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文檔簡介
2025/4/141第八章配位化合物與配位滴定第八章配位化合物2025/4/142第八章配位化合物與配位滴定
8.1配位化合物的組成和命名
8.2
配位化合物的化學健理論8.4配離子在溶液中的解離平衡8.3*配位化合物的類型和異構化8.5配位化合物的重要性
2025/4/143第八章配位化合物與配位滴定
(1)掌握配位化合物的定義、組成、和命名。(2)了解配位化合物的分類和異構現象。(3)掌握配位化合物價健理論,了解晶體場理論的基本要點。(4)掌握配位平衡和配位平衡常數的意義及其有關計算,理解配位平衡的移動及與其他平衡的關系。學習要求2025/4/144第八章配位化合物與配位滴定8.1配位化合物的組成和命名
葉綠素分子的骨架2025/4/145第八章配位化合物與配位滴定?CuSO4NaOH有藍色CuOH沉淀
有Cu2+1.NH32.NaOH無沉淀生成
無Cu2+Cu2+哪里去了2025/4/146第八章配位化合物與配位滴定中心離子(形成體)配位體配位數內界配離子外界離子2025/4/147第八章配位化合物與配位滴定8.1.1配位化合物的組成形成體——中心離子或中心原子,具有能接受孤電子對的空軌道的原子或離子。絕大多數為金屬離子,如:
Fe3+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Ag+等少數為非金屬離子,如:B3+:[BF4]
;Si4+:[SiF6]2
;金屬原子,如:Ni、Fe等2025/4/148第八章配位化合物與配位滴定2.配位體和配位原子配位體:簡稱配體,與形成體結合的離子或中性分子;配位原子:配體中提供孤電子對并與形成體形成配位鍵的原子;單齒配體:只含一個配位原子的配體;多齒配體:含兩個或兩個以上配位原子的配體;含多齒配體的配合物稱螯合物。2025/4/149第八章配位化合物與配位滴定2025/4/1410第八章配位化合物與配位滴定
常見單齒配體中性分子配體H2O水NH3氨CO羰基CH3NH2甲胺配位原子ONCN陰離子配體F-氟Cl-
氯Br-溴I-碘OH-
羥基CN-氰NO2-硝基配位原子FClBrIOCN陰離子配體ONO
亞硝酸根SCN
硫氰酸根NCS
異硫氰酸根配位原子OSN2025/4/1411第八章配位化合物與配位滴定常見多齒配體分子式名稱縮寫符號草酸根(OX)乙二胺(en)鄰菲羅啉(o-phen)聯吡啶(bpy)乙二胺四乙酸(H4edta)2025/4/1412第八章配位化合物與配位滴定3.配位數
與形成體形成配位鍵的配位原子總數配合物 配位體配位原子配位數[Cu(NH3)4]2+ NH3,單齒N4[Co(NH3)3Cl3]Cl-,NH3單齒Cl,N6[Cu(en)2]2+ en雙齒N4單齒配體:配位數=配體數多齒配體:配位數≠配體數中心離子電荷+1+2+3+4常見配位數24(或6)6(或4)6(或8)2025/4/1413第八章配位化合物與配位滴定4.配離子的電荷只有內界無外界,電荷為零配離子電荷=形成體與配體電荷的代數和
=外界離子的電荷的負值2025/4/1414第八章配位化合物與配位滴定8.1.2配位化合物的命名配合物的命名同無機化合物:陰離子在前,陽離子在后;配陽離子
[Co(NH3)6]Br3
三溴化六氨合鈷(Ⅲ)[Co(NH3)2(en)2](NO3)3
硝酸二氨·二(乙二胺)合鈷(Ⅲ)配陰離子
K2[SiF6]六氟合硅(Ⅳ)酸鉀配位數—配體名稱—合—中心離子(羅馬數字表示氧化數)
配體數用二、三等中文數字表示;配體間用圓點“·”分開,也可省略;
