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第11章 配位化学基础

本章中心问题

配合物由哪些部分组成,怎样准确命名?相同组成为什么可能有不同几何与异构体?配体 怎样改变金属离子的分布、沉淀和氧化还原行为?软硬匹配能解释哪些选择性,又不能替代 哪些数据?配体场怎样分裂d轨道并影响自旋、稳定性、颜色与磁性?

组成与语言
→ 中心、配体、齿数、配位数、氧化态和命名

空间结构
→ 几何、连接方式与立体异构

溶液分布
→ 逐级/总形成常数、竞争配位与螯合

经验选择性
→ HSAB及其边界

电子结构
→ 晶体场分裂、自旋、CFSE、颜色与磁性

学习本章之前

必须掌握

  • 2.6: d轨道、电子排布与未成对电子;
  • 第4章:成键、Lewis结构与空间结构;
  • 7.4: 活度与平衡常数;
  • 8.1:Lewis酸碱;
  • 10.1: 氧化态与d电子计数。

建议熟悉

  • 第9章:沉淀与自由金属离子;
  • 10.4: 自由活度与条件电势。

本章学习成果

完成本章后,你应该能够:

  1. 识别配位实体、中心原子/离子和配体;
  2. 区分配位数、配体数和齿数;
  3. 由化学式求配位实体电荷与金属氧化态;
  4. 完成常见单核配合物的基础命名与写式;
  5. 由金属族号和氧化态确定常用d电子数;
  6. 判断常见配位数对应的可能几何;
  7. 识别连接异构、几何异构和光学异构;
  8. 使用逐级与总形成常数处理基础配位平衡;
  9. 分析配体质子化、沉淀和竞争配位;
  10. 解释螯合效应的熵、焓与预组织边界;
  11. 用HSAB作定性选择性判断并说明局限;
  12. 画出八面体、四面体和平面四方d轨道分裂;
  13. 判断基础高/低自旋排布、CFSE和未成对电子数;
  14. 定性解释配合物颜色与磁性;
  15. 区分晶体场模型、价键语言与完整配体场/MO描述。

核心单元

单元 标题 状态
11.1 配位实体、配体与命名 初稿完成
11.2 配位几何与异构 初稿完成
11.3 配位平衡、形成常数与螯合 初稿完成
11.4 软硬酸碱与选择性 初稿完成
11.5 晶体场分裂与配位几何 初稿完成
11.6 自旋、稳定性、颜色与磁性 初稿完成
章末 知识地图、综合练习与章节测验 已复核

本章不负责

  • 完整配体场理论与配位分子轨道理论;
  • 群论和光谱项符号;
  • 配位取代、电子转移机理与动力学;
  • 金属有机化学的系统电子计数;
  • 所有IUPAC配位命名特例;
  • 多金属簇和配位聚合物的完整命名。

本章采用足以支持大一无机化学的单核配位框架,复杂命名与电子结构会明确标注边界。