医用基础化学课件PPT-11 配位化合物和配位平衡-1

dsp2 正方形 [Ni(CN)4]2-
5
6
[Ni(NH3)4]2+ Ni2+价层电子结构为
3d
4s 4p
[Ni(NH3)4]2+ [Ni(CN)4]2Ni2+价层电子结构为
[Ni(CN)4]2-
4NH3
3d
sp3
3d
4s 4p
4CN-
3d dsp2
1. 轨道杂化类型与配位个体的几何构型
配位数 杂化类型 几何构型
杂化轨道 配键类型
[FeF6]3- [Fe(CN)6]3
5.90
2.0
5
1
d5
sp3d2
d2sp3
外轨型
内轨型
内容提要
第一节配合物的基本概念
11-1 配合物的基本概念 11-2 配合物的化学键理论 11-3 配位平衡及配位平衡移动 11-4 螯合物和生物配体 11-5 配合物在医学上的应用
11-3 配位平衡
什么是配合物？
第一节配合物的基本概念
11-1 配合物的基本概念
第一节配合物的基本概念
[Cu(NH3)4]SO4
配合物是由中心原子（含离子）和配位体通过配位键 而形成的具有一定的比例和一定的空间构型的化合物。
11-1 配合物的基本概念
第一节配合物的基本概念
11-1-1 配合物的组成
第一节配合物的基本概念
K = K1·K2·K3·CKu(4NC=Hu1(3N0)3H42.3+31×)C221u+0(NC3.6Hu7(×3N)21H2+03)+32.0+4N×+HN13 0H23.3
=1013.32
Cu(NH3)2+ Cu2+ + NH3
11-3-2 配8-离3子-2稳定配常数离的子应用稳定常数的 1. 计算配合物溶液中应有用关的离子浓度
11-1-1 配合物的组成
[Cu(NH3)4]2+
中 配配 配 心 原体 位 原子 数 子
第一节单配合齿物的配基体本概和念 多齿配体
单齿配体
N
••
H3
H2
O
••
X
O H
••
C N
••
S CN N CS C O
••
••
••
多齿配体
N
••
O2
H2
N
••
CH 2
CH 2
N
••
H2
11-1-1 配合物的组成
例1. c([Cu(NH3)4]2+)=1.0×10–3mol·L-1, c(NH3)=1.0mol·L-1,计算溶液中c(Cu2+)。
解：
Cu2+ + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+
配位键类型影响因素：
配位原子电负性
电负性 大
易形成配合物类 型
外轨型
实例 F、Cl、O
小
内轨型
C(CN-、CO)
3. 配合物的磁性
磁 性：物质在磁场中表现出来的性质 顺磁性：被磁场吸引 反磁性：被磁场排斥 铁磁性：被磁场强烈吸引
3. 配合物的磁性
=√n(n+2百度文库 (B.M.)玻尔磁子
—磁矩
n —未成对电子数
n > 0 , µ> 0 被磁场吸引，顺磁性 n =0 , µ= 0 被磁场排斥，反磁性
配合物磁性的测定是判断配合物结构的一个重要手段
=√n(n+2)
n(未成对电子数) 0 1 2 3 4 5
(理)/B.M. 0 1.73 2.83 3.87 4.90 5.92
/B.M.