配體次序:先陰離子、后中性配體;先無機、后有機配體;陰離子次序:簡單離子——復雜離子——有機酸根離子。中性分子次序:按配位原子元素符號的英文字母順序排列。2025/4/1415第八章配位化合物與配位滴定1.配陰離子配合物
K2[SiF6]六氟合硅(Ⅳ)酸鉀
Na[Co(CO)4]四羰基合鈷(-Ⅰ)酸鈉2.配陽離子配合物
[Co(NH3)5H2O]Br3
三溴化五氨·一水合鈷(Ⅲ)[Co(NH3)2(en)2](NO3)3
硝酸二氨·二(乙二胺)合鈷(Ⅲ)3.中性配合物
[PtCl2(NH3)2]二氯·二氨合鉑(Ⅱ)[Ni(CO)4]四羰基合鎳
配體名稱
ONO亞硝酸根
NO2
硝基
SCN硫氰酸根
NCS異硫氰酸根
CO羰基
OH羥基2025/4/1416第八章配位化合物與配位滴定8.2配位化合物的化學健理論
8.2.1配位化合物的價健理論理論要點(2點)
1.配合物的中心離子M同配體L之間以配位鍵結合,表示為:M←L
配位原子提供孤對電子,中心離子提供空軌道。
2.中心離子用能量相近的空軌道雜化,以雜化的空軌道與配體形成配位鍵。配位離子的空間結構、配位數、穩定性等,主要決定于雜化軌道的數目和雜化類型。2025/4/1417第八章配位化合物與配位滴定
配位數價電子構型雜化軌道空間構形實例
24d10sp直線型Ag(CN)2
35d10sp2
平面三角型HgI3
43d10sp3
正四面體型Zn(NH3)42+
45d8dsp2
平面正方型PtCl42-
53d7dsp3
三角雙錐[Co(CN)5]3-
63d5sp3d2
正八面體FeF63-63d5d2sp3
正八面體Fe(CN)63-
配合物的雜化軌道和空間構型2025/4/1418第八章配位化合物與配位滴定常見的配合物的結構2025/4/1419第八章配位化合物與配位滴定內軌型配合物由次外層(n-1)d軌道與最外層ns、np軌道雜化所形成的配位化合物稱為內軌型配合物。該類配合物鍵能大,穩定性高。2025/4/1420第八章配位化合物與配位滴定[Fe(CN)6]3
為正八面體結構Fe3+3d4s4p[Fe(CN)6]3
d2sp3雜化CN
CN
CN
CN
CN
CN
2025/4/1421第八章配位化合物與配位滴定外軌型配合物全部由最外層ns、np、nd軌道雜化所形成的配位化合物稱外軌型配合物,該類配合物鍵能小,穩定性較低。2025/4/1422第八章配位化合物與配位滴定[FeF6]3
為正八面體結構
Fe3+3d4s4p4d···[FeF6]3
sp3d2雜化F-F-F-F-F-F-2025/4/1423第八章配位化合物與配位滴定形成外軌型或內軌型的影響因素(2個方面)中心離子的價電層結構中心離子內層d軌道已全滿,只能形成外軌型配合物。如Zn2+(3d10)、Ag+(3d10);
中心離子為d1
、d2、d3型,如Cr3+,有空(n
1)d
軌道,(n
1)d2nsnp3易形成內軌型。
中心離子內層d軌道為d4~d9,內外軌型配離子都可形成,決定于配位體的類型。2025/4/1424第八章配位化合物與配位滴定(2)
配位體CN–、CO、NO2–等配體易形成內軌型;F–
、H2O、OH
等配體易形成外軌型;
NH3、Cl
兩種類型都可能形成,與中心離子有關。2025/4/1425第八章配位化合物與配位滴定內、外軌型配合物的確定:磁矩的測定
n(未成對電子數)012345
(理)/B.M.01.732.833.874.905.92
[FeF6]3
[Fe(CN)6]3
/B.M.5.902.0n(未成對電子數)51Fe3+的d電子構型3d5雜化軌道類型sp3d2d2sp3配合物類型外軌型內軌型
2025/4/1426第八章配位化合物與配位滴定自由的Fe2+電子層結構:n=4,有磁性正八面體,內軌型
