第12章 配位平衡
溶液中的化学平衡-配位平衡
工业废水中的重金属离子常通过配位反应进行沉 淀或吸附，从而达到净化废水的目的。
环境化学中的配位平衡问题
土壤污染修复
土壤中的重金属离子与有机配体发生配位反应，影响重金属的迁移 和生物有效性，从而影响土壤污染修复效果。
水质监测与净化
水体中的重金属离子、有机污染物等可通过配位反应进行转化和去 除，确保水质安全。
02
在化学分析中，可以利用配位平衡常数来计算溶液中各组分的浓度。
03
在生物学中，配位平衡常数可以用来描述生物体内的金属离子与蛋白 质、酶等生物大分子之间的相互作用。
04
在环境科学中，配位平衡常数可以用来研究重金属离子在土壤、水等 环境介质中的迁移转化行为。
04
配位平衡在化学反应中的作 用
配位反应的速率影响
由能变化等参数，从而预测反应结果。
05
实际应用中的配位平衡问题
工业生产中的配位平衡问题
1 2 3
金属冶炼
在金属冶炼过程中，配位平衡对于控制金属离子 的溶解度和稳定性至关重要，直接影响金属的提 取率和纯度。
化学品的合成与分离
许多化学品的合成和分离涉及到配位平衡，如利 用配位反应合成有机金属化合物、分离稀有元素 等。
03
配位平衡的计算与表示方法
配位平衡的计算
配位平衡是溶液中一种重要的化学平衡， 主要涉及配位体和中心离子之间的相互 作用。
配位平衡的计算通常需要使用平衡常数，如 稳定常数和不稳定常数，来描述配位体和中 心离子之间的结合和解离程度。
平衡常数的值取决于温度、压力和 溶液的组成，可以通过实验测定或 计算得出。
形成配合物的条件
金属离子和配位体需要在一定的条件下形成配合物，如温度、压 力、浓度等。
12配位平衡的移动
溶液的酸碱平衡与配位平衡的相互影响 （1）配合物的生成对溶液 pH 的影响
如：在La3+离子与 HAc 中Ac-发生的配位反应中，随 着配合物的生成，消耗了醋酸根 Ac-的同时而释放出 H+ 离子，从而使溶液的 pH 降低。
La3+ + 3HAc = [La(Ac)3] + 3H+ [H+]↑ → pH↓
[Ca-EDTA]2+ + Pb2+
[Pb-EDTA]2+ + Ca2+
此为临床上用依地酸钙 ([Ca-EDTA]2+) 对铅中毒的 病人进行解毒治疗的原理。依地酸钙在体内与 Pb2+反应， 生成更稳定的依地酸铅，依地酸铅是一种无毒可溶于水 的配离子，经由肾脏排出体外，达到解毒目的。
例题、在含有 Hg2+、I- 和 NH3 的溶液中，I- 和 NH3 两 者浓度相等，判断配位转化反应的方向，该溶液中 Hg2+
[Hg(NH3)4]2+ + 4I－
该反应的平衡常数为：
K
=
c ([Hg(NH3)4]2+) ·c (I-)4 c ([HgI4]2-) ·c (NH3)4
=
Kf ([Hg(NH3)4]2+) Kf ([HgI4]2-)
= 1.95×1019 5.66×1029
=
3.45×10-11
K 值很小，说明反应向左进行的趋势很大。
主要以哪种配离子形式存在，c[Hg(NH3)42+] / c[HgI42-] 为 多少？已知：Kf ([Hg(NH3)4]2+) = 1.95×1019
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。
第12章 配位平衡(使用)
解：
H4Y
3Y H H (1) (2)
θ K a,3 θ K a,4
H 3 Y H 2 Y 2 H H 2 Y HY3 H HY3 Y 4 H (1) (2) 得： H 2 Y 2 4 2H Y c(H 2 Y 2 )
θ 7 H 解： Kf (Ag(NH3 )2 ) 1.6710 很大，可假设溶于 NH3 · 2O后
全部生成了 Ag(NH3 ) 2
Ag 反应前 c /mol L1 0.010 反应后 c /mol L1 平 衡 c /mol L1 0 x
2NH3 0.030
Ag(NH3 ) 2 0 0.010 0.010 x
14
14
例4: Cd(NH3)42+ + 2 OH- = Cd(OH)2 + 4 NH3
K
K不稳 K sp (Cd (OH )2 )
6.4 10
8
例5: Cu(NH3)42+ + 4 H+ = Cu2+ + 4 NH4+
K
K不稳
4 Ka
1.971024
15
15
2.配位平衡与沉淀溶解平衡
0.030 0.020 0.010 2 x
0.010 x K fθ 1.67 107 x (0.010 2 x ) 2 0.010 x 0.010 0.010 2 x 0.010 0.010 1.67 107 x 6.0 106 x 0.0102 c( Ag ) 6.0 106 mol L1 c( NH3 ) c (Ag(NH3 ) 0.010mol L1 2
配位平衡及其影响因素
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3
7.2.1配位平衡与平衡常数
配离子的稳定性:
