无机化学课件第八章配位化合物2

1、体第八章 配位化合物 第三节 配合物在水溶液的稳定性 无机化学多媒体电子教案7/26/20221课件配合物的外界和内界完全解离配离子部分解离Cu(NH3)42+ Cu2+ + 4NH3Cu(NH3)4SO4在水溶液中8-3-1 配位平衡及其平衡常数Cu(NH3)4SO4 Cu(NH3)42+ + SO4 2-7/26/20222课件8-3-1 配位平衡及其平衡常数Cu(NH3)42+ Cu2+ + 4NH3解离生成c(Cu2+)/c c(NH3)/c 4Kd = K不稳= cCu(NH3)42+/c cCu(NH3)42+/c Kf = K稳= c(Cu2+)/c c(NH3)/c 4Kf =

2、 Kd 1Kf 值越大 Kd值越小配离子越稳定7/26/20223课件Cu(NH3)42+ Cu2+ + 4NH3 Kf =1013.32 实际上 Cu(NH3)42+在溶液中是分步解离的Cu(NH3)42+ Cu(NH3)32+NH3 Kd1=10-2.3 Cu(NH3)32+ Cu(NH3)22+NH3 Kd2=10-3.04 Cu(NH3)22+ Cu(NH3)2+ + NH3 Kd3=10-3.67 Cu(NH3)2+ Cu2+ + NH3 Kd4=10-4.31 Kd =Kd1Kd2Kd3Kd4 =10-2.310-3.0410-3.6710-4.31 =10-13.327/26/2

3、0224课件Cu(NH3)42+ Cu2+ + 4NH3 Kf =1013.32 实际上 Cu(NH3)42+在溶液中也是分步生成的Cu(NH3)32+NH3 Cu(NH3)42+ Kf4=102.3Cu(NH3)22+NH3 Cu(NH3)32+ Kf3=103.04Cu(NH3)2+ + NH3 Cu(NH3)22+ Kf2=103.67Cu2+ + NH3 Cu(NH3)2+ Kf1=104.31Kf = Kf1 Kf2 Kf3Kf4 =104.31103.67 103.04 102.3 =1013.327/26/20225课件8-3-2 配离子稳定常数的应用Kf = =2.091013

4、 c(Cu2+)/c c(NH3)/c 4c(Cu(NH3)42+)/c 1. 计算配合物溶液中有关的离子浓度例1. c(Cu(NH3)42+)=1.0103molL-1, c(NH3)=1.0molL-1,计算溶液中c(Cu2+)。 解： Cu2+ + 4NH3 Cu(NH3)42+平衡浓度/molL-1 x 1.0 1.0103 1.0103x(1.0)4=2.091013x=4.810-17 c(Cu2+)=4.810-17molL-1 7/26/20226课件1. 计算配合物溶液中有关的离子浓度解： Ag+ + 2NH3 Ag(NH3)2+开始浓度/molL-1 0.10 0.50 0

5、 x(0.30+2x)2 0.10-x= 1.12107 x=9.910-8 例2 将10.0mL、0.20molL-1AgNO3溶液与 10.0mL、1.00molL-1NH3H2O混合，计算 溶液中c(Ag+)。平衡浓度/molL-1 x 0.50-20.10+2x 0.10-x Kf = =1.12107 c(Ag+)/c c(NH3)/c 2c(Ag(NH3)2+)/c c(Ag+)=9.910-8molL-1 7/26/20227课件2. 判断配离子与沉淀之间的转化解：c(OH-)=0.001 molL-1 , c(Cu2+)= 4.810-17 molL-1无 Cu(OH)2沉淀生

6、成例3 在1L例1溶液中加入0.001 mol NaOH。问有无Cu(OH)2沉淀生成？Ksp=2.210-20 J = c(Cu2+)c(OH-)2/(c )3 = 4.810-17 0.0012 = 4.810-23 Ksp7/26/20229课件2. 判断配离子与沉淀之间的转化例5 计算在1L氨水中溶解0.010mol AgCl, 所需NH3的浓度?平衡浓度/molL-1 x 0.010-y 0.010解： AgCl(s) + 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl c(NH3)/c 2 c(Ag+)/c K = =Kf Ksp c(Ag(NH3)2+)c(Cl-)/c 2 c(Ag+)

7、/c (0.010-y)0.010 x2=1.121071.810-10 x=0.22所需c(NH3)=(0.22+0.02)molL-1=0.24 molL-17/26/202210课件2. 判断配离子与沉淀之间的转化例6 1.0L6.0molL-1氨水可溶解AgCl多少mol?平衡浓度/molL-1 6.0-2x x x AgCl(s) + 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl c(NH3)/c 2 c(Ag+)/c K = =Kf Ksp c(Ag(NH3)2+)c(Cl-)/c 2 c(Ag+)/c 1.0L 6.0 molL-1氨水可溶解 0.25 mol AgCl 解：设可溶解A

