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配位化学（双语版）（第三版）（李晖） 
定 价：49.8 元
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《配位化学》（第三版）在前两版的基础上进行了修订，编入了超分子化学的基本概念与X射线单晶与粉末衍射技术，同时增加了纳米配合物的制备与纳米表征技术。全书共分5章，第1、2章简单介绍了配位化学的发展、基本概念和基本理论，第3章为配合物结构的谱学研究方法，第4、5章为配合物的物理化学性质和配位反应平衡。
《配位化学》（第三版）可作为高等院校化学及相关专业高年级本科生和研究生的教材，也可供化学教师及科研工作者参考。
前 言
配位化学100多年的发展历程鲜活呈现了多学科交叉与融合过程，这种交叉与融合使得配位化学成为一个非常活跃的研究领域，创新成果层出不穷。 此次修订注重将超分子化学的基本概念与X射线单晶与粉末衍射技术编入其中。这是因为，超分子化学自1987年诞生以来，大量的研究表明分子间作用力（或非共价相互作用力）在自组装与功能调控方面都具有重要的作用。同时，这一发展的重要性也体现在配合物或配位聚合物的结构与性质的调控方面。对分子间作用力的深刻认识是基于X射线衍射技术的推广与普及。《配位化学》（第二版）出版至今又过去了8年多时间，期间，配位化学与纳米科学和技术发生了深度交融，制备了各类纳米尺寸的配合物和配位聚合物，各种新型的纳米表征技术应用到了配位化学研究中。 因此，《配位化学》（第三版）的推出也就势在必行。《配位化学》（第三版）是在第二版的基础上将纳米表征技术在配位化学中的应用编入第3章3.8节。这一部分内容主要是由北京理工大学化学与化工学院赵扬长聘副教授完成。她在纳米材料领域的研究与教学中都做出了非常出色的工作。因此，由她来撰写这一部分将为本教材增色。北京理工大学分析测试中心的马宏伟博士基于他在X射线衍射方面扎实的功底，对X射线单晶与粉末衍射部分进行了修订。施如菲在第二版贡献的基础上持续对第三版做出了她的贡献，特别是第1章和第4章的文字加工与仔细校读，为本书增色不少。在此，作者谨向他们表示衷心的感谢。另外，第三版的修改部分还包括对第5章内容的优化。 当然，即使一版再版，本教材的内容尚难免无法及时跟上科学技术创新探索的步伐。唯有不断地学习与掌握配位化学的国际前沿状况以及与其他学科的交叉融合，才能跟上科学技术的发展步伐，也才能更好地传承和完善配位化学的知识谱系。 书中的疏漏之处，敬请专家和读者指正。 李晖 于北京理工大学化学与化工学院 2020年1月8日 第一版前言 无机化学、有机化学、分析化学和物理化学等都是经典的化学学科分支。配位化学作为无机化学和有机化学的交叉领域，迄今已有一百多年的历史。配位化学的兴起和迅速发展不仅给古老的无机化学带来了生机，也为化学领域中其他分支学科的发展开辟了更广阔的天地。20世纪80年代后期发展起来的超分子化学与配位化学之间更有着紧密的联系，可以看成是广义的配位化学（游效曾院士在全国配位化学会议上的报告）。因此，配位化学已经成为化学领域中的重要分支，是与材料科学、生命科学、物理学等众多学科相互渗透、高度融汇的重要学科领域。 目前，许多高等院校都为化学及相关专业的高年级本科生和研究生开设了配位化学课。也有一些配位化学的专著出版，如游效曾院士的《配位化合物的结构和性质》等。但尚未有合适的教材适应当前相关层次的教学。作者在多年配位化学的教学实践过程中，收集了大量的资料，结合作者多年的国内外的科研经历，编撰了这本双语教材。 本教材有以下几个特点。 （1）英、中双语是本教材的首要特点。作为自然科学的学习，英语是一种非常重要的工具，是我们了解国际最新发展动态的重要窗口，作为21世纪的大学生和研究生，对英语熟练地听、说、读、写已是一项基本要求。教育部也大力提倡在高等教育中运用双语教学。本教材正是为适应这一新的需求而编撰的。而且，本教材在北京理工大学的高年级本科生和研究生教学中，深受学生欢迎，已取得了良好的教学效果。 （2）深入浅出，重点突出，是本教材的另一特点。配位化学是一门相当成熟的学科，有着一整套的新理论、新概念、新方法和新反应等。本教材以配位化学中最为重要的概念、理论、方法和性质为主体，层次分明地展开叙述。对于涉及量子化学的内容，如分子的对称性——群论、分子轨道理论和配位场理论等部分，只给出结论并注重这些结论在解决化学问题中的应用，而不涉及量化计算。 （3）选材新颖，具有时代性，是本教材的第三个特点。将配位化学一些新近发展的成果融入教材和整个教学实践中一直是作者努力的方向，但由于配位化学的发展非常迅速，所以，也不太可能囊括所有的最新研究成果，只能适当地编入一些材料，以便读者进一步跟踪有关发展动态。 本书在编撰过程中得到了多方的支持，尤其是研究生——郭明、田红、何飞跃，本科生白萌等为本书的中文输入和制图付出了辛勤的劳动，化学工业出版社的编辑在本书的出版过程中提供了有益的建议和大量的帮助。