原子簇化合物课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《原子簇化合物课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 子簇 化合物 课件
- 资源描述:
-
1、1 一、一、原子簇化合物的概念及应用原子簇化合物的概念及应用1966 年首次提出簇合物的概念年首次提出簇合物的概念1982 年,徐光宪建议将原子簇化合物定义年,徐光宪建议将原子簇化合物定义为:为:“以三个或三个以上的有限原子直接以三个或三个以上的有限原子直接键合组成多面体或缺顶多面体骨架为特征键合组成多面体或缺顶多面体骨架为特征的分子或离子的分子或离子。2原子原子 分子分子(簇合物)(簇合物)凝聚态凝聚态 ;簇合物:簇合物:几个上千个原子;几个上千个原子;空间粒径:空间粒径:1 1 几十几十 nm nm。键合原子据多面体顶点,键合原子据多面体顶点,簇簇中空中空。顶点原子间为多中心顶点原子间为多
2、中心离域键离域键。顶点常有配体。顶点常有配体。3B10H1441、簇合物的分类(八种类型、簇合物的分类(八种类型).硼烷型:硼烷型:B6H10.碳硼烷型:碳硼烷型:C2B3H5.金属硼烷型:金属硼烷型:B4H8Fe(CO)3.金属碳硼烷型金属碳硼烷型:(B9C2H11)Co.过渡金属原子簇过渡金属原子簇:Fe5(CO)15C.主族原子簇主族原子簇:As73-;.纯金属原子簇纯金属原子簇:Pb52-、Sn94-、.过渡金属夹心化合物:过渡金属夹心化合物:Fe5(C5H5)25金属簇合物、非金属簇合物;金属簇合物、非金属簇合物;同核簇、异核簇;同核簇、异核簇;低核簇、高核簇(低核簇、高核簇(4);
3、);羰基配合物、亚硝基配合物;羰基配合物、亚硝基配合物;低价金属卤化物、氧化物、低价金属卤化物、氧化物、不饱和有机配体配合物。不饱和有机配体配合物。61907 年报道的年报道的TaCl2H2O金属卤素簇合物;金属卤素簇合物;1913 年确定其组成为年确定其组成为Ta6Cl12 7H2O;1950 年后才确定其结构;年后才确定其结构;1970 年后开始发展簇合物化学键理论和探年后开始发展簇合物化学键理论和探 索其结构的规律;索其结构的规律;早期早期Dahl等对金属类立方烷簇合物的簇键等对金属类立方烷簇合物的簇键 进行量化处理;进行量化处理;唐敖庆唐敖庆 建立建立9N-L规则用于立方烷原子簇;规则
4、用于立方烷原子簇;7Wade规则规则 p425有另一种说法有另一种说法过渡金属原子过渡金属原子(9个价轨道个价轨道)都可成键,都可成键,仅仅3个给骨架,其余个给骨架,其余6个用于键合配体,个用于键合配体,可填可填12e,每个单元,每个单元 M Lx,骨架成键电子数骨架成键电子数 PS=v+x 12。v 金属原子价电子数;金属原子价电子数;x 配体提供的电子数;配体提供的电子数;12 不参与骨架成键的电子数。不参与骨架成键的电子数。89 N-L规则 (计算结构的方法)N:簇骨架顶点数:簇骨架顶点数-金属原子数;金属原子数;9N:过渡金属原子提供的总轨道数;:过渡金属原子提供的总轨道数;L:多面体
5、骨架的边数。:多面体骨架的边数。骨架相邻原子互作用成骨架相邻原子互作用成 反键轨道数同,反键轨道数同,M-M键键(边边)与恰反键轨道数相等,减去边与恰反键轨道数相等,减去边数相当于减去反键轨道数。数相当于减去反键轨道数。簇中,成键簇中,成键+非键轨道总数为非键轨道总数为9N-L91980 年后开发金属簇合物的应用年后开发金属簇合物的应用(催化剂催化剂);钼铁硫簇合物用于生物固氮,提出了解释钼铁硫簇合物用于生物固氮,提出了解释 固氨酶活化物性能的多核钼铁硫簇合固氨酶活化物性能的多核钼铁硫簇合 物的结构模型;物的结构模型;1985年年Kroto、Smally等用激光轰击石墨,等用激光轰击石墨,在蒸
6、汽中发现在蒸汽中发现C60,提出提出足球几何模型;足球几何模型;101990年年Kratschmer等用碳极电弧放电制备等用碳极电弧放电制备 了了C60,用,用IR证实证实为正十二面体。为正十二面体。1991年年 美美 贝尔实验室发现碱金属贝尔实验室发现碱金属K 等掺杂等掺杂后后C60具有具有超导性超导性(18K)。1997年年 发现锥形高碳原子簇发现锥形高碳原子簇-巴基锥巴基锥 和和 由纳由纳米碳管卷成的轮胎状的高碳原子簇米碳管卷成的轮胎状的高碳原子簇-巴基胎巴基胎112 2、簇合物的应用、簇合物的应用 催化活性、生物活性、导电性催化活性、生物活性、导电性铂系簇合物:铂系簇合物:分子器件、功
7、能材料催化剂、分子器件、功能材料催化剂、聚金属功能材料;聚金属功能材料;MoS4,Cu4(SCN)2,(NC5H5)6:非线性光学、非线性光学、皮秒皮秒(10-12)光学、光限幅特性;光学、光限幅特性;锰簇:锰簇:光合作用的氧释放中有重要作用。光合作用的氧释放中有重要作用。12Ga6N6:宽能隙半导体、光探测器、宽能隙半导体、光探测器、光致发光二极管、半导体激光器、光致发光二极管、半导体激光器、光学数据存储光学数据存储;氦团簇:氦团簇:超流体(无阻力、永不减速);超流体(无阻力、永不减速);C60:半导体、光电子材料、半导体、光电子材料、超导超导(MmCn)K/C60 18K 超导。超导。13
