普通化学第八章市公开课获奖课件

1、 (1) 中心离子 配位体 配位键配合物中，由配体中配位原子提供孤对电子进入中心离子(或原子)空杂化轨道重叠形成配位键2. 配合物价键理论1) 要点：可表示为 L ML - 配体，孤对电子予以体M - 中心离子（或原子），孤对电子接受体8.2 配位化合物第1页第1页(2) 在形成配位键时，中心金属离子能量相近空轨道先杂化成能量相等，含有一定方向性杂化轨道，故配合物有一定空间构型 8.2 配位化合物第2页第2页(1) 磁性2) 杂化轨道和配合物空间构型 物质在外磁场中所表现出来性质8.2 配位化合物 顺磁性物质 反磁性物质 结构 有单电子 无单电子外磁场作用下 电子自旋产生小磁 场，与外磁场方向

2、一致(被吸引)本身无磁场，外磁场诱导产生磁场与外磁场方向相反(被排斥)宏观性质有磁性无磁性第3页第3页分子反磁性试验8.2 配位化合物第4页第4页n越多，越大 n=0 =0 n 1 2 3 4 5/BM 1.73 2.83 3.87 4.90 5.92磁性强弱如何表示？用磁矩表示，单位：玻尔磁子n 未成对电子数8.2 配位化合物第5页第5页Ag+ 4d10 Ag+4d5s5p=0BM 无成单电子(2) 二配位配合物8.2 配位化合物sp 杂化2个NH3 中N原子孤对电子2NH3Ag+离子空轨道采用sp杂化：第6页第6页直线形空间构型8.2 配位化合物结构示意图第7页第7页3d4s4psp3杂化

3、正四周体4个NH3 中N原子孤对电子空间构型Ni2+=2.80BM n = 28.2 配位化合物4NH3四配位配合物Ni2+ 3d8第8页第8页 Ni(NH3)42+ 配离子空间结构8.2 配位化合物第9页第9页3d4s4pdsp2杂化平面正方形4个CN- 中C原子孤对电子空间构型=0BM n = 0Ni2+8.2 配位化合物4CN-4p第10页第10页8.2 配位化合物 Ni(CN)42- 配离子空间结构第11页第11页 sp3杂化和比较正四周体 =2.80BM内层d轨道不参与成键属外轨型配合物离子性强dsp2杂化平面正方形有2个未成对电子d 电子不重排=0BM无成单电子d 电子重排内层d轨

4、道参与成键属内轨型配合物 共价性强8.2 配位化合物第12页第12页4d 3d4s4p4dsp3d2 杂化6个F- 离子孤对电子正八面体空间构型=5.26BM n=4Co3+8.2 配位化合物6F-Co3+ 3d6 六配位配合物 第13页第13页CoF-F-F-F-F-F- CoF63- 配离子为正八面体结构 CoF63- 配离子中Co采用sp3d2 杂化，d 电子未重排，为外轨型配合物 8.2 配位化合物第14页第14页Co3+d2sp3 杂化正八面体3d4s4p4d6个NH3 中N原子孤对电子空间构型=0BM n=08.2 配位化合物6NH3第15页第15页 Co(NH3)63+也为正八面

5、体结构 Co(NH3)63+配离子中Co采用d2sp3 杂化，d 电子发生重排，为内轨型CoNH3NH3NH3NH3NH3NH38.2 配位化合物第16页第16页sp3d2 杂化正八面体外轨型配合物d2sp3 杂化正八面体内轨型配合物8.2 配位化合物第17页第17页配位数 杂化类型 配离子空间构型246spsp3dsp2sp3d2d2sp3正四周体平面正方形正八面体直线形8.2 配位化合物第18页第18页实测配合物n中心离子(原子)电子构型杂化类型配合物空间构型(内轨型，外轨型)小结：8.2 配位化合物第19页第19页价键理论成功之处：能成功地解释配合物磁性、稳定性与空间构型。不足： 由于没

6、有考虑到配体对中心离子轨道能量影响，因此不能解释配合物一些性质（如颜色等）；不能定量阐明配合物稳定性；不能解释内轨型、外轨型配合物产生原因8.2 配位化合物第20页第20页解 (1) n = 5.06 ，靠近于5由计算因此 n = 5 (2)Fe3+ 3d5Fe3+例：试验测得 磁矩为5.98BM，试据 此推测: (1) 未成对电子数 (2) 中心离子杂化 轨道类型 (3) 空间构型 (4) 属内轨型还是外 轨型配合物 3d8.2 配位化合物第21页第21页Fe3+ 3dsp3d2 杂化6个F- 离子孤对电子(3) 空间构型正八面体(4)外轨型配合物8.2 配位化合物F-第22页第22页3.