在此谨向他们表示衷心的感谢。 由于时间仓促及作者水平有限，书中不妥之处，敬请读者批评指正。使用过程中如有问题可与作者联系，E-mail:lihui@bit.edu.cn。 李晖 北京理工大学理学院化学系 2005年9月 第二版前言 本书自2006年出版以来，受到了高校师生和广大读者的欢迎，至2010年底已经发行了上万册。这也反映出配位化学在化学、生命科学、材料学等相关专业的教学和科研中的重要性和强烈需求。 近五年来，作者在配位化学的教学与科研过程中，深深体会到配位化学的迅速发展及其与其他学科领域的交叉与融合，尤其是与超分子化学的相互渗透。因此，在第二版中，作者觉得不得不将超分子化学的一些基本概念编入到教材中（第1、2章）。同时，X射线衍射技术（包括粉末衍射和单晶衍射）在物质结构分析中的重要性也被每年大量报道的新颖配合物的晶体结构所证实，说明X射线衍射技术已成为研究配合物结构的最重要的方法。所以，将X射线衍射的基本原理编入第3章。同时，鉴于分子轨道理论在复杂配位化合物的成键与结构应用中的局限性，将原第2章中的这部分内容进行了适当的删减。第4、5章没有做明显的改动，并不是这部分没有新的发展，而是因为一方面时间有限，没有充足的精力做太多的改动；另一方面，第二版应该保持第一版的主要特色。 第二版的修订与编撰同样得到了很多人的帮助与支持，我的女儿施如菲作为加州大学尔湾分校（UC Irvine）化学生物学专业的学生，对超分子化学和配位化学具有浓厚的兴趣，为第二版的修订提出了很多中肯的建议，我的博士研究生汤贝贝为第二版的中英文校对付出了辛勤的劳动，出版社的编辑也为本版的出版付出了大量的心血。在此作者谨向他们表示衷心的感谢。 由于时间仓促及作者水平有限，书中的不妥和疏漏之处在所难免，敬请专家和读者指正。 李晖 于北京理工大学化学学院 2011年6月
李晖，北京理工大学，教授，北京理工大学理学院化学系教授，博士生导师，中国化学会会员，美国化学会会员，欧美同学会会员，国际和国内等多个重要学术杂志论文的评审人。研究领域有三个方向：（1）配位化学；（2）超分子化学；（3）晶体结构。1997年南京大学配位化学国家重点实验室获博士学位。曾在中科院感光化学研究所、英国诺丁汉大学化学系（英国皇家学会王宽诚基金研究员）、台湾大学化学系及台湾中央研究院从事博士后研究。主持了多项国家自然科学基金；一项教育部高等学校博士点专项基金；一项教育部留学回国人员基金；北京理工大学基础研究基金以及国际合作基金等多项科研项目。发表学术论文几十篇。主讲本科生、硕士生和博士生的学位课和专业选修课。双语讲授的“配位化学”为北京理工大学精品课程。出版了《配位化学（双语版）》教材（ISBN 7-5025-7996-6，化学工业出版社）。
Chapter 1 An Introduction to Coordination Chemistry 1
1.1 The History of Coordination Chemistry 1 1.1.1 The Origin of Coordination Chemistry 1 1.1.2 The Modern Coordination Chemistry—Werner Coordination Chemistry 4 1.1.3 Extending Coordination Chemistry—Supramolecular Chemistry 6 1.2 The Key Features of Coordination Complex 9 1.2.1 The Concepts of Coordination Complex 9 1.2.2 Classification of Ligand 11 1.2.3 Coordination Number and Coordination Geometry 13 1.2.4 Coordinative Unsaturation 16 1.2.5 Primary and Secondary Coordination Sphere 16 1.3 Nomenclature of Coordination Complex 17 1.4 Isomerism of Coordination Complex 20 1.4.1 Definition of Isomers 20 1.4.2 Structural (or Constitutional) Isomers 21 1.4.3 Stereoisomers 22 1.4.4 Supramolecular Isomerism 24 Chapter 2 The Symmetry and Bonding of Coordination Complex 26 2.1 Symmetry in Chemistry—Group Theory 26 2.1.1 Symmetry Elements 26 2.1.2 Symmetry Operation 26 2.1.3 Molecular Point Group 27 2.1.4 Character