7.2.1配位平衡与平衡常数
如[Cu(NH3)4]2+的第一级形成平衡: Cu2+ + NH3 ⇌ [Cu(NH3)]2+ [Cu(NH3)2+] K 稳1 = =104.27 [Cu2+] [NH3] 再如[Cu(NH3)4]2+的第四级形成平衡: [Cu(NH3)3]2+ + NH3 ⇌ [Cu(NH3)4]2+ [Cu(NH3)42+] 2.18 K 稳4 = =10 [Cu(NH3)32+] [NH3] 另2级形成常数分别为:K 稳2 = 103.55;K
休息
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7.2.1配位平衡与平衡常数
配离子转化,通常是稳定性小的向稳定性大的 转化.转化的完全程度可用转化反应常数衡量. 如:[Ag(NH3)2]+ + 2CN- ⇌ [Ag(CN)2]- + 2NH3 K =
[Ag(CN)2-][NH3]2 [Ag+]
[Ag(NH3)2+][CN-]2 [Ag+] = K 稳([Ag(CN)2]-)/K 稳([Ag(NH3)2]+)
[NH3] = [Ag(NH3)2+]≈0.010 mol· L-1
休息
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7.2.1配位平衡与平衡常数
(2)判断两种配离子间转化的可能性: 例2:在含有NH3和CN-的溶液中加入Ag+,可能会形 成[Ag(NH3)2]+和[Ag(CN)2]-. 试问哪种配离子先 形成? 若在[Ag(NH3)2]+溶液中加入KCN,问否能 发生配离子的转化? 解: 由附录可查得: [Ag(NH3)2]+ K 稳 = 107.40 [Ag(CN)2]- K 稳 = 1021.1 同型配离子,一般是稳定性大的配离子先形成. 故[Ag(CN)2]-会先形成.
无机化学12章答案
第十二章 配位平衡12-1 在1L 6 mol ·L －1的NH 3水中加入0.01 mol 固体CuSO 4，溶解后加入0.01 mol 固体NaOH ，铜氨络离子能否被破坏？（K 稳[Cu(NH 3)42+]=2.09×1013，K SP [Cu(OH)2]=2.2×10-20） 解：CuSO 4在过量的氨水溶液中几乎完全形成[Cu(NH 3)4]2+，则[Cu(NH 3)4]2+ === Cu 2+ + 4NH 3平衡时： 0.01-x x (6-0.04)+4x1342431009.2)496.5()01.0(])([⨯=+⋅-=+x x x NH Cu K 稳 11910792.3--⋅⨯=L mol x ])([108.3)01.0(10792.3]][[22321922OH Cu K OH Cu sp <⨯=⨯⨯=---+铜氨络离子不能被破坏。
12-2 在少量N H 4S C N 和少量Fe 3+同存于溶液中达到平衡时，加入NH 4F 使[F －]=[SCN －]= 1 mol ·L －1，问此时溶液中[FeF 63－]和 [Fe(SCN)3]浓度比为多少？（K 稳[Fe(SCN)3]=2.0×103，K 稳[FeF 63－]= 1×1016）解： ---+=+SCN FeF F SCN Fe 3][6])([363123163633663336105102101)]([][])([][]][)([]][[⨯=⨯⨯====-----SCN Fe K FeF K SCN Fe FeF F SCN Fe SCN FeF K 稳稳12-3 在理论上，欲使1×10－5 mol 的AgI 溶于1 cm 3氨水，氨水的最低浓度应达到多少？事实上是否可能达到这种浓度？（K 稳[Ag(NH 3)2+]=1.12×107，K SP [AgI]=9.3×10－17）解： -++=+I NH Ag NH AgI ])([2233起始浓度 a 0 0达到平衡时 a-2x x x （全部溶解时：101.0-⋅=L mol x ）此反应的平衡常数：9177231004.1103.91012.1)(})({--+⨯=⨯⨯⨯=⨯=AgI Ksp NH Ag K K 稳 因此： 9221004.1]2[(-⨯=-=x a x K 1310-⋅=L mol a 事实上不可能达到这种浓度。
无机化学教学资料——配合物及配位平衡
第 4 章配合物[ 教学要求]1 ．掌握配位化合物的基本概念，组成，命名，分类。
2 ．掌握配位化合物价键理论和晶体场理论的基本内容。
[ 教学重点]1 ．配合物的异构问题2 ．配合物的价键理论[ 教学难点]配合物的几何异构和对映异构[ 教学时数] 4 学时[ 主要内容]1 ．配位化合物的基本概念：什么叫配合物，组成，命名。
2 ．配合物的价键理论：配合物的立体结构和几何异构，配合物类型简介（简单配离子、螯合物、多核配合物）。
3 ．晶体场理论要点：简介d 轨道的能级分裂和晶体场效应：八面体场的分裂、四面体场的分裂、平面四边形场的分裂；分裂能和影响分裂能的因素，稳定化能；晶体场理论对配合物性质的解释（颜色、磁性）。
