大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)課件配位化合物

1、配位化合物9.1 配位化合物的基本概念9.2 配合物的化學(xué)鍵理論9.3 配合物的穩(wěn)定性9.4 螯合物9.5 配合物的應(yīng)用(自學(xué))精品課件9.1 配位化合物的基本概念9.1.1 什么是配位化合物9.1.2 配合物的組成9.1.3 配合物的命名精品課件9.1.1 什么是配位化合物 ZnSO4 + 4NH3 = Zn(NH3)4SO4 在Zn(NH3)4SO4 中， Zn2和NH3的濃度極低，而Zn(NH3)42卻大量存在，WHY？定義：具有孤對(duì)電子的離子或分子和具有空軌道的原子或離子組成的化合物。 精品課件9.1.2 配合物的組成 內(nèi)界: 中心體(原子或離子)與配位體,以配位鍵成鍵外界：與內(nèi)界電荷

2、平衡的相反離子例： KFe(CN)6 Cu(NH3)4SO4 K2HgI4 CoCl3(NH3)3 內(nèi)界 Co (NH3) 6 Cl3中心原子配體外界配位數(shù)精品課件（1）中心離子(或原子)：提供空的價(jià)電子軌道 過(guò)渡金屬陽(yáng)離子。 某些非金屬元素： 如SiF62-中的Si(IV) 。 中性原子：如Ni(CO)4和Fe(CO)5中的Ni 和Fe精品課件（2）配體（配位體）：含有孤對(duì)電子 無(wú)機(jī)配體：H2O、NH3、CO、CN、X等。 有機(jī)配體 。 配位原子：直接與中心原子以配位鍵相連的原子。 通常是電負(fù)性較大的原子,如C、N、O、X和S。 單齒配體：配體中只含一個(gè)配位原子。 如：X-、S2-、H2O、

3、NH3、CO、CN-等。 多齒配體：配體中含兩個(gè)或更多的配位原子。如 C2O42-、氨基乙酸根、乙二胺、乙二胺四乙酸根(edta)。 NH2CH2COO- , NH2CH2CH2NH2 (en)* * * *精品課件（3）配位數(shù)：直接與中心原子結(jié)合的配位原子的數(shù)目。（4）配離子的電荷：中心原子和配體電荷的代數(shù)和。 也可根據(jù)外界離子的電荷數(shù)來(lái)決定配離子的電荷數(shù)。 例：K3Fe(CN)6和K4Fe(CN)6 分別是3和4。 若為單齒配體，配位數(shù)配體數(shù)。例：Ag(NH3)2 、Cu(NH3)42+、 CoCl3(NH3)3和 Co(NH3)63+的配位數(shù)分別為2、4、6和6。 若為多齒配體，配位數(shù)配

4、體數(shù)。例：Cu(en)22+的配位數(shù)為4，Cu-edta的配位數(shù)為6。精品課件1. 配離子的命名配體數(shù)-配體名稱“ . ”配體數(shù)-配體名稱“合”中心原子名稱(中心原子氧化數(shù),羅馬數(shù)字表示) 總原則：先陰離子后陽(yáng)離子，先簡(jiǎn)單后復(fù)雜(1) 先無(wú)機(jī)配體，后有機(jī)配體。 Cis-PtCl2(Ph3P)2 順二氯 . 二(三苯基膦)合鉑(II) (2) 先陰離子，后陽(yáng)離子和中性分子的名稱。 KPtCl3NH3 三氯 . 氨合鉑(II)酸鉀 (3) 同類配體，按配位原子元素的英文字母順序排列。 Co(NH3)5H2OCl3 三氯化五氨 . 水合鈷（III）9.1.3 配合物的命名精品課件(4) 同類配體同一

5、配位原子時(shí)，將含較少原子數(shù)的配體排在前面。例：Pt(NO2)(NH3)(NH2OH)(py)Cl 氯化硝基 . 氨 . 羥胺 . 吡啶合鉑（II）(5) 若配位原子相同，配體中含原子數(shù)目也相同，則按與配位原子相連的原子的元素符號(hào)的字母順序排列。例：Co(NH3)5H2OCl3 三氯化五氨 . 水合鈷（III） Co(NH3)63+ 六氨合鈷（III）配離子Co(NH3)4(H2O)22+ 四氨. 二水合銅（II）配離子Co(en)33+ 三（乙二胺）合鈷（III）配離子 精品課件2）配合物的命名 陰離子名稱在前，陽(yáng)離子名稱在后。 陰離子為簡(jiǎn)單離子，則稱某化某。 陰離子為復(fù)雜離子，則稱某酸某。

