第五章 配位化合物
分析化学第五章 配位滴定法PPT
NaOH 无蓝色沉淀Cu(OH)2生成
NaS 有黑色沉淀CuS生成
无Cu2+??
有Cu2+??
解离
[Cu(NH3 )4 ] 2
Cu2 4NH3
配合
2022/10/18
四、 配位平衡常数
1. 稳定常数
Cu2 4NH3
[Cu(NH3 )4 ] 2
K0 MY
c([Cu(NH 3
)2 4
])
c(Cu2 ) c4 (NH3 )
(2)配位比简单,EDTA与大多数金属离子形成 配合物的配位比为1:1
(3)反应速率快,符合滴定要求 (4)与无色金属离子配位形成的配合物是无色的,与
有色金属离子配位形成的配合物颜色加深
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例: Cu2+显浅蓝色而CuY2-为深蓝色, Ni2+显浅绿色, 而NiY2-为蓝绿色, Mn2+显粉红色,而MnY2-为紫红色 Fe3+显棕黄色,而FeY-为黄色
2.在一定反应条件下,只形成一种配位数的配合物; 3.配位反应速度要快; 4.有适当的方法确定反应的等量点。
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三、配位剂的分类 无机配位剂(不适合用于配位滴定)
有机配位剂 (易形成具有环状结构的 螯合物,非常稳定。使用最多的是氨羧配 位剂,其中应用最广泛的是EDTA)
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4. 指示剂与金属离子配合物应易溶于水,指示剂比 较稳定,便于贮藏和使用
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三、 常用的金属指示剂
1. 铬黑T(BET)
铬黑T是弱酸性偶氮染料
1-(1-羟基-2萘偶氮)-6硝基-2-萘酚-4-磺酸钠
H
H
H 2 In
第五章配位化合物
[Ag(S2O3)2]3-, [Fe(CN)6]4-, [Fe(SCN)6]3-, [HgI4]2- , [Fe(CN)6]3-等 或原子)和一定数目 配位单元:由中心离子(或原子 配位单元:由中心离子 或原子 和一定数目 的中性分子或阴离子以配位键结 合而成的中性分子或复杂离子。 合而成的中性分子或复杂离子。 [Ni(CO)4], [Co(NH3)3F3], [Pt(NH3)2Cl2], K3[Fe(SCN)6], [Ag(NH3)2]NO3。 配合物: 含配位单元的化合物。 配合物 含配位单元的化合物。
6
{
多齿配体数≠( ) 多齿配体数 (<) 配位数 中心离子的配位数一般等于其电荷数的二倍 如:M+——2、M2+——4、M3+——6 、 、 ④.配离子的电荷数 a. 配离子的电荷数等于中心原子的氧化数 和配体总电荷数的代数和。 和配体总电荷数的代数和。 b. 外层电荷数的相反数。 外层电荷数的相反数。 K3[Fe(SCN)6] [Ag(NH3)2]NO3 中心离子的电荷数: 中心离子的电荷数 +3(Ⅲ) +1(Ⅰ) [Pt(NH3)2NO2NH2 Cl2] +4(Ⅳ) Ⅳ
13
[Co(NH3)5(ONO)]Cl2 氯化亚硝酸根•五氨合钴 Ⅲ) 氯化亚硝酸根 五氨合钴(Ⅲ 五氨合钴 六氯合铂( 六氯合铂(Ⅳ)酸 H2[PtCl6] Na3[Ag(S2O3)2] [Cu(NH3)4](OH)2 K3[Fe(SCN)6] 二硫代硫酸根合银(Ⅰ 酸钠 二硫代硫酸根合银 Ⅰ)酸钠 氢氧化四氨合铜(Ⅱ 氢氧化四氨合铜 Ⅱ) 六硫氰合铁(Ⅲ 酸钾 六硫氰合铁 Ⅲ)酸钾
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[Ag(S2O3)2]3[Cr(NH3)5(H2O)]3+ [Cu(NH3)4]2+ [Fe(NH3)2(en)2]3+ [Co(NH3)5(ONO)]2+ [Cr(NH3)3Cl3]
5第五章 配位化合物
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(4)中心离子的空轨道杂化时,若有次外层d轨 道参加,则形成的配合物属内轨型;若均为最外 层轨道参加杂化,则形成的配合物属外轨型。内 轨型配合物的配位键更具有共价键性质所以叫共 价配键,外轨型配合物的配位键更具有离子键性 质所以叫电价配键,但本质上两者均属共价键范 畴。
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配位数
● 与中心离子(或原子)成键的配位原子的总数 配位数=配位原子的个数×齿数
单齿配体
[Cu(NH 3 )4 ]2 PtCl 3 (NH 3 )
4 3 1 4 2 22 6 32 6 1 6 6
2
多齿配体
CoCl 2 (en) 2 Al(C2O 4 ) 3
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第二节