[ 教学内容]4-1 配合物的基本概念“科学的发生和发展一开始就是由生产所决定的”。
配合物这门科学的诞生和发展，也是人类通长期过生产活动，逐渐地了解到某些自然现象和规律，加以总结发展的结果。
历史上有记载的最早发现的第一个配合物就是我们很熟悉的亚铁氰化铁Fe4[Fe(CN)6]3 ( 普鲁士蓝) 。
它是在1704 年普鲁士人狄斯巴赫在染料作坊中为寻找蓝色染料，而将兽皮、兽血同碳酸纳在铁锅中强烈地煮沸而得到的。
后经研究确定其化学式为Fe4[Fe(CN)6]3。
近代的配合物化学所以能迅速地发展也正是生产实际需要的推动结果。
如原子能、半导体、火箭等尖端工业生产中金属的分离楼术、新材料的制取和分析；50 年代开展的配位催比，以及60 年代蓬勃发展的生物无机化学等都对配位化学的发展起了促进作用。
目前配合物化学已成为无机化学中很活跃的一个领域。
今后配合物发展的特点是更加定向综合，它将广泛地渗透到有机化学、生物化学、分析化学以及物理化学、量子化学等领域中去。
如生物固氮的研究就是突出的一例。
4-1-1 配合物的定义当将过量的氨水加入硫酸铜溶液中，溶液逐渐变为深蓝色，用酒精处理后，还可以得到深蓝色的晶体，经分析证明为[Cu(NH3)4]SO4。
《化学反应教学课件》第六节配位平衡
配位平衡的建立和变化受反应 条件的影响，如温度、压力、 浓度等。
配位平衡的原理可以通过配位 平衡常数来描述，该常数反映 了配位化合物稳定性的大小。
02
配位平衡的原理及应用
配位平衡的原理
配位平衡常数
表示配位反应达到平衡状态时，配位 体与中心离子生成配合物的浓度比值 ，是反应平衡常数的一种形式。
影响因素
实验环境
保持实验室整洁，避免交叉污 染。
实验记录
及时记录实验数据和现象，以 便后续分析。
实验结果分析
数据处理
对实验数据进行处理，计算配位平衡常数。
结果分析
根据计算结果分析配位平衡常数的变化趋势，探究配位平衡的影 响因素。
结论总结
总结实验结论，为实际应用提供理论支持。
05
配位平衡的教学建议
教学重点与难点
配位平衡的重要性
01
配位平衡在化学反应中具有重要地位，许多化学反应都涉及到 配位平衡的建立和变化。
02
配位平衡对物质的性质、分离和提纯等方面具有重要影响。
配位平衡理论在化学、生物学、环境科学等领域有广泛应用。
03
配位平衡的原理
配位平衡的原理是中心原子或 离子的空轨道与配位体的孤电 子对之间的相互作用，形成稳 定的配位键。
重点
配位平衡的基本概念、原理及其应用。
难点
如何引导学生理解配位平衡的原理，以及如何在实际问题中应用配位平衡的知识 。
教学策略与方法
策略
采用实例教学、实验演示和小组讨论 相结合的方法，帮助学生深入理解配 位平衡的概念和应用。
实例教学
通过具体的化学反应实例，解释配位 平衡的形成和影响。
实验演示
通过实验演示，让学生观察配位平衡 的变化，加深理解。
配位平衡的定义
配位平衡的定义配位平衡是指在一个系统中不同配位体之间的相对含量达到一定的平衡状态。
配位体是指与中心离子或原子形成配位键的分子或离子。
在配位化学中，配位平衡是非常重要的概念，因为它能够帮助我们理解配位体之间的相互作用以及它们在化学反应中的角色。
配位平衡的概念最早是由法国化学家保罗·萨布莱特（Paul Sabatier）提出的。
他在研究铂催化剂的反应机理时，发现不同配位体之间的相对含量对反应速率有重要影响。
后来，这个概念被广泛应用于配位化学的研究中。
在配位平衡中，不同配位体之间的相对含量是通过一个平衡常数来描述的。
平衡常数是指在平衡状态下反应物和产物的浓度比值。
对于一个配位反应，平衡常数可以表示为：K = [MLn] / ([M] × [L])其中，[MLn]表示配合物的浓度，[M]和[L]分别表示金属离子和配位体的浓度，n表示配位体的配位数。
配位平衡的影响因素包括温度、溶剂、PH值、金属离子的价态、配位体的种类和数量等。
其中，温度是影响配位平衡最重要的因素之一。
一般来说，随着温度升高，反应速率会增加，但是平衡常数会减小。
这是因为高温下反应物的活性增加，但是产物的稳定性降低。
另外，溶剂也对配位平衡有影响。
不同的溶剂对于不同的配位体有不同的溶解度和配位能力。
例如，在水溶液中，氨和水的配位能力相似，但是氨的溶解度比水低，因此在水溶液中，水配位体的含量会更高。
PH值也能够影响配位平衡。
在酸性溶液中，配位体中的羧基和氨基会质子化，从而影响它们与金属离子的配位能力。
另外，金属离子的价态也会影响配位平衡。
例如，在Fe3+和Fe2+之间的配位平衡中，Fe3+的配位能力更强，因此在配位体浓度相同的情况下，Fe3+的配合物含量会更高。
总之，配位平衡是配位化学中的一个重要概念，它能够帮助我们理解配位体之间的相互作用以及它们在化学反应中的角色。
配位平衡的影响因素包括温度、溶剂、PH值、金属离子的价态、配位体的种类和数量等。
2-知识点2：配位平衡及平衡常数.