*配合物幾何構型實例Cu+價層電子結構為3d4s4p
Cl-[CuCl3]2
平面三角型3dsp2NH3[Hg(NH3)2]2+直線型Hg2+價層電子結構為5d6s6p5dsp
3dsp3
NH3Ni2+價層電子結構為3d4s4p[Ni(NH3)4]2+正四面體[Ni(CN)4]2
平面正方形Ni2+價層電子結構為3d4s4p3ddsp2
CN
3ddsp3
COFe價層電子結構為3d4s4p[Fe(CO)5]三角雙錐型
F-[CoF6]3
正八面體型sp3d23dCo3+價層電子結構為3d4s4p4d3dd2sp3[Co(CN)6]3
正八面體2025/4/1431第八章配位化合物與配位滴定優點:簡單明了,易于理解和接受。可以解釋配離子的幾何構型及某些化學性質和磁性等。缺點:不能定量地說明配合物的性質。如不能解釋配離子的顏色等。
價鍵理論的優缺點2025/4/1432第八章配位化合物與配位滴定8.2.2晶體場理論中心思想——靜電理論視中心離子和配體為點電荷,帶正電荷的中心離子和帶負電荷的配體以靜電相互吸引,配體間相互排斥。考慮帶負電的配體對中心離子最外層的電子的排斥作用,把配體對中心離子產生的靜電場叫作晶體場。2025/4/1433第八章配位化合物與配位滴定1.基本要點(3個方面)中心離子和配體之間僅有靜電的相互吸引和排斥作用。中心離子的5個能量相同的d軌道受周圍配體負電場的排斥作用程度不同,發生能級分裂,有的軌道能量升高,有的能量降低。由于d軌道的能級分裂,d軌道的電子需重新排布,使系統能量降低,即給配合物帶來了額外的穩定化能。2025/4/1434第八章配位化合物與配位滴定2.正八面體場中d軌道的能級分裂t2gE0E自由離子Es球形場中
八面體場egdxy
dxz
dyz
二軌道處于和配體迎頭相碰的位置,其電子受到靜電斥力較大,能量升高。dxy、dxz、dyz三軌道插在配體的空隙中間,其電子受到靜電斥力較小,能量比前二軌道低。t2gE0E自由離子Es球形場中
八面體場egdxy
dxz
dyz2025/4/1437第八章配位化合物與配位滴定d
軌道在正八面體場內的能級分裂晶體場分裂能:分裂后最高能級eg和最低能級t2g之間的能量差,用Δo或10Dq表示。晶體場越強,d軌道能級分裂程度越大。
o2025/4/1438第八章配位化合物與配位滴定影響分裂能的因素(3點)1.對同一中心離子,不同的配體產生的晶體場分裂能Δo大小順序為:I-<Br-<Cl-~SCN-<F-<OH-<C2O42-<H2O<EDTA<NH3<SO32-<CN-~CO
該順序稱為“光譜化學序”;2.對于同一配體,同一金屬原子高氧化態離子的Δo
大于低價氧化態離子;3.在配體和金屬離子的價態相同時,Δo
的大小還與金屬離子所在的周期數有關,Δo
按下列順序增加:第一過渡系列元素<第二過渡系列元素<第三過渡系列元素2025/4/1439第八章配位化合物與配位滴定晶體場穩定化能(CFSE)
d電子在分裂后的d軌道上重新排布,配合物系統的能量降低,這個總能量的降低值,稱為晶體場穩定化能,用CFSE表示。CFSE越大,配合物越穩定。2025/4/1440第八章配位化合物與配位滴定晶體場穩定化能(CFSE)的計算根據能量守恒原理2E(eg)+3E(t2g)=0及E(eg)
E(t2g)=Δo有
E(eg)=+3/5Δo
;
E(t2g)=
2/5ΔoCFSE(八面體)=
2/5Δo
n(t2g)+3/5Δo·n(eg)=
[0.4n(t2g)
0.6n(eg)]Δo2025/4/1441第八章配位化合物與配位滴定2.晶體場理論的應用配合物的磁性配合物中心原子為d4、d5、d6、d7構型的電子有兩種可能的排布方式。現以d5型離子為例:
