《无机化学 教学课件 ppt 作者 王元兰 主编080 第8章配位化合物课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无机化学 教学课件 ppt 作者 王元兰 主编080 第8章配位化合物课件（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 8 章 配 位 化 合 物,配位化学的奠基人维尔纳,维尔纳 (Werner, A, 18661919) 瑞士无机化学家。因创立配位化学而获得1913年诺贝尔化学奖,1、配位键 由一个原子单方面提供一对电子与另一个有空轨道的原子（或离子）共用而形成的共价键，称为配位共价键，简称配位键。在配位键中，提供电子对的原子称为电子对的给体；接受电子对的原子称为电子对的受体。,3 配位化合物的组成,3.1 中心离子（原子） 配合物形成体，位于配合物的中心。 一般为过渡金属阳离子。如Fe3+、Fe2+等； 少数，中性原子，如Ni(CO)4； 极少数，非金属元素阳离子，SiF62-等。,配位剂：提供配体的物
2、质，有时配位剂本 身就是配体。如NH3、H2O、CO、KCN等。 配位原子：配体中与中心离子直接以配位键结合的原子。在分子中吸引电子能力较强的非金属元素原子经常作为配位原子。,3.2 配位体和配位原子 配位体（配体）：与中心离子结合的中性分子或阴离子。如NH3、H2O、CO、CN-等。,单齿配体： 一个配位原子。 如NH3、H2O、F-等。,多齿配体：两个或两个以上配位原子。 乙二胺 （NH2CH2 CH2 NH2） 简写成en 氨基乙酸 （NH2CH2COOH）等。,3.3 配位数 与中心离子直接以配位键结合的配位原子总数叫做中心离子的配位数。 中心离子电荷越多，半径越大；配体电荷越少，半径
3、越小，配位数越大。 3.4 配离子的电荷 等于中心离子与配体电荷的代数和；或等于外界电荷数，但符号相反。,中心离子为( )， 配位体是 ( ) ， 配位原子是( )， 配位数 为 ( )，配离子的电荷为( )， 外界为 ( )， 内界为 ( ),Co2+,5个NH3和一个H2O,5个N和1个O,6,Cl-,Co(NH3)5(H2O)2+,Co(NH3)5(H2O)Cl2的组成,+2,4 配位物的命名 4.1 配合物化学式书写原则： 在含有配离子的配位物如中，阳离子在前，阴离子在后。 在配位个体如CrCl2(H2O)4+、CoCl3(NH3)3的化学式中，先列出中心离子（或原子），再依次列出阴离
4、子和中性配体，用 括起。,4.2 命名原则 对于含配阳离子的配合物，外界酸根为简单离子时，命名某化某。 如Co (NH3)6 Cl3,三氯化六氨合钴(),硫酸四氨合铜(),六氰合铁()酸钾, 对于含配阴离子的配合物，命名某酸某。 如K4Fe(CN)6, 对于含配阳离子的配合物，外界酸根为复杂离子时，命名某酸某。 如Cu (NH3)4 SO4, 内界命名 内界命名顺序：配位数（用一、二、三等表示）配体名称“合”中心离子名称（用加括号的罗马数字表示中心离子的化合价） 配体排列顺序：先阴离子后中性分子； 阴离子中先简单离子后复杂离子、有机酸根离子； 中性分子中先氨后水再有机分子； 不同配体之间用“
5、”隔开。,硫酸四氨合铜（） 六氰合铁（ ）酸钾 六氯合铂（）酸 氢氧化四氨合铜（） 五氯氨合铂（）酸钾 硝酸羟基三水合锌（） (三)氯化五氨水合钴（） 五羰（基）合铁 三硝基三氨合钴（） 乙二胺四乙酸根合钙（）,(1) (NH4)3SbCl6； (2) Co(en)3Cl3； (3) CrBr2(H2O)4Br2H2O (4) K2HgI4,解：,(1) 六氯合锑（）酸铵 (2) 三氯化三（乙二胺）合钴（） (3) 二水合溴化二溴四水合铬（） (4) 四碘合汞()酸钾,命名下列配合物,(1) 羟基草酸根水乙二胺合铬() (2) 氯硝基四氨合钴()配阳离子 (3) 四氯合铂()酸四氨合铂(),解