8、gCl x molx2=1.121071.810-10 x=0.25(6.0-2x)2 7/26/202211课件3. 判断配离子之间的转化例7 向Ag(NH3)2+溶液中加入KCN, 通过计算判断Ag(NH3)2+能否转化为Ag(CN)2-？解 Ag(NH3)2+2CN- Ag(CN)2-+2NH3K = cAg(NH3)2+c(CN-)2 c(Ag+)/c cAg(CN)2-c(NH3)2 c(Ag+)/c Kf Ag(CN)2- 1.261021Kf Ag(NH3)2+ 1.12107 = = =1.121014 Ag(NH3)2+能转化为Ag(CN)2-, 并转化完全 向着生成更稳定的

9、配离子方向进行7/26/202212课件3. 判断配离子之间的转化配离子的稳定常数与转化完全程度的关系? 例8 向Ag(NH3)2+溶液中加入Na2S2O3 , 判断Ag(NH3)2+能否转化为Ag(S2O3)23-？Kf Ag(NH3)2+ 1.12107 Kf Ag(S2O3)23- 2.881013K = = =2.57106 而 Ag(NH3)2+2CN- Ag(CN)2-+2NH3Kf Ag(CN)2- 1.261021Kf Ag(NH3)2+ 1.12107 = = =1.121014 K解：Ag(NH3)2+ 2S2O3 Ag(S2O3)7/26/202213课件3. 判断配离子

10、之间的转化配离子的稳定常数与转化完全程度的关系? 例8 向Ag(NH3)2+溶液中加入Na2S2O3 , 判断Ag(NH3)2+能否转化为Ag(S2O3)23-？Kf Ag(NH3)2+ 1.12107 Kf Ag(S2O3)23- 2.881013K = = =2.57106 而 Ag(NH3)2+2CN- Ag(CN)2-+2NH3Kf Ag(CN)2- 1.261021Kf Ag(NH3)2+ 1.12107 = = =1.121014 K解：Ag(NH3)2+ 2S2O3 Ag(S2O3)23 +2NH3 2-7/26/202214课件3. 判断配离子之间的转化水溶液中离子的配合反应，

11、 实为配离子之间的转化 Cu(H2O)42+4NH3 Cu(NH3)42+4H2O7/26/202215课件4. 计算配离子的电极电势例9 已知E (Au+/Au)=1.83V, Kf (Au(CN)2-) =1.991038, 计算E (Au(CN)2-/Au)。 解 Au(CN)2+ + e- Au + 2CN- cAu(CN)2-=c(CN-)=1 molL-1标准态时7/26/202216课件4. 计算配离子的电极电势例9 已知E (Au+/Au)=1.83V, Kf (Au(CN)2-) =1.991038, 计算E (Au(CN)2-/Au)。 解 Au+2CN- Au(CN)2+

12、 Kf (Au(CN)2-) = c(Au+)c(CN-)2/(c )3 c(Au(CN)2-)/c cAu(CN)2-=c(CN-)=1molL-1c 1c(Au+)= = molL-1 =5.0210-39molL-1Kf (Au(CN)2-) 1.9910387/26/202217课件4. 计算配离子的电极电势例9 已知E (Au+/Au)=1.83V, Kf (Au(CN)2-) =1.991038, 计算E (Au(CN)2-/Au)。 解 E (Au(CN)2-/Au) = E (Au+/Au) +0.0592 lgc(Au+)/c V = 1.83+0.0592 lg(5.021

13、0-39)V = -0.44V即生成配合物，使Au的还原能力增强 E (Au(CN)2-/Au) E (Au+/Au) 7/26/202218课件例10 已知E (Co3+/Co2+)=1.92V, Kf (Co(NH3)63+) =1.581035，Kf (Co(NH3)62+)= 1.29105，计算E (Co(NH3)63+/Co(NH3)62+)。 解：设计一原电池 (-)Pt|Co(NH3)62+, Co(NH3)63+, NH3 Co3+, Co2+|Pt(+)电池反应 Co3+Co(NH3)62+ Co2+Co(NH3)63+ c(Co2+)/c c(Co(NH3)63+) /c

14、 c(NH3)/c 6 c(Co3+)/c c(Co(NH3)62+) /c c(NH3)/c 6 K = Kf (Co(NH3)62+) 1.29105 Kf (Co(NH3)63+) 1.581035= = =1.2210307/26/202219课件(-)Pt|Co(NH3)62+, Co(NH3)63+, NH3 Co3+, Co2+|Pt(+)电池反应 Co3+Co(NH3)62+ Co2+Co(NH3)63+ 而E (Co3+/Co2+)=1.92V 即 Co(NH3)62+的还原性比Co2+强; Co3+的氧化性比Co(NH3)63+强0.0592VzE (+)-E (-) lg

15、K =lg(1.221030) =0.0592V11.92V-E (-)E (-)=E (Co(NH3)63+/Co(NH3)62+)=0.14V7/26/202220课件结束第八章 配位化合物无机化学多媒体电子教案 第三节7/26/202221课件第八章 配位化合物无机化学多媒体电子教案 配合物的类型第四节7/26/202222课件8-4-1 配合物的类型主要有：简单配合物 螯合物 多核配合物 羰合物 原子簇状化合物 同多酸及杂多酸型配合物 大环配合物 夹心配合物7/26/202223课件简单配合物 由单齿配体与中心离子直接配位形成的配合物 Cu(NH3)4SO4、Ag(NH3)2Cl、 K