Kf
c(Ag(NH3 ) 2 ) 0.1 7 1 . 12 10 c(Ag )c 2 (NH3 ) x (2x) 2
x 1.31 10-3
设在0.2mol· L-1NH3存在下，Ag+的浓度为ymol· L-1,则： Ag+ + 2NH3 起始浓度/mol· L-! 0 0.2 0.2+2y 平衡浓度/mo1.· L-1 y [Ag(NH3)2]2+ 0.1 0.1-y
Na2S 有黑色CuSห้องสมุดไป่ตู้成
无Cu2+ ???
有Cu2+
1 配位平衡常数
1. 稳定常数
K f c[Cu(NH3 ) 4 ] c(Cu 2 ) c 4 ( NH3 )
2
Kf为配合物的稳定常数，Kf值越大，配离子越稳定 。
2. 不稳定常数 [Cu(NH ) ]2+ 3 4
K d
Cu2+ +4NH3
K f,1
ML+L
c(ML) c(M) c(L)
ML2 ， 第二级逐级稳定常数为：
K f, 2
MLn-1+L
c(ML 2 ) c(ML)c(L)
MLn ， 第n级逐级稳定常数为： c(MLn ) K f, n c(ML n -1 )c n (L)
3.
2
累积稳定常数（βn）
职业教育应用化工技术专业教学资源库化工产品检验课程承担院校宁波职业技术学院cunhnaohcuoh有黑色cus生成有cu不稳定常数cunh值越大表示配离子越容易解离即越不稳定
职业教育应用化工技术专业教学资源库《化工产品检验》课程
配位化合物
第二节 配位化合物的化学键理论
一、价键理论 （一）价键理论的基本要点 1.中心原子与配位体以配位键结合。配位 体的配位原子提供孤对电子,中心原子提供 空轨道容纳这些电子，形成配位键。
配位键 ：M L
2. 成健过程中，中心原子外层能量相近 的轨道首先要进行轨道杂化，形成数 目相等、能量相同、具有一定伸展方 向的杂化轨道。
对价键理论的评价:
• 很好地解释了配合物的空间构型、
磁性、稳定性。
• 直观明了，使用方便。
• 无法解释配合物的颜色(吸收光谱)。
• 无法解释 [Cu (H2O)4 ]2 的稳定性。
Cu 2 (3d9 )
3d
4s
4p
[Cu (H2O)4 ]2
dsp2
第三节 配位平衡
一、配位平衡常数 配合物生成反应的平衡常数，称为配 合物的稳定常数 Ks （stability constant）。
inner sphere and outer sphere
中心原子和配位体组成配合物的内界， 用方括号表示内界,内界多为带电荷的配 离子，也有不带电荷地配位分子。配离 子以外的部分称为外界。
内外界之间以离子键结合 。
配合物的组成
配位键 配位原子 离子键
例：[ Cu ( N H 3 ) 4 ]
中心原子 配位体 配体数
第十二章 配位化合物
配位化合物简称配合物，是 一类非常广泛和重要的化合物。
在植物生长中起光合作 用的叶绿素，是一种含镁的 配合物；
叶绿素
含镁的 配合物
人和动物血液中起着输 送氧作用的血红素——含亚 铁的配合物；
血红素
含铁的 配合物
维生素B12——含钴的配 合物；
《配位平衡教学》课件
课件界面：熟悉课件界面，了 解各个功能模块的位置和作用
课件操作流程
打开PPT课件，选择“开 始”选项卡
点击“新建幻灯片”按钮， 选择“空白”或“标题和 内容”模板
在幻灯片中输入标题和内 容，使用“插入”选项卡 添加图片、表格等元素
使用“动画”选项卡为幻 灯片添加动画效果
点击“幻灯片放映”按钮， 预览课件效果
实验目的：了解配位平衡的 基本原理和实验方法
实验步骤：配制溶液、滴定、 记录数据、分析结果等
实验注意事项：注意安全、 准确操作、认真记录等
配位平衡应用实例
化学实验：配位 平衡在化学反应 中的应用
生物医学：配位平 衡在药物设计和生 物医学中的应用
环境科学：配位 平衡在环境污染 治理中的应用
材料科学：配位平 衡在新材料设计和 合成中的应用
配位平衡教学 PPT课件内容
配位平衡基本概念
配位平衡：指在化学反应中，一种物质与另一种物质形成稳定的化学键的过程 配位平衡常数：描述配位平衡状态的常数，用于衡量配位平衡的程度 配位平衡反应：指在配位平衡状态下，一种物质与另一种物质形成稳定的化学键的反应 配位平衡原理：指在配位平衡状态下，一种物质与另一种物质形成稳定的化学键的原理
教学方法效果评估
学生参与度：观察学生在课堂上的参与程度，如回答问题、讨论等 学习成果：通过测试、作业等方式评估学生的学习成果 教学方法适用性：根据学生的反馈和教师的观察，评估教学方法的适用性
教学方法创新性：评估教学方法的创新性和独特性，是否对学生的学习产生积极影响
教学方法改进建议
采用互动式教学， 增加学生参与度
感谢您的观看
汇报人：
在播放过 程中，可 以通过点 击“结束” 按钮来结 束播放
无机化学内容及要求
