配位化合物稳定常数-PPT课件
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配位化合物之配合物在溶液稳定性介绍课件
配位化合物之配合物在溶液稳定性介绍课件
演讲人
01.
02.
03.
04.
目录
配位化合物的基本概念
配合物的稳定性
配合物在溶液中的稳定性
配合物在溶液稳定性的实际应用
配位化合物的基本概念
配位化合物的定义
配位化合物是由中心离子(或原子)和配体分子(或离子)组成的化合物。
中心离子可以是金属离子,也可以是非金属离子。
04
配位化合物的性质
1
配位化合物是由中心离子和配体组成的化合物
2
中心离子可以是金属离子,也可以是非金属离子
3
配体可以是有机配体,也可以是无机配体
4
配位化合物的稳定性与配体的性质、中心离子的性质以及配位化合物的结构有关
配合物的稳定性
配合物的稳定性类型
热力学稳定性:指配合物在热力学上处于稳定状态,不易分解
生物修复:配合物可作为生物修复的催化剂,提高修复效率
谢谢
改变配位体的浓度:增加配位体的浓度,可以提高配合物的稳定性
改变溶剂的性质:选择合适的溶剂,如使用非质子溶剂或弱配位溶剂
改变配合物的结构:通过改变配合物的结构,如使用多核配合物或大环配合物,可以提高配合物的稳定性
配合物在溶液中的稳定性
配合物在溶液中的存在形式
离子形式:配合物以离子形式存在于溶液中,如[Cu(NH3)4]2+等。
生物成像:配合物作为造影剂,提高生物成像的清晰度和准确性
生物传感器:配合物作为生物传感器的识别元件,提高生物检测的灵敏度和特异性
基因治疗:配合物作为基因载体,提高基因治疗的有效性和安全性
01
03
02
04
配合物在材料科学领域的应用
演讲人
01.
02.
03.
04.
目录
配位化合物的基本概念
配合物的稳定性
配合物在溶液中的稳定性
配合物在溶液稳定性的实际应用
配位化合物的基本概念
配位化合物的定义
配位化合物是由中心离子(或原子)和配体分子(或离子)组成的化合物。
中心离子可以是金属离子,也可以是非金属离子。
04
配位化合物的性质
1
配位化合物是由中心离子和配体组成的化合物
2
中心离子可以是金属离子,也可以是非金属离子
3
配体可以是有机配体,也可以是无机配体
4
配位化合物的稳定性与配体的性质、中心离子的性质以及配位化合物的结构有关
配合物的稳定性
配合物的稳定性类型
热力学稳定性:指配合物在热力学上处于稳定状态,不易分解
生物修复:配合物可作为生物修复的催化剂,提高修复效率
谢谢
改变配位体的浓度:增加配位体的浓度,可以提高配合物的稳定性
改变溶剂的性质:选择合适的溶剂,如使用非质子溶剂或弱配位溶剂
改变配合物的结构:通过改变配合物的结构,如使用多核配合物或大环配合物,可以提高配合物的稳定性
配合物在溶液中的稳定性
配合物在溶液中的存在形式
离子形式:配合物以离子形式存在于溶液中,如[Cu(NH3)4]2+等。
生物成像:配合物作为造影剂,提高生物成像的清晰度和准确性
生物传感器:配合物作为生物传感器的识别元件,提高生物检测的灵敏度和特异性
基因治疗:配合物作为基因载体,提高基因治疗的有效性和安全性
01
03
02
04
配合物在材料科学领域的应用
配位化合物稳定常数
[
Ag
(
NH 3 )2 ] [NH 3 ]2
[Cl
]
[ [
Ag Ag
] ]
[ Ag ( NH 3 )2 [ NH 3 ]2[ Ag
] ]
[
Ag
][Cl
]
K稳 K SP
带入数值K稳=1.1*107和KSP=1.7*10-10,K=1.87*10-3
∴x=2.5
欲使0.10mmol的AgI完全溶解生成Ag(NH3)2+,最少需要 1.0cm3氨水的浓度是多少? 改用1.0cm3KCN溶液时,浓度为多少?