6、若外界為氫離子，則綴以“酸”字。例：K2PtCl6 六氯合鉑（IV）酸鉀 H2PtCl6 六氯合鉑（IV）酸Cu2SiF6 六氟合硅（IV）酸銅 Co(NH3)5H2OCl3 三氯化五氨 . 水合鈷（III）Zn(NH3)4SO4 硫酸四氨合鋅（II）Ag(NH3)2(OH) 氫氧化二氨合銀(I) 精品課件9.2 配合物的化學(xué)鍵理論9.2.1 價(jià)鍵理論9.2.2 晶體場(chǎng)理論(自學(xué))精品課件9.2.1 價(jià)鍵理論解決的問(wèn)題： 配合物的配位數(shù) 幾何構(gòu)型 磁矩及反應(yīng)活性一、基本要點(diǎn)1）中心離子與配體以配位鍵相結(jié)合2）中心離子提供的是空的雜化軌道；配離子的空間構(gòu)型、配位數(shù)及穩(wěn)定性主要決定于雜化軌道的數(shù)目

7、和類型。 精品課件二、配鍵和配位化合物分類 1. 外軌型配合物中心原子是用最外層的ns、np或ns、np、nd組成的雜化空軌道接受電子，與配體形成配位鍵. 例：FeF63-中Fe3+：3d5 3d 4s 4p 4dsp3d2雜化，八面體構(gòu)型精品課件2.內(nèi)軌型配合物：配合物中心原子原有的電子層結(jié)構(gòu)發(fā)生電子重排，提供(n1)d軌道和ns、np組成的雜化空軌道與配體結(jié)合成配鍵 .例：Ni(CN)42- ， Ni 2：3d8。 3d 4s 4pdsp2雜化，四方形 3d 4s 4p精品課件(3)內(nèi)外軌型取決于配位體 (主要因素)中心離子(次要因素)(a) 電負(fù)性較小: CN, CO和NO2等易形成內(nèi)軌

8、型 電負(fù)性較大: X , H2O易形成外軌型 而NH3分子在兩者之間 (b) 有空(n-1)d軌道，易形成內(nèi)軌型 無(wú)空(n-1)d軌道， 易形成外軌型 精品課件(4) 用磁矩判斷外軌型配合物：未成對(duì)電子數(shù)多， 較大， 一般為高自旋配合物內(nèi)軌型配合物：未成對(duì)電子數(shù)減少， 較小， 一般為低自旋配合物精品課件Co(NH3)63+，Co3+: 3d63d4s4p4d3d調(diào)整4s4p4d3d雜化軌道3sp2dd2sp3雜化內(nèi)軌型配合物，低自旋 = 0精品課件CoF63 ， Co3+: 3d6 3d4s4p4d外軌型配合物，高自旋 = 4.90B.M.正八面體構(gòu)型3d雜化軌道d2sp3雜化d2sp3精品課

9、件三、 雜化軌道形式與配合物的空間構(gòu)型 雜化類型配位數(shù)空間構(gòu)型實(shí)例sp 2直線形Ag(NH3)2+ Ag(CN)2 sp23平面三角形Cu(CN)32 ,HgI3 sp34正四面體Zn(NH3)42+,Cd(CN)42 dsp24四方形Ni(CN)42 dsp35三角雙錐Ni(CN)53 Fe(CO)5d4s5四方錐TiF52 Sp3d26八面體FeF63 AlF63- SiF62- PtCl64-d2sp36Fe (CN)63-,Co(NH3)6精品課件9.3 配合物的穩(wěn)定性9.3.1 配合物的穩(wěn)定常數(shù)9.3.2 影響配合物穩(wěn)定性的因素 (自學(xué))9.3.3 配位平衡的移動(dòng)精品課件9.3.1