第一篇物质结构基础第一章原子结构和元素周期系第二章分子结构第三章晶体结构第四章配合物第二篇化学热力学与化学动力学基础第五章化学热力学基础第六章化学平衡常数第三篇水溶液化学原理第九章酸碱平衡第十章沉淀平衡第十一章电化学基础第十二章配位平衡第四篇元素化学（一）非金属第十三章氢和稀有气体第十四章卤素第十五章氧族元素第十六章氮磷砷第十七章碳硅硼第十八章非金属元素小结第五篇元素化学（二）金属第二十一章p区金属第二十二章ds 区金属第二十三章 d 区金属（一）第四周期d区金属要求绪论教学基本要求：理解化学研究的对象、内容、目的和方法。
了解化学发展的现状。
掌握学习化学的正确方法。
第一篇物质结构基础第1章原子结构与元素周期系教学基本要求：初步了解原子能级、波粒二象性、原子轨道（波函数）和电子云等原子核外电子运动的近代概念。
熟悉四个量子数对核外电子运动状态的描述。
熟悉s、p、d原子轨道的形状和伸展方向。
掌握原子核外电子排布的一般规律和各区元素原子层结构的特征。
会从原子半径、电子层构型和有效核电荷来了解元素的性质。
熟悉电离能、电子亲合能、电负性及主要氧化值的周期性变化。
1．本章第1、2、3节讨论原子、元素、核素、同位素、同位素丰度、相对原子质量等基本概念。
其中相对原子质量（原子量）是最重要的，其余都是阅读材料。
2．本张第4节讨论氢原子的玻尔行星模型，基本要求是建立定态、激发态、量子数和电子跃迁4个概念，其他内容不作为教学要求。
3．第5节是本章第1个重点。
基本要求是初步理解量子力学对核外电子运动状态的描述方法；初步理解核外电子的运动状态；掌握核外电子可能状态的推算。
本节小字部分为阅读材料。
4．第6节是本章第2个重点。
基本要求是掌握确定基态原子电子组态的构造原理，在给定原子序数时能写出基态原子的电子组态；掌握多电子原子核外电子状态的基本规律，特别是能量最低原理。
本节小字内容不作教学要求。
5．第7、8节是本章最后1个重点。
简明无机化学第二版答案
简明无机化学第二版答案【篇一：《无机化学》习题解析和答案】》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编，高等教育出版社，2002年8月第4版。
2、参考书《无机化学》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编，高等教育出版社，1992年5月第3版。
《无机化学》邵学俊等编，武汉大学出版社，2003年4月第2版。
《无机化学》武汉大学、吉林大学等校编，高等教育出版社，1994年4月第3版。
《无机化学例题与习题》徐家宁等编，高等教育出版社，2000年7月第1版。
《无机化学习题精解》竺际舜主编，科学出版社，2001年9月第1版《无机化学》电子教案绪论（2学时）第一章原子结构和元素周期系（8学时）第二章分子结构（8学时）第三章晶体结构（4学时）第四章配合物（4学时）第五章化学热力学基础（8学时）第六章化学平衡常数（4学时）第七章化学动力学基础（6学时）第八章水溶液（4学时）第九章酸碱平衡（6学时）第十章沉淀溶解平衡（4学时）第十一章电化学基础（8学时）第十二章配位平衡（4学时）第十三章氢和稀有气体（2学时）第十四章卤素（6学时）第十五章氧族元素（5学时）第十六章氮、磷、砷（5学时）第十七章碳、硅、硼（6学时）第十八章非金属元素小结（4学时）第十九章金属通论（2学时）第二十章 s区元素（4学时）第二十一章 p区金属（4学时）第二十二章 ds区元素（6学时）第二十三章 d区元素（一）第四周期d区元素（6学时）第二十四章 d区元素（二）第五、六周期d区金属（4学时）第二十五章核化学（2学时）1 ．化学的研究对象什么是化学？● 化学是研究物质的组成、结构、性质与变化的一门自然科学。
（太宽泛）● 化学研究的是化学物质 (chemicals) 。
● 化学研究分子的组成、结构、性质与变化。
● 化学是研究分子层次以及以超分子为代表的分子以上层次的化学物质的组成、结构、性质和变化的科学。
● 化学是一门研究分子和超分子层次的化学物种的组成、结构、性质和变化的自然科学。
第12章 配位化合物-2012.12.3
不了解成键作用的本质, 故将其称之为“复杂化
合物” 。
获1913年诺贝尔化学奖
1893 年 苏 黎 世 大 学 维 尔
纳(Werner A)教授对这类
化合物本性提出了天才
书写时，内界用方括号框住，是配合物 1.总体来说配合物是由配位单元(内界)和 的核心部分，方括号以外的部分为外界 与内界带相反电荷的外界两大部分组成。
H3N
Cu
NH3
SO4
NH3
H3N
内界（正/负电荷） 外界（负/正电荷）
它们之间靠什么作 用形成配合物呢？
正负电荷的 离子键 静电引力
内界和外界通过离子键结合。
[Co Cl2 (NH3)3 (H2O) ] Cl
[PtCl2(NH3)2]
H2O、NH3、CO、CN-、X-
顺铂
Pt
卡铂
顺铂是全球广泛应用的三大抗肿瘤药物之一，顺 铂在生物体中的靶分子为脱氧核糖核酸 (DNA)，
能破坏遗传信息的复制和转录，抑制癌细胞的分
裂。
常见多齿配体举例：
• 乙二胺（en），NH2 CH2CH2NH2
二齿配体
1,10-二氮菲，双齿
N N
2, 2’-联吡啶，双齿
N N
•卟啉 四齿配体
•乙二胺四乙酸 EDTA 六齿配体