Tables 31 2.2 Valence Bond Theory 31 2.2.1 Hybridization of Atomic Orbitals 32 2.2.2 Molecular Shapes 35 2.3 Crystal Field Theory 37 2.3.1 CFT for Octahedral Geometry 37 2.3.2 CFT for Tetrahedral Geometry 39 2.3.3 CFT for Square Planar Geometry 39 2.3.4 Factors Influencing the Magnitude of 40 2.3.5 Applications of CFT 40 2.4 Molecular Orbital Theory 42 2.4.1 Molecular Orbital 43 2.4.2 Basic Rules of MO Theory 45 2.5 Intermolecular Interaction 47 2.5.1 Electrostatic Interactions 48 2.5.2 Hydrogen Bonding 49 2.5.3 π-π Stacking 50 2.5.4 Van de Waals Interactions 50 Chapter 3 Spectroscopy of Coordination Complex 52 3.1 Ultraviolet and Visible Absorption Spectroscopy (UV-Vis) 52 3.1.1 Electronic Transitions 52 3.1.2 Absorbing Species Containing π, σ and n Electrons 53 3.1.3 Electronic Absorption Spectrum of Coordination Complex 55 3.2 Infrared Spectroscopy and Raman Spectroscopy 57 3.2.1 Motion of Molecule 57 3.2.2 IR Spectroscopy of Coordination compound 60 3.2.3 The Raman Effect and Raman Scattering 64 3.2.4 Raman Selection Rules and Intensities 65 3.2.5 Polarization Effects 66 3.3 X-ray Diffraction Analysis 66 3.3.1 Symmetry in Crystals 66 3.3.2 Single Crystal X-ray Diffraction 69 3.3.3 Powder X-ray Diffraction 73 3.4 Photoelectron Spectroscopy 79 3.4.1 X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) 80 3.4.2 Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy (UPS) 85 3.5 Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Spectroscopy 85 3.5.1 Basic Principle of NMR Spectroscopy 85 3.5.2 The Nuclear Absorption of Radiation in Magnetic Field 87 3.5.3 Chemical Shift 87 3.5.4 Spin-Spin Coupling 88 3.5.5 Some Chemical Shifts in 1H NMR and 13C NMR 89 3.6 Electron Paramagnetic Resonance (EPR) 89 3.7 Circular Dichroism (CD) 90 3.8 Advanced Imaging Techniques for Nanosize Coordination Complex 93 3.8.1 Electron Microscopies 93 3.8.2 Scanning probe microscopies 98 Chapter 4 The Structure and Physicochemical Properties of Coordination Complex 101 4.1 The Structures of Several Kinds of Coordination Complexes 101 4.1.1 Organometallic Complex 101 4.1.2 Cluster 105 4.1.3 Macrocyclic Complex