10、配合物的穩(wěn)定常數(shù)一、配合物的穩(wěn)定常數(shù) (K穩(wěn)) Cu2+ + 4NH3 = Cu(NH3)42+ K穩(wěn)Cu + NH3 = Cu(NH3) 2+ K穩(wěn) 1Cu(NH3) 2+ + NH3 = Cu(NH3)22+ K穩(wěn) 2Cu(NH3)22+ + NH3 = Cu(NH3)32+ K穩(wěn) 3Cu(NH3)32+ + NH3 = Cu(NH3)42+ K穩(wěn) 4K穩(wěn) = K穩(wěn) 1 K穩(wěn) 2 K穩(wěn) 3 K穩(wěn) 4K不穩(wěn)K不穩(wěn)4K不穩(wěn)3K不穩(wěn)2K不穩(wěn)1K不穩(wěn) = K不穩(wěn) 1 K不穩(wěn) 2 K不穩(wěn) 3 K不穩(wěn) 4精品課件注：同類型配離子：K穩(wěn)越大，配離子越穩(wěn)定。不同類型配離子： 不能直接用K穩(wěn)比較配離子 的穩(wěn)

11、定性，需計(jì)算。類似難溶強(qiáng)電解質(zhì)溶解度的比較！精品課件9.3.3 配位平衡的移動(dòng)M+ + L- ML+ H+HLMOH+OH-影響平衡移動(dòng)的因素：酸、堿、沉淀劑、氧化或還原劑,其它配離子。精品課件（一）配位平衡與酸堿平衡M+ + L- ML+ H+HL1. K穩(wěn)越??； pH值越小；配體堿性越強(qiáng)，共軛酸越弱，配合物越易解離，配位平衡左移。2. 一般每種配合物均有最適宜的酸度范圍, 因此可控制酸度提高反應(yīng)的選擇性。精品課件（二）配位平衡與沉淀平衡Ag(NH3)2+I- AgI 2NH3精品課件【例1】向含有0.20molL-1氨和0.02molL-1 NH4Cl的混合溶液中，加入等體積0.30 mo

12、lL-1Cu(NH3)42+溶液，混合后有無(wú)Cu(OH)2沉淀生成？(已知Cu(NH3)42+ K穩(wěn)= 4.81012 ，Cu(OH)2 Ksp= 2.210-20， Kb (NH3) = 1.7810-5)解：等體積混合后，各物質(zhì)的濃度為： CNH3= 0.10 mol/L，CNH4+= 0.01mol/L ， CCu(NH3)42+= 0.15 mol/L體系中同時(shí)存在三個(gè)平衡：電離、配位和沉淀溶解平衡。精品課件1.計(jì)算OH-:精品課件2.計(jì)算Cu2+:精品課件3.判斷(溶度積規(guī)則):精品課件【例2】欲完全溶解0.01mmol AgCl在1.0mL的氨水中，則所需氨水的最低濃度是多少？(已

13、知AgCl的Ksp=1.5610-10， Ag(NH3)2+的K穩(wěn)=1.7 107 )起始：0.01 0 0 mol反應(yīng)：0.01 0.02 0.01 0.01 mol 平衡： x 0.01 0.01mol/L精品課件精品課件(三) 配位平衡與氧化還原平衡1. 配離子/金屬電極精品課件Mn+ + ne M配位的 使金屬電極的電極電勢(shì)降低， 結(jié)果： 配離子比相應(yīng)的金屬離子的氧 化能力降低，難被還原為金屬。精品課件2. 同一金屬不同價(jià)態(tài)的配離子電對(duì)例：在半反應(yīng)Co3+eCo2+ =1.84V中加入氨水Co3+6NH3CO(NH3)63+ K穩(wěn)=1.61035Co2+6NH3CO(NH3)62+ K穩(wěn)=1.3105精品課件精品課件（四）配離子之間的相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)向生成更穩(wěn)定配離子的方向進(jìn)行。精品課件9.4 螯合物中心離子與多齒配體形成具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物。五元環(huán)和六元環(huán)最穩(wěn)定，環(huán)愈多螯合物愈穩(wěn)定。 所以，螯合物與具有相同配位原子的非螯合物相比，具有特殊的穩(wěn)定性。 應(yīng)用：血紅素就是一種含鐵的螯合物， 維生素B1