6、：,(1) Cr(OH) (C2O4)(H2O) (en); (2) CoCl (NO2)(NH3)4+ (3) Pt (NH3)4 PtCl4,写出下列配合物的化学式,第二节 配位平衡,Cu(NH3)4SO4溶液中加入BaCl2溶液时，有何现象？,产生白色BaSO4沉淀。,1 配位平衡常数,1.1 配离子的稳定常数（ 或 ） 即生成配离子的平衡常数。越大，配离子越稳定。,实际上，反应是逐级进行的，每一步都有一个稳定常数，称逐级稳定常数。,因为配位数，配体间斥力， 中心离子吸引力。,为什么？,多重平衡规则的运用,1.2 累积平衡常数,等于逐级稳定常数的乘积,1.3 配离子的不稳定常数( 或 )
7、,表示配离子的离解程度，越大，配离子越不稳定。,在相同的条件下，任何一个配离子的稳定常数一不稳定常数互为倒数关系。,2 配位平衡的移动,2.1 沉淀反应与配位平衡, 利用沉淀与配离子之间的转化反应使难溶电解质溶解的方法，称为配位溶解法。 其原理是利用稳定配离子的生成来降低金属离子的浓度，促使溶解平衡向着沉淀溶解的方向移动，直至达成新的平衡。, 利用溶解度很小的难溶电解质的生成，也可以破坏配位离解平衡促使配离子离解而转化生成难溶的沉淀。 配离子与沉淀之间转化反应的方向，可以通过计算转化反应的平衡常数来确定。,如：黑白照片定影剂硫代硫酸钠溶解 未感光溴化银的离子方程式为：,例 在1 L含0.001
8、0 mol L-1 Cu(NH3)42+和1.0 mol L-1 NH3 的溶液中加入0.0010 mol NaOH，有无Cu(OH)2沉淀生成？若加入0.0010 mol Na2S，会生成CuS沉淀吗？,c(Cu2+)=2.610-16 mol L-1,Qi=c(Cu2+)c2(OH-) =2.610-16(0.0010) 2=2.610-22 ,无Cu(OH)2沉淀生成。,Qi=c(Cu2+)c(S2-)=2.610-160.0010 =2.610-19,有CuS沉淀生成。,例 试比较25时AgI在1 L 6.0 mol L-1 NH3H2O和1 L 0.010 mol L-1 LKCN溶
9、液中的溶解度。已知,因为：K=9.110-10，说明AgI在NH3H2O中的溶解度很小，即x 很小。 所以：6.0-2x6.0 则：,因为：K=1.1105，说明2y（即AgI在KCN溶液中的溶解度不是很小），与0.010是大小相当的数值。 所以：0.010-2y 不能忽略为0.010。,则：,即：1 L 0.010 mol L-1 KCN最多可溶解AgI固体0.0050 mol。,练习：欲使0.010 mol AgI溶于1 L Na2S2O3溶液中，Na2S2O3溶液的初始浓度至少是多大？已知,解：,则平衡时 浓度：,Na2S2O3溶液的初始浓度至少是： 0.20+20.01=0.22 mo
10、l L-1,配位反应所需要的,沉淀的生成和溶解，配合物的生成和破坏，主要取决于沉淀的溶度积和配合物的稳定常数的大小，也与沉淀剂和配位剂浓度的大小有关。,可见,2.2 酸碱反应和配位平衡,例 在c(Ag(NH3)2+)=0.10 mol L-1的溶液中，定量加入HNO3，使c(H+)=0.30 mol L-1，求溶液平衡时Ag(NH3)2+配离子的浓度。,解：,平衡时浓度 x 0.30-2(0.10- x) 0.10- x 2(0.10- x),K值很大，说明平衡向右，则 x 很小。,x=3.110-12 mol L-1 即Ag(NH3)2+完全离解。 一般来说，配体的碱性越强，溶液的酸度越大，