•
配合物的价键理论
一、配合物配位键理论的基本要点 • 配位键理论又叫配价键理论,其基本要点可归纳为 三点:
•
(1)中心离子和配位原子间是以配位键结合的, 具有孤对电子的配位原子提供电子对,填入中心离 子的外层空轨道形成配位键。
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(2)为提高成键能力,中心原子提供的空轨道 必须首先进行杂化,形成数目相等、能量相同、 具有一定方向性的杂化轨道。这些杂化轨道分别 与配位原子的孤对电子在一定方向上互相接近, 发生最大程度的重叠,形成配位键。 (3)配位个体的空间构型、中心原子的配位数 和配位个体的稳定性等主要取决于中心原子提供 的杂化轨道的数目和类型。
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配位体和配位原子
配位化合物
配位化合物第一节配位化合物的基本概念一、配位化合物的定义在CuSO4溶液中加少量氨水,生成浅蓝色Cu(OH)2↓,再加入氨水,沉淀溶解变成深蓝色溶液,加入乙醇,降低溶解度,得到深蓝色晶体,该晶体经元素分析,得知含Cu、SO42-、4NH3、H2O;取深蓝色溶液,加BaCl2,生成白色BaSO4↓,说明存在SO42-,加少量NaOH,无Cu(OH)2↓和NH3产生,说明溶液中不存在Cu2+和NH3分子,从而分析其结构为:[Cu(NH3)4]SO4·H2OCu和NH3之间的加合,既无氧化数的变化,也没有提供单电子配对而形成共价键,不符合经典的化合价理论。
这类化合物就是配合物。
二、配位化合物的组成1893年,维尔纳(A. Werner)提出配位理论。
1、配离子可以是阴或阳离子2、中心离子:简单阳离子,特别是过渡金属离子,也有金属原子。
位于配离子的中心。
3、配体:位于中心离子周围,可以是中性分子,也可以是负离子。
其特点是配位原子含有孤对电子。
能作为配位原子的元素主要有:N、O、C、S及卤素等。
4、配位数:配合物中,配位原子的总数。
决定于中心离子和配位体的性质,其电荷、体积、电子层结构及它们之间相互影响,形成时的条件(T、C)中心离子的电荷:+1 +2 +3 +4特征配位数: 2 4(或6) 6(或4) 6(或8)三、配位化合物的命名服从一般无机化合物的命名原则。
如果化合物的负离子是一个简单离子,叫某"化"某;如果化合物的负离子是一个复杂离子,叫某"酸"某。
络合物内界命名次序为:配位数(一、二、三、四)-配位体名称-"合"(表示配位结合)-中心离子名称-中心离子氧化数(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)例:[Co(NH3)6]Cl3[Pt(NH3)4](OH)2K2[PtCl6] H2[PtCl6]氯化六氨合钴(Ⅲ)氢氧化四氨合铂(Ⅱ)六氯合铂(Ⅳ)酸钾六氯合铂(Ⅳ)酸不止一种配体:先列阴离子,后列中性分子,若配体同是阴离子或中性分子,则按配位原子元素符号的英文次序排列。
无机化学第五章
受配位体孤对电子能力的原子或离子。
可以是金属离子,也可以是电中性的金属原子),周期表中
几乎所有的金属(特别是过渡金属离子)都可作为中心离子,少数 非金属高氧化态离子也可作为中心离子,如[Ni(CO)4]及[Cr(CO)6] 中的Ni,Cr均为中性原子。又如[SiF6]2–中的Si(Ⅳ) 。
6
--
--
作为配位体的物质可以是简单离子,如Cl– ; 也可以是复杂 的离子或分子,如CN– 、 SCN-、NH3 。可以是有机分子如 乙二胺、乙二胺四乙酸根离子。 配位体中直接与中心离子(或原子)成键的原子为配位原子。
常见的配位原子:N、O、S、C、卤素原子
配位原子的特点是:电负性大、有孤对电子的非金属原子。
1) 单齿配体 一个配体中只能提供一个配位原子与中心离子成键的叫单 8 齿配体。
常见单齿配体 中性分子 H2O NH3 CO CH3NH2 配体 水 氨 羰基 甲胺 O N C N 配位原子 阴离子 F- Cl- Br- I- OH- CN- NO2配体 氟 氯 溴 碘 羟基 氰 硝基 O C N 配位原子 F Cl Br I SCNNCS阴离子 ONO配体 亚硝酸根 硫氰酸根 异硫氰酸根 O S N 配位原子
顺反异构体
NO2 NO2 O2N O2N
面式
经式
光活异构体 ,镜面 对称 (弯线表示en)
26
键合异构体:连接的原子不同
O N H3N H3N Co NH3 NH3 NH3
O N O H3N Co H3N NH3 NH3 NH3
O
硝基配合物(黄色)
亚硝酸Байду номын сангаас配合物(红色)
27
二、 配合物的化学式和命名
[Cu(NH3)4]SO4溶液 Cu(OH)2沉淀 CuSO4溶液
5配位化合物
+
+
2CN
-
[Ag(CN)2]-
+
2NH3
