配位化學

前言

自1981年恩師徐志固先生引我入配位化學之門以來，我始終工作于配位化學及其相關研究和教學領域。自1997年留英歸國后，我先后在廈門大學化學系為本科生和研究生講授配位化學、中級無機化學、配位化學選讀，以及與配位化學密切相關的綜合化學實驗等理論和實驗課程。雖然苦于配位化學方面教科書的匱乏，但深知自己功底尚淺，我未敢萌生編寫教材的念頭。直到2004年4月在長沙參加中國化學會第24屆年會時，我遇見了化學工業(yè)出版社的編輯和數所高校講授配位化學課程的同仁們，才發(fā)現(xiàn)大家都迫切需要一部合適的教材，以滿足當前配位化學的教學需要。在同仁們的鼓勵下，編寫教材的任務提上了議事日程。但真的要接受大家的囑托、編寫這么一部重要的化學學科基礎教材，我依然難以下定決心。當徐志固先生得悉我的顧慮后，他激勵我“一輩子要做成一件有益的事情”！在徐志固先生的激勵下和化學工業(yè)出版社的支持下，我終于開始了長達三年的編寫工作。近年來，我國無機化學家取得了一系列突出的創(chuàng)新成就，無機化學已成為化學學科中發(fā)展最快的二級學科之一。配位化學堪稱無機化學中最活躍的一個重要分支，這里既有德高望重、功底深厚的老一輩無機化學家的領航引路，又有風華正茂、才華橫溢的中青年學者的勇于探索；更讓人欣慰的是一批又一批朝氣蓬勃、勤奮好學的青年學子正在茁壯成長。在這樣的形勢下，當我將要把這本教材呈獻于我的老師、同行和學生們面前時，內心依然誠惶誠恐……。本教材力求繼承國內外配位化學領域已有教材、專著和重要研究論文的精華，試圖融入作者本人對配位化學的理解，嘗試使教材內容能夠深入淺出、通俗易懂、流暢可讀，以適用于具備了大學化學基礎知識，特別是掌握了結構化學和群論基本原理的化學專業(yè)高年級本科生和研究生。本教材若能有助于青年學生對配位化學基本原理和主要內容的了解，也就實現(xiàn)了作者拋磚引玉的初衷，作者內心的惶恐不安將稍稍釋然。本教材主要由章慧編寫。第5章中“配合物的磁性”一節(jié)由北京大學嚴純華教授、白士強博士、房晨婕博士和岳衍峰博士編寫，第8章中“金屬苯的合成”一節(jié)由廈門大學張弘博士、溫庭斌教授和夏海平教授編寫。全書由章慧負責統(tǒng)稿，福州大學陳耐生教授主審了全稿。教材的第1、2、4、5和7章為配位化學基本原理，第3章主要涉及結構化學和群論的基礎知識，第8章為配合物(也包括金屬苯和手性配合物)合成化學。為加深讀者對各章節(jié)內容的理解，每一章都附有習題、思考題及部分參考答案，其中不少習題選自國內外名著，部分綜合練習題為自編。鑒于近年來手性金屬配合物在手性技術發(fā)展中的重要作用，在相關章節(jié)中分別對手性金屬配合物的命名、結構、表征(特別是圓二色和旋光色散光譜表征)做出較詳細介紹，這也是本教材的特色之一。在本教材出版之際，作者首先要向參與和協(xié)助出版本教材的老師和同事們表示深深的謝意。福州大學陳耐生教授全面指導了本教材的編寫工作，謹向陳耐生教授獻上最誠摯的謝意；廈門大學王銀桂教授對涉及結構化學和群論部分的內容給予了技術把關；山西大學楊頻教授對生物無機化學部分的內容提出了有益建議；山西大學王越奎教授仔細審閱了第5章中配合物的電子光譜和第5章中圓二色光譜的內容并提出了寶貴意見；廈門大學化學系方雪明實驗師對本書的部分研究工作以及在書稿的錄入方面給予了協(xié)助；作者本人研究課題組的歷屆研究生朱彩飛、陳洪斌、黃永清、鄒威、李麗、王憲營、郝洪慶、王芳、陳淵川、宣為民、鄒方、黃小青、陳雷奇、丁雷等的出色研究工作構成了本書的部分素材。還要借此機會對曾經培育我學習成長的所有前輩、師長，對與我一道學習、工作和交流過的所有同學、同事、同行，以及為本教材部分內容提供了幫助的廈門大學化學系的學生們一并表示衷心感謝。與此同時，還要感謝廈門大學化學化工學院、化學系領導，以及福建省化學會和本系無機化學專業(yè)的同事們對配位化學教育始終如一的支持?？傊攲⒋藭I給迄今以來培育、幫助、支持、鼓勵和關愛我的所有恩師和摯友們。特別要感謝德高望重的徐光憲院士，感謝他在本書脫稿之際認真閱讀書稿、欣然為本書作序，感謝他對作者本人的關懷和鼓勵。作者及參與寫作的同事們在編寫中廣泛參閱并引用了國內外有關教材、專著和研究論文。在此，特別對上述所有被引用的作者表示最衷心的感謝，正是他們的累累碩果構成了本書豐富的寫作素材。本教材所涉及的研究先后得到國家自然科學基金、教育部高等學校骨干教師資助計劃、福建省和廈門市自然科學基金重大和重點項目、英國文化委員會研究獎助金、南京大學配位化學國家重點實驗室開放研究基金、廈門大學科技創(chuàng)新工程基金(系列2)等的大力資助，作者及參與寫作的同事們愿借本書出版之際對所有的資助機構和部門深表謝意。還要感謝我的至愛親人們，正是有了他們的理解、支持，有了他們的關懷和照顧，才使我完成了編寫任務。由于作者本人才疏學淺，本教材難免有疏漏和偏頗之處，在此先表歉意，敬請各位讀者不吝賜教。

