07配位平衡
2011复习-溶液中的四大平衡-配位
(四)配位平衡
2. 价键理论
配位单元构型与中心原子杂化方式及配位数之间的关系 配位数 2 3 4 5 6 7 中心原子杂化类型 sp杂化 sp2杂化 sp3杂化 dsp2杂化 sp3d杂化 或dsp3杂化 sp3d2杂化 或d2sp3杂化 sp3d3杂化 空间构型 直线形 平面三角形 四面体 平面四边形 三角双锥 八面体 五角双锥 配离子举例 [Ag(NH3)2]+ [Cu(CN)3]2 [Zn(NH3)4]2+ [PtCl4]- [Fe(CO)5] [Fe(CN)6]3 [ZrF7]3
(四)配位平衡
4. EDTA滴定 EDTA常用H4Y表示,这种酸在水中溶解度很 小,22℃时每100mL水中仅溶解0.02g,难溶于酸 和有机溶剂,易溶于NaOH 或氨水生成盐。在配 位滴定中,用的是其二钠盐Na2H2Y· 2H2O,它在 水中有较大的溶解度, 22℃时每100 mL 水可溶解
11.1 g,此溶液浓度约为0.3 mol· L1,pH约为4.4。
以金属离子浓度的 负对数 –lg[M] (pM) 为纵坐标,以滴定 分数T 为横坐标。 随着EDTA的滴入, 溶液中金属离子浓 度逐渐减少,pM 逐渐增大,便可得 到EDTA 滴定的曲 线。
(四)配位平衡
4. EDTA滴定
影响EDTA滴定曲线突跃的因素: ●溶液pH对滴定突跃的影响:在浓度一定的条件 下, 随着pH的增大,Y(H)减小, K'MY 增大,滴 定曲线的后半部分升高,滴定突跃范围增大。如 上页中不同pH条件下EDTA滴定Ca2+的曲线图。 ●在K'MY一定的条件下,金属离子[M]的初始浓度 越大,pM越小,滴定曲线的前半部分越低,滴定 突跃范围增大。
(四)配位平衡
工业分析技术专业《配位解离平衡及影响因素教案》
工业分析技术专业《配位解离平衡及影响因素教案》教案章节:一、教学目标1. 理解配位解离平衡的概念及意义。
2. 掌握配位解离平衡的数学表达式及平衡常数。
3. 了解配位化合物的主要类型及性质。
4. 掌握影响配位解离平衡的因素及其作用机理。
5. 能够运用配位解离平衡知识解决实际问题。
二、教学内容1. 配位解离平衡的概念及意义配合物的定义及特点配位解离平衡的表示方法配位解离平衡在工业分析中的应用2. 配位解离平衡的数学表达式及平衡常数平衡常数的定义及计算方法平衡常数与反应进行方向的关系平衡常数在工业分析中的应用3. 配位化合物的主要类型及性质配位化合物的分类及特点配位化合物的命名规则配位化合物的性质及应用三、教学重点与难点1. 配位解离平衡的概念及意义2. 配位解离平衡的数学表达式及平衡常数3. 配位化合物的主要类型及性质四、教学方法与手段1. 讲授法:讲解配位解离平衡的概念、数学表达式及平衡常数,配位化合物的主要类型及性质。
2. 案例分析法:分析实际案例,让学生了解配位解离平衡在工业分析中的应用。
3. 讨论法:组织学生讨论影响配位解离平衡的因素,培养学生的思考能力。
4. 借助多媒体教学手段:使用PPT、图片等展示配合物结构、反应过程等,提高学生的学习兴趣。
五、教学评价1. 课堂问答:检查学生对配位解离平衡概念、数学表达式及平衡常数的掌握程度。
2. 练习题:布置相关练习题,检验学生对配位化合物类型及性质的理解。
4. 期末考试:设置有关配位解离平衡及影响因素的题目,全面评估学生的学习效果。
六、教学过程1. 引入新课:通过简单的化学反应引出配位解离平衡的概念,激发学生的兴趣。
2. 讲解配位解离平衡的概念及意义:解释配合物的定义,阐述配位解离平衡在工业分析中的重要性。
3. 讲解配位解离平衡的数学表达式及平衡常数:详细解释平衡常数的计算方法,结合实际例子让学生理解平衡常数与反应进行方向的关系。
4. 介绍配位化合物的主要类型及性质:讲解配位化合物的分类,举例说明不同类型配位化合物的特点及应用。
普通化学 第九章 配位化合物与配位平衡
配合物的稳定性及配位平衡
2 中心离子的水解效应 若溶液酸度太小,金属离子易发生水解,金属离子 浓度减小,使配离子发生解离。
Fe3+ + 3C2O42- = Fe(C2O4)33+ 3OH– 3Fe(OH)3
Fe(C2O4)33- + 3OH– = 3Fe(OH)3 ↓ + 3C2O42-