11、配离子的离解越完全。,2.3 配离子之间的转化,例 0.10 mol L-1 Ag(NH3)2+溶液中加入固体KCN，使CN-初始浓度达0.20mol L-1，求平衡时Ag(NH3)2+和Ag(CN)2-的浓度。,解：,平衡时浓度 x 0.20-2(0.10- x) 0.10- x 2(0.10- x),K值很大，说明平衡向右，则 x 很小。,x =c(Ag(NH3)2+)=2.710-6 mol L-1 Ag(CN)2-的浓度： c(Ag(CN)2-)=0.10- x0.10 mol L-1,在含有Ag(NH3)2+ 的溶液中分别加入KCN和Na2S2O3，相同情况下，判断哪个反应进行得比较
12、完全？,思 考,解：,K1K2 说明反应1比反应2进行得完全。即两种配离子的稳定常数相差越大，转化越完全。,颜色变化,掩蔽Fe3+的干扰,第三节 配合物中的价键理论,1 配合物价键理论要点, 形成体(M)有空轨道，配位体(L)有孤对电子，形成配位键 ML 形成体(中心离子)采用杂化轨道成键 杂化方式与空间构型有关,2 配合物的空间构型,2.1 配位数为2的中心离子的杂化类型,Ni2：3d84s04p0 dsp2杂化 正方形,2.2 配位数为4的中心离子的杂化类型,2.3 配位数为6的中心离子的杂化类型,3 外轨型和内轨型配位化合物,外轨型配位化合物：中心离子全部采用外层（n层）空轨道（ns、n
13、p和nd）进行杂化，并与配体结合形成配位化合物。,Fe2：3d64s04p04d0 sp3d2杂化 正八面体形,内轨型配位化合物：中心离子提供外层和次外层空轨道参与杂化而形成的配位化合物。,Fe2：3d64s04p0 4d0 d2sp3杂化 正八面体形,3.1 影响配合物类型的因素,取决于中心离子的电子层结构、中心离子所带电荷和配位原子电负性大小。, 当中心离子内层轨道已全部充满电子时，只能形成外轨型配合物。 中性原子作形成体一般形成外轨配键。 若中心离子具有空的(n-1)d轨道，或通过电子重排可以空出(n-1)d轨道，则有可能形成内轨型配合物。, 中心离子电荷的增多有利于形成内轨型配合物。
14、配位体是影响配合物类型的主要因素。 配位原子的电负性较大，则其对孤对电子的吸引就较强，不易提供电子，在形成配合物时，中心离子提供外层轨道与之成键，形成外轨型配合物。电负性较小的配体一般形成内轨型配合物。,3.2 配合物价键理论的应用,（1）解释配合物的空间构型和配位数 ； （2）解释配离子的稳定性 ； （3）解释配合物的磁性和键型的关系 。 配合物的磁性是指在外加磁场的影响下，配合物所表面出来的顺磁性（可被外磁场吸引，配合物中有未成对电子，总磁效应不能抵消）或反磁性（不被外磁场吸引，配合物中无未成对电子）。它与配合物中电子自旋运动有关。,通过物质磁性的测定，可以求出磁矩，利用磁矩与未成对电子数
15、的关系： 可以确定未成对电子数，反之也可以确定物质磁性的大小。,第四节 螯合物,1 定义 中心离子与多齿配体形成的具有环状结构（五元或六元环）的配合物。如Cu(en)22+,2 螯合剂 定义：能形成螯合物的配体，通常是含N、O、S、P等的有机化合物。 具备的条件： 含2的配位原子，能提供多齿配体。 两个配位原子之间最好间隔2个或3个其他原子，易形成五原子或六原子环。,常见螯合剂：以氨基乙酸为母体的一系列衍生物。,氨基乙酸 氨三乙酸,乙二胺四乙酸（EDTA）,四元弱酸，常用H4Y表示； Y4-是六齿配体，通过2个N，4个O原子，共六个配位原子与金属离子结合，形成很稳定的，具有五个五原子环的螯合物。EDTA能与几乎所有金属形成螯合物，故EDTA又称为“万能配位剂”。,3 螯合效应 螯离子比具有相同配位原子的非螯合配离子稳定，这种特性叫螯合效应。,Cu(NH3)42+,Cu(en)22+,4 螯合物的应用 分析化学上： 离子的鉴定,可溶性的桔红色螯合物,Ni2+丁二酮肟在弱碱性介质中形成鲜
