配位化學市公開課獲獎課件

1、1 10.1 配位化合物基本概念三、 配位化合物命名一、 配位化合物定義和構成二、 配位化合物類型第1頁第1頁2一、 配合物及其構成 例：下列三種復雜化合物 AgCl2NH3 A CuSO44NH3 B KClMgCl26H2O C溶于水后：AgCl2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl- CuSO44NH3 Cu(NH3)42+SO42-KClMgCl2 6H2O K+ +Mg2+3Cl- + 6H2O 1、配合物定義：含有配離子（配位單元）化合物配合物復鹽第2頁第2頁3 構成為CoCl36NH3化合物第一次制備出時，人們認為 它是由兩個簡樸化合物(CoCl3和NH3)形成一個新類型化合物。

2、令化學家迷惑不解: 既然簡樸化合物中原子都已滿足了各自化合價, 是什么驅動力促使它們之間形成新一類化合物? 由于人們不理解成鍵作用本質, 故將其稱之為“復雜化合物” 。 1893年維爾納(Werner A)專家對這類化合物本性提出了天才見解, 被后人稱為維爾納配位學說。維爾納取得19諾貝爾化學獎。第3頁第3頁4 Werner A 供職于蘇黎世大學。他學說深深地影響著 20 世紀無機化學和化學鍵理論發(fā)展 。維爾納 (18661919 ) 第4頁第4頁51798年塔索爾特制備出CoCl36NH3之后1間, 化學家們始終試圖解開這類化合物成鍵本質之謎。約爾更生(S M Jorgensen，1837-

3、1914 )提出了一個鏈理論。 以后，維爾納用假設和試驗證實了自己理論正確，并取得了19諾貝爾化學獎 。而約爾更生做了一個有誠信科學家應當做事: 發(fā)表了試驗結果, 闡明自己理論是錯。 維爾納與約爾更生：一場學術爭論中故事維爾納與約爾更生：一場學術爭論中故事第5頁第5頁62、配合物構成Cu(NH3)4 2+ SO4 2-配位體 L內界外界又稱配離子，是配合物主要特性部分內、外界之間以離子鍵結合（2）與中心離子之間以配位鍵結合分子或陰離子配位體必須有孤對電子，做電子予以體中心離子必須有空軌道，做電子接受體特點（1）位于配離子中心位置普通為金屬離子和原子中心離子中心形成體也有少數(shù)是非金屬元素，比如：

4、Cu2+，Ag+，F(xiàn)e3+比如：F，Cl，Br，I，OH，CN，H2O，NH3，CO, NO2 , ONO,SCN,NCS第6頁第6頁7Cu(NH3)42+ SO4 2-配位原子配體數(shù)配離子電荷數(shù)注意：配位數(shù)是否等于配體數(shù)？（3）配離子電荷:內界所含有電荷，是中心形成體電荷與配位體電荷代數(shù)和。（4）配位原子:配位體中直接與 形成配位鍵原子（6）配位數(shù):與 直接連接配位原子個數(shù)（5）配體數(shù):與 直接連接配位體個數(shù)第7頁第7頁8 （7）配位體基數(shù)：配位體中提供配位原子個數(shù)乙二胺（en）單基(齒)配位體:配位體中只有一個配位原子多基(齒)配位體:含有兩個或多個配位原子配位體比如：F，Cl，Br，I，

5、OH，CN，H2O，NH3，CO, NO2 , ONO,SCN,NCS乙二酸根（草酸根）O OC CO O2 第8頁第8頁9乙二胺四乙酸根 EDTA（Y4）4 第9頁第9頁10（8）配位數(shù)計算單基(齒)配體：中心離子配位數(shù)等于配位體數(shù)目多基(齒)配體：中心離子配位數(shù)等于配位體數(shù)目與配體基數(shù)乘積 Cu2+配位數(shù)等于4。比如：2+第10頁第10頁11比如：單齒配體多齒配體4131412 22 6326166第11頁第11頁122、螯合物：由多基配體與中心離子形成含有環(huán)狀結構配合物稱為螯合物螯合物中環(huán)稱為螯環(huán)。多基配位體又稱為螯合劑。中心離子與螯合劑個數(shù)之比稱為螯合比1、簡樸配合物：一個中心離子，每

6、個配體均為單齒配體二、配合物類型 (types)如做螯合劑條件: (1) 一個螯合劑分子能夠提供兩個或兩個以上配位原子同時與中心離子結合 (2)兩個配位原子之間由23個其它原子隔開。第12頁第12頁13螯合物含有特殊穩(wěn)定性，其中又以五元環(huán)、六元環(huán)最穩(wěn)定，環(huán)越多越穩(wěn)定。例：Cu(en)22+ 中，螯合比 = 12 Zn(EDTA)2-中，螯合比 = 11第13頁第13頁14Ca(EDTA)2或CaY2Ca2+配位數(shù)為6，配位原子分別是4個O，2個N。練習 P64：7 自己處理第14頁第14頁15（1）內界（配離子）命名用一、二、三.表示用羅馬數(shù)字（I、II、III)表示 命名順序為：配體數(shù) 配體