16、4Fe(CN)6、(NH4)3Cr(NCS)6、 PtCl2(NH3)2、CrCl2(H2O)4Cl、 Co(NH3)5(H2O)Cl3如7/26/202224课件螯合物 由多齿配体与中心离子结合而成的具有环状结构的配合物如 H2 H2 N N H2C CH2 Cu H2C CH2 N N H2 H22+Cu(en)22+乙二胺为双齿配 体，与Cu2+形成 两个五原子环。 配位数47/26/202225课件螯合物 由多齿配体与中心离子结合而成的具有环状结构的配合物如2-Ca(edta)2- CO O CH2 CO-CH2 O N CH2 Ca CH2 O N CO-CH2 CH2 O CO 乙

17、二胺四乙酸有 六个配位原子， 与Ca2+形成五个五原子环。 配位数6 7/26/202226课件螯合物 螯合剂形成螯合物的配合剂 一般为含有O、S、N、P 等配位原子的有机化合物。配位原子之间要间隔两个或三个其它原子。螯合剂化学式缩写乙二胺NH2CH2CH2NH2 en乙酰丙酮CH3COCH2COCH3Hacac丙二胺H2NCH2CH2CH2NH2pn乙二胺四乙酸(CH2N)2(CH2COOH)4H4edta7/26/202227课件特性特殊的稳定性螯合物 螯合物稳定性螯环的大小一般五原子环 或六原子环 最稳定螯环的多少一个配体与中 心离子形成的 螯环数越多， 越稳定7/26/202228课件

18、特性具有特征颜色螯合物 如 在弱碱性条件下，丁二酮肟与Ni2+形成 鲜红色的螯合物沉淀，用来鉴定Ni2+ 7/26/202229课件多核配合物多核配合物 两个或两个以上中心原子结合所形成的配合物如5+ H O (H3N)5Cr Cr(NH3)5 O2 (NH3)4Co Co(NH3)4 N H2 4+7/26/202230课件多核配合物多核配合物 7/26/202231课件多核配合物 7/26/202232课件羰合物羰合物(羰基化合物) 以CO为配体的配合物MC的反馈键CO分子提供空的*(2p)反键轨道，金属原子提供d轨道上的孤电子对MC间的键C原子提供孤电子对 中心金属原子提供空杂化轨道7/

19、26/202233课件符合有效原子序数规则(简称EAN)过渡金属形成体与一定数目配体结合,以使其周围的电子数等于同周期稀有气体元素的电子数(即有效原子序数)如Cr(CO)6 6个CO提供12个电子, Cr原子序数为24，核外电子数为24， Cr周围共有电子(24+12)个=36个。 相当于同周期Kr(氪)的电子数(36)， 因此， Cr(CO)6可稳定存在。7/26/202234课件符合有效原子序数规则(简称EAN)如 Mn(CO)6+ 6个CO提供12个电子， Mn原子序数为25，核外电子数为25， Mn周围共有电子(25+12-1)个=36个， 相当于同周期Kr(氪)的电子数(36)， 因

20、此， Mn(CO)6+可稳定存在。过渡金属形成体与一定数目配体结合,以使其周围的电子数等于同周期稀有气体元素的电子数(即有效原子序数)7/26/202235课件簇合物原子簇状化合物(簇合物) 两个或两个以上金属原子以金属-金属键(M-M键) 直接结合而形成的化合物如 Re2Cl82- 有24个电子成键，其中： 16个形成Re-Cl键 8个形成Re-Re键 即填充在一个轨道 两个轨道 一个轨道 相当于一个四重键 7/26/202236课件原子簇化合物(簇合物) Rh2Fe(CO)127/26/202237课件原子簇化合物(簇合物) Rh137/26/202238课件同多酸、杂多酸型配合物同多酸、

21、杂多酸型配合物 同多酸型配合物由多核配离子形成 的同多酸及其盐如 K2Cr2O7，其中Cr2O7 为多核离子 2-7/26/202239课件同多酸、杂多酸型配合物 杂多酸型配合物由不同酸根组成的 配酸如 磷钼酸铵(NH4)3PO412MoO36H2O 实际上应写成(NH4)3P(Mo3O10)46H2O 其中P(V)是形成体 四个Mo3O10 是配体2-7/26/202240课件大环配合物大环配合物 骨架上带有O、N、S、P、As等多个配位原子的多齿配体所形成的配合物 如Na与苯并-15-冠-5形成的配合物 O O O O O苯并-15-冠-57/26/202241课件夹心配合物 在茂环内，每个C 原子各有一个垂直于茂环平面的 2p 轨道，个 2p轨道与未成键的p 电子形成 键，通过所有这些电子与Fe2+形成夹心配合物 如 二茂铁(C5H5)2Fe7/26/202242课件第四节结束结束第八章 配位化合物无机化学多媒体电子教案 第四节7/26/202243课件第八章 配位化合物无机化学多媒体电子教案 配合物的应用第五节7/26/202244