(Cu2 / Cu) 0.0592V lg{c(Cu2 )} 2
(Cu2 / Cu) 0.0592Vlg
2
Kf
1 (Cu(NH3)24 )
0.3394V
0.0592V 2
lg
1 2.30×1012
0.0265V
Cu(NH3)24 (aq) 2e Cu(s) 4NH3(aq)
当 c (NH3) c(Cu(NH3)24 ) 1.0mol L1 时 ,
K稳值意义
比较同类型配离子的稳定常数,可以判 断这些配离子的相对稳定程度。
P386,表12-1
例如 [Ag(CN)2] -
[Ag(S2O3)2]3[Ag(NH3)2]+
稳定性顺序为:
K稳为1021.1, K稳为1013.46 K稳为107.05,
[Ag(CN)2] - > [Ag(S2O3)2]3- > [Ag(NH3)2]+
第十二章 配位化合物 §12. 1 配位化合物的稳定常数
12.1.1 稳定常数与不稳定常数
[Cu(NH3)4]2+
第八章配位化合物ppt课件
● 配离子与形成体的电荷数
()
3
Ag(S 2O3 ) 2 ,
(2)
Pt Cl 3 (NH 3 )
(3)
K 3 Fe (CN) 6
赤血盐 ,
(2)
K 4 Fe (CN) 6
(3)
(0)
Co Cl 3 (NH 3 )3 , Fe(CO) 5
黄血盐
12
13
←
← ←
← ← ←
(1) 内界与外界
32
8.4.1 价键理论 (valence bond theory)
同一原子内,轨道的杂化和不同原子间轨道的重叠构成了共价键 理论的核心论点之一.这里把第二章的s-p杂化轨道扩大到d轨道上 ,形成s-p-d杂化轨道.
(1) 价键理论的要点
● 形成体(M)有空轨道,配位体(L)有孤对电子,形成配位键
Ag(NH 3 )2 Cl
中配 外 心位 界 离体 子
Ni(CO) 4 CoCl3 (NH3 )3
中配 心位 原体 子
中 心配 离位 子体
配离子
形成体 — 中心离子或原子(central ion or central atom)
(配分子) 配位体 — 中性分子或阴离子
形成体 — 提供空轨道 电子对接受体 Lewis酸 配位体 — 提供孤对电子 电子对给予体 Lewis碱
8
(三)配位数
配合物中,直接与中心离子(或原子)配 位的配位原子的数目称中心离子(或原子)的 配位数。
一般中心离子(或原子)配位数为2、4、 6。中心离子的配位数的多少,主要取决于中 心离子和配体的电荷、体积和电子层结构,以 及配合物形成时温度和反应物的浓度等。
配离子的电荷数等于中心离子和配位体电 荷的代数和。
配位化合物的稳定常数.