配合物的稳定性及配位平衡
习惯上沿用
K3[Fe(CN)6] K4[Fe(CN)6]
铁氰化钾
亚铁氰化钾
配位化合物的基本概念
无机化合物 分子式 H 2 SO 4 NaOH KBr 名称 硫酸 氢氧化钠 溴化钾 分子式 H 2 [PtCl 6 ] [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 [Ag(NH 3 ) 2 ]Br [Cr(NH 3 ) 4 (H 2 O) 2 ]Cl 3 K 2 [HgI 4 ] K[Co(NO 2 ) 4 (NH 3 ) 2 ] K 2 SO 4 硫酸钾 [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 [Co(NH 3 ) 2 (en) 2 ](NO 3 ) 3 [Pt(py) 4 ][PtCl 4 ]
配位化合物 名称 六氯合铂 (IV) 酸 氢氧化四氨合铜 (II) 溴化二氨合银 (I) 氯化四氨· 二水合铬 (III) 四碘合汞 (II) 酸钾 四硝基· 二氨合钴 (III) 酸钾 硫酸四氨合铜 (II) 硝酸二氨·二(乙二胺)合钴(III) 四氯合铂 (II) 酸四吡啶合铂 (II)
第二节
1 K = K fθ Kθ sp
θ
影响水解效应大小的因素: (1) KfӨ越小,配合物越易解离, (2)介质酸度越小,pH越高,
配位化合物的基本概念
配合物形成的原因
(1)内外界之间为离子键,配合物可解离。
EDTA配位滴定法
第七章 配位平衡与配位滴定
K稳 ( MY )
[MY ] 1 (7-8) [M ][Y ] M ( L ) Y ( H ) M ( L ) Y ( H )
' lg K稳 lg K ( MY ) 稳( MY ) lg M ( L) lg Y ( H ) (7-9)
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§7–3 EDTA配位滴定法
第七章 配位平衡与配位滴定
2.EDTA与金属离子的主反应 EDTA是一个六齿配位剂,具有较强的配位能力;它几乎能 与所有的金属离子形成11的稳定螯合物。
M+Y
MY
(7-5)
该反应为EDTA与金属离子配位滴定的主反应,该反应的平衡 常数为: [MY] K MY (7-6) [M][Y] 一些金属离子与EDTA生成的螯合物MY的稳定常数列表于 附录四中。 从EDTA与金属离子的配合物的稳定常数 列表中,你能得出什么结论?
H2Y2- + H2O
H Y3- + H2O
HY3- + H3O+
Y4- + H3O+
Ka5 = 10-6.16
Ka6 = 10-10.26
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§7–3 EDTA配位滴定法 第七章 配位平衡与配位滴定 EDTA在水中可以H6Y2+、 H5Y+ 、H4Y、 H3Y- 、H2Y2-、 H Y3-、Y4-七种形式存在,但是在不同酸度下占优势的组分形 式不同,如图7-2所示。
§7平衡与配位滴定
图中,δ为分布系数,如 [Y ] δY = [Y ' ]
(7-4)
[Y‘] = [H6Y2+ ] + [H5Y+] + … +[Y](为简化也可省去离子电荷 符号)。从图可知,在不同pH时,EDTA的主要存在形式如表71所示: 表7-1 不同pH时EDTA的主要存在形式
配位平衡
Ag+ + 2NH3
反应前 0.02
1.0
[Ag(NH3)2]+ 0.0
反应后 0.0 1.0-2×0.02
0.02
平衡时 x 1.0-2×0.02+2x 0.02-x
1.0-2×0.02
0.02
=0.96
3
Kθf
[Ag(NH3 )2+ ] [Ag ][NH3 ]2
0.02 0.962 x
1.7 107
则KCN的起始浓度至少为: c(KCN)=2×0.1 + 3.43×10-4 0.2 mol·L-1
结论:(1) AgI不溶于浓NH3•H2O,可溶于稀KCN溶液。 (2) 形成相同的配离子时,Kθsp越大越容易转化11 。
(2) 配离子
沉淀
通式:MLn+nX
MXn nL
(说明:X为沉淀剂,L为配位剂。)