eg
↑
↑t2g
↑
↑
↑
↑↓
↑↓
↑
t2g3eg2
組態t2g5
組態
P–電子成對能,Δo–晶體場分裂能當P>Δo
時,形成高自旋型配合物:電子平行自旋程度較高,單電子數較多,磁性較強;當P
﹤
Δo時,形成低自旋型配合物:電子平行自旋程度較低,單電子數較少,磁性較低。2025/4/1442第八章配位化合物與配位滴定Fe3+d5型離子為例
[Fe(CN)6]3
CN
強場配體Δo>P,低自旋,磁性弱:
egt2g
↑↓
↑↓
↑
t2g5
組態[FeF6]3
F
弱場配體,P>Δo
,高自旋,強磁性:
eg
↑
↑t2g
↑
↑
↑t2g3eg2
組態2025/4/1443第八章配位化合物與配位滴定中心離子d電子在八面體場中的分布及其對應的晶體場穩定化能
dn
弱場
強場t2geg未成對電子數CFSEt2geg未成對電子數CFSEd1d2d3↑↑↑↑↑↑123
0.4Δo
0.8Δo
1.2Δo↑↑↑↑↑↑123
0.4Δo
0.8Δo
1.2Δod4d5d6d7↑↑↑↑↑↑↑↓↑↑↑↓↑↓↑↑↑↑↑↑↑↑4543
0.6Δo0.0Δo
0.4Δo
0.8Δo↑↓↑↑↑↓↑↓↑↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓
↑2101
1.6Δo
2.0Δo
2.4Δo
1.8Δod8d9d10↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↓↑↑↓↑↓210
1.2Δo
0.6Δo0.0Δo↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↓↑↑↓↑↓210
1.2Δo
0.6Δo0.0Δo2025/4/1444第八章配位化合物與配位滴定配合物的顏色
Δo=E(eg)–E(t2g)=h
=hc/
=hc
當d軌道未全滿時,配合物吸收可見光某一波長光,d電子從t2g
躍遷到eg
軌道(稱為d-d躍遷),配合物呈現吸收波長的互補色。[Ti(H2O)6]3+波長吸收率發生d-d躍遷:最大吸收峰在490nm(藍綠光)處,所以呈紫紅色。能量/(kJ·mol-1)301241199169151波長/nm400500600700800光區不可見可見不可見被吸收的顏色紫外區紫藍綠黃橙紅紅外區觀察到的顏色無色黃綠黃紫紅藍綠藍藍綠無色2025/4/1446第八章配位化合物與配位滴定
過渡金屬的水合離子,雖配體相同,但eg與t2g
軌道的能級差不同,發生d~d躍遷時吸收可見光波長不同,所以其水溶液具有不同的顏色:
d1d2d3d4d5
Ti(H2O)63+V(H2O)63+Cr(H2O)63+Cr(H2O)62+Mn(H2O)62+
紫紅綠紫天藍肉紅
d6d7d8d9
Fe(H2O)62+Co(H2O)62+Ni(H2O)62+Cu(H2O)42+
淡綠粉紅綠藍中心離子d軌道全空(d0)或全滿(d10)時,不能發生d~d躍遷,其水合離子為無色。如:[Zn(H2O)6]2+、[Sc(H2O)6]3+2025/4/1447第八章配位化合物與配位滴定8.3*配位化合物的類型和異構化8.3.1配位化合物的類型(包括:簡單配合物,螯合物,多核配合物,羰合物,原子簇化合物,夾心配合物,大環配合物……)
1.簡單配合物簡單配合物是一類由單基配體與單個形成體直接配位形成的配合物,是一類最常見的配合物,如:[Ag(NH3)2]+、[CoCl3(NH3)3]
等2025/4/1448第八章配位化合物與配位滴定
一類由中心原子與多基配體形成的配合物,具有環狀結構,稱為螯合物
(chelatecompound)
2.
