第二章物质的化学组成与聚集状态.ppt

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1、第二章物质的化学组成与聚集状态§2.1物质的化学组成一、配位化合物（配合物、络合物）配合物：以金属正离子（或中性原子）作为中心，有若干个负离子或中性分子按一定的空间位置排列在其周围形成的复杂化合物。配位中心：处于配合物中心位置的正离子或中性原子配体：按一定空间位置排列在配位中心周围的负离子或中性分子中心离子和配体之间以配位键结合配位原子：能够与中心离子形成配位键的原子配位数：配位原子的总数。中心原子（配位中心）：配合物的形成体，核心。通常为金属离子，尤以过渡金属离子居多。具有空的价电子轨道。配位体（配体）：能提供孤

2、对电子的物质，也称为配合剂。可以是负离子、中性分子，常见有F-,Cl-,Br-,I-,CN-,H2O,NH3,CO……等。配位键：配位原子将孤对电子投入到中心原子空轨道上而形成的结合力。表示为L→M。配位原子：在配体中直接与中心离子形成配位键的原子。配位原子必须含有孤对电子。常见的配位原子有N,O,S,C,X……。配位数：直接同中心原子结合的配位原子的数目。单齿配体时，配位数=配体数。多齿配体时，则二者不等。例[Pt(en)2]-2,配体数为2，配位数为4。配离子的电荷：中心原子和配体总电荷的代数和。配合物的命名原

3、则：①先命名阴离子部分，后命名阳离子部分；如果是简单阴离子，命名为“某化某”，如果是复杂阴离子，则命名为“某酸某”；②内界中，先命名配体，再命名配位中心，之间用“合”字连接；③配位体的命名次序，先负离子后中性分子；④负离子命名是先简单离子，后复杂离子，最后是有机酸根离子，氢氧根离子称羟基，亚硝酸根离子称硝基。中性分子的命名次序也是先简单、常见再复杂，先无机分子后有机分子；⑤每种配体前用数字一、二、三等表示配体数目，并以中心点“•”把不同配体分开。⑥当中心离子有可变价时，在其后加括号，用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表明中心离子

4、的价态。举例：单齿配体：只含有一个配位原子的配体。例如Cl－、NH3、I－等多齿配体：复杂多元有机酸根、多元胺等常含有两个或两个以上的配位原子，他们作为配体时称为多齿配体。例如乙二胺为双齿配体、EDTA（乙二胺四乙酸根）为六齿配体H2NCH2CH2NH2、(-OOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COO-)2多齿配体和中心原子形成环状结构的配合物，有点象螃蟹的双螯钳住东西起螯合作用一样，这类配体也称为螯合剂，形成的配离子称为螯合离子，配合物称为螯合物。鳌合物：多齿配体与中心离子形成具有环状结构的配合物，稳定性较强

5、二、团簇定义：是指由几个至上千个原子或其结合态单元相互作用结合在一起而形成的相对稳定的化学单元。特征：空间尺度在纳米级左右，是纳米材料的基础，其性能与所含原子、原子数目、空间位置及相互作用有关。分类：举例：金刚石：硬度最大、熔点最高（3550℃）不导电石墨：有导电性和润滑性碳团簇：金属簇：Lin、Cun、Hgn非金属簇：Cn、Nn、Arn分子簇（H2O）n、（NaCl）n例，球碳C60，由60个碳原子以20个六边形和12个五边形相间组成的32面体的球形分子。碳纳米管是一种由单层或多层石墨卷成的纳米微管。三、非整比化

6、合物组成物质的元素的原子数目间不成整数比，例如碳化物。碳化物是指碳与电负性比碳小的元素所形成的二元化合物。碳化物有离子型、共价型、金属型三类。大多数活泼的主族元素和C形成的是离子型化合物，如Na2C2、Li2C2、CaC2、Al4C3、Be2C……。碳与电负性与其接近的元素化合，形成共价型碳化物。其中重要的有SiC、B4C等，都属原子晶体。金属型碳化物是碳与d区金属元素如：钛、锆、钒、铬、钼、钨、锰、铁等d区金属作用而生成的，这类物质具有金属光泽，能导电导热，熔点高，硬度大。金属型碳化物是许多合金钢的重要成分，在工

7、业上有重要的应用。金属型碳化物组成和结构比较复杂，不符合正常化合价规则，原子数目也不一定成整数比。其原因是原子半径较小的碳原子（半径为0.077nm）进入到金属晶格的空隙中，形成一种“间隙化合物”，实际上是一种固溶体，是一种合金，所以金属型碳化物中碳与金属的量的比是可变的，化学组成不符合化合价规则。d区金属原子含有较多的价电子，形成金属键后还有多余的价电子，有可能与进入晶格间隙的碳原子形成共价键，这就是这类碳化物的熔点和硬度特别高，甚至可能超过原金属的原因。四、金属有机化合物金属原子和有机基团中碳原子键合而成，即含

8、有M-C键的化合物，分为离子型、σ键型和π键型。例如，Ni(CO)4,的热分解制备镍粉，三丁基铝热分解制备金属铝膜（化学气相沉积法）等，说明M-C键不稳定，易断裂。五、高分子化合物高分子化合物是一类十分重要的化合物。高分子合成材料应用广泛，几乎渗透到所有的技术领域。高分子化合物是一类分子量很大的化合物。它的分子中可含几千、几万、甚至几十万个原子，其分子量可以