n(未成对电子数) Fe3+的d电子构型
氢氧化四氨合锌(II)
[Cr(OH)(H2O)5](OH)2 氢氧化一羟基五水合铬(Ⅲ)
2. 我国K[Al稀(OH土)4] 元素资四源羟基和合铝提(Ⅲ取)酸钾
配 位
[Co(NH3)5(H2O)]Cl3
三氯化五氨一水合钴(III)
3. 核反应类型 盐
[Pt(NH3)6][PtCl4]
四氯合铂(II)酸六氨合铂(II)
K不稳=
{c(Cu2+)/c }{c(NH3)/c }4 {c[Cu(NH3)4]2+/c }
K稳=
{c[Cu(NH3)4]2+/c } {c(Cu2+)/c }{c(NH3)/c }4
K稳 值越大 K不稳值越小
配离子越稳定
[Cu(NH3)4]2+
Cu2+ + 4NH3 K不稳=10-13.32
[Cu(NH3)4]2+在溶液中是分步解离的
实例
2
sp
直线形 [Hg(NH3)2]2+
3
4
5
6
[Hg(NH3)2]2+
5d
Hg2+价层电子结构为
[Hg(NH3)2]2+
5d
6s 6p
2NH3
sp
NH3
Hg2+
NH3
1. 轨道杂化类型与配位个体的几何构型
配位数 杂化类型 几何构型
实例
2
sp
直线形 [Hg(NH3)2]2+
3
sp2 等边三角形 [CuCl3]2-
[Cu(NH3)4]2+
配位数 第一节配合物的基本概念
中 配配 配 心 原体 位 原子 数 子
配体为单齿，配位数=配体的总数 配体为多齿，配位数≠配体的数目
主要内容
配位数的大小与中心原子和配位体的性质有关。
常见金属离子的配位数
1价金属离子
Cu+ 2,4 Ag+ 2 Au+ 2,4
2价金属离子
Ca2+ 6 Mg2+ 6 Fe2+ 6 Co2+ 4,6 Cu2+ 4,6 Zn2+ 4,6
实例
2
sp
直线形 [Hg(NH3)2]2+
3
sp2 等边三角形 [CuCl3]2-
4
sp3 正四面体形 [Ni(NH3)4]2+
dsp2 正方形 [Ni(CN)4]2-
5
dsp3 三角双锥形 [Fe(CO)5]
6
[Fe(CO)5] Fe价层电子结构为
[Fe(CO)5]
3d
4s 4p
5CO
3d dsp3
二者形成配位键：M←L 2. 中心原子采用杂化轨道成键 3. 空间构型与杂化方式有关
杂化类型由中心原子的价电子构型 与配体的种类和数目共同决定
8-2-1 价键理论
杂化类型由中心原子的价电子构型 与配体的种类和数目共同决定
8-2-1 价键理论
1. 轨道杂化类型与配位个体的几何构型
配位数 杂化类型 几何构型
配位键类型影响因素：
中心离子的电子构型
离子的电子 形成配合物类型 构型
实例
d10 d8 d4～d7
外轨型 常形成内轨型 内轨型、外轨型
Cu+、Ag+、Zn2+ Ni2+、Pt2+、 Pd2+
Fe3+、Co2+
配位键类型影响因素：
中心离子的电荷 电荷增多，易形成内轨型配合物
[Co(NH3)6]2+ 外轨型配合物 [Co(NH3)6]3+ 内轨型配合物
内界 外界
[Cu(NH3)4]SO4
中 配配 配 心 原体 位 原子 数 子
11-1-1 配合物的组成
[Cu(NH3)4]2+
中心原子 第一节配合物的基本概念
中 配配 配 心 原体 位 原子 数 子
绝大多数为金属离子
Fe3+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Ag+
少数为非金属离子
B3+、Si4+ 、 [BF4]-、[SiF6]2-
[Cu(NH3)4]SO4在水溶液中 配合物的外界和内界完全解离
[Cu(NH3)4]SO4 → [Cu(NH3)4]2+ + SO42-
配离子部分解离
[Cu(NH3)4]2+
Cu2+ + 4NH3
11-3-1 8配-位3平-1衡常配数 位平衡及其平衡 [Cu(NH3)4]2+ 解生常离成数Cu2+ + 4NH3
[Cu(NH3)]2+ +[CuN(NHHK33不)4稳]]2=+ 5×C[Cu12u0+-+(14N4NHH3)32]2+ K2 =103.67 [Cu(NH3)2]步2+实+解N际离H上的3，[Cu(N[HC3u)4(]2N+在H溶3)3液]2+中K是3 =分103.04
[Cu(NH3)3]2+[+CNu(HNH33)4]]2+ C[Cu(uN(HN3)H32+3)+4]N2+HK3 4 =102.3
4
5
6
[CuCl3]2Cu+价层电子结构为
3d
4s 4p
3d
3Cl-
[CuCl3]2-
sp2
Cl-
Cl-
Cu+
Cl-
1. 轨道杂化类型与配位个体的几何构型
配位数 杂化类型 几何构型
实例
2
sp
直线形 [Hg(NH3)2]2+
3
sp2 等边三角形 [CuCl3]2-
4
sp3 正四面体形 [Ni(NH3)4]2+
3价金属离子
Al3+ 4,6
Cr3+ 6
Fe3+
6
Co3+ 6