(1)重金属解毒剂：依地酸二钠钙
EDTA二钠盐的钙配合物
Pb2+
(2) 防止血液凝固 EDTA与Ca2+形成配合物减少血浆中的Ca2+
Ca2+ Ca2+ Ca2+
章配位平衡
Ag(CN)2[Ag +]
· [Ag +]
+ 2NH3
= K稳 [Ag(CN)2- ] K稳 [Ag(NH3)2+]
= 5.8×1013
K很大，故反应向右进行。
同类型的配离子，Kf小的可转化为Kf大 的配合物。
例 向血红色的[Fe(NCS)2] + 配离子溶液中，加入 足量的氟化钠溶液，血红色溶液变浅。计算该反
例2： 0.1 gAgBr固体能否完全溶解于100mL 的
1 mol·L -1氨水溶液中？
Kf=1.6×107
Ksp=7.7×10-13
解：设1L 1 mol·L -1氨水可溶解xmolAgBr, 则
AgBr(s) + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + Br-
平衡浓度/ mol·L -1
1-2x
数(常用β表示)等于逐级稳定常数的乘积。 累积稳定常数：β=∏K
例如 [Cu(NH3)4]2+的生成分四级进行 β1=K1 β2 = K 1× K 2 β3= K 1× K 2 ×K3 β4 = K 1× K 2 × K 3 × K 4 = K稳
12-1-3 K稳的应用
1. 比较配合物稳定性 (1) 对于相同类型，K稳越大，1.01016/ 2.2103
=4.5 1012 K很大，故反应向右进行。
3.计算配离子溶液中有关离子的浓度
例：在1mL0.04mol•L-1AgNO3溶液中，加入
1mL 2 mol•L-1 NH3, 求平衡时溶液中的[Ag]+=?
解： Ag+ + 2NH3
Ag(NH3)2+
起始浓度 0.02 1
12-1-2 配离子的逐级形成常数 配离子是分步形成，配离子有逐级形成常
第12章 配位化合物与配位平衡
O
N
C
CH3NH2 甲胺
N
阴离子 F- Cl- Br- I- OH- CN- NO2配体 氟 氯 溴 碘 羟基 氰 硝基
配位原子 F Cl Br I O
C
N
阴离子 配体
ONO-
SCN-
亚硝酸根 硫氰酸根
NCS异硫氰酸根
配位原子
O
S
N
分子式
O
O
CC
-O O-
常见多齿配体 名称
草酸根
乙二胺
N N N N
外轨型配合物：由外轨配键形成的配合物
单电子数多
Co(CN)63-
3d
d2sp3
内轨配键：由次外层(n-1)d与最外层ns、
np轨道杂化所形成的配位键 内轨型配合物：由内轨配键形成的配合物
单电子数少
b. 影响内轨型和外轨型的因素
(i) 中心离子的电子构型
离子的电子 形成配合物类型 构型
d10
外轨型
[Cu(NH3)4]2+ 四氨合铜(Ⅱ)离子 [Co(NH3)6]3+ 六氨合钴(Ⅲ)离子 [CrCl2(H2O)4]+ 二氯·四水合铬(Ⅲ)离子
2. 配位体命名原则 不同配体之间用“”隔
(1) 先阴离子，后中性开分子
[PtCl5(NH3)] 五氯·（一）氨合铂(Ⅳ)离子
(2) 先无 机配体，后有 机配体
② 中心离子的价层轨道首先杂化， 杂化类型决定于 a.中心离子的价层电子构型 b.配位数 c.配位体的配位能力
③ 中心离子的价层空轨道与配体的含孤对电子的 轨道重叠，成键形成配合物。
即M L
④中心离子的杂化类型决定配合物的空间构型。
2. 中心离子的杂化轨道
十配位化合物
LOGO第十二章 配位化合物 （ coordination compound ）第一节 配位化合物的基本概念一、配位化合物的定义CuSO4（蓝色溶液）+NaOH→Cu(OH)2（蓝色↓） +BaCl2 →BaSO4（白色↓ ）CuSO4（蓝色溶液）+NH3（浓）→ 深蓝色溶液 蓝色晶体：1.没有氨臭→无游离的氨2. +NaOH: (-) →无游离的Cu2+ 3. +BaCl2 ：(+) →有游离的SO42Cu2+与NH3形成了一种复杂离子[ Cu ( NH3 ) 4] 2+第一节 配位化合物的基本概念定义：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配体通过 配位键结合,并按一定的组成和 空间构型所形成的复杂离子配合物：含有配离子的化合物或配分子第一节 配位化合物的基本概念二、配合物的组成 [ Cu ( NH3 ) 4] SO4(inner sphere)内界(离子键)外界(outer sphere) [ Cu ( NH3 ) 4]2+中心原子Cu2+ 配体NH3 配位原子：N 配位键：中心原子Cu2+提供空轨道 配位原子N提供孤对电子第一节 配位化合物的基本概念配合物的结构离子键 配位键K4+┆ [Ｆｅ┆(ＣＮ)6] 4中心原子 配体外界内界配合物第一节 配位化合物的基本概念中心原子(central atom):一般为副族元素 配体(ligand):一般为负离子或中性分子 如：H2O、CO、NH3 、 X- 、 OH- 、 CN、 NO2-、ONO-、SCN-、NCS-、乙二胺 等。
