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4、12章 配合物及配位平衡
M(AABBCC)的异构体
配位化合物的立体异构 C C
M
D C A
m
C C 四面体配合物的一对异构体的空间相互关系如图： A A
C D B
B C B
M
B A A 左图将一对异构体的一个配体(D)的位置固定(向上)， A B B M A A C M B D D C MM B M C M M M BC A M 三 反的 对 C C 顺 B AA 映异 列 ， 一 另 三 个B B 体 具 有 相C 式 有螺 旋B排构 体 M 个 是 反 时 针 配 A A A C A M B C CC CB C A C A C BB 方向，另一个为顺时针方向。 B A B A AA C 固定一个配体（D）后 A C CB B 在空间不能 互为镜像的关系A 四面体的这对异构体又如同左右手一样在空间不能 MM M 另三个配体具有相反的 M AA 三反式 B 完全重合 三顺式 A 一反二顺式 B 螺旋（顺反时针）的排列 C C 重合。一个是左手体另一个则为右手体，它们互为镜像 A B B 4个配体不同的四面体配合物具有手性 B M(AABBCC)有5种几何异构体 B 关系(右图)，称为对映体。这类异构称为对映异构，又 叫手性异构。 的 对 映 体 以 上 下 取 向 的 轴 旋 转 180度 左图右边 上 后 , 去 和 左 边 的 对 映 体 叠 合 ,就 可 六配位配合物的异构现象很复杂。 发 现 它 们 是 不可能叠合的
配位化合物的立体异构
K2[PtCl4]加氨水得棕黄色配合物，组成为
Cl [PtCl2(NH3)2]，有极性，水中溶解度0.26g/100g； NH3 Pt Cl Cl NH3 Pt Pt NH3 将其用氯化氢处理或热至 250℃，转变为浅黄色， Cl Cl NH3 NH3 H3N Cl
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。
无机化学练习题(含答案)第12章配位平衡
第12章配位平衡12-1：在1L 6mol/L 的NH3水中加入0.01 mol固体CuSO4，溶解后加入0.01mol 固体NaOH，铜氨络离子能否被破坏？（K稳SCN [Cu（NH3）42+]=2.09×1013，K SP[Cu(OH)2]=2.2×10-20）12-2当少量NH4SCN和少量Fe3+ 同存于溶液中达到平衡时，加入NH4F使[F- ]=[SCN-]=1mol/L-1,问此时溶液中[FeF63- ]和[Fe(SCN)3]浓度比为多少？（K稳Fe[SCN]3=2.0×103，K稳[FeF6]=1×1016）解：5×101212-3：在理论上，欲使1×10-5mol的AgI溶于1cm3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(NH3)2+]=1.12×107;Ksp(AgI)=9.3×10-17）解：3×102mol/L，实际上不可能达到。
12-4：通过配离子稳定常数和Zn2+/ Zn 和Au+/Au 的电极电势计算出Zn(CN)42-/Zn和Au(CN)2- /Au，说明提炼金的反应：Zn + 2 Au(CN)2- = Zn(CN)42-+ 2Au在热力学上是自发的。
12-5：为什么在水溶液中Co3+(aq) 离子是不稳定的，会被水还原而放出氧气，而3+氧化态的钴配合物，例如Co(NH3)63+，却能在水中稳定存在，不发生与水的氧化还原反应？通过标准电极电势作出解释。
（稳定常数：Co(NH3)62+ 1.38×105 ; Co(NH3)63+1.58×1035.标准电极电势：Co3+/Co2+1.808V,O2/H2O1.229V,O2/OH-0.401V;K b(NH3)=1.8×10-5）12-6：欲在1L水中溶解0.10molZn(OH)2,需加入多少克固体NaOH ？（Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17;[Zn(OH)42-]=4.6×1017）解：13g12-7：在PH=10的溶液中需加入多少NaF才能阻止0.10mol/L 的Al3+溶液不发生Al(OH)3沉淀？（Ksp Al(OH)3=1.3×20-20; K稳(AlF63-)=6.9×1019）解：1.62mol/L12-8：测得Cu|Cu(NH3)42+ 1.00mol/L,NH31.00mol/L||H+1.00mol/L-1|H21bar, Pt的电动势为0.03V，试计算Cu(NH3)42+ 的稳定常数。