其反应方向可以根据平衡常数的大小来判断。 通过计算平衡常数得到,k=1.2×1014,说明此配位反应向右进行 的趋势很大。
第三节 螯合物和螯合滴定
一、螯合物和螯合效应
由中心原子与多齿配体所形成的具有环状结构的配合物称为 螯合物。 能与中心原子形成螯合物的多齿配体称为螯合剂。 例: α-氨基丙酸和铜离子形成的螯合物,含有两个五元环
第二节
配合平衡
一 、 配离子的稳定常数 二、 配位平衡的移动
第三节 螯合物和螯合滴定
一、螯合物和螯合效应 二、螯合滴定
第四节 配合物在医学上的应用
第一节 配合物的基本概念
一、配合物的定义
由阳离子(或原子)和一定数目的中性分子或阴离子所组 成的不易解离的分子或离子称为配位分子或配离子。 配位分子 配合物 配阳离子 配离子 配阴离子
来排列。原子数少的排前面,原子数多的排后面。若配位 原子相同,配位中所含原子数也相同,则按在结构 式中与 配位原子相连的原子的元素符号的英文字母顺序排列。
(4)有些配体具有相同的化学式,配位原子不同时,则按配位 原子的元素符号的英文字母顺序排列并给予不同的命称。如 - NO2- (以N原子为配位原子)硝基,-ONO- (以O原子为 配位原子)亚硝酸根,- SCN - (以S原子为配位原子)硫氰 酸根,- NCS- (以N原子为配位原子)异硫氰酸根。
顺式二氯二铂(II) 卡铂(又名碳铂) CBDCA
二、螯合滴定
(一)EDTA的结构和配位特点
常用的螯合剂: EDTA(乙二胺四乙酸 或其二纳盐)
_
配位化合物
[Cu(NH3)2]Ac + CO + NH3 ===== [Cu(NH3)2]Ac.CO
减压加热
H = -35kJ
Cu2+ + 5CN- = Cu(CN)43- + 0.5(CN)2 K稳 =2×1030 (极为稳定,加入H2S也无沉淀,Ksp=2.5×10-50))
Cu(CN)4 3 - + e == Cu + 4CNE = -1.27V Zn(CN)42- + 2e == Zn + 4CNE = -1.26V 这两个电对的电势值相近,所以镀黄铜(Cu-Zn合金)所 用的电镀液为上述混合物.
[AlCl4][BF4][AgI4]2- 从这些配离子你看出配位数有什么规律? 从这些配离子你看出配位数有什么规律?
二,化学键理论
维尔纳(Werner.A):Nobel Prize提出三点: 维尔纳( 提出三点: 提出三点 1,主价和副价 , 主价指氧化数,副价指配位数. 主价指氧化数,副价指配位数. 2,倾向于既要满足主价,又要满足副价. ,倾向于既要满足主价,又要满足副价. 3,副价指向空间的确定位置. ,副价指向空间的确定位置. 1,价键理论:中心离子和配位原子都是通过杂化了的共价配位键 ,价键理论: 结合的. 结合的. (1)配位键的本质: )配位键的本质: a,σ配位键: 配位键: , 配位键
2,复盐 ,
CsRh(SO4)2.4H2O + BaCl2 无沉淀出现. 无沉淀出现. [Rh(H2O)4(SO4)2]-(二硫酸根四水合铑(III)) 二硫酸根四水合铑( )) 二硫酸根四水合铑 KCl.MgCl2.6H2O不是配合物 不是配合物
3,组成 ,
(1)配位体:是含有孤电子对的分子和离子 )配位体:
配位化合物知识总结
VS
磁性配合物在磁学、磁记录、信息存 储和分子基磁体等领域有广泛的应用 前景。
Part
04
配位化合物的应用
在化学反应中的作用
催化反应
配位化合物可以作为催化剂,通 过与反应物结合,改变反应途径,
降低反应活化能,从而加速化学 反应的进行。
分离和提纯
利用配位化合物的独特性质,如选 择性络合、稳定性差异等,可以实 现化学物质的分离和提纯。
配位化合物的稳定性取决于多个因素 ,包括中心离子的性质、配位体的类 型和数量、以及配位环境等。
稳定性规律
一般来说,中心离子的电荷数越高、 半径越小,配位化合物的稳定性越强 ;配位体的电子给予能力越强、数目 越多,稳定性也越高。
配位化合物的合成方法
有机合成
通过有机合成方法,可以制备出结构复杂、功能多样的配 位化合物。常见的合成方法包括重氮化反应、氧化还原反 应等。
配位化合物的分类
按中心原子分类
根据中心原子的种类,可以将配位化合物分为金属配位化合物和非金属配位化合物。金属配位化合物是指中心原 子为金属元素的配位化合物,如铜、钴、铁等;非金属配位化合物是指中心原子为非金属元素的配位化合物,如 硫、氮、磷等。
按配位数分类
根据配位数的大小,可以将配位化合物分为低配位数(2-4)和高配位数(≥6)的配位化合物。低配位数配位化 合物是指中心原子周围参与配位的配位体数目较少的配位化合物;高配位数配位化合物是指中心原子周围参与配 位的配位体数目较多的配位化合物。
02
动态配位化合物
03
超分子配位化合物
具有可逆的结构变化和反应性, 可用于传感器、分子机器等领域。
由多个分子或离子通过非共价相 互作用形成的复杂结构,具有独 特的物理和化学性质。
配位化合物教案
配位化合物教案一、引言配位化合物是无机化学中具有重要意义的一类化合物,它们由中心金属原子与周围的配体通过配位键结合而成。