7、名 合 中心離子(標出氧化數(shù)) 若存在各種配位體: 如六氨合鈷(III)如不同配體名稱之間以“”分開，配體先后次序怎樣呢？三、配位化合物命名 第15頁第15頁16配體順序：A、先離子后分子，比如：Cl、 、 、 、NH3、 NH2OH 、 H2O、enB、同是離子或同是分子，先無機后有機，C、同是離子又都是無機或有機，同是分子又都是無機或有機按配位原子元素符號首個英文字母順序排列，D、配位原子相同，配體所含原子少者在先；E、配位原子相同，且配體中含原子數(shù)目又相同，按與配位原子直接相連原子元素符號首個英文字母順序排列第16頁第16頁17酸：酸堿：氫氧化鹽：先陰離子后陽離子，簡樸酸根加“化”字，復

8、雜酸根加“酸”字。（2）整個配合物命名Ag(NH3)2OHH2SiF6Co(NH3)4(NO2)Cl CO3Co(en)(NO2)2Cl2Cl第17頁第17頁18（2）實例二硫代硫酸根合銀（I）酸鉀。氫氧化四氨合銅() 硫酸四氨合銅() 氯化五氨一水合鈷() 碳酸一氯一硝基四氨合鉑() 二氯二硝基一乙二胺合鉻() 六氰合鐵()酸鉀 六氰合鐵()酸亞鐵 六氟合硅()酸鈉 四羥基合鋅()酸鉀 四羰基合鎳K3Ag(S2O3)2Cu(NH3)4(OH)2Cu(NH3)4SO4Co(NH3)5H2OCl3Pt(NH3)4(NO2)Cl CO3Cr(en)(NO2)2Cl2-K3Fe(CN)6Fe3Fe(

9、CN)62Na2SiF6K2Zn(OH)4Ni(CO)4第18頁第18頁19 10.3 配位平衡一 、 配離子穩(wěn)定常數(shù)二、 配位平衡移動第19頁第19頁20一、配位平衡常數(shù)1、 穩(wěn)定常數(shù)反應：平衡時稱為配離子穩(wěn)定常數(shù)第20頁第20頁212、 配離子穩(wěn)定性判斷(2) 配離子濃度不同或配體數(shù)不同，計算中心離子濃度，中心離子濃度越小，配離子越穩(wěn)定(3) 螯合效應：螯合離子比相應配離子穩(wěn)定性強現(xiàn)象練習 P64：6; P63：3(1) 配離子濃度相同且配體數(shù)相同， 越大，穩(wěn)定性越強第21頁第21頁22 例：分別計算0.1mol/L Ag(NH3)2+和 0.1mol/LAg(CN)2- 中Ag+ 濃度，

10、并闡明 Ag(NH3)2+ 和 Ag(CN)2- 穩(wěn)定性。3、 配位平衡計算第22頁第22頁23初始： 0 0 0.1 molL-1平衡：真 x 2x 0.1- x平衡：近 x 2x 0.1 解： Ag+ + 2NH3 Ag (NH3)2 + 第23頁第23頁24Ag+ + 2CN- Ag (CN)2 - 初始： 0 0 0.1 molL-1平衡：真 y 2y 0.1- y平衡：近 y 2y 0.1 第24頁第24頁25二、 配位平衡移動 1. 配位體濃度影響例：若在 0.1mol/L Ag (NH3)2 + 中通入氨，使氨濃度為1mol/L，此時溶液中 Ag+ 濃度是多少？初始： 1 0.1

11、 molL-1平衡：真 x 1+2x 0.1- x平衡：近 x 1 0.1解： Ag+ + 2NH3 Ag (NH3)2 + 第25頁第25頁260.1-x 0.1 ， 1+2x1x = 9.910-9 (molL-1)2. 酸度影響Fe3+ + 6F- FeF63- + + 3OH- 6H+ Fe(OH)3 6HF第26頁第26頁27 FeF63- + 6H+ Fe3+ + 6HF 3. 配位平衡與沉淀平衡 AgCl(s)+ 2NH3 Ag (NH3)2 + + Cl- 第27頁第27頁28例：若使 0.1mol AgCl 溶解于1升氨水中，氨水濃度至少為多少？始 0.1 y 0 0 反應后

12、 0 y-0.2 0.1 0.1 平衡： x =y-0.2 0.1 0.1 氨水初濃度= 2.2 + 0.2 =2.4 molL-3解： AgCl(s)+ 2NH3 Ag (NH3)2 + + Cl-第28頁第28頁29例：若使 0.1mol AgI 溶解于1升氨水中，氨水濃度至少為 多少？解： AgI(s)+ 2NH3 Ag (NH3)2 + + I-平： x 0.1 0.1 AgI不能溶解于氨水。第29頁第29頁30例：若使 0.1mol AgI 溶解于1升 KCN 溶液中，KCN濃度至少為 多少？解： AgI(s)+ 2CN- Ag (CN)2 - + I-平衡： y 0.1 0.1 K

13、CN初濃度= 3.010-4 +0.20.21molL-第30頁第30頁31例：將 0.2molL-1 Ag(NH3)2+ 與等體積.2molL-1 KBr溶液混合，有無AgBr沉淀生成？解： Ag+ + 2NH3 Ag (NH3)2 + 平衡：真 x 2x 0.1-x平衡：近 x 2x 0.1x =1.1410-3 molL-1 第31頁第31頁32c(Br-) = 0.1molL-14. 配位平衡與氧化還原平衡 2Fe3+ + 12SCN- 2Fe(SCN)63- 血紅 + Sn2+ 2Fe2+ +Sn4+ 2Fe(SCN)63-+Sn2+ 2Fe2+Sn4+12SCN - c(Ag+)c(Br-) = 1.1410-4 (AgBr) 有AgBr沉淀生成第32頁第32頁33 2Fe3+ + 2