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
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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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[Ni(CN)4]2- K稳 = 1×1021 不同类型
计算: [Ni(en)3]2+中[Ni2+] = 6.5×10-6
[Ni(CN)4]2- 中[Ni2+] = 1.3×10-5
所以,稳定性[Ni(en)3]2+ ＞[Ni(CN)4]2-
12—3—3 判断配合反应的方向
配合反应平衡的移动
L的浓度、溶液的酸度
①从平衡移动的角度来加入Cl-后，由于生成AgCl↓， 平衡向右移动，配合物离解。当Cl-足量时，配合物全 部离解（主要是K稳KSP = K不太大的情况）‘
②反应物NH3加入抑制了配合物的离解(同离子效应)， 平衡向右移动的倾向大大减弱，[Ag+]大大降低，故没 有AgCl生成（用于K不太大的情况）
②Cu+、Ag+、Au+、Zn2+、Cd2+、Hg2+的配合物的稳定性 更高一些
③Cl-、Br-、I-：稳定性 Zn2+＜Cd2+＜Hg2+
④F-：稳定性 Zn2+＞Cd2+＞Hg2+
硬软酸碱理论
（3）metal ion for (18+2)e
解释
配合物的稳定性比8e构型要强, 比18e构型要差
(4) metal ion for (9~17)e
2、高价金属离子
例 Fe3+ + H2O Fe(OH)2+ 、Fe(OH)2+、 Fe(OH)3 pH ↑水解↑，配离子的稳定性降低
pH↓水解↓，配离子的稳定性增强
这种现象叫中心离子的水解效应 与配合剂的酸效应 效果正好相反。
3、酸度的改变有时也会改变配离子的类型
所以酸度对配合物的影响是复杂的，至于以哪种效 应为主，取决于HL的Ka，M(OH)3的KSP和配离子本 身的稳定性K稳。
Chapter 12 coordination equilibrium
12-1 stability constant of complex-ion
stability 氧化还原稳定性 热力学稳定性(主要)→水溶液是否离解的稳定性 →有很重要的实际意义
12-1-1、stability constant and unstability constant of complex-ion
对8电子构型金属离子： 配合物的稳定性与金属离子的离子势（Z/r）成正比
2、electron configuration of metal ion
（1）metal ion for 8e
配合物的稳定性与金属离子的离子势（Z/r）成正比。
（2）metal ion for 18e
①配合物的稳定性比8e构型要强
规律：一般K1＞K2 ＞K3……（配体间的排斥） 12—2 影响配合物在溶液中的稳定性的因素
12—2—1 influence of structure and property of central atom to stability of complex ion 1、radius and charge of metal ion
[+] = x =
0.02 1.7×1070.962 = 1.28×10-9
可见AgNO3基本上转化为[Ag(NH3)2]+
12-3-2 比较不同配合物的稳定性
稳定性 [Cu(NH3)]4 ＞ [En(NH3)4]2+
K稳 4.8×1012
2.9×109 相同类型
[Ni(en)3]2+ K稳 = 2.1×1018
分析，对这个题首先我们要求的是Ag+的浓度，若知 [Ag+]，利用QSP（[Ag+][Cl-]）与KSP可知是否有AgCl 沉淀
解：第一种情况 设[Ag+] = X
Ag+ + 2NH3 = Ag(NH)
平衡 X 2X
0.1-X
则 （0.1-X） = 1.7×107 X·(2X)2
所以K值较大，X较小 0.1-X = 0.1
= 1.47×10-9 / 0.1 ×100% = 1.47×10-6 % 可见离解度大大降低了
其Qsp[Ag+][Cl-]=1.47×10-9×0.001=1.47×10-12＜Ksp
故无AgCl沉淀生成
解释： [Ag(NH3)2]+ = 2NH3 + Ag+
NaCl
Na+ + Cl-
AgCl↓
Mm+ + nL- = [MLn](m-n)+ 其它配体
沉淀剂
氧化剂和还原剂
例 [Ag(NH3)2]+ + 2CN- = [Ag (CN)2]- +2NH3 根据多重平衡原理