and Bioinorganic Complex 106 4.1.4 Supramolecular Assemblies Containing Transition Metal Ions(Polynuclear Complex) 111 4.2 Thermodynamic Properties 113 4.2.1 Thermodynamic Stability 113 4.2.2 Stability of Complexes 114 4.2.3 Calculation of Species Concentrations 114 4.3 Molecular Electronic Devices—Redox-active Coordination Complex 115 4.3.1 Concept of Molecular Electronics 115 4.3.2 Molecular Wires 115 4.3.3 Molecular Switching 116 4.4 Magnetic Properties of Coordination Complex 118 4.4.1 Magnetic States of Material 118 4.4.2 Interaction with an External Magnetic Field 119 4.4.3 Diamagnetism 121 4.4.4 Paramagnetism 121 4.4.5 Ferromagnetism, Antiferromagnetism and Ferrimagnetism 122 4.4.6 Magnetic Behaviour of Variation with Temperature 123 4.5 Photochemical Properties of Coordination Complex 124 4.5.1 Fundamental Properties of a Photochemical Process 124 4.5.2 Artificial Photosynthesis 125 Chapter 5 Kinetics and Mechanisms of Coordination Reactions 128 5.1 Introductory Survey 128 5.2 Reaction Mechanisms of d-block Metal Complex and Mechanisms of Organometallic Reaction 129 5.2.1 Associative and Dissociative Reactions 130 5.2.2 Measurements of Rates 130 5.2.3 Typical Reaction Coordinates 131 5.2.4 Mechanisms of Organometallic Reactions 131 5.2.5 Kinetic Rate Laws for Oxidative Addition Reaction 134 5.2.6 Mechanisms of Oxidative Addition Reaction 135 5.2.7 Migration Reaction (“Migratory Insertions”) 138 5.2.8 Elimination Reactions 141 5.3 Substitution Reactions of Coordination Complex 144 5.3.1 The Three Patterns of the Reaction Mechanisms 145 5.3.2 Substitution of Square Planar Metal Complex 145 5.3.3 Substitution of Octahedral Complex 148 5.3.4 Isomerization Reactions 150 5.4 Electron Transfer Reactions of Coordination Complex 150 5.4.1 Outer Sphere Electron Transfer 150 5.4.2 Inner Sphere Electron Transfer 151 5.5 Homogeneous Catalysis 152 5.5.1 Alkene Hydrogenation 153 5.5.2 Monsanto Acetic Acid Synthesis 155 5.5.3 Hydroformylation Reaction 156 第1章 配位化学简介 160 1.1 配位化学的发展历史 160 1.1.1 配位化学的起源 160 1.1.2 现代配位化学——Werner配位理论 162 1.1.3 广义配位化学——超分子化学 164 1.2 配合物的基本特征 166 1.2.1 配合物的概念 166 1.2.2 