本教案将详细介绍配位化合物的基本概念、性质、结构和应用。
二、配位化合物的基本概念1. 配位键:配位化合物是通过中心金属原子与配体之间的配位键结合而成的。
配位键的形成是通过配体的一个或多个孤对电子与中心金属原子的空轨道形成的。
2. 配体:配位化合物中与中心金属原子形成配位键的分子或离子称为配体,常见的配体有氨、氯化物离子、水和羰基等。
3. 配位数:一个中心金属原子周围配位的配体个数称为配位数,配位数通常能够反映配位化合物的稳定性和几何结构。
三、配位化合物的性质1. 颜色:许多配位化合物呈现出艳丽的颜色,这是由于配体和中心金属原子之间的电荷转移和d轨道电子跃迁所致。
2. 成分:配位化合物的成分通常以化学式表示,中心金属原子的名称位于前面,配体的名称位于后面,成分中可包含水合物、氯化物等信息。
3. 稳定性:配位化合物的稳定性与中心金属原子的电子结构、配体的性质以及配位数等因素密切相关。
四、配位化合物的结构1. 八面体结构:当中心金属原子的配位数为6时,常见的结构是八面体结构,此结构对应配位数为6的稳定几何结构。
2. 四面体结构:当中心金属原子的配位数为4时,常见的结构是四面体结构,此结构对应配位数为4的稳定几何结构。
3. 六角形平面结构:当中心金属原子的配位数为6时,常见的结构是六角形平面结构,此结构对应配位数为6的稳定几何结构。
五、配位化合物的应用1. 工业应用:配位化合物广泛应用于工业生产中,用作催化剂、染料、药物等。
2. 生物学应用:配位化合物在生物学领域具有重要应用,可用于生物标记、药物传递等领域。
3. 环境应用:配位化合物也可应用于环境保护领域,用于污水处理、废水处理等方面。
六、总结配位化合物是无机化学中的重要研究对象,具有丰富的性质和广泛的应用价值。
通过本教案的学习,希望能够深入了解配位化合物的基本概念、性质、结构和应用,为进一步的学习和研究提供帮助。
E 第五章 配位反应
e、配原子同,原子数同,则按结构式中与配原子相连的原子的元素
符号的字母顺序排列: [Pt(NH3)2(NO2)(NH2-)] 氨基硝基二氨合铂( II )
类
型
配位酸
化学式 H[BF4] H3[AlF6] [Zn(NH3)4](OH)2 [Cr(OH)(H2O)5](OH)2 K[Al(OH)4] [Co(NH3)5(H2O)]Cl3 [Pt(NH3)6][PtCl4] [Ni(CO)4]
NH4[Cr(NH3)2 (CNS-)4] 四硫氰二氨合钴( II )酸氨
c、同类配位体的命名,按配位原子元素符号的拉丁字母顺序排列
[Co(NH3)5 H2O]Cl3 三氯化五氨一水合钴( III )
d、同类配体,若配原子相同,则将含较少原子数的配位体放在前面。
K3[Co(CN-)2(SCN-)4] 二氰四硫氰根合钴( III )酸钾
氯化二氯·三氨·一水合钴(Ⅲ)
氨基·硝基·二氨合铂(II) 六(异硫氰酸根)合铬(Ⅲ)酸铵 六(硫氰酸根)合铂(Ⅳ)酸铵 四氯合铂(II)酸四氨合铜(II)
自测题:
1. 下列配合物系统命名错误的是( C ) A、 K2 [HgI4 ] 四碘合汞(Ⅱ)酸钾 B、 [Al(OH)4]四羟基合铝(Ⅲ)配离子 C、 [Ni (CO)4]2+ 四羰基合镍(Ⅱ) D、 [Pt (NH3)2Cl2] 二氯二氨合铂(Ⅱ)
Cu NH3 4
中心离子 配体
配离子(内界) 配合物
SO 4
外界
1、中心离子 配离子中带正电荷的离子称为中心离子。中心离子大多数为 过渡金属元素。
2、配位体(配体)
在配离子中,同中心离子形成配位键的分子或阴离子称作配位体。 如: NH3 、H2O、CO、OH-、CN-、X- etc.
配位化合物
例4. 下列物质中具有顺磁性的( C )。
(A)[Co(NH3)6]3+ (C)[Cu(NH3)4]2+ (B)[Zn(NH3)4]2+ (D)[Ag(NH3)2]+
例5. Fe(en)32+ μ=5.5 , 判断该配离子杂化类型,空间 构型. 解: Fe2+ (3d6) 有4个成单电子, ∵μ=5.5≈4.90 , ∴ n=4 Fe2+的d轨道没有发生重排,其杂化类型为sp3d2,正八 面体.
Fe3+ 与CN-结合时, 能以d2sp3杂化方式参与组 成六个配位键,所形成的[Fe(CN)6]3-属内轨型.
3d d2sp3 4d
1.配位键型与配合物稳定性的关系: 当形成相同配位数的配离子时,一般内轨型要比 外轨型稳定. 2.配合物磁性: 物质的磁性可用磁矩µ 的大小来衡量. µ 反磁性(没有未成对的单电子) =0, µ 顺磁性(有未成对的单电子) >0,
dsp2
dsp3 d 4s sp3d2 d2sp3
Ni(CN)42–
Ni(CN)53– ,Fe(CO)5 TiF52– FeF63– ,AlF63- ,SiF62- ,PtCl64Fe (CN)63 – ,Co(NH3)6
6
【例】 MA2B2C2类型的化合物具有几种几何异构体?