[Ag(NH3)2]+ + Cl-
0.1
0.1
K
θ j
[Ag(NH3 )2 ][Cl- ] [NH3 ]2
0.1 0.1 x2
Kθf
K
θ SP
9
解之得:x = 1.82 mol/L
则氨水的起始浓度至少为:
c(NH3) = 2×0.1+1.82 = 2.02 mol·L-1
② 设要溶0.1 mol 的AgI,平衡时NH3的浓度为
离解反应:[FeF6]3-
Fe3+ + 6 F-
一定温度下,达平衡时,
K不 θ 稳
[Fe3 ][F ]6 [FeF63 ]
K
θ d
意义:Kθ不稳 称不稳定常数,其值愈大,则配离 子愈不稳定。显然,它与K稳互为倒数。
配位平衡
0.010 − x θ = Kf =1.67×107 2 x ⋅ (0.010 + 2x) 0.010 − x ≈ 0.010 0.010 + 2x ≈ 0.010 0.010 =1.67×107 x = 6.0×10−6 x ⋅ 0.0102 c(Ag+ ) = 6.0×10−6 m ⋅ L−1 ol
2
第一节 配合物的稳定常数
一.稳定常数与不稳定Байду номын сангаас数 不稳定常数
Cu(NH3 )2+ 4 Cu2+ + 4NH3
c(Cu2+ ) ⋅ c4 (NH3 ) θ Kd = c(Cu(NH3 )2+ ) 4
稳定常数
Cu2+ + 4NH3
Cu(NH3 )2+ 4
c(Cu(NH3 )2+ ) θ 4 Kf = c(Cu2+ ) ⋅ c4 (NH3 )
Solution
2 Ag(NH3)+ + 2S2O3− Ag(S2O3)3− + 2NH3 2 2
(0.10 − x)(1.2 − 2x)2 = 2.6×106 2 x ⋅ (0.80 + 2x)
反应前 c 0.10 反应后 c 0 平 衡c x
1.0 1.0 − 2×0.10 0.80 + 2x
3 FeF6 − + 6N S − C
=
1015.3 109.1
= 10 6.2
2− 4 + 6H 2O
丙 酮 C o(H 2O 6+ + 4N S − C )2 C → o(N S) C 兰 色
Co2+ NaF或NH4F Co2+ KNCS Co(NCS)2− 4 → → 3− 3+ FeF FeF3− Fe 6 6
配位平衡 N
Cu(NH 3 ) 2 4
Cu 2 4NH3
离子在溶液中离解反应的平
衡常数.
K 不稳
[Cu 2 ] [ NH3 ]4 [Cu(NH 3 ) 2 4 ]
稳定常数(生成常数)
Cu 2 4NH3
Cu(NH 3 ) 2 4
[Cu(NH 3 ) 2 4 ] K稳 [Cu 2 ] [ NH3 ]4
2
4
(3) K K
a3
a4
Sc Y ScY Sc H 2 Y
4)
K
f
ScY 2H (5) K
K K f (ScY ) K a 3 (H 4 Y) K a 4 (H 4 Y ) 10
23.1
6.9 10 3.9 10
H Y H Y H 4 3 解: 2 H 3Y H 2 Y H
H 2 Y HY H HY Y H
(1) (2) 得: H2Y
2
3
(1) (2)
K a3 Ka4
3
4
Y 2H
4
(3) K a 3 K a 4
H 2 Y Y 2H
总反应: Cu2+ + 4NH3
由多重平衡规则有 : K稳 = K1·K2 ·K3 ·K4
K稳
总稳定常数, 一般 K1 K 2 K3
Cu2+ + NH3 [Cu(NH3)]2+ + NH3 [Cu(NH3)2]2++ NH3
[Cu(NH3)]2+ [Cu(NH3)2]2+ [Cu(NH3)3]2+ [Cu(NH3)4]2+
化学试题07 配位化合物