配位原子(donor atom)：提供孤对电子的 原子。
1第一节 配位化合物的基本概念第一节 配位化合物的基本概念配位数(coordination number) =配位原子个数 ≠配体个数:一般为2，4，6单齿配体(monodentate ligand) ：一个配体内一 个配位原子配位数=配位原子个数= 配体个数多齿配体(multidentate ligand) ：一个配体内多 个配位原子配位数=配位原子个数≠ 配体个数第一节 配位化合物的基本概念乙二胺：H2NCH2CH2NH2 [Cu(en)2]SO4 配位数=4乙二胺四乙酸(EDTA)：一个分子有六个配位原子HOOCCH 2 HOOCCH 2NCH 2CH 2NCH 2COOH CH 2COOH第一节 配位化合物的基本概念影响配位数的因素１.中心原子的体积和电荷 ２.配体的体积和电荷 ３.中心原子和配体的半径 ４.配体的浓度和反应时温度第一节 配位化合物的基本概念三、配合物的命名1.配离子：配体数—配体名称—“合”—中心原 子名称（氧化数）（用罗马字表示）Cu(NH3)42+ 四氨合铜（II）配离子 2.多配体：先无机后有机，先阴后中，先简单 后复杂，最后以配位原子元素的英文字母顺 序先后排列[Co(OH)2(NH3)4]+ 二羟•四氨合钴(III)配离子第二节 配合物的化学键理论一、价键理论 （一）要点：1.中心原子与配体之间的化学键是配位键。
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累积形成常数
在许多配合物平衡的计算中，为了计算上的方 便，常使
用累积形成常数。用符号β表示。
第一级累积形成常数：β1=K1
第二级累积形成常数：β2=K1×K2 第三级累积形成常数：β3= K1×K2×K3 第四级累积形成常数：β4= K1×K2×K3×K4 第n级累积形成常数：βn= K1×K2 … … Kn
因要0.1mol/L AgCl在1L氨水中溶解，因此可假定生成的 [Ag(NH3)2] + 为0.1mol/L，然后由K求[NH3]
设[NH3]为xmol/L
AgCl（s）+ 平衡时
2NH3 x
=
[Ag(NH3)2] 0.1
+
+ Cl0.1
则0.12/x2＝K-----------x可知 X+生成0.1mol/L[Ag(NH3)2] 0.2+x为氨水的最初浓度 可见，对此类型题一般认为沉淀全部配合了，然后求
所以无沉淀生成 可知，当加入过量配位剂时，平衡向生成配合物的方向移动，配离 子的解离度减小，不会有沉淀生成。
沉淀与配离子之间转化反应的计算
• 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。
Ag+ + 起始 平衡 0 y
2NH3 2 2+2y
=
[Ag(NH3)2] 0.1 0.1-y
+
则（0.1-y）/y（2+2y）2＝ 1.7×107＝K 因为k很大，解离度很小， y值很小， 0.1-y≈0.1，2+2y≈2 y ＝1.47×10-9 M
已知[Cl-]＝0.001M，则J＝[Ag+] [Cl-]＝1.47×10-12 ＜Ksp
[Ag(NH3)2] + +2CN- = [Ag(CN-)2] - + 2NH3
K=K1· K2
K K1 K 2 K[ Ag ( CN ) K[ Ag ( NH
] 2
1 K[ Ag ( NH
3 )2 ]
K[ Ag ( CN )
] 2
5.8 10
13
3 )2 ]
• 步骤：
• 1.写出方程式 • 2.求出此反应方程式的平衡常数（多重平衡关系） • 3.设未知项，分析初始浓度，消耗浓度（反应的）、平衡 浓度，找出它们的关系
• 4.带入平衡常数表达式，求出未知项
4.讨论难溶盐生成和溶解的可能性 ①沉淀在有配位剂存在时的溶解度 • 例：100mL 1mol/LNH3中能溶解固体AgBr多少克？ K[Ag(NH3)2]+=1.7×107 Ksp(AgBr)
第12章
本章要求：
配位平衡
1、掌握配合物的稳定常数的表示方法及其意义
2、熟练掌握配合离解平衡的有关计算 3、了解影响配位平衡的因素及与其它平衡的关系 3、理解影响配合物在水溶液中稳定性的因素,了解配合物形 成时对物质性质影响
第12章 配位平衡
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
• 按能斯特方程
[ Ag ( NH 3 ) 2 ] / Ag
Ag / Ag
0.0592 [氧化态] lg n [还原态]
•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。 •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。
4.配合反应和氧化还原反应的关系
例：计算[Ag(NH3)2]
+
+e= Ag + 2NH3体系的标准电极电势。
已知K [Ag(NH3)2]+ ＝ 1.7×107
K2’… ）。
