位化学几乎渗透到化学及相关学科的各个领域，例如分析化学、有机金属化学、生物无机化学、结构化学、催化化学、物质的分离与提纯、原子能工业、医药、电镀、染料等等。因此，配位化学的学习和研究不但对发展化学基础理论有着重要的意义，同时也具有非常重要的实际意义。配合物在定性分析上的应用Fe2+K3[Fe(CN)6]Fe3[Fe(CN)6]2(s,蓝)(赤血盐)(滕氏蓝)邻菲罗啉螯合物(s,桔红)Fe3+KNCSFe(NC

5、S)3K4[Fe(CN)6]Fe4[Fe(CN)6]3(s,蓝)(黄血盐)(普鲁氏蓝)Al3+铝试剂螯合物(s,红)Ni2+镍试剂螯合物(s,红)Co2+KNCSK2Co(NCS)4(丙酮,蓝)Cu2+K4[Fe(CN)6]Cu2[Fe(CN)6](s,红褐)Zn2+(NH4)2[Hg(SCN)4]Zn[Hg(SCN)4](s,白)K+Na3[Co(NO2)6]K2Na[Co(NO2)6](s,黄)Na+K[Sb(OH)6]Na[Sb(OH)6](s,白)配位化学的研究内容研究各类配合物的合成、结构、性质和应用。配合物的合成是重点，结构与性质研究

6、是难点，研究方法是关键。应用是落脚点。1.新型配合物的合成和合成方法研究2.配合物在溶液中的平衡和反应性能研究3.生物无机化学4功能配合物及其材料的研究5配合物的结构和成键理论研究1、合成方法：有机和无机化学的合成技术，特别是现今发展起来的水热技术、微波技术、微乳技术、超临界技术等。2、结构研究：元素分析、紫外光谱、红外光谱、质谱、核磁共振、荧光光谱、X-衍射等。3、性质研究：电位滴定、循环伏安、磁天平、变温磁化率、交流磁化率、电子顺磁共振、光电子能谱、E-扫描、催化性质、凝胶电泳、园二色谱、核磁共振研究与细胞及DNA的作用。4、应用：催化反应用

7、于有机合成、金属酶的模拟、分子识别、金属药物、非线性光学材料、分子磁体、介孔材料、分子机器等。微量元素与人体健康的问题是世界各国普遍关心的问题，也是生物无机化学研究的重点课题。新近发现，许多无机元素在人体中具有极其重要的作用。如：缺硒与“克山病”的联系；铜的超氧化物岐化酶(SOD)可清除超氧离子；钒与人体中胰岛素的作用有密切关系；“顺铂”配合物可作治癌药物；铝与老年痴呆症的联系等金属离子在生命体中的生理生化行为，是目前十分重要的研究领域。如：血红素，细胞色素，叶绿素，维生素，铁蛋白，钼铁蛋白，锌蛋白，硒蛋白，钙调蛋白及几十种重要的金属酶的结构与存

8、在形式，生理生化功能，毒副作用及化学模拟生物固氮等。高自旋亚铁脱氧低自旋正铁氧合Fe-N218pmFe-N201pm应用研究方面：抗癌药