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(2) 若加入0.001molNa2S,溶液中c(S2-)=0.001mol· L-1(未考虑S2θ 的水解)。已知 K sp (CuS) = 6.3×10-36,则溶液中有关离子浓度
乘积为
c(Cu 2 ) c(S 2 ) /(c θ )2 4.8 10 17 10 3 4.8 10 20
ห้องสมุดไป่ตู้
c(Cu ) c (OH ) /(c θ )3 4.8 10 17 (10 3 )2 4.8 10 23
2
θ 4.8 10 23 K sp [Cu(OH)2 ] 2.2 10 20
2
sp
所以,加入0.001molNaOH后无Cu(OH)2沉淀生成。
θ
K 稳 K 稳1K 稳2K 稳3K 稳4 10
θ θ
13.32
值得注意的是,配合物的逐级稳定常数相差不大,因 此计算时必须考虑各级配离子的存在。但如果体系内有过 量的配体,则体系中主要以最高配位数的配离子存在。
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二、配离子稳定常数的应用 1.比较同类型配合物的稳定性
θ 对于同类型配合物,稳定常数K 稳 较大,其配合物稳定 性较高。但不同类型配合物的稳定性则不能仅用 K θ 比较。
第二节 配位化合物的稳定常数
一、配位平衡及其平衡常数
将氨水加到硝酸银溶液中,则有[Ag(NH3)2]+配离子生成, 反应式为: Ag+ + 2NH3 → [Ag(NH3)2]+ 此反应称为配合反应(也叫络合反应)。 由于配离子是由中心离子和配位体以配价键结合起来的, 因此,在水溶液中比较稳定。但也并不是完全不能离解成简单 离子,实质上和弱电解质类似,也有微弱的离解现象。
(2) 若加入0.001molNa2S,溶液中c(S2-)=0.001mol· L-1(未考虑S2θ 的水解)。已知 K sp (CuS) = 6.3×10-36,则溶液中有关离子浓度
乘积为
c(Cu 2 ) c(S 2 ) /(c θ )2 4.8 10 17 10 3 4.8 10 20
ห้องสมุดไป่ตู้
c(Cu ) c (OH ) /(c θ )3 4.8 10 17 (10 3 )2 4.8 10 23
2
θ 4.8 10 23 K sp [Cu(OH)2 ] 2.2 10 20
2
sp
所以,加入0.001molNaOH后无Cu(OH)2沉淀生成。
θ
K 稳 K 稳1K 稳2K 稳3K 稳4 10
θ θ
13.32
值得注意的是,配合物的逐级稳定常数相差不大,因 此计算时必须考虑各级配离子的存在。但如果体系内有过 量的配体,则体系中主要以最高配位数的配离子存在。
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二、配离子稳定常数的应用 1.比较同类型配合物的稳定性
θ 对于同类型配合物,稳定常数K 稳 较大,其配合物稳定 性较高。但不同类型配合物的稳定性则不能仅用 K θ 比较。
第二节 配位化合物的稳定常数
一、配位平衡及其平衡常数
将氨水加到硝酸银溶液中,则有[Ag(NH3)2]+配离子生成, 反应式为: Ag+ + 2NH3 → [Ag(NH3)2]+ 此反应称为配合反应(也叫络合反应)。 由于配离子是由中心离子和配位体以配价键结合起来的, 因此,在水溶液中比较稳定。但也并不是完全不能离解成简单 离子,实质上和弱电解质类似,也有微弱的离解现象。
配位化合物的稳定常数
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4 .1 8 2 0 0K s θ(pC u 6 S .1 3 )3 06 所以,加入0.001molNa2S后有CuS沉淀生成。
向含有[Ag(NH3)2]+的溶液中加入KCN,此时可能 发生下列反应:
[Ag(NH3)2]+ + 2CN- ↔ [Ag(CN)2]- + 2NH3 通过计算, 判断[Ag(NH3)2]+是否可能转化为[Ag(CN)2]-。
θ 稳
= 1.6 ×107
K
θ 不
稳
= 6.25×10-8
K稳 θ [[A Agg]([NN3)H H 23]]2
K不 θ稳[[A Agg]([N N3)H 2H 3]]2
显然
K
θ 稳
1 K不θ 稳
与多元弱酸、碱的离解相似,配离子的生成或离解也 是逐级进行的,因此在溶液中存在一系列的配位平衡,其对 应的稳定常数,称为逐级稳定常数。
[Cu(NH3)2]2++NH3
[Cu(NH3)3]2++NH3 根据多重平衡规则得
[Cu(NH3)3]2+ K稳 θ = 3[C [C u3u ()2]N 32()3[]N 2H N 3 H ]H 130.04 [Cu(NH3)4]2+ K稳 θ = 4[C [C uu 4 ()N 3 2 (] )[N 3]H N 2H 3]H 120.3