8、二、二、硼烷硼烷 1、硼烷的合成和性质硼烷的合成和性质少氢型少氢型 BnHn+4 (BnHn+2 BnHn )多氢型多氢型 BnHn+6 BnHn+8极不稳极不稳 物理性质与碳烷、硅烷相似。物理性质与碳烷、硅烷相似。19121936 德德 A.Stock 合成合成B2H6等六种。等六种。Mg3B2 和酸(低温、高真空)和酸(低温、高真空)现多以现多以B2H6制备其它高级硼烷。制备其它高级硼烷。14BnHn+4BH5B2H6B3H7 B4H8 B5H9 B6H10B7H11 B8H12BnHn+6BH7B2H8B3H9 B4H10 B5H11 B6H12B7H13 B8H14 B9H15B10H
9、16B11H17 B12H18 B13H19 B14H20B15H20B9H13B10H14 B11H15 B12H16B13H17B14H28 15B9H11B10H12B11H13 B12H14 B13H715B9H9B10H10 B11H11 B12H12BnHn+2BH3B2H4B3H5 B4H6 B5H7 B6H8B7H9 B8H10 B n H n BHB2H2B3H3 B4H4 B5H5B6H6B7H7B8H816硼烷无色、抗磁硼烷无色、抗磁活泼、可燃甚至自燃活泼、可燃甚至自燃都与水反应都与水反应 硼酸硼酸+H2活泼性活泼性 BnHn+6 BnHn+417性质性质p4021819
10、均裂均裂非均裂(异裂)非均裂(异裂)B接受电子对接受电子对BH2(NH3)2+BH4-较大的较大的Lwies碱碱 均裂均裂较小的较小的Lwies碱碱 异裂异裂:202 2、硼烷的结构类型和命名、硼烷的结构类型和命名(1 1).结构类型结构类型 闭合(闭合(closo)巢式(巢式(nido)蜘蛛式(蜘蛛式(arachno)敞网式(敞网式(hypho)稠合式(稠合式(conjuncto)21封封闭闭型型硼烷阴离子硼烷阴离子 B Bn nH Hn n2-2-(n=6(n=612)12)四面体(四面体(n=4)Td三角双锥(三角双锥(5)D3hB4H42-B5H52-22八面体(八面体(6)Oh五角双
11、锥五角双锥(7)D5hB6H62-B7H72-6个个B,36=18e,6个个H用用6个个e,余余12+2(电荷),(电荷),7=n+1 对对23 十二面体十二面体(8)D2d三顶三棱柱三顶三棱柱(9)D3h十四面体十四面体B8H82-B9H92-24 双帽四方反棱双帽四方反棱(10)D4d十六面体十六面体 十八面体十八面体 (11)C2vB10H102-B11H112-25 20 面体(面体(12)IhB12H122-26 B5H9 B6H10缺一个顶点缺一个顶点 4个个H桥桥 n个外向个外向H巢型巢型结构结构BnHn+4 53=15e,外,外H用用5e,骨架骨架10+4(桥桥H)=14e=n
12、+2对对27B10H14 巢型结构巢型结构n个外向个外向H缺一个顶点缺一个顶点 4个桥个桥H笼形笼形28桥桥H 切向切向Hn个外向外向HB4H10比巢式再少一个比巢式再少一个B 网型结构网型结构 BnHn+643=12e,外,外H用用4e,“骨架骨架”8+6(桥桥H+切向切向H)=14e=n+3对对缺二个顶点缺二个顶点桥桥H+切向切向H=629B5H11B9H14-网型结构网型结构切向切向缺二个顶点缺二个顶点 缺二个顶点缺二个顶点30开式加开式加H、用、用B-H-B氢桥、弥合开口氢桥、弥合开口 中性中性闭式闭式B7H72-B6H64-B5H55-巢式巢式B6H6网式网式B5H114-5-不稳不
13、稳3132B5 H9 P(CH3)32B5 H9 Ph2PCH22敞开型结构敞开型结构(敞口更大、几乎为平面敞口更大、几乎为平面)33B15 H23稠合型稠合型 通过通过1 12 2个个B B连接稠合连接稠合共享共享1个个 B34稠合稠合 B8 H18连二连二 B4 H92中心中心 B-B键键 35稠合稠合 B10H16以以2中心中心 B-B键相连键相连 36共边稠合共边稠合37共用共用3个个B稠合稠合38共用共用 4 个个 B 稠合稠合39(2 2).硼烷的命名硼烷的命名 甲、乙、丙甲、乙、丙 十一十一 (硼数硼数)前缀前缀可略可略(闭、开闭、开)后缀后缀(H数数)B5H9 开开式式-戊硼烷
14、(戊硼烷(9)通式通式BnHn+4(6)B10H14 开式开式-癸硼烷(癸硼烷(11)B20H16 二十硼烷(二十硼烷(16)稠合稠合40 阴离子(硼酸根)阴离子(硼酸根)B12H2-12 闭式的通式闭式的通式 十二氢十二氢-闭式闭式-十二硼酸根十二硼酸根(2-)离子离子 硼烷及衍生物的编号法则硼烷及衍生物的编号法则 选最选最高高次对成轴,由上次对成轴,由上 下下41 选最高次对成轴,由上选最高次对成轴,由上 下下 4 4 5 双帽四方反棱双帽四方反棱 D4d 20 面体面体 I h42B10H14 骨架硼原子的编号骨架硼原子的编号43 闭式闭式-1,2-C2B10H12 杂原子编号最低杂原子
展开阅读全文