C B A M C A B B A M B C A C A B M A C B C A C M A B C B A A M B C C B
9.配离子的电荷: 配离子的电荷等于中心离子和配位体电荷的 代数和
六氰合铁(III)酸钾:中心离子电荷为 +3,CN-带一个负电荷,配离子电荷数 为-3,正好与外层3个K+电荷平衡。
K3[Fe(CN)6]
配位化合物
配位数
2 3 4 4 5 5 6 6
中心 杂化方式
构型
实例
sp sp2 sp3 dsp2 dsp3 sp3d sp3d2 d2sp3
直线形 [ Ag( NH3)2 ]+ 三角形 [ Cu(CN)3 ]2- 四面体 [ Zn(NH3)4 ]2+ 正方形 [ N(i CN)4 ]2-
三角双锥 [ F(e CO)5 ] 三角双锥 [ Fe(SCN)5 ]2-
2 溶剂合异构
当溶剂分子取代配位基团而进入配离子的内界所
产生的溶剂合异构现象。与电离异构极为相似, 最熟悉 的例子是:
[Cr(H2O)6]Cl3 [Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O [Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O 在配合物的内界,各含有6、5、4个配位水分子 和0、1、2个配位氯离子, 在配合物的外界各含有0、1 、2个溶剂合水分子和3、2、1个可电离的氯离子。这 些异构体在物理和化学性质上有显著的差异,如它们的 颜色分别为绿、蓝绿、蓝紫。
4p 4s
dsp2杂化
Ni(CN)24
八面体构型
对于F-,H2O等配体而言,配位原子F,O的电负性大, 不易给出孤对电子对,所以对中心体的3d轨道上的 电子不发生明显的影响,因此3d轨道上的电子排布 情况不发生改变 ,形成外轨型配合物。
对于CN-,CO等配位体而言,配位原子C的电负性小, 较易给出孤对电子对,对中心体的3d轨道发生重大 影响,从而使3d发生了电子重排,腾出能量较低的 内层(n-1)d轨道与ns,np轨道杂化,形成内轨型配合 物。
en
en
AACoe Nhomakorabea enCo
en
en
[Co(en)3])
A M
配位化合物的结构和性质
配位化合物的结构和性质配位化合物是由中心金属离子与周围配体形成的化合物。
它们具有多种不同的结构和性质,对于化学领域的研究和应用有着重要的意义。
一、结构配位化合物的结构可以分为线性、平面四方形、八面体和正方形平面等多种形式。
其中,线性结构是指配体以直线形式与中心金属离子相连,形成一条直线。
而平面四方形结构则是指配体以四个顶点的方式与中心金属离子相连,形成一个四边形平面。
八面体结构则是指配体以六个顶点的方式与中心金属离子相连,形成一个八面体。
正方形平面结构则是指配体以四个顶点的方式与中心金属离子相连,形成一个正方形平面。
这些不同的结构形式决定了配位化合物的物理和化学性质。
二、性质1. 形成常数:形成常数是衡量配位化合物形成程度的指标。
它是指配体与中心金属离子结合形成配位化合物的平衡常数。
形成常数的大小与配体与中心金属离子的亲和力有关,一般来说,形成常数越大,配位化合物的形成越稳定。
2. 配位键的强度:配位键的强度是指配体与中心金属离子之间的键的强度。
它取决于配体的性质以及配位化合物的结构。
一般来说,配位键的强度越大,配位化合物的稳定性越高。
3. 配位化合物的颜色:配位化合物常常具有丰富的颜色。
这是由于配体与中心金属离子之间的电子转移引起的。
当配体中的电子跃迁到中心金属离子的d轨道时,会吸收一定波长的光,产生特定的颜色。
4. 磁性:配位化合物的磁性是由中心金属离子的电子结构决定的。
当中心金属离子的d轨道未被配体完全填满时,配位化合物会表现出磁性。
具体来说,如果中心金属离子的d轨道未被配体填满一半,则为顺磁性;如果中心金属离子的d轨道被配体填满一半,则为抗磁性。
5. 光学活性:某些配位化合物具有光学活性,即能够旋转平面偏振光的偏振面。
这是由于配位化合物中的手性中心引起的。
手性中心是指一个分子中存在对映异构体的碳原子或金属离子。
三、应用配位化合物的结构和性质对于化学领域的研究和应用有着重要的意义。
首先,通过研究不同结构的配位化合物,可以深入了解化学反应的机理和动力学过程。
配位化合物
配位化合物一、配位化合物的定义往CuSO4的稀溶液滴加6mol/L的氨水不断振摇,开始时有天蓝色Cu(OH)2沉淀,继续再加氨水时,沉淀消失。
在溶液中检查不到Cu2+却只能检测到SO42-,推测生成了一种新物质,用酒精沉淀,再经结构分析:该物质为[Cu(NH3)4]SO4·H2O。
物质[Ag(NH2)]NO3,K2[HgI4]……,在水溶液中形成离子[Cu(NH3)4]2+,[Ag(NH2)]+,[HgI4]2-。