第二节 配位化合物的稳定常数
一、配位平衡及其平衡常数
将氨水加到硝酸银溶液中,则有[Ag(NH3)2]+配离子生成, 反应式为:
Ag+ + 2NH3 → [Ag(NH3)2]+ 此反应称为配合反应(也叫络合反应)。 由于配离子是由中心离子和配位体以配价键结合起来的, 因此,在水溶液中比较稳定。但也并不是完全不能离解成简单 离子,实质上和弱电解质类似,也有微弱的离解现象。
第19章配位化合物ppt课件
为分裂能()。
38
(2) 四面体场
d
dr
四面体场中的坐标和d轨道的分裂 由于dε和dγ两组轨道与配体电场作用的大小区别,远不如 在八面体场中的明显,所以四面体场的分裂能 △t 较小, △t < △o 。
39
(3)正方形场
s
正方形场中坐标的选取和d轨道的分裂 在正方形场中,△s 很大,△s > △o 。
y Ni (CO)4 中d-pπ配键(反馈π键)示意图 35
过渡金属与羰基、氰、链烯烃、环烯烃等配体形成 的配合物都含有反馈π键。
烯烃配合物
1827年,丹麦药剂师Zeise合成了K [ PtCl3(C2H4) ]·H2O, 这是第一个有机金属化合物,但其结构直到120多年后才 确定。
σ 配键
d-pπ 配键
12
3 、配体的先后顺序
(1)先无机后(有机) (2)先阴离子后分子 (3)同类配体中,按配位原子在英文字母表中的次序 (4)配位原子相同,配体中原子个数少的在前 (5)配位原子相同,配体中原子个数相同,则按和配
位原子直接相连的其它原子英文字母次序。
13
命名下列配合物
1. PtCl2(Ph3P)2 2. K [PtCl3 (NH3 )] 3. [Co (NH3 )5 H2O ] Cl3 4. [Pt(Py)(NH3 )(NH2OH)(NO2)]Cl 5. [ Pt (NH3)2 (NO2) (NH2) ]
铂与乙烯之间的成键示意图 36
19- 2- 2 晶体场理论
1、 晶体场中d 轨道的分裂
在自由原子或离子中,五种 d 轨道的能量简并, 其原子轨道的角度分布如图
y x
dxy
z x
dxz
z
38
(2) 四面体场
d
dr
四面体场中的坐标和d轨道的分裂 由于dε和dγ两组轨道与配体电场作用的大小区别,远不如 在八面体场中的明显,所以四面体场的分裂能 △t 较小, △t < △o 。
39
(3)正方形场
s
正方形场中坐标的选取和d轨道的分裂 在正方形场中,△s 很大,△s > △o 。
y Ni (CO)4 中d-pπ配键(反馈π键)示意图 35
过渡金属与羰基、氰、链烯烃、环烯烃等配体形成 的配合物都含有反馈π键。
烯烃配合物
1827年,丹麦药剂师Zeise合成了K [ PtCl3(C2H4) ]·H2O, 这是第一个有机金属化合物,但其结构直到120多年后才 确定。
σ 配键
d-pπ 配键
12
3 、配体的先后顺序
(1)先无机后(有机) (2)先阴离子后分子 (3)同类配体中,按配位原子在英文字母表中的次序 (4)配位原子相同,配体中原子个数少的在前 (5)配位原子相同,配体中原子个数相同,则按和配
位原子直接相连的其它原子英文字母次序。
13
命名下列配合物
1. PtCl2(Ph3P)2 2. K [PtCl3 (NH3 )] 3. [Co (NH3 )5 H2O ] Cl3 4. [Pt(Py)(NH3 )(NH2OH)(NO2)]Cl 5. [ Pt (NH3)2 (NO2) (NH2) ]
铂与乙烯之间的成键示意图 36
19- 2- 2 晶体场理论
1、 晶体场中d 轨道的分裂
在自由原子或离子中,五种 d 轨道的能量简并, 其原子轨道的角度分布如图
y x
dxy
z x
dxz
z
配位化合物的稳定性
Question
[Ag( 计算[Ag(NH3)2]+ + eAg + 2 NH3
体系的标准电极电势. 体系的标准电极电势
[Ag( 1.7× [Ag(NH3)2+]的K稳=1.7×107;
φ
Ag+/Ag Ag+/Ag +/
=0.81V
在平衡时,解离出Ag 的浓度。 解:首先计算,Ag(NH3)2+在平衡时,解离出Ag+的浓度。 首先计算,Ag( [Ag( Ag+ + 2 NH3 = [Ag(NH3)2]+
[Ag+] 0.81+0.0592lg5.9× =0.81+0.0592lg5.9×10-8 =0.38V
从计算结果可以看出当简单离子配位以 后,其标准电极电势一般变小,因而使简单 其标准电极电势一般变小, 离子得电子的能力减弱,不易被还原为金 离子得电子的能力减弱, 属,增加了金属离子的稳定性。 增加了金属离子的稳定性。
[Fe(NCS)6]
3-
+ 6F-
[FeF6]
3-
+ 6SCN-
[Cu(NH3)4]2+
+
EDTA
?