螯合物2025/4/1449第八章配位化合物與配位滴定
螯合比:螯合物中,中心離子與螯合劑分子(或離子)數目之比。多基配體中兩個或兩個以上能給出孤電子對的原子應間隔兩個或三個其它原子。因為這樣才有可能形成穩定的五原子環或六原子環。例如聯氨分子H2N—NH2,雖然有兩個配位氮原子,但中間沒有間隔其他原子,它與金屬離子配位后只能形成一個三原子環,環的張力很大故不能形成螯合物。2025/4/1450第八章配位化合物與配位滴定
螯合效應:由于整環的形成而使螯合物具有的特殊的穩定性。如下列反應:
(1)[Ni(H2O)6]2++6NH3[Ni(NH3)6]2++6H2O(2)
[Ni(H2O)6]2++3en[Ni(en)3]2++6H2O它們的K
f分別為:9.1
107和3.9
1018
。
無環的[Ni(NH3)6]2+穩定性小于[Ni(en)3]2+;三個乙二胺分子與Ni2+配位形成三個五員環,穩定性顯著增加。
2025/4/1451第八章配位化合物與配位滴定
螯合效應的解釋由
G
=
RTlnKf
和
G
=
H
T
S
得
lnKf
=
S
/R
H
/RT
H
:反應熱效應,取決于反應前后鍵能的變化。上述兩個反應中都是六個O
Ni配位鍵斷裂,形成六個NNi配位鍵,因此H
相差不大。
S
:
反應的熵變。兩個反應熵值變化有很大的差別。反應(1)中:六個NH3取代了六個H2O,反應前后分子數不變,熵值變化不大。反應(2)中:一個乙二胺分子取代兩個水分子。反應前后溶液中可自由運動的粒子總數增加了,系統的熵值相應增大,其穩定常數值Kf
相應增大。2025/4/1452第八章配位化合物與配位滴定配離子
H
kJ
mol
1
G
kJ
mol
1T
S
kJ
mol
1lg
[M(NH3)2]2+或lg
[M(en)]2+[Zn(NH3)2]2+-28.1-28.70.425.01[Zn(en)]2+-27.7-35.27.546.15Cd(NH3)2]2+-29.8-28.3-1.554.97Cd(en)]2+-29.5-33.43.95.84Cu(NH3)2]2+-50.3-44.8-5.457.87Cu(en)]2+-61.2-62.81.6811.02一些配離子的熱力學數據2025/4/1453第八章配位化合物與配位滴定3.多核配合物
含有兩個或兩個以上中心原子的配合物稱多核配合物。兩個中心原子之間常以配體連接起來。可形成多核配合物的配體一般為-OH、-NH2、-O-,-O2-,Cl-等。這些配體中,有孤電子對數大于1的配位原子O,N,Cl等。μ-二羥基·八水合二鐵(Ⅲ)2025/4/1454第八章配位化合物與配位滴定4.羰合物
以CO為配體的配合物統稱為羰基配合物,簡稱羰合物。例如:Na[Co(CO)4],Ni(CO)4,[Mn(CO)5Br]等。羰合物中的形成體大多為低氧化態(
1,0,+1)的過渡金屬。
σ-π鍵(σ配位鍵和π反饋鍵)的協同作用
CO分子中的C原子上的孤對電子進入金屬離子空的d軌道形成σ配鍵,見圖(a)。CO空的π*軌道又可與金屬原子中滿電子的d軌道相互重疊形成π反饋鍵,這種σ配鍵和π反饋鍵的相互協同作用增強了M-C鍵的穩定性,這種作用稱為σ配位鍵和π反饋鍵的協同作用,見圖(b)。ab2025/4/1455第八章配位化合物與配位滴定5.原子簇化合物兩個或兩個以上的金屬原子以金屬-金屬(M-M)鍵直接結合而成的配合物叫原子簇化合物。按配體劃分,原子簇化合物可分為羰基簇、鹵素簇…等;按金屬原子數又可分為二核簇、三核簇、四核簇等。固氮酶的活性中心——鐵鉬蛋白即是簇合物:雙核簇合物[Re2Cl8]