內容概要

本書全面、系統(tǒng)、有特色地闡述配位化學的發(fā)展簡史、基本原理、重要成果及其相關應用。全書分為8章，循序漸進地介紹了配合物的基礎知識、化學鍵理論、電子光譜、圓二色光譜和磁學性質，取代反應和電子轉移反應機理研究以及合成化學。本書還首次介紹了金屬苯合成的知識，在有關章節(jié)對手性金屬配合物的命名、結構和表征（特別是圓二色和旋光色散光譜表征）以及合成與拆分做了較詳細介紹，這是本書的顯著特色之一。本書尤其注重用配位化學的語言從結構和成鍵的微觀角度去理解并認識配合物的宏觀特征和性質，使得基礎理論和現(xiàn)代化學實驗之間有較密切的結合。    本書各章均附有參考文獻以及習題和思考題，書末附有部分習題和思考題的參考答案以及關鍵詞索引，可作為化學、化工及相關專業(yè)的研究生和高年級本科生研習配位化學的教材或參考用書，還可供化學教師和相關學科的研究人員閱讀和參考。

書籍目錄

第1章　配位化學發(fā)展簡史及基本概念  1.1　配位化學及其研究內容  1.2  近代無機化學的發(fā)展與無機化學的復興  1.3　維爾納配位理論  1.4　配合物化學鍵理論的發(fā)展和價鍵理論  1.5　20世紀以來配位化學的貢獻  1.6　配位化合物與金屬有機化合物的聯(lián)系和區(qū)別    1.7　配合物的命名  1.8　配體的類型與螯合物  參考文獻  習題和思考題第2章  配合物的立體結構和異構現(xiàn)象  2.1　配位數和配合物的立體結構　2.2　配合物的異構現(xiàn)象　　　　2.3　配合物幾何異構體的鑒別方法　　參考文獻　習題和思考題第3章　軌道、譜項和群論初步　　3.1　過渡金屬原子（離子）的電子結構　3.2　自由原子（或離子）譜項　3.3　群的表示　　3.4　軌道和譜項的變換性質　　3.5　直積和軌道想到作用的條件　參考文獻　習題和思考題第4章　配合物的化學鍵理論　　4.1　晶體場理論　　4.2　修正的晶體場理論——配體場理論　　4.3　配合物的分子軌道論簡介　　……第5章　配合物的電子光譜和磁性質　第6章　配合物的旋光色散和圓二色光譜第7章　配合物反應的動力學與機理研究　第8章　配合物的合成化學附錄部分習題和思考題參考答案主要參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 配位化學發(fā)展簡史及基本概念1.1　配位化學及其研究內容1.1.1 配位化學和配位化合物的定義1.1.1.1配位化學的定義配位化學是無機化學的重要分支之一。經典的配位化學僅限于金屬原子或離子（中心金屬）與其它分子或離子（配位體）相互作用的化學，它所研究的對象是配位化合物（Co—ordination compounds，complex compounds or complexes），簡稱為配合物或絡合物。參照：①現(xiàn)代化學的定義“化學是研究物理原子、分子、生物大分子和超分子及其凝聚態(tài)的組成、結構、性質、化學反應及其規(guī)律和應用的科學”；②當前配位化學發(fā)展的趨勢；③廣義配合物的概念?？蓪ΜF(xiàn)代配位化學作出如下定義?，F(xiàn)代配位化學是研究金屬原子或離子（中心金屬）同其它分子或離子（配位體）形成的配合物（包括分子、生物大分子和超分子）及其凝聚態(tài)的組成、結構、性質、化學反應及其規(guī)律和應用的化學。其中，配合物的（組成）定義為：金屬原子或離子（中心金屬）與其它分子或離子（配位體）形成的化合物（包括分子、生物大分子和超分子）。關于配位化學和配合物的定義還可以參考其它無機化學或配位化學教科書，并作出比較。1.1.1.2 關于配合物的內界《無機化學》教科書對配合物內界的一般定義：“中心離子與配位體構成了配合物的內配位層（或稱內界），通常把它們放在方括弧內。內界中配位體的總數（單基的）叫配位數?！?/pre>








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