Question
毫升0.04mol.L-1AgNO3溶液中,加入 毫升 mol.L-1NH3, 溶液中,加入1毫升 毫升2 在1毫升 毫升 计算在平衡后溶液中Ag 浓度。 计算在平衡后溶液中 +浓度。
=
Question
100毫升1mol.L-1NH3中能溶解固体AgBr多少克?
AgBr + 2 NH3
[Ag(NH3)2]
+
+
Br
-
(K稳[Ag(NH3)2+]=1.7×107,Ksp(AgBr)=7.7×10-13) × × ( ) + = ( )=
配位化合物稳定常数
思考:已知 Cu(NH3)24 (aq) Cl(aq) e CuCl(s) 4NH3(aq)
借助Kf (Cu(NH3)24 ),Ksp(CuCl)及 (Cu2/Cu), 如何求得 (Cu(NH3)24 /CuCl)?
AgCl是固
AgCl的浓度体为!0.10mmol / 1.0cm3 = 0.10 mol·dm-3
解(1) 始:
AgCl + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + Cl-
0.10mol xmol/L 0
0
平衡时
x-0.2 0.10 0.10
(0.1×0.1)/( x-0.2) 2 = K
这里K=?
K
[Ag(NH3)2 ]
/
Ag
[Ag ]/
Ag
0.059lg n
1 [Ag ]
K稳=[[AAgg(]N[NH3H)23]]2
[Ag
]
[Ag(NH3)2] K稳[NH3]2
0.799 0.059lg [Ag]
[Ag(NH3)2 ] / Ag
1
1
0.7990.059lg1/ K稳
-0.43
-0.31
-0.58
这里也类似于我们学习过的衍生电对已知 øAgI/Ag和 øAg+/Ag,这里也可理解为由于形成配合物,离子浓
度下降,不再是标准的1mol/L,所以必须用Nernst方 程修正。
已知 , K , ,求
A /g Ag稳 [A, g 3 )2 ] (NH [Ag 3 )2 ] ( /N Ag H
2
Kf
1 (Cu(NH3)24 )
Байду номын сангаас
借助Kf (Cu(NH3)24 ),Ksp(CuCl)及 (Cu2/Cu), 如何求得 (Cu(NH3)24 /CuCl)?
AgCl是固
AgCl的浓度体为!0.10mmol / 1.0cm3 = 0.10 mol·dm-3
解(1) 始:
AgCl + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + Cl-
0.10mol xmol/L 0
0
平衡时
x-0.2 0.10 0.10
(0.1×0.1)/( x-0.2) 2 = K
这里K=?
