配位化学发展简史与现状.ppt

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1、配位化学配位化学的现状配位化学的基本概念配合物的立体结构配合物的化学键理论一、配位化学发展简史与现状配位化学是无机化学中一门重要的分支学科，它大致形成于本世纪40年代中期。配位化合物在人类社会中的应用却可追溯到18世纪。历史上记载最早发现的配台物是1740年制得的普鲁士蓝。从配位化学的发展史看，真正只有重要意义的是1790年法国化学家所发现的配合物三氯化六氨合钻[Co(NH3)6]C13。标志配位化学的真正开始。对经典化合价理论提出了尖锐挑战：化合价已经饱和的CoCl3和NH3为什么还能相互结合生成很稳定的“复杂化合物”?在众

2、多的研究者中，影响较大的是A．Werner,近代配位化学的奠基人。由于当时的经典原子价理论不能对这类新化合物的形成和成键特征提出圆满的解释，因而激励着他们去进行更深入的研究，以增加各自观点的论据。年仅25岁的Werner从1891年起发表了“对于无机化合物的结构贡献“等一系列论文，并于1893年在“关于无机化合物的结构问题”的论文中，将其结构观点系统化、理论化。这就是在当今称之为“配位学说”的伟大发现。1.配位学说大多数元素具有两种原子价一主价(相当于现在的氧化数)和副价(相当于后来的配位数)。每一元素倾向于既满足它的主价又满

3、足它的副价。在配合物中部分分子或离子与中心离子较紧密地结合在一起，组成在溶液中能够稳定存在的整体，称为“内界”。与中心离子结合不够紧密的离子则处于“外界”。在溶液中外界离子易于离解，内界分子或离子则难于离解。副价指向空间的确定位置，配合物有确定的几何构型。Werner提出副价概念，藉以补充当时不完善的原子价理论，这是他的重要贡献之一。正是为了满足副价的要求，主价已经饱和的分子、离子可以进一步反应生成配合物。内界、外界的概念说明了配合物的结构和物理、化学性能。而Werner创造性地把有机化学的空间结构理论扩展到无机化合物领域，奠

4、定了配合物立体化学的基础，这是他的又一重大贡献。由于Werner对配位学说的杰出贡献，1913年获得Nobel化学奖，成为获得此项科学奖金的第一位无机化学家。2.配位化学的发展配位化学是一门边缘学科，它的发展有赖于有机化学、物理化学和结构化学提供有益的理论观点和研究方法。基于以下三个原因，1940年后配位化学才有了新的跃进。化学键理论的发展。L．Pauling的著作《TheNatureoftheChemicalBond》于1939年出版，为阐明配合物中化学键的性质及其构型提供了有力的武器。适合于研究配位化学的物理化学方法取得了

5、可喜的成果。社会生产和科学技术发展的需要结配位化学的发展以巨大的推动力。近40年来，配位化学在社会需要的推动下获得了迅猛的发展，50年代，由于原子能、半导体、火箭等尖端技术的发展，要求工业提供大量核燃料、高纯稀有元素及高纯化合物等新材料、新原料。这种需要大大促进了分离技术和分析方法的发展。而在水溶液中的任何分离方法几乎都与配合物的生成有关。60年代以来，现代石油化工和有机合成工业的发展需要高效、专一的催化剂，从而推动了小分子配位的过渡金属配合物的研究。在一定条件下，小分子(如O2、H2、N2、CO、CO2`NO、S02、烯烃分

6、子等)通过和过渡金属离子配位而获得活化，从而引起插入、氧化加成、还原消除等反应的进行。因此，某些过渡金属配合物成为聚合、氧化还原、异构化、环化、碳基化等反应的高效、高选择性的催化剂。高效、专一过渡金属配合物催化剂的研制以及配泣催化机理的研究，成为有·机过渡金属化学发展的巨大动力。当代配位化学已经突破了纯无机化学的范畴，它渗入有机合成、高分子化学和生物化学，形成了许多崭新的富有生命力的边缘学科，成为当代化学学科中最活跃的领域之一。配位化学的应用十分广泛，它涉及国民经济的许多重要部门。除上述原子能、半导体、火箭、石油化工、有机合成

7、等部门之外，在湿法冶金、电镀、医药、揉革、染色及分析化验等方面，配位化学也起着重要作用。配合物在药物治疗中也显示重大作用。例如乙二胺四乙酸钙钠盐是排除人体内铀、社、坏等放射性元素和铅的高效解毒剂。顺式一二氯二氨合铂有抑制癌症的效果，但副作用较大，会引起呕吐和肾病等。新的副作用小的抗癌药物顺铂配合物，国内外都在积极研制。二、配合物的一些基本概念1配合物的定义随着配位化学的迅速发展，配合物的数目在不断增多，范围在不断扩大，致使早先流行一时的一些关于配合物的定义或因含义不妥，或因范围太窄而变得不太适用。虽然目前要对配合物这一重要概念

8、作出一个完美天缺的定义仍然困难，但是根据配合物的特征给出一个比较清楚、比较确切的定义还是可能的。一般说来，配合物的特征主要有以下三点：中心原子(或离子)有空的价电子轨道；配位体含有孤对电子或键电子；中心原子(或离子)与配休相结合形成具有一定组成和空间构型的配位个体。·配合物