7、配离子在溶液中稳定性+ NaOHAgNO3+NaClAgCl沉淀Ag(NH3)2+ KI无Ag2O沉淀有AgI沉淀8.2 配位化合物Ag(NH3)2+ Ag+ + 2NH3解离配合第23页第23页用 表示1) 配离子解离平衡(1) 不稳定常数表示办法Ag(NH3)2+ Ag+ + 2NH3 称为不稳定常数越大， 配离子越易解离8.2 配位化合物第24页第24页Ag(NH3)2+ Ag(NH3)+ + NH3配离子解离是分步进行Ag(NH3)+ Ag+ + NH38.2 配位化合物第25页第25页Ag(NH3)2+ Ag+ + 2NH38.2 配位化合物而 Ag+ + 2NH3 Ag(NH3)2

8、+第26页第26页例: 在40.0ml 0.10 molL1AgNO3溶液和20.0ml 6.00 molL1氨水混合并稀释至100ml ,计 算达到平衡时溶液中Ag+、Ag(NH3)2+、 NH3浓度 (已知Ag(NH3)2+ =8.9110-8) (2) 配离子平衡浓度计算解混合后8.2 配位化合物第27页第27页假定AgNO3解离所得Ag+因有过量NH3而完全生成Ag(NH3)2+则剩余NH3浓度Ag(NH3)2+ Ag+ + 2NH3平衡浓度/ molL 0.040-x x 1.12+2x8.2 配位化合物第28页第28页因此8.2 配位化合物第29页第29页例: 1.0L 6.0mo

9、lL1氨水溶液中溶解0.10mol CuSO4 1) 求溶液中各组分浓度。 2) 若在此溶液中 a) 加1.0 molNaOH 10ml，有无Cu(OH)2沉淀析出？ b) 加入0.10 molNa2S1.0ml,有无CuS沉淀析出？已知Cu(NH3)42+ =4.7910-14 8.2 配位化合物解:1) 假定CuSO4解离所得Cu2+因有过量NH3 而完全生成Cu(NH3)42+则第30页第30页Cu(NH3)42+ Cu2+ + 4NH3平衡浓度/ molL 0.1-x x 5.60+4x剩余NH3浓度8.2 配位化合物第31页第31页8.2 配位化合物则a) 加入NaOH后2)无Cu(

10、OH)2 沉淀析出第32页第32页则有CuS 沉淀析出b) 加入Na2S后8.2 配位化合物第33页第33页AgCl + 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl-H+ HNO3AgCl + 2NH4+2) 配位平衡移动(1) 配位平衡和酸碱平衡 实质是H+和Ag+争夺NH3过程。这种由于溶液酸度增大（pH ）而造成配离子稳定性下降现象称为酸效应。8.2 配位化合物第34页第34页 Cu(NH3)42+ Cu2+ + 4NH3FeF63- Fe3+ + 6F-NH3 + H+ = NH4+ 总反应方程式: Cu(NH3)42+ + 4H+ = Cu2+ 4NH4+F- + H+ = H F 总反

11、应方程式: FeF63- + 6H+ = Fe3+ + 6HF又如:8.2 配位化合物第35页第35页银化合物沉淀与溶解Ag+Ag2CO3NaHCO3Ag2ONaOHAgClNaClAg(NH3)2+NH3H2ONaBrAgBrNa2S2O3Ag(S2O3)23-KIAgINa2SAg2S8.2 配位化合物(2) 配位平衡与沉淀溶解平衡第36页第36页Ag+ + Cl- AgClAgCl + 2 NH3 Ag(NH3)2+ + Cl-Ag(NH3)2+ + I- AgI + 2NH3 8.2 配位化合物例：在1.0L0.10 molL1AgNO3溶液中加入0.10 molL1KCl生成AgCl

12、沉淀。若要使AgCl沉淀正好溶解，则溶液中NH3浓度至少为多少？已知解： AgCl + 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl- =?第37页第37页8.2 配位化合物 AgCl + 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl- AgCl Ag+ + Cl- Ag+ + 2NH3 Ag(NH3)2+第38页第38页 AgCl + 2NH3Ag(NH3)2+ + Cl-平衡浓度/ molL-1 x 0.10 0.108.2 配位化合物即因此 NH3 总浓度至少为：由于AgCl完全溶解，因此第39页第39页8.2 配位化合物例：在上述已溶解了AgCl溶液中，加入0.10 molKI，有无AgI沉淀生成

13、？已知 AgCl溶解后，溶液中解： 则 为： Ag(NH3)2+ Ag+ + 2NH3 平衡浓度/molL-1 0.10-x x 2.24+2x第40页第40页8.2 配位化合物加入 有AgI沉淀生成第41页第41页平衡向哪个方向转化，主要与沉淀剂(Cl-、I-)和配位剂(NH3)对金属离子(Ag+)争夺能力及浓度相关，由 和难溶物 计算得哪一个能使金属离子浓度降得更低，平衡便向哪个方向转化通过计算阐明：8.2 配位化合物第42页第42页(3) 配离子之间平衡8.2 配位化合物+ NaF(s)Fe3+SCN-Fe(SCN)63-FeF63-配离子转化反应：Fe(SCN)63- + 6F- Fe

14、F63- + 6SCN-(血红色)(无色)第43页第43页依据多重平衡规则 Fe(SCN)63- Fe3+ + 6SCN-8.2 配位化合物 Fe3+ + 6F- FeF63-很大，此转化反应很完全Fe(SCN)63- + 6F- FeF63- + 6SCN-第44页第44页由此可见:8.2 配位化合物配离子转化决定于配离子稳定性大小，普通向生成更稳定配离子方向转化第45页第45页1) 在元素分析中应用4. 配合物应用 鉴定Co2+Fe3+ + 6SCN-Fe(SCN)63- （血红色） Fe(NCS)63- + 6F- FeF63- + 6NCS-Co2+ + 4SCN- Co(SCN)42- （丙酮中呈鲜蓝色）8.2 配位化合物第46页第46页4Fe3+3Fe(CN)64- = Fe4Fe(CN)63 (蓝色)3Fe2+ + 2Fe(CN)63- = Fe3Fe(CN)62