K
[Ag(NH3)2 ]
/
Ag
[Ag ]/
Ag
0.059lg n
1 [Ag ]
K稳=[[AAgg(]N[NH3H)23]]2
[Ag
]
[Ag(NH3)2] K稳[NH3]2
0.799 0.059lg [Ag]
[Ag(NH3)2 ] / Ag
1
1
0.7990.059lg1/ K稳
-0.43
-0.31
-0.58
这里也类似于我们学习过的衍生电对已知 øAgI/Ag和 øAg+/Ag,这里也可理解为由于形成配合物,离子浓
度下降,不再是标准的1mol/L,所以必须用Nernst方 程修正。
已知 , K , ,求
A /g Ag稳 [A, g 3 )2 ] (NH [Ag 3 )2 ] ( /N Ag H
2
Kf
1 (Cu(NH3)24 )
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第十章 条件稳定常数与配位滴定ppt课件
内轨络离子
• Fe2+用两个3d、一个4s、三个4p 轨 道 组 成 d2sp3 杂 化 轨 道 , 包 容 了六个CN-提供的六对孤对电 子而构成六个配位键。这叫内轨 络离子。
氨羧络合滴定
• 有机络合剂特别是氨羧络合剂可 与金属离子构成很稳定的,而且 组成一定的络合物。
• 目前运用最多的络合剂是氨羧络 合剂。利用氨羧络合剂进展滴定 的分析方法叫作氨羧络合滴定。
• H4Y= H++ H3Y-
• Ka3=[H+][H3Y -]/[H4Y]=10-2.00
• H3Y-= H++ H2Y2• Ka4=[H+][H2Y2 -]/[H3Y-]=10-2.67 • H2Y2-= H++ HY3• Ka5=[H+][HY3-]/[H2Y2-]=10-6.16 • HY3-= H++ Y4• Ka6=[H+][Y4 -]/[HY3-]=10-10.26
定。 • 三、四价金属离子的络合物很稳定。
酸度对络合物稳定性的影响
• EDTA在溶液中各种方式的分布决议 于溶液的酸度,因此在同一情况下, EDTA与金属离子构成的络合物的稳 定性不同。
• 由于溶液中其他络合剂的存在,不 同酸度也影响金属离子的浓度,也 影响金属离子与EDTA构成的络合物 的稳定性。
• Y〔H〕 • =[Y’]/[Y4-]
• =[Y4-]+[HY3-]+[H2Y2-]+[H3Y]+[H4Y]+[H5Y+]+[H6Y2+] /[Y4-]
• =1+1[H+]+ 2[H+]2+ 3[H+]3+ …+n[H+]n
配合平衡和配位化合物的稳定性PPT课件
即[Ag+],[NH3]和[Ag(NH3)2+]都不随时间变化,这时上述反应达
到平衡,这种平衡称为配位平衡。其平衡常数表达式为:
K 稳
[Ag(NH3)2] [Ag][NH3]2
K稳称为稳定常数。这个常数的值越大,表示配合反应进行得
越彻底,配合物越稳定。 第1页/共12页
其解离反应为:
Ag+ + 2NH3 Ag(NH3)2+
[Ni(H2O)6]2+ + 6 NH3
[Ni(NH3)6]2+ + 6 H2O
K 稳
=
1.0×109
[Ni(H2O)6]2+ + 3 en
[Ni(en)3]2+ + 6 H2O
K = 稳
1.0×1017
螯合反应中混乱度增加更大,因而熵效应更有利。
第11页/共12页
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第12页/共12页
氧化型 + z e → 还原型 若氧化型被络合,φ值减小; 若还原型被络合,φ值增大。 若氧化型和还原型同时被络合,则计算更复杂些 。
例如:实验测得298K时,下列原电池的电动势为0.406V,试求 Ag(NH3)2+ 的稳定常数Kθ稳 (一)Ag Ag(0.025m),NH3·H2O(0.1m) AgNO3(0.01m) Ag(+)
AgCl的Ksp=1.6×10-10,计算表明, AgCl可溶于 6 的NH3 ·H2O 中。 但 AgI 的Ksp=1.5×10-16,在 6mol/L 的 NH3 ·H2O 中,其溶解度为 2.9×10-4 mol/L ,即 AgI 不溶于第5N页H/共31·2H页2O.