金属离子(或原子)与一定数目的中性分子或负离子结合成不易离解的复杂离子称为配离子。
含有配离子及配位分子的化合物统称为配合物。
配合物与复盐如明矾[KAl(SO4)2]12H2O不一样,不能相混。
二、配合物的组成以[Cu(NH3)4] SO4为例其组成可表示配位离子1.中心原子:一般为金属阳离子(原子),特别是过渡金属离子,Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Au等。
2.配体:中心原子周围的分子或离子(可以是阴离子,也可以是中性分子)。
3.配位原子:配体中能向中心原子提供孤对电子的原子如NH3中的N原子,H2O中的O原子,CN-中的C原子,以N、P、O、S、C等原子居多。
配体又分:4.配位数:直接与中心原子相结合的配位原子总数。
以2、4、6较为多见。
在[Pt(en)2]Cl其配位数为4。
5.配离子电荷:中心原子和配位体电荷的代数和。
如[Cu(NH3)4]2+、[Fe(CN)6]4-。
三、配位化合物的类型1.简单配位化合物单齿配位体与单个中心离子(或原子)所形成的配合物K2[PtCl6][Fe(H2O)6]Cl5[Cr(H2O)6]Cl3Na[AlF6]2.螯合物由中心离子和多齿配体结合而成的环状配合物。
思考题:在制剂中作为金属离子络合剂使用的是A.NaHCO3B.NaClC.焦亚硫酸钠D.NaOHE.依地酸二钠【正确答案】E四、配位平衡Ks(K稳)称为配离子的稳定常数,Ks越大,说明生成配离子的倾向越大,配合物越稳定。
配位化合物
配位化合物目录[隐藏]定义组成命名方法价键分类稳定性配位化合物(coordination compound)[编辑本段]定义简称配合物,为一类具有特征化学结构的化合物,由中心原子或离子(统称中心原子)和围绕它的称为配位体(简称配体)的分子或离子,完全或部分由配位键结合形成。
[编辑本段]组成配合物由中心原子、配位体和外界组成,例如硫酸四氨合铜(Ⅱ)分子式为〔Cu(NH3)4〕SO4,其中Cu2+是中心原子,NH3是配位体,SO4 2-是外界。
中心原子可以是带电的离子,如〔Cu(NH3)4〕SO4中的Cu2+,也可以是中性的原子,如四羰基镍〔Ni(CO)4〕中的Ni。
周期表中所有的金属元素都可作为中心原子,但以过渡金属最易形成配合物。
配位体可以是中性分子,如〔Cu (NH3)4〕SO4中的NH3,也可以是带电的离子,如亚铁氰化钾K4〔Fe(CN)6〕中的CN-。
与中心原子相结合的配位体的总个数称为配位数,例如K4〔Fe(CN)6〕中Fe2+的配位数是6 。
中心原子和配位体共同组成配位本体(又称内界),在配合物的分子式中,配位本体被括在方括弧内,如〔Cu(NH3)4〕SO4中,〔Cu(NH3)4〕2+就是配位本体。
它可以是中性分子,如〔Ni(CO)4〕;可以是阳离子,如[Cu(NH3)4〕2+ ;也可以是阴离子,如〔Fe(CN)6〕4-。
带电荷的配位本体称为配离子。
[编辑本段]命名方法①命名配离子时,配位体的名称放在前,中心原子名称放在后。
②配位体和中心原子的名称之间用“合”字相连[1]。
③中心原子为离子者,在金属离子的名称之后附加带圆括号的罗马数字,以表示离子的价态。
④配位数用中文数字在配位体名称之前。
⑤如果配合物中有多种配位体,则它们的排列次序为:阴离子配位体在前,中性分子配位体在后;无机配位体在前,有机配位体在后。
不同配位体的名称之间还要用中圆点分开。
根据以上规则,〔Cu(NH3)4〕SO4称硫酸四氨合铜(Ⅱ),〔Pt(NH3)2Cl2〕称二氯·二氨合铂(Ⅱ),K〔PtCl3(C2H4)〕称三氯·(乙烯)合铂(Ⅱ)酸钾。
配位化合物的构成原理
配位化合物的构成原理配位化合物是由中心金属离子与周围的配体离子或分子通过配位键结合而形成的化合物。
配位化合物的构成原理主要涉及到配位键的形成和配位数的确定。
一、配位键的形成配位键是指中心金属离子与配体之间的化学键。
配位键的形成是通过配体中的一个或多个孤对电子与中心金属离子的空轨道相互重叠而形成的。
配位键的形成可以通过配体的硬度和软度来解释。
1. 硬配体:硬配体通常是指具有较小的离子半径和较高的电负性的配体。
硬配体的孤对电子较少,通常是通过与中心金属离子的空轨道的重叠形成配位键。
常见的硬配体有水、氨、氯离子等。
2. 软配体:软配体通常是指具有较大的离子半径和较低的电负性的配体。
软配体的孤对电子较多,通常是通过与中心金属离子的空轨道的重叠形成配位键。
常见的软配体有碳氢化合物、磷化合物等。
硬配体和软配体的选择取决于中心金属离子的电子结构和配体的性质。
硬配体通常与电子数较少的中心金属离子形成稳定的配位化合物,而软配体通常与电子数较多的中心金属离子形成稳定的配位化合物。
二、配位数的确定配位数是指一个中心金属离子周围配体的个数。
配位数的确定主要涉及到中心金属离子的电子数和配体的性质。