Cu(NH3)42+ = Cu(NH3)32+ + NH3 K1’
Cu(NH3)32 + = Cu(NH3)22+ + NH3
Cu(NH3)22+ =Cu(NH3)2+ + NH3
K2’
K3 ’
Cu(NH3)2 + = Cu2+ + NH3
K4 ’
总不稳定常数 = 各级不稳定常数之积 K不稳 = K1’· K2’· K3’ …Kn’
• 起始 平衡
Ag+ + 0 x
2NH3 1-2×0.02 0.96+2X
=
[Ag(NH3)2] 0.02 0.02-x
+
因为x值很小（NH3过量)， 所以0.02-x≈0.02 ， 0.96+2X ≈0.96
[Ag+]=x＝0.02/(1.7×107×(0.96)2)=1.28×10-9mol/L P386例1
ӨAg+/Ag=0.8V 解： Ө [Ag(NH3)2]+ /Ag实为 Ag+/Ag的值
所以首先计算处于标准状态下，配位平衡中Ag+的浓度
Ag+ +
2NH3
=
[Ag(NH3)2]+
[ Ag( NH 3 ) 2 ] K [ Ag ][NH 3 ]2
据题意 [Ag(NH3)2]+与NH3的浓度均为1 mol/L， 则1.7×107 ＝1/[Ag+].1→ --------- /[Ag+]=5.9×10-= 1 / K不稳 [Cu(NH3)4]2+ Cu2++4NH3 K稳 K不稳
Cu2++4NH3 [Cu(NH3)4]2 +
例如
[Ag(CN)2]
-
K稳为1021.1，
K稳为1013.46
[Ag(S2O3)2]3-
[Ag(NH3)2]+
稳定性顺序为： [Ag(CN)2] 表12-1
+
所需氨的量为0.2M,总共
平衡时配位剂的浓度，然后加上生成配离子所用的量，就
是配位剂最初浓度。
• ③沉淀生成
一定量的配离子溶液中加入一定量的沉淀
剂，有无沉淀生成 • 例：在0.1mol/L [Ag(NH3)2]+溶液中，加入NaCl固体，使
NaCl浓度达到0.001mol/L时有无AgCl生成？同样在含有2M
K稳= K1· K2 · K3 · K4
• 配合物的形成常数 ( 对ML4型来讲)，其一般规律是 K1 ＞ K2＞K3＞K4 • 原因：随着络合体数目的增多，配体间的排斥作用增
强，稳定性下降。
• 表12-2
配离子在水溶液中的解离也是分步进行的，每一步都 有一个相应的稳定常数叫逐级不稳定常数（K1’,
②溶解一定量沉淀，需配位剂的量
• 例：在1L氨水中溶解0.1mol/L AgCl，问氨水的最初浓度 应是多少？ K[Ag(NH3)2]+=1.7×107 解：AgCl（s）+ 2NH3 = Ksp(AgCl) [Ag(NH3)2]
＝ +
1.6×10-10 + Cl-
K=Ksp· K[Ag(NH3)2]+
向生成[Ag(CN-)2]–方向进行的趋势很大
• 例： [Fe(NCS) 3] + +6F- = [Fe(F)6] 3- + 3NCS-
3、计算配离子溶液中有关离子浓度
例：计算0.1M [Cu(NH3)4] SO4中Cu2+和NH3的浓度
解：设 [Cu2+]=x mol/L Cu2+ + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+ 起始 平衡 0 x 0 4x 0.1 0.1-x K＝4.8×1012
最后一级累积形成常数又叫总形成常数(K稳）； 最后一级累积离解常数又叫总离解常数(K不稳） 。 对上述1:4型如[]Cu(NH3) ]2+的络合物， K稳=β4; 总形成常数与总离解常数互为倒数关系，即 K不稳=1/ K稳
12-1-3
稳定常数（不稳定常数）的应用
1、比较配合物的稳定程度 2、判断配位反应进行的程度和方向
0.1 x 12 K 4 . 8 10 x(4 x) 4
K较大，符合近似计算的条件 0.1-x≈0.1 x＝6.03×10-4M=[Cu2+] [NH3]＝4x＝2.41×10-3M
例：在1mL 0.04mol/LAgNO3溶液中，加入1mL 2mol/LNH3，计 算在平衡后溶液中Ag+的浓度。K[Ag(NH3)2] +=1.7×107
Cu2++4NH3
[Cu(NH3)4]2+
正向配位(生成）过程；逆向解离过程。 在一定条件下，配位反应速度与解离速度相等时，体系达到 平衡状态，称为配位平衡。
配位平衡是化学平衡的一种表现形式，也有其特定的平衡 常数。
通常把配离子的生成常数称为配离子的稳定常数，用K稳
表示；把配离子的解离常数称为配离子的不稳定常数，用K
3、计算配合物溶液中有关离子的浓度
4、判断难溶盐生成和溶解的可能性
5、计算金属离子和配离子组成电对的电极电势
1、比较配合物的稳定程度
①可直接比较同类型配离子的稳定常数，判断这些配离 子的相对稳定程度。 ②不同类型，不可以直接按K稳比较，只能由K稳计算来判
断。由K稳值计算相同浓度（如0.1M）配离子溶液中中心
-
K稳为107.05，
> [Ag(S2O3)2]3- >[Ag(NH3)2]+
K稳越大，配离子生成倾向越大，离解倾向越小，越稳定。
12-1-2 逐级形成常数