第七章配位化合物(一)选择题1.历史上记录的第一种人工合成的配位化合物是( )A.硫酸六氨合钴(II)B.普鲁士蓝C.硫酸四氨合铜(II)D.氯化二氨合银(I)2.配位化学的奠基人是( )A.阿仑尼乌斯B.路易斯C.鲍林D.维尔纳3.下列说法中错误的是( )A 配合物的形成体通常是过渡金属元素B 配键是稳定的化学键C 配键的强度可以和氢键相比较D 四面体配合物中,不存在顺反几何异构现象4.下列说法中正确的是( )A 配位原子的孤电子对越多,其配位能力就越强B 电负性大的元素充当配位原子,其配位能力也强C CH3-C-OH配体是双齿配体D 在[Cu(en)2]2+中,Cu2+的配位数是45.下列说法中错误的是()A.一般说来内轨型配合物较外轨型配合物稳定B.IIB元素形成为四的配离子几乎都是四面体形-和CO作为配体时力图形成内轨型配合物D.金属原子不能作配合物的形成体6.在下列说法正确的是()A 配合物的内界与外界之间主要以共价键结合B 内界中有配键,也可能形成共价键C 由多齿配体形成的配合物,可称为螯合物D 在螯合物中没有离子键7.NH4[Cr(NCS)4(NH3)2]的正确名称是()A 顺一二(三苯基膦).二氯合铂(ⅱ)B 反一二(三苯基膦).二氯合铂(ⅱ)C 反一二氯.二(三苯基膦)合铂(ⅱ)D顺一二氯.二(三苯基膦)合铂(ⅱ)8.NH4[Cr(NCS)4(NH3)2]的正确名称是()A 四(硫氰酸根).二氨全铬(ⅲ)酸铵B 四(异硫氰酸根).二氨全铬(ⅲ)酸铵C 四(异硫氰酸根).二氨全铬酸(1-)铵 D.四(硫氰酸).二氨全铬(ⅲ)酸铵9.下列说法中错误的是()A.对于Ni2+来说,当配位数为6时,无论是强声或弱声配体本位,只能采用SP3d2杂化B.对Ni2+来说,当本位数为4时,随配体的不同可采取dsp2或SP3杂化C.无论中心离子杂化轨道是d2sp2或SP3d2,其构型均为八面体形D.配合物中,由于存在配键,所以配合物都是弱电解质10.下列说法中错误的是()A.配位平衡指溶液中配合物离解为内界和外界的离解平衡B.本位平衡是指溶液中配离子或配位分子或多或少离解为形成体和配体的离解平衡C.配离子在溶液中的行为象弱电解质D.对配位平衡来说,K稳.K不稳=111.解释在FeCl3溶液中滴加KCNS试剂,溶液变红的原因是()A FeCl3溶液被稀释放B 生成了[Fe(CNS)6]3-C 没有反应D 生成了Fe(CNS)3沉淀12.下列试剂能溶解Zn(OH)2,AgBr,Cr(OH)3和Fe(OH)3四种沉淀的是()A 氨水B 氰化钾溶液C 硝酸D 盐酸13.下列配体的本位能力的强弱次序为()->NH3>NCS->H2O>X-->NH3>NCS->H2O>X-C.X->H2O>CH->NH3>NCS-D.X->CN->H2O>NH3>NCS-14.在配位分子3KNO2.Co(NO3)2中,配位数为()A 3B 4C 5D 615.内轨型配离子[Cu(CN)4]2-的磁距等于2.0B.M.判断其空间构型和中心离子的杂化轨道分别为()A 四面体形和SP3B 正方形和dsp2 C.八面体形和SP3d2 D 八面体形和d2sp316.下列配离子都具有相同的强场配体(CN-)其中属于外轨型配合物的是()A [Zn(CN)4]2- B.[Cu(CN)4]2- C.[Ni(CN)4]2- D.[Co(CN)6]3-17.以CN-和CO作配体时较之以F-和H2O作配体时形成的配合物多为内轨型,其原因是()A.在CN-和CO中的C较之F和O更易提供电子对B.C比O和F的原子半径大,极化率大,易变形,所提供的电子对易进入中心体的内层空轨道C.C的原子量较之F和O小-和CO的式量较之F和O的原子量大18.配位酸或配位碱比相应的普通酸或普通碱的酸性或碱性强,其原因是()A 配位酸碱较稳定B 配位酸、碱较不稳定C H+或OH-为配位酸或碱的外界D 配位后极性增强19.[Co(NO2)6]3-显黄色(吸收紫光),而[Co(NH3)6]3-显橙色(吸收蓝光),根据它们颜色(或所吸收光的波长)判断出Co3+在这两种配离子中分裂能(△)的大小为()A 相等B 不能判断 C. △[Co(NO2)6]3->△[Co(NH3)6]3+ D. △[Co(NO2)6]3-<△[Co(NH3)6]3+20.已知电子的成对能(P)与d轨道的分裂能(△)的相对大小会影响八面体构型的配离子成为高自旋或低自旋的配离子。
第十讲-配位平衡与配合物的稳定性资料
[Ag(NH3) 2] + ⇌ Ag + +2NH3
平衡 移动方向 +
Br – AgBr↓ ⇌
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化学竞赛
对于一种配合物,若生成的沉淀的溶解度越小,就
愈容易使配位平衡转化为沉淀平衡; 反之,配体的配位