9.3.2.3 配合平衡与氧化还原平衡 这种关系体现在半反应的φ0值和φ值上。
配位化合物的稳定性PPT资料(正式版)
]
[A g + ] [N H 3]2
= 1 .7 ×1 0 7
= [ A g + ]
=
[A
g(
N
H
3)
+ 2
]
1 .7 ×1 0 7 [N H 3] 2
0 .0 2
1 .7 ×1 0 7 (0 .9 6 )2
= 1 .2 8 ×1 0 -9m o l.L -1
Ques+][Cl-]=1.
在1毫升-1AgNO3溶液中,加入1毫升-1NH3,
[Ag+][Cl-]=1.
第四节 配合平衡的移动
一、配合平衡与酸碱电离平衡
1、 酸效应
Cu2+ + 4NH3 + 4H+
[Cu(NH3)4]2+ 4NH4+
当溶液酸度增加时,配体L与H+结合生成相应的共轭酸而使
配合平衡向解离方向移动,导致配合物稳定性下降的现象,
称为配体的酸效应。
2、水解效应
F e 3 ++6 S C N - [ F e ( S C N ) 6 ] 3 -
NaCl也使其浓度达到-1,是否有AgCl沉淀生成?并
Fe + HO 3+ 一、配合平衡与酸碱电离平衡
一、配合平衡与酸碱电离平衡 计算[Ag(NH3)2]+ + e-
2
Fe(OH)2+ + H+
Fe(OH)2+ + H+
同样存在着一个平衡移动问题。
一、配合平衡与酸碱电离平衡
设平衡后 [Ag+]=-1
47×10-12,当该值溶小于液Ks的p(A酸gCl)度,所降以没低有氯时化银,沉淀金生成属。 离子发生水解而使配合平衡向
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Cu(NH3)32+ + NH3 = Cu(NH3)42+
K4
同理,也有逐 级不稳定常数ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
K稳= K1·K2 · K3 · K4
§12.2 影响配位化合物在溶液中的稳定性的因素 12.2.1 中心原子的结构和性质的影响 电荷和半径,电子构型
一般地: Mn+电荷相同:半径越小,稳定性越大 Mn+半径相同:电荷越大,稳定性越大 总结为静电作用参数:Z2/r
12.1.2 逐级形成常数
在溶液中配离子的生成是分步进行的,每一步都有一个 对应的稳定常数,我们称它为逐级稳定常数(或分步稳定常数)。 例如:
Cu2+ + 4NH3 = Cu(NH3)2+ +3NH3 Cu(NH3)2+ + NH3 = Cu(NH3)22+ Cu(NH3)22+ + NH3 = Cu(NH3)32+ K2 K3 K1
[Cu(CN)2]-/Cu
这里也类似于我们学习过的衍生电对已知 øAgI/Ag和 øAg+/Ag,这里也可理解为由于形成配合物,离子浓 度下降,不再是标准的1mol/L,所以必须用Nernst方 程修正。
配体的螯合效应
螯合效应:
螯环的形成使螯合物比非螯 合物具有特殊的稳定性
例: Ni2+ + 6NH3 = [Ni(NH3)6]2+ lg = 8.61
Ni2+ + 3en = [Ni(en)3]2+
lg = 18.28
⑶ 螯环的大小和数目对配合物稳定性的影响
i. 饱和螯环:五员环较稳定 ii. 不饱和螯环:六员环较稳定 iii.分子的张力越小,螯环越稳定
AgCl↓ Ag(NH3)2+ + Clˉ
•相反,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。
Ag+ + Clˉ AgCl + 2NH3 Ag(NH3)2+ + Brˉ
AgBr + S2O32ˉ Ag (S2O3)2 3ˉ+ Iˉ AgI+ CNˉ Ag(CN)2ˉ+S2ˉ
K稳值意义
比较同类型配离子的稳定常数,可以判
断这些配离子的相对稳定程度。
P386,表12-1
例如 [Ag(CN)2]
-
K稳为1021.1,
[Ag(S2O3)2]3[Ag(NH3)2]+ 稳定性顺序为:
K稳为1013.46
K稳为107.05,
[Ag(CN)2] - > [Ag(S2O3)2]3- > [Ag(NH3)2]+
AgCl↓ Ag(NH3)2+ + Clˉ AgBr↓+ 2NH3
Ag (S2O3)2 3ˉ+ Brˉ AgI + 2S2O32ˉ Ag(CN)2ˉ + Iˉ Ag2S +CNˉ
例1: 欲使0.10mmol的AgCl完全溶解生成Ag(NH3)2+,最 少需要1.0cm3氨水的浓度是多少? AgCl的浓度为0.10mmol / 1.0cm3 = 0.10 mol· dm-3 解(1) AgCl + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + ClAgCl是固 体!