K = K1·K2 = K[Ag (CN)2]- / K[Ag(NH3)2]+ = 1×1021 / 1.6×107 = 5.6×1013 正向
近似解为 X=1.14×10-3 mol·l-1
[Ag(NH)2]+的高解度 α= [Ag+]/[Ag(NH)2+]0=1.14×10-3/0.1×100% = 1.14% 解Qsp= [ Ag+] [Cl-]=1.14×10-6 〉Ksp，所以沉淀析出。 第二种情况 设[Ag+] = y
Ag+ + 2NH3 = Ag(NH) 平衡 y 2+2y 0.1-y 则 （0.1-y）/ y(2+2y) = 1.7×107 可预计y是很小的 0.1-y = 0.1 2+2y=2 解得 [ Ag+] = y=1.47×10-9 离解度 a = [Ag+]/[Ag(NH)2+]
sense： 这个常数越大，表示[Cu(NH3)4]2+配离子越易 解离(浓度越小)，因此配离子越不稳定→不稳定常数 nonstability constant，用K不稳表示，它是每个配离子 的特征常数, K值越大，配离子越不稳定. 稳定性[Cu(NH3)4]2+＞[Zn(NH3)4]2+＞[Cd(NH3)4]2+ K不稳 2.08×10-13 7.00×10-9 2.75×10-7 将上述平衡换过来, 即为配合平衡, 平衡常数表达式为
根据广义酸碱的概念：配体是碱，H+是酸→酸碱加合物 HL（质子弱酸）→影响配合平衡
1、实验
Fe3+ SCN- 血红Fe(NCS)3 NaF FeF63- 无色 加酸 Fe(NCS)3 原因FeF63- + 6NCS- + 6H+ = Fe F63- + 6HF（弱酸）
从配体来看，酸度增大常导致配合物稳定性降低——配 合剂的酸效应。
六 、 relation between complexing and oxidationreduction reaction （point）
sense：常数越大，表示形成配离子的倾向越大，配离
子越稳定→稳定常数stability constant, 用K稳表示,也
是每个配离子的特征常数,很显然K稳与K不稳之间存在
如下关系, K稳 = 1 / K不稳
(参见P386表12-1)
12-1-2 逐级稳定常数
对于平衡 Cu2+ + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+ 实际上[Cu(NH3)4]2+配离子中,Cu2+离子并不是一下子 就与4个 NH3 分子配合而成，而是逐步配合成的，即 有下列一系列平衡：
前面已述，complex-ion在水溶液中是稳定存在的，如
Cu(NH3)42+ 少量NaOH, 无Cu(OH)2↓蓝 Ksp = 2.2×10-22 那么是不是溶液中一点Cu2+离子都没有泥？
Cu(NH3) 少量Na2S 有CuS↓蓝 Ksp = 6.0×10-36 Cu2+离子是哪儿来的呢？是[Cu(NH3)4]2+配离子微弱电离 而来,
特点：d轨道上的d电子未充满
①生成配离子的能力很强
②d电子较少时，配合物以静电作用力为主
③d电子较多时，配合物的共价性提高
12-2-2 influence of ligand to stability of complex ion property of ligand：acidity-basicity、chelating effect、 space effect 1、chelating effect：多齿配体的成环作用使配合物的稳 定性比 组成和结构相近的非螯合物高的多，这种现象 叫做螯合效应。如：[Ni(NH3)6]2+ lgK=8.61
酸度对配离子生成的影响 （6）calculating electrode potential of electrical pair consisting of a metal ion surrounded by ligands
计算金属离子与配离子构成电对的电极电势
12—3—1 solubility——求平衡时各物种（离子or分子） 的浓度
若[Ag+][I-]=1.47×10-12＞Ksp=9.3×10-13
结论：加大过量的配位剂，中心离子配位完全。而 将原溶液稀释or加入沉淀剂会减弱配离子的稳定性
K稳↑ KSP↑ 沉淀溶解，配离子稳定 K稳↓ KSP↓ 沉淀生成，配离子分解
五、 influence of the acidity to complex equilibrium
（2）comparing stability of different complex 比较不同配合物的稳定性
（3）judging degree and direction of coordination reaction 判断配合反应进行的