chapter 16 the elements the d block
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16-2 學習重點
寫出d-軌域金屬所形成配位化合物的化學式 (Chemical
Formula)
寫出d-軌域金屬所形成配位化合物的化學名稱 (Chemical
Name)
辨識配位化合物是否可能形成同分異購物?若能,是形成
哪些同分異購物?結構異購物或立體異購物?
奇怪又有趣的化學反應
CoCl3 + 6NH3 + 3AgNO3→ 3AgCl(s) + ….
產物:[Co(NH3)6]3+
CoCl3 + 5NH3 + 3AgNO3→ 2AgCl(s) + ….
產物:[CoCl (NH3)5]2+
CoCl3 + 4NH3 + 3AgNO3→ 1AgCl(s) + ….
產物:[CoCl2 (NH3)4]+
CoCl3 + 3NH3 + 3AgNO3→ 0AgCl(s) + ….
產物:[CoCl3 (NH3)3]
配位理論的誕生
Coordination
為了打破了有機化學領域
對[Co(NH3)4Cl2]+的過度簡
單結構描述如右上圖,
1913年諾貝爾化學得獎主
Alfred Werner提出「配位
Coordination 」理論,而此
理論不但奠定現代無機化
學的基礎,並為化學鍵的
現代概念開闢了道路。
Co
Cl
Cl
NH3
NH3
NH3
NH3
CoCl Cl
NH3
NH3
NH3
NH3
配位理論的常見名詞
配位化合物或錯合物
coordination compound
如 [CoCl3 (NH3)3]、 [CoCl2 (NH3)4] NO3
配位離子或錯離子
coordination complex
如 [CoCl(NH3)5]2+、 [CoCl2(NH3)4]
+
中心原子 Lewis Acids
center metal atom or ion
配位基 Lewis Bases
ligand
配位數
coordination number CN
配位基間的取代反應
substitution reaction
CoCl3 + 6NH3 + 3AgNO3→ 3AgCl(s) + [Co(NH3)6]3+ + 3NO3
-
[Fe(H2O)6]2+ + 6CN-→ [Fe(CN)6]
4- + 6H2O
錯合物化學式寫法的注意事項
化學式中配位基的擺法:陰離子配位基永遠放在中
性配位基之前(命名不需依照此規則)
如:[CoCl3 (NH3)3]、[FeCl(H2O)5]+
化學式中陰陽離子團的擺法:陽離子團擺在陰離團
前面(命名必需必需必需必需依照此規則)
如: [CoCl2(NH3)4] NO3、NH4 [PtCl3(NH3)]
配位化合物(錯合物 )的命名法 1
先放配位基的名稱,再放中心原
子的名稱
如果配位基是中性原子,其名稱
與原來分子的名稱相同
如 H2NCH2CH2NH2即為
ethylenediamine (en)
例外:
H2O � aqua,
NH3 � ammine,
CO � carbonyl,
NO� nitrosyl
如果配位基是陰離子,字尾皆須
跟著 “o”
-ide � -o
chloride � chloro,
cyanide � cyano
-ate � -ato
sulfate � sulfato
carbonate � carbonato
-ite � -ito
sulfite � sulfito
nitrite � nitrito
配位化合物(錯合物 )的命名法 2
利用希臘數字字首表示配位基的數目
2 : di-, 3: tri-, 4 : tetra-, 5 : penta-, 6 : hexa- ……
例外: 如果配位基的名稱已含有希臘數字字首或是多牙
基,則使用另一套系統,2 : bis-, 3 : tris-, 4 : tetrakis- ….
若有一個以上配位基,其名稱的排列方式:
依照配位基字頭的字母順序。注意:排序時,不需理會
配位基字頭前的希臘數字的字首喔!
錯合物命名法的練習一
請命名下列錯合物的
配位基部分的名稱
[Co(en)3]3+
trisethylenediamine
[CoCl2(NH3)4]+
tetraamminedichloro
Ethylenediamine
(en)
配位化合物(錯合物 )的命名法 3
中心原子的電荷(或是氧化數)請用羅馬數字顯示在中心原子的的後
面,如 I, II, III, IV, V, VI ...