Au3+ 4
中心离子正电荷越多，配位数越大
主要内容 11-1-2 配合物的命名
类型 配位酸
主要内容 化学式
H[BF4]
命名 四氟合硼(Ⅲ)酸
H3[AlF6]
六氟合铝(Ⅲ)酸
1. 镧系、锕系元素通性 配位碱 [Zn(NH3)4](OH)2
第一节配合物的基本概念
第十一章 配位化合物和配位平衡
第一节配合物的基本概念
第一节配合物的基本概念
维生素B12
金属酶（锌酶）
第一节配合物的基本概念
内容提要
第一节配合物的基本概念
11-1 配合物的基本概念 11-2 配合物的化学键理论 11-3 配位平衡及配位平衡移动 11-4 螯合物和生物配体 11-5 配合物在医学上的应用
[Cu(NH3)4]2+ [Cu(NH3)3]2++NH3 K1 =10-2.3 [Cu(NH3)3]2+[Cu(N[HKC3不)u4稳](]2N=+ 5H×C3u)1220+]-2+1+4+4NNHH33 K2=10-3.04 [Cu(NH3)2]步2+实解际离上的[C，u[(CNu(HN3H)]3)2+4]+2+在N溶H3液中K是3 分=10-3.67 [Cu(NH3)]2+ [Cu(NCHu3)24+]]+2+ NCHu(N3 H3)32+ + NHK3 4=10-4.31 K = K1·K2·K3·CKu(4NCHu(3N)3H2+3)C22u+ (NCHu(3N)2H2+3)+2+N+HN3 H3
金属原子 Ni、Fe Ni(CO)4 Fe(CO)5
11-1-1 配合物的组成
[Cu(NH3)4]2+
中 配配 配 心 原体 位 原子 数 子
第一节配配合物的体基本及概念配位原子
常见的配体：
阴离子
X
SCN
C 2O
2 4
CN
中性分子 H2O NH3 CO en
常见的配位原子： N、O、S、C、卤素原子
1. 轨道杂化类型与配位个体的几何构型
配位数 杂化类型 几何构型
实例
2
sp
直线形 [Hg(NH3)2]2+
3
sp2 等边三角形 [CuCl3]2-
4
sp3 正四面体形 [Ni(NH3)4]2+
dsp2 正方形 [Ni(CN)4]2-
5
dsp3 三角双锥形 [Fe(CO)5]
6
sp3d2 正八面体形
[CoF6]3-
d2sp3
[Co(CN)6]3-
[CoF6]3Co3+价层电子结构为
3d
3d
[CoF6]3[Co(CN)6]3-
3d d2sp3
4s 4p
4d
6F-
sp3d2
主要内容 2. 配位键类型—内轨配键、外轨配键
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。
=10 10 10 10 =10 -2.3× -3.04× -3.6C7×u(NH-4.33)12+ Cu-213+.32+ NH3
Cu2+ + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+ K稳=1013.32
[Cu(NH3)4]2+在溶液中也是分步生成的
Cu2+ + NH3
[Cu(NH3)]2+ K1 =104.31
内轨1型. 配镧合系物 、锕系元素通性
2. 如我：国[Fe(稀CN土)6]3-元、[C素o(N资H3源)6]3+和、N提i(C取N)4]2-
外轨配键：全部由最外层ns、np、nd轨道杂化所形成
的配位3键. 。核反应类型
外轨型配合物
如：[FeF6]3-、[Co(NH3)6]2+、[Ni(NH3)4]2+
中性 分子
[Ni(CO)4] [PtCl2(NH3)2]
四羰基合镍 二氯二氨合铂(II)
注意 主要内容
带倍数词头的无机含氧酸根阴离子配体，
命名时需用括号括起来
如
1. 镧系、锕系元素通性 Na3[Ag(S2O3)2]
2二. (我硫代国硫稀酸根土)合元银(素Ⅰ)酸资钠源和提取
3N.四H核4([异C反r硫(N氰应C酸S)类4根(N)型H·二3)2氨] 合铬(Ⅲ)酸铵
11-2 配合物的化学键理论
配合物中的化学键 是指配合物中的中心原子与配体之间的化学键
目前有以下几种理论： （1）价键理论(VBT) （2）晶体场理论(CFT) （3）分子轨道理论(MOT) （4）配位场理论(LFT)
11-2-1 配合物的价键理论
第二节配合物的化学键理论
理论要点
1. 中心原子（离子）(M): 有空轨道 配位体（L）：有孤对电子
注意
主要内容
有些配体具有相同的化学式，但由于
配位原子不同，而有不同的命名
如
1. 镧系、锕系元素通性
配体
配位原子
命名
2. 我O国NO稀- 土元素O资源和亚提硝取酸根
3. 核反SNCON应2-- 类型
N S
硝基 硫氰酸根
NCS -
N
异硫氰酸根
内容提要
第一节配合物的基本概念
11-1 配合物的基本概念 11-2 配合物的化学键理论 11-3 配位平衡及配位平衡移动 11-4 螯合物和生物配体 11-5 配合物在医学上的应用