能力愈强,沉淀的溶解度愈大,就愈容易使沉淀平衡转
化为配位平衡。
若再向溶液中加入Na2S2O3溶液,可使AgBr 沉淀溶解转变成[Ag(S2O3) 2]3-离子。反应如下:
QB=c(Ag+)· c(Br -)=3.85×1014×0.01 =3.85×10-16 查表可知Ksp(AgBr)=5.0×10-13, QB<Ksp,故没有AgBr沉淀生成 。
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(三)与氧化还原平衡的关系 a.氧化还原平衡可以使配位平衡改变方向
如在[FeCI4]-配离子溶液中,加入KI溶液,使配 位平衡转化为氧化还原平衡。反应如下:
c(Cu ) c (NH 3 ) K 2 ( c [Cu(NH 3 )4 ] ) Kd值越大表示配离子越容易解离,即越不稳定 Kf = 1/ Kd
θ d 4
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2
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3. 逐级稳定常数
中心离子与配体形成配离子时,是逐级进行的, 每一步都有相应的稳定常数,称为逐级稳定常数,用 Kf,n表示。 例如 [Cu(NH3)4]2+形成时,其逐级配位平衡和逐 级稳定常数为: Cu2+ +NH3 [Cu(NH3)]2+
2 2 3 - 2 3 2
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无机化学——配位离解平衡
配合物的取代反应
1、配合物的活性与惰性 活性配合物 惰性配合物
E
(Fe(CN
)63
/
Fe(CN
)64
)
E ( Fe 3
/
Fe 2
)
0.059
log
[Fe3 [ Fe 2
] ]
0.77
0.059
log
10 10
42 35
0.77
0.41
0.36V
E0(I2
/
I)
0.54V
E (Fe(CN )63 / Fe(CN )64 )
E (I2 /I)
反应不能进行.
结论:标态下该反应不能进行
8.3 Coordination equilibrium(配位离解平衡)
本节主要介绍 一、配位平衡与稳定常数 二、配位平衡的有关计算
Cu2 4NH3=Cu(NH3)42
K
[Cu(
NH
3
)
2 4
]
[Cu 2 ][NH3 ]4
Kf
稳定常数(累积稳定常数)
8.3.1 Stability Constant(稳定常数,累积稳定常数)
பைடு நூலகம்
K稳 ↗,配合物越稳定
K
d
1
K
f
[Cu2 ][NH3]4 [Cu(NH3)24 ]
=1013.32
配位平衡的医学常识
配位平衡的医学常识
医学上的配位平衡是一个重要的概念,它是所有生物体对维持内部环境平衡所必须做出的努力,也是调节和调整其生命活动的重要基础。
配位平衡是以化学反应的形式,即在相同的温度和压力条件下,互相平衡的化学反应的综合过程。
在人体内,配位平衡可以帮助调节多种内部刺激,从而促进组织和器官维持正常的功能。
配位平衡对于我们的身体健康至关重要,它可以帮助维持BUN、乳酸和血糖水平等指标的正常变化。
此外,它还可以维持血液pH值,同时保持身体水和电解质的平衡,保持体液和细胞渗透压的适宜水平,还可以帮助细胞吸收新陈代谢物,维护钠离子之间的平衡,有助于调节钙离子和葡萄糖含量等等。
此外,配位平衡还可以帮助调节消化系统的正常功能,以维护营养的平衡。
当肠道吸收的消化物排泄时,配位平衡可以帮助调节消化性元素的吸收。
配位平衡还可以帮助控制血液中的抗体,保持身体对导致病毒感染的免疫能力的稳定。
因此,维持配位平衡是所有生物体必须保持健康的关键。
通过良好的饮食,合理的营养摄入,适当的运动,保持良好的心理状态,维持身体配位平衡,帮助保护我们的健康。
配位平衡与氧化还原平衡
配位平衡是指在配位化合物中,配体与中心金属离子之间的配位键的形成和断裂达到动态平衡的过程。
配位平衡的特点是配位键的形成和断裂速率相等,配体与中心金属离子的配位数保持不变。
氧化还原平衡是指氧化还原反应中,氧化剂与还原剂之间的电子转移达到动态平衡的过程。
氧化还原平衡的特点是氧化剂和还原剂的反应速率相等,电子转移的速率保持不变。