始:
平衡时
0.10mol
xmol/L
x-0.2
0
0.10
0
0.10
(0.1×0.1)/( x-0.2) 2 = K
这里K=?
[ Ag ( NH 3 ) 2 ] [Cl ] [ Ag ] K 2 [ NH 3 ] [ Ag ] [ Ag ( NH 3 ) 2 ] [ Ag ][ Cl ] 2 [ NH 3 ] [ Ag ] K 稳 K SP
课本此处用的 是z/r
金属离子的电子构型 1).8电子构型,如碱金属碱土金属,Al3+,Si4+等
形成配合物能力较差,主要靠静电吸引。根据静电参数Z2/r , 我们可以看到电荷数的影响是大于半径的 2).18e电子构型,如Cu+,Zn2+等 成键带有共价键成分较多,较8e的稳定。在同一族中,随着 金属r的增大,共价键的成分增大,所以配离子稳定性反而 增大 3).18+2电子构型((n-1)d10ns2型的)如Ga+(4s2) 类似18e,但是外层s电子的存在使内层d电子受限制,配位性 能就打了折扣,所以稳定性介于8e与18e之间 4).9-17e电子构型,如Ni2+,Co2+,Cu2+ 生成配合物能力最强:它们都有未充满的d轨道,容易接受配体 电子对
带入数值K稳=1.1*107和KSP=1.7*10-10,K=1.87*10-3 ∴x=2.5 欲使0.10mmol的AgI完全溶解生成Ag(NH3)2+,最少需要 1.0cm3氨水的浓度是多少? 改用1.0cm3KCN溶液时,浓度为多少?
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:
12.2.2 配体性质的影响
(a)配位原子的电负性 (b)配位体的碱性 (c )鳌合效应:五元环六元环较稳定 (d)空间位阻和邻位效应 比如CaEDTA2-要比MgEDTA2-稳定,单考虑金属离子,
Z2/r原则,原该后者更稳定。但是考虑到配体与金属离子
体积的相对大小,r小的金属离子与体积小的配体形成配合 物最稳定,配体的体积过大后者过小,都会使得配合物的稳定性 降低,Mg2+的半径小,不能和EDTA所有的配位原子配位(“够 不着”)。所以反而稳定性降低了。Ca2+则是大小合适
AgBr + 2S2O32计算该反应的平衡常数K;
[Ag(S2O3)2]3- +Br
-
12.3.2氧化与还原
电极电势改变
Cu+/ Cu
/v
Ag+/Ag 0.799 [Ag(CN)2]-/Ag -0.31
Au3+/Au 1.50 [Au(CN)2]+/Au -0.58
0.52 -0.43
第十二章 配位化合物 §12. 1 配位化合物的稳定常数
12.1.1 稳定常数与不稳定常数 [Cu(NH3)4]2+ Cu2+ + 4NH3 前者是配离子的解离反应,后者则是配离子的生成反应。 与之相应的标准平衡常数分别叫做配离子的解离常数 ( K不稳)和生成常数( K稳)
K不稳=1/K稳=[NH3]4[Cu2+]/[Cu(NH3)42+]
N
N M N N N
H 2N M
NH 2
M O O
N
N M N
KCu = 1020.6
KCu= 1018.8
§12.3配合物的性质
12. 3.1溶解度
形成配合物可以使得难溶物变易溶
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。
Ag+ + Clˉ AgCl + 2NH3