1. 电子数:中心金属离子的电子数决定了其能够形成的配位数的范围。
根据18电子规则,d轨道能容纳的电子数为10个,s轨道能容纳的电子数为2个。
因此,d轨道和s轨道的电子数之和为12个,即中心金属离子的电子数为12个时,其配位数最大为6。
2. 配体的性质:配体的性质也会影响配位数的确定。
一般来说,硬配体通常形成较低的配位数,而软配体通常形成较高的配位数。
例如,氯离子是一种硬配体,通常形成配位数为6的配位化合物;而碳氢化合物是一种软配体,通常形成配位数为4的配位化合物。
配位数的确定还受到其他因素的影响,如配体的大小、电荷和配位键的强度等。
在实际应用中,通过实验和理论计算可以确定配位数的范围和可能的配位数。
总结起来,配位化合物的构成原理涉及到配位键的形成和配位数的确定。
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[FeF6]3平衡移动方向
Fe3++6F+ 3OH-
Fe(OH)3
第五章 配位化合物
第二节 配位平衡
第二节 配位平衡
(二)沉淀平衡的影响
[Ag(NH3)]+
平衡移动方向
Ag++2NH3 +Br
Ag AgBr
平衡移动方向
AgBr Ag++Br+ 22S2O3
[Ag(S2O3)2]3第五章 配位化合物 第二节 配位平衡
注:生命必需金属元素本身没有任何 生理活性,只有与生物配体形成生物 配合物时,才表现出一定的生理活性。
第五章 配位化合物
第一节 配合物的基本概念
第二节 配位平衡
一、配位平衡稳定常数 二、配位平衡的移动
马建军 浙江医学高等专科学校
第五章 配位化合物
第二节 配位平衡
一、配位平衡稳定常数
(一)稳定常数的概念
关键词 概念 知 识 点 配离子,配合物,螯合物,配位滴定,生物配体
组成
区分
命名
稳定性 影响因素 滴定原理 意义
中心原子与配位体以配位键结合形成内界,内界与外界通过离 子键结合组成中性配合物 配位数与配体数,单齿配体与多齿配体,内界与外界,酸效应 与水解效应,螯合物与配合物 同无机物命名原则。配离子命名顺序:配体数-配体名称-“ 合”-中心原子 (氧化数) 配位数相同的配合物,K稳越大,越稳定;配位数不同的配合 物,通过计算比较其稳定性 影响配合物稳定的因素:酸效应,水解效应,沉淀反应等 ①滴定前: M+In MIn;②终点前: M+Y MY;③终点 时: MIn+Y MY+In 生物活性物质,解毒,抗炎抗癌,定性和定量分析
第五章 配位化合物 第三节 配位滴定法
第四节 配合物在医学上的意义
一、配合物是重要的生物活性物质
二、配合物的解毒作用
三、配合物的抗炎抗癌作用
四、能用于定性和定量分析
马建军 浙江医学高等专科学校
第五章 配位化合物
基础与临床
【生命元素】
元素周期表中有112种元素,其中92种存在于自然界。
在生物体内已检测出81种,总称为生命元素 。 按生命元素对人体正常生命作用不同可分为必需元素、
第五章 配位化合物
第一节 配合物的基本概念
第一节 配合物的基本概念
二、配合物的组成 ●核心:中心原子
●基本特征:配离子(含配位键)
●组成形式:大多数配合物有内、外界之分,并以离子键结 合,内界用方括号括起来。
●内界由中心离子和配体组成,
外界是一些简单离子。 Ni(CO)4、 [PtCl2(NH3)2] 、[CoCl3(NH3)3]等
● 通常配合物是含多种化学键的化合物。
第五章 配位化合物 第一节 配合物的基本概念
第一节 配合物的基本概念
(一)内界和外界
●内界:中心原子通过配位键与配位体结合组成配合物的内界,
是配合物的特征部分,用方括号括起来。如[Cu(NH3)4]2+等。 ●外界:与内界带相反电荷的其他离子,写在方括号外。如: Cl-、SO42-等。配位分子只有内界,没有外界。 (二)中心原子 ●中心原子位于配离子的中心位置,是配离子的核心,也是配 合物形成体,大多为过渡金属阳离子,少数是高氧化态非金属 元素的原子,还有少数的为中性原子。 如:Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)等
二、配位平衡的移动
[Cu(NH3)4]2+
(一)溶液酸度的影响
●酸效应:因溶液酸度增
Cu2++4NH3 ++ 平衡移动方向 4H
大而导致配离子稳定性 降低的现象。
4NH4+
第五章 配位化合物
第二节 配位平衡
第二节 配位平衡
●水解效应:因发生水解而使配位平衡向解离方向移动,导致
配离子稳定性降低的现象 。
Ag +2NH3
+
配位 解离
[Ag(NH3)2]
+
+
K稳=
[Ag(NH3)2]
2 + [Ag ] [NH3]
稳定常数越大,表明该配离子解离倾向越小,即配 离子越稳定
第五章 配位化合物 第二节 配位平衡
第二节 配位平衡
一、配位平衡常数 (二)稳定常数的应用