如果配位離子或錯離子是陰離子,而中心原子以英文命名,則中心原
子的字尾加上 “ate”。如果配位離子或錯離子是陰離子,而且中心原子
以拉丁文命名,則中心原子的字尾改為拉丁文的陰離子。陽離子或中
性保持原名。
如Ni的英文為nickel,命名時皆用英文,因此 Ni的陰錯離子為 -nickelate
如 Fe的英文為 iron,通常用在陽錯離子。 Fe在陰錯離子命名時皆用拉丁文
ferrum,因此Fe的拉丁文的陰離子為 -ferrate
如果配位化合物或錯合物是由兩個離子,命名時先放陽離子,再放陰
離子。
錯離子命名法的練習
請命名下列錯離子
[FeCl(H2O)5]+
pentaaquachloroiron (II) ion
[CoCl2(NH3)4]+
tetraamminedichlorocobalt (III) ion
[Cr(en)2(CN) 2] +
dicyanobisethylenediaminechromium (III) ion
[Fe(CN)6]4-
hexacyanoferrate (II) ion
錯合物命名法的練習
請命名下列錯合物
NH4 [PtCl3(NH3)]
ammonium amminetrichloroplatinate (II)
[Cr(OH)2(NH3)4]Br
tetraamminedihydroxochromium (III) bromide
[Co(NH3)3 (H2O)3]2(SO4)3
triamminetriaquacobalt (III) sulfate
同分異購物分類
結構異購物
Structural Isomers
相同的化學式(分子
式),但至少有一或一
個以上不同的鍵結
立體異購物
Stereoisomers
相同的化學式及鍵結結
構,但是原子在空間的
排列不同
結構異購物:
水合異購物 Hydrate Isomer
CoCl3 + 6H2O → CoCl3.6H2O
[Co(H2O)6]Cl3
[CoCl(H2O)5]Cl2 .H2O
[CoCl2 (H2O)4]Cl.2H2O
水合異購物的練習題
When excess silver isomer is added to 0.001 mole
CoCl3.6H2O in aqueous solution, 0.001 mol AgCl is
formed. Which is isomer is present?
When excess silver isomer is added to 0.001 mole
CoCl3.6H2O in aqueous solution, 0.003 mol AgCl is
formed. Which is isomer is present?
結構異購物:
結合異購物 Linkage Isomer
由於有些配位基的孤電
子對有兩對,而且分別
在不同的原子上,因此
接法不同造成配位基異
購物,如
SCN-或 NCS-
NO2-或 ONO-
CN- 或 NC-
結構異購物
Identify the type of isomers represented by each
of the following pairs
[Cu(NH3)4][PtCl4] and [Pt (NH3) 4][CuCl4]
[Cr(OH)2(NH3)4]Br and [CrBr (OH)(NH3)4]OH
[Co(NCS)(NH3)5]Cl2 and [Co(SCN)(NH3)5]Cl2
[CoCl(H2O)5]Cl2.H2O and [CoCl2 (H2O)4]Cl.2H2O
立體異購物
幾何異購物 Geometrical Isomer
幾何異購物 Geometrical Isomer又稱為
順—反異購物 Cis-Trans Isomer。分子式
相同但原子的空間排列方式不同,以中
心原子為參考點,如:
Trans = cross L:兩配位基在中心原子相
對立的兩側
Cis:兩配位基皆在中心原子相同的一側
立體異購物
光學異購物 Optical Isomer
光學異購物 Optical Isomer
又稱為鏡像異構物
enantiomer
分子式相同但原子的空間排列
方式不同。就像左右手的手掌
及五指的排列相同,但兩手不
能疊在一起,在兩手間擺一面
鏡子,則互為鏡像。
具有鏡像異構物的任一分子又
稱對掌分子(chiral
molecular)。而中心原子也稱
為對掌中心(chiral center)