配位平衡和氧化还原平衡是两种不同的化学平衡过程,但在某些情况下可以相互影响。
例如,在一些配位化合物中,氧化还原反应可以引起配位键的形成和断裂,从而影响配位平衡;反过来,配位平衡的改变也可以导致氧化还原反应的发生或抑制。
因此,配位平衡和氧化还原平衡在一些化学反应中是相互关联的。
第十章 配位平衡与配位滴定法
1、中心离子(原)子 核心部分
[Cu (NH3) 4 ] SO4
几乎所有元素的原子都可以作为中 心离(原)子,但最常见的为具有
中 心 原 子
空轨道的过渡元素的金属阳离子(
少数为中性原子),例如:Cu2+、 Ag+等。 非金属元素的原子也可以作为中心离 (原)子,例如:B和Si可以形成[BF4]-、 [SiF6]2-离子等。
Chapter Ten
7
2、配(位)体
与中心离子结合的部分。
[Cu (NH3) 4 ] SO4
中 心 离 子 配 位 体
阴离子:X-, OH-, SCN配体:含孤对电子 中性分子:CO, H2O, NH3
Chapter Ten
8
常见配位体有: :NH3氨 H2O:水 : X -卤 :CN-氰
Chapter Ten
21
Fe(CO) 5结构
金属羰基配合物为一类化合物,目前已知品种已 达数千种。利用金属羰基配合物的生成与分解,可 以制备纯度很高的金属。例如:Ni和CO很容易反应 生成 Ni(CO) 4,它在 423K就分解为 Ni和 CO,从而制 得高纯度的镍粉。另外金属羰基配合物在催化化学 方面具有很重要的意义。
+4 6(或8)
第一周期 2 , 第二周期 4 第三,四周期 6 ,第五周期 8
13
Chapter Ten
Ⅱ 配位体所带的电荷与半径
[Cu (NH3) 4 ] SO4 中 心 配 配 离 位 位 子 体 数
•配位体所带的电荷越多,配位数越小
(因配体间斥力)。
•配位体的半径越大,配位数越少。
Zn2+ + 6NH3== [Zn(NH3)6]2+
配位平衡习题及答案复习进程
配位平衡习题及答案配合平衡习题及答案一、判断题:1.Cu (H)、Zn ( n)、Cd (H )的易溶盐较多。
( )2.金属锌可以与过量的氨水反应生成氢气。
( )3.Zn、Cd、Hg的金属活泼性分别比Cu、Ag、Au强。
..................................... ( )4.[ Cu (NH3 )4 ]2+的空间构型为正四面体,Cu2+以sp3杂化轨道与NH3形成配位键。
................................................................................................................................................. (.)5.Zn2+、Cd2+、Hg2+与EDTA形成配位数为4的螯合物。
( )二、选择题:1•下列物质在酸性溶液中可以将Mn2+氧化为MnO4的是 ................................................. ( )°(A)PbO; (B) Bi3+; (C) NaCIO; (D) (NH4 )2 S z O*。
2.下列金属中,延展性最好的是.................................................................................... ( ............................................................................................................................................. )...°(A)...................................................................................................................... 银;(B)金;(C)铜;(D)锌。