●计算配合物溶液中有关物质的浓度 ●判断配位反应的方向
非必需元素和有害元素。
必需元素与生命活动密切相关,涉及各个方面:①构成 机体组织的主要成分,如C, H, O, N等是三大营养物质等的
主构成元素;②参与组成许多具有特殊功能的物质,如Fe是
血红蛋白的组成成分;③保持机体的酸碱平衡等;④维持体液 渗透压;⑤维持神经、肌肉应激性。
第五章 配位化合物
学习要点
第五章 配位化合物
第一节 配合物的基本概念
第一节 配合物的基本概念
(三)配位体
与中心原子以配位键相结合的中性分子或阴离子简称配体。
配 体 阴离子 X− SCN− NH3 C2O42− CO CN−等 en 等 中性分子 H2O
根据配体中所含配位原子数,可将配体分为:
配 体 单齿配体 :配体中只含有一个配原子 如:SCN− 、CN−等 多齿配体:配体中含有两个或两个以上配原子。如 :en 等
1.金属指示剂的作用原理
滴定前: 滴定中: 终点时:
M+In
色1
MIn
色2
M+Y
MY
MIn+Y
色2
MY+In
色1
2. 金属指示剂应具备的条件:
(1)在一定pH条件下,游离态和结合态颜色明显不同。 (2)与金属离子形成的配合物具有足够的稳定性,即
K稳 (MIn)>104,并且 K 稳 (MY)/(MIn)>102。
最低酸度:溶液酸度过低,金属离子会产生水解效应析
出氢氧化物沉淀而影响滴定,这个水解酸度称为配位滴定的最 低酸度。
注:配位滴定中,溶液的酸度只有控制在大于最低酸度,小于
最高酸度范围内,才能保证滴定准确完成。
第五章 配位化合物
第三节 配位滴定法
第三节 配位滴定法
一、配位滴定法的基本原理
(三)金属指示剂
5
1 6
第一节 配合物的基本概念
一、配合物的定义 二、配合物的组成
三、配合物的命名 四、螯合物和生物配体
马建军 浙江医学高等专科学校
第五章 配位化合物
第一节 配合物的基本概念
一、配合物的定义
配离子:由简单阳离子(或原子)和一定数目的中性分
子或阴离子通过配位键结合,并按一定的组成和空间构型所形 成的复杂物质称为配离子。配离子可以是分子、离子。 配离子与带相反电荷离子组成中性的分子称为配合物。 如:[Cu(NH3)4]SO4 形成条件:中心原子有空轨道,配位体有孤对电子 明矾KAl(SO4)2·12H2O、铬钾矾KCr(SO4)2·12H2O是复盐。 区别:复盐中金属都是以离子键结合;而配合物的配离 子中含有配位键,配离子与外界以离子键结合
2.熟悉 稳定常数,影响配位平衡的因素。
3.了解 配位滴定的基本原理和应用;生物配体 。 4.能力要求 初步学会滴定操作,建立量的概念。 5.素质要求 认识配合物在医学上的意义。
第五章 配位化合物
第五章 配位化合物
1
第一节 配合物的基本概念 第二节 配位平衡
1 2
2 3 4
第三节 配位滴定法
第四节 配合物在医学药上的意义 基础与临床 学习要点
第五章 配位化合物
国家卫生和计划生育委员会“十二五”国家级规划教材 全 国 高 等 医 药 教 材 建 设 研 究 会 规 划 教 材 全 国 高 职 高 专 学 校 规 划 教 材
也是配合物,但没有外界, 属特例。
第五章 配位化合物
第一节 配合物的基本概念
第一节 配合物的基本概念
[ Cu (N H3)
中 心 原 子 配 体
4
] SO4
外 界 离 子 外界
配位 键
配 体 数
离子 键
内界 注意: 配合物 ● 内界与外界以离子键结合; ● 中心原子与配体间以配位键结合;
● 整个分子不显电性;
第三节 配位滴定法
一、配位滴定法的基本原理 二、标准溶液的配制与标定
三、配位滴定应用示例
马建军 浙江医学高等专科学校
第五章 配位化合物
第三节 配位滴定法
一、配位滴定法的基本原理
(一)EDTA的结构和配位特点
1.EDTA的结构 乙二胺四乙酸(EDTA) (六齿配体)
HOOC—CH2
N—CH2CH2—N HOOC—CH2
2. EDTA的配位特点 :
CH2—COOH
CH2—COOH
配合物的广泛性和稳定性;1:1配位;大多数配合物易溶
于水;终点易于判断。
第五章 配位化合物 第三节 配位滴定法
第三节 配位滴定法
一、配位滴定法的基本原理
(二)配位滴定中pH的控制
最高酸度:由于溶液酸度增强,引起酸效应增强,造成 滴定误差>0.1%,最高允许的酸度,称为最高酸度。
(1)若内界有多种配体时,则配体的命名顺序是:先无机
配体,后有机配体。先阴离子,后中性分子。 (2)同类配体按配位原子元素符号的英文字母顺序排列。
(3)不同配体名称之间以中圆点分开,相同的配体个数用
倍数词头二、三、四等数字表示。
第五章 配位化合物 第一节 配合物的基本概念
第一节 配合物的基本概念
四、螯合物和生物配体
(四)配位数
配离子(或配位分子)中直接与中心原子以配位键结合 的配位原子的个数 。也即中心原子与配体形成配位键的数目 。