配体的分类 168 1.2.3 配位数与配位几何构型 170 1.2.4 不饱和配位 172 1.2.5 第一配位层和第二配位层 172 1.3 配合物的命名法 173 1.4 配合物的同分异构体 176 1.4.1 异构体的定义 176 1.4.2 结构异构体 177 1.4.3 立体异构体 177 1.4.4 超分子异构 179 第2章 配合物的对称性和化学键 181 2.1 化学中的对称性——群论 181 2.1.1 对称元素 181 2.1.2 对称操作 181 2.1.3 分子点群 182 2.1.4 特征标表 185 2.2 价键理论 186 2.2.1 原子轨道的杂化 186 2.2.2 分子形状 189 2.3 晶体场理论 190 2.3.1 八面体构型的晶体场 190 2.3.2 四面体构型的晶体场 192 2.3.3 平面正方形构型的晶体场 192 2.3.4 影响晶体场分裂能（）大小的因素 193 2.3.5 晶体场理论的应用 194 2.4 分子轨道理论 195 2.4.1 分子轨道 195 2.4.2 分子轨道理论的基本原则 197 2.5 分子间相互作用 199 2.5.1 静电相互作用 199 2.5.2 氢键 200 2.5.3 π-π堆积 201 2.5.4 范德华相互作用 201 第3章 配合物的现代分析表征方法 203 3.1 紫外-可见吸收光谱（UV-Vis） 203 3.1.1 电子跃迁 203 3.1.2 含n、σ、π电子的物质的吸收 203 3.1.3 配合物的电子吸收光谱 205 3.2 红外光谱与拉曼光谱 207 3.2.1 分子的运动类型 207 3.2.2 配合物的红外光谱 208 3.2.3 拉曼效应与拉曼散射 212 3.2.4 拉曼选律与强度 213 3.2.5 极化效应 213 3.3 X射线衍射分析 213 3.3.1 晶体中的对称性 213 3.3.2 X射线单晶衍射 215 3.3.3 X射线粉末衍射 219 3.4 光电子能谱 223 3.4.1 X射线光电子能谱（XPS） 224 3.4.2 紫外光电子能谱（UPS） 227 3.5 核磁共振波谱 228 3.5.1 NMR的基本原理 228 3.5.2 磁场中原子核对辐射的吸收 229 3.5.3 化学位移 229 3.5.4 自旋-自旋偶合 229 3.5.5 1H NMR和13C NMR谱图中一些重要的化学位移 230 3.6 电子顺磁共振（EPR） 231 3.7 圆二色谱（CD） 231 3.8 纳米配合物的先进成像技术 233 3.8.1 电子显微镜 234 3.8.2 扫描探针显微镜 238 第4章 配合物的结构和性质 240 4.1 几种类型的配合物的结构 240 4.1.1 金属有机化合物 240 4.1.2 簇合物 244 4.1.3 大环配合物 245 4.1.4 含有过渡金属离子的超分子自组装（多核配合物） 249 4.2 配合物的热力学性质 251 4.2.1 热力学稳定性 251 4.2.2 配合物的稳定性 252 4.2.3 有关物种浓度的计算 252 4.3 分子电子器件——氧化还原活性配合物 252 4.3.1 分子电子学的概念 252 4.3.2 分子导线 253 4.3.3 分子开关 254 4.4 配合物的磁学性质 255 4.4.1 物质的磁状态 255 4.4.2 与外磁场的相互作用 256 4.4.3 抗磁性 257 4.4.4 顺磁性 257 4.4.5 铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性 258 4.4.6 随温度变化的磁行为 259 4.5 配合物的光化学性质 259 4.5.1 光化学过程的基本性质 259 4.5.2 人工光合作用 260 第5章 配位反应的动力学和机理 263 5.1 简介 263 5.2 d区电子金属配合物的反应机理及金属有机反应机理 264 5.2.1 缔合反应和离解反应 264 5.2.2 反应速率的测量 265 5.2.3 典型的反应进程坐标 266 5.2.4 金属有机反应机理 266 5.2.5 氧化加成反应的动力学速率公式 269 5.2.6 氧化加成反应的机理 269 5.2.7 迁移反应（“迁移插入”） 272 5.2.8 消除反应 275 5.3 配合物的取代反应 278 5.3.1 反应机理的三种模式 279 5.3.2 平面正方形金属配合物的取代 279 5.3.3 八面体配合物的取代 281 5.3.4 异构化反应 283 5.4 配合物的电子转移反应 284 5.4.1 外层电子转移 284 5.4.2 内层电子转移 284 5.5 均相催化 285 5.5.1 烯烃加氢 286 5.5.2 Monsanto醋酸合成 287 5.5.3 酰氢化反应 289 参考文献 292
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