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离子型:阳离子型
[Ag(NH3)2]Cl, 阴离子型 K2[PtCl4], K3[Fe(CN)6] 按配体的类型来分: 单齿配体与中心原子形成的配合物称为配位化合物 多齿配体与中心原子形成的配合物称为螯合物 [Cu(NH3)4]SO4
(1) 简单配合物
由单齿配体(NH3,H2O,X等)与中心离子直接配
周期表中生成稳定程度不同螯合物的金属离子的分布情况 可生成稳定的螯合物 非鳌形配合物稳定性较差
Alfred Werner (1866-1919) 瑞士化学家
内界和外界 内界由中心离子和配体构 成,如[Cu(NH3)4]SO4由Cu2+ 和NH3组成内界,放在[ ]内。 [ ]以外部分称为外界,如其 中的SO42 中心离子或中心原子
H3N
NH3
2+
Cu
NH3
NH3
SO4
2
中心离子 配位体(N配位原子) 内界 外界
[Co(NH3)3Cl3]
[Pt(NH3)2Cl2]
Fe(CO)5
Ni(CO)4
离子键 水 [Ag(NH3)2]Cl 配位化合物 [Ag(NH3)2]+ + 配位实体 或配离子 Cl
配位实体也可以是带负电荷的阴离子,如: [PtCl4]2[Fe(CN)6]3[PtCl6]2[AlF6]3[Ag(S2O3)2]3有的配位实体是电中性的,如: [Co(NH3)3Cl3] [Pt(NH3)2Cl2] Fe(CO)5 Ni(CO)4
配位体半径太大,会消弱中心离子对周围配位体的吸引力而导致配
位数减小; AlF63-; AlCl4-; AlBr4 温化合物的类型
按配位实体是否带电荷来分
非 离 子 型 : [Co(NH3)3Cl3] , [Pt(NH3)2Cl2] , Fe(CO)5
Ca
2+
(aq ) C O 3 (aq )
K sp 1 Ka2 1 K a1
C O 3 (aq ) H 3 O (aq ) H C O 3 (aq ) H 3 O (aq ) K sp [C a
2+ 2
H C O 3 (aq ) H 2 O (l) H 2 C O 3 (aq ) H 2 O (l)
Ni2+
Cu2+ Zn2+
4, 6
4, 6 4, 6
Fe3+
Co3+ Au3+
6
6 4
影响配位数的因素
影响因素很多,复杂:
中心离子配位数一般决定于中心离子和配位体的性质(如半径、电荷、 中心离子核外电子排布等)以及形成配合物的条件(浓度和温度等) 中心离子电荷数越高,配位数越大(吸引力);Cu(NH3)21+, Cu(NH3)42+ 配体的负电荷越高,配位数越小(吸引力增加,配体之间排斥增加, 总的减少); Zn(NH3)62+; Zn(CN)42 半径越大其周围可容纳的配位体就越多; AlF63-; BF4-
2
][ C O 3 ] S [C O 3 ]
2+ 2
(1 )
物 料 平 衡 : [C a 由 1 Ka2
2
] S [C O 3 ] [H C O 3 ] [H 2 C O 3 ]
[H C O 3 ] [C O 3 ][H 3 O ]
得 : [H C O 3 ]
这些分子间化合物都含有复杂离子(用方括号标出)。这些复 杂离子既可存在于晶体中,也可存在于溶液中
配位化合物
由简单化合物之间进一步反应形成的含有复杂离子的分子 间化合物。
(不同于“复盐”,后者仅含简单离子。但并无绝对的界限,在它 们之间存在大量的处于中间状态的复杂化合物)
复盐:光卤石KClMgCl26H2O,钾镁矾K2SO4MgSO46H2O,在水溶 液中不存在KClMgCl2,K2SO4MgSO4结构或相应的离子
3
K sp 4
3
1 .2 1 0 4
11
1 .4 4 1 0
4
4
( m o l/L )
7
加 入 N aO H 后 , 溶 解 度 为 S 0 .0 0 1 0S 0 .0 0 1 0 1 .4 4 1 0 M g (O H ) 2 (s )
2+
1 .4 4 1 0
第七章 配位化合物及其配位平衡 7.1 配位化合物的基本概念
从简单化合物到复杂(Complex)的分子间化合物
简单化合物:CuSO4,AgCl,PtCl4,NaF
CuSO4 + 4NH3 AgCl + 2NH3 PtCl4 + 2KCl 3NaF + AlF3
[Cu(NH3)4]SO4 [Ag(NH3)2]Cl K2[PtCl6] Na3[AlF6]
( m o l/L )
Mg S
2+
(aq ) 2 O H (aq )
K sp = [M g [O H ]
][O H ] S [O H ] 1 .4 4 1 0
2 2
7
[O H ]
3
2
K sp 1 .4 4 1 0
7
1 .2 1 0
11 7
2
[H 3 O ] 1 0
7 .0 0
) , 代 入 (1)式 , 得 :
K a 1K a 2
2
S
K sp (1
[H 3 O ] Ka2
[H 3 O ]
) 10 4 .3 1 0
7 1 4 .0 0
K a 1K a 2 10
7 .0 0 11
8 .7 1 0
中性分子配位体及其名 称
H2O 水(aqua) F
阴离子配位体及其名称
氟(fluoro) NH2 氨基(amide)
NH3 CO
NO
氨(amine)
Cl
氯(chloro) 溴(bromo)
碘(iodo) 羟基 (hydroxo) 氰 (cyano) 氧(oxo) 过氧 (peroxo)
-
NO2 ONO
准确定义:由配位键连接而成的分子化合物,叫配位化合物
配离子
配位化合物的复杂离子称为配离子。是一种较为稳定的结 构单元,既可存在于晶体中,也可存在于溶液中。可以是 阳离子、阴离子或中性分子。通常用 [ ] 标出。
现代配位化学理论的建立
1893年,26岁瑞士化学家维尔纳 (Alfred Werner)根据大量的实验事实, 发表了一系列的论文,提出了现代的配 位键、配位数和配位化合物结构的基本 概念,并用立体化学观点成功地阐明了 配合物的空间构型和异构现象。奠定了 配位化学的基础。 配位理论要点: 1、大多数元素表现有两种形式的价— —主价和副价。主价为中心原子的氧化 数,副价为中心原子的配位数。 2、内界和外界 3、空间构型:在内界中的分子或离子 围绕着金属离子按一定的方式排布,使 得配合物具有一定的空间构型。
正电荷:配位阳离子 离子型(带电荷)
配位实体
分子型(电中性)
负电荷:配位阴离子
2. 配位实体的组成:中心原子
+
配体
[Ag(NH3)2]+
Ag(+1): 中心原子或离子; NH3: 配体; N: 配位原子; Ag+←:NH3 配位键;配位数:2 配位原子:配体中直接与中心原子形成配位键的原子 中心原子或离子:具有空轨道,用来接受孤对电子,大部分
NCS
S2O32 CH3COO
(NH2)2CO 尿素(area)
有些配体也具有两个或多个可配位的原子,但仅有一个原子能与金属离
-
常见的多齿配体
分子式
O C O C O O
中英文名称(和缩写) 草酸根(ox) oxalato
H 2C C H 2 H 2N NH2
乙二胺(en) ethylenediamine 1,10-邻菲啰啉(phen) o-phenanthroline
将 [H C O 3 ] , 2 C O 3 ] 的 表 达 式 代 入 物 料 平 衡 , 得 : [H S [C O 3 ] (1 [C O 3 ] S (1
2 2
[H 3 O ] Ka2 [H 3 O ] Ka2
[H 3 O ]
2
)
K a 1K a 2 [H 3 O ]
N
O O C CH2 N O C O CH2 CH2
N
O CH2 CH2 N CH2 C O O C O
乙二胺四乙酸(EDTA) Ethylenediaminetetraacetic acid
常见金属离子的配位数
1价金属离子 Cu+ Ag+ Au+ 2, 4 2 2, 4 2价金属离子 Ca2+ Fe2+ Co2+ 6 6 4, 6 3价金属离子 Al3+ Sc3+ Cr3+ 4, 6 6 6
9
(1
4 .8 1 0
4 .8 1 0
11
)
4 .7 3 1 0 ( m o l/L )
3
(2) 螯合物 (俗称内络盐)
由中心离子和多齿配位体结合而成的配合物,其特点是含 有2个或2个以上配位原子的配位体(称为螯合剂,chelating agents),形成环状结构。这种具有环状结构,特别是五原子 或六原子环的螯合物相当稳定,有的在水中溶解度很小,有 的还具有特殊的颜色,表现出各个金属离子的个性,常用于 金属元素的分离和鉴定
SCN