2025/4/1456第八章配位化合物與配位滴定6.夾心配合物過渡金屬原子和具有離域л鍵(大л鍵)的分子或離子(如環戊二烯和苯等)形成的配合物稱為夾心配合物。中心離子被對稱地夾在與鍵軸垂直、相互平行的兩配體之間,具有夾心面包式的結構。
二茂鐵雙環戊二烯基合鐵(Ⅱ)2025/4/1457第八章配位化合物與配位滴定
7.大環配合物
在環狀骨架上含有O、N、S、P或As等多個配位原子的多齒配體所形成的配合物叫大環配合物。大環配合物的配體結構比較復雜,有環狀的冠醚、三維空間的穴醚和不同孔徑的球醚等。
葉綠素分子骨架血紅素B2025/4/1458第八章配位化合物與配位滴定
8.3.2配位化合物的異構現象
(包括:結構異構和立體異構)1.結構異構(包括解離、鍵合、水合和配位異構)
原子間連接方式不同引起的異構現象為結構異構。
(1)解離異構(陰離子在內、外界的位置不同引起的異構現象)
[CoSO4(NH3)5]Br(紅色)和
[CoBr(NH3)5]SO4(紫色)
(2)鍵合異構(化學式相同的配體以不同的配位原子配位引起的異構現象)
[Co(NO2)(NH3)5]Cl2
[Co(ONO)(NH3)5]Cl2
硝基:黃褐色、酸中穩定;
亞硝酸根:
紅褐色、酸中不穩定
NO2ONO2025/4/1459第八章配位化合物與配位滴定
水合異構由水分子在配合物內、外界的位置不同而形成的結構異構稱為水合異構。水合異構體常常具有不同的顏色。如[Cr(H2O)6]Cl3
紫色
[Cr(H2O)5]Cl3
H2O亮綠色
[CrCl2(H2O)4]Cl
2H2O暗綠色
配位異構
配陽離子和配陰離子的配體相互交換而形成的結構異構叫配位異構。例如[Co(en)3][Cr(ox)3]和[Cr(en)3][Co(ox)3]。en乙二胺;ox草酸根2025/4/1460第八章配位化合物與配位滴定2.立體異構配合物中,由于配體在空間的排布位置不同而產生的異構稱為立體異構。(包括:幾何異構和旋光異構)幾何異構
主要發生在配位數為4的平面正方形和配位數為6的正八面體配合物中。配體可以圍繞中心離子占據不同位置,形成順式(cis
)和反式(trans
)兩種異構體。
紫色綠色
2025/4/1461第八章配位化合物與配位滴定二氯二氨合鉑(Ⅱ)有順式和反式兩種異構體。它們的物理和化學性質不同,而且具有不同的生理活性。順式是橙黃色,能抑制DNA的復制,阻止癌細胞的分裂,有抗癌活性;反式是亮黃色,無抗癌活性。2025/4/1462第八章配位化合物與配位滴定旋光異構
指兩種異構體的對稱關系類似于人的左、右手,互成鏡象關系。2025/4/1463第八章配位化合物與配位滴定[PtBr2Cl(NH3)2H2O]的兩個旋光異構體在鏡面上互成鏡象,但不能疊合。具有旋光異構特性的分子叫手性分子。2025/4/1464第八章配位化合物與配位滴定2025/4/1465第八章配位化合物與配位滴定
具有旋光異構的配合物能使平面偏振光發生方向相反的偏轉,向左偏轉者稱為左旋體,用“l”表示,向右偏轉者稱為右旋體,用“d”表示。等量的左旋體和右旋體混合,旋光性互相抵消,稱為外消旋混合物。2025/4/1466第八章配位化合物與配位滴定8.4配離子在溶液中的解離平衡[Cu(NH3)4]SO4在水溶液中配合物的外界和內界完全解離[Cu(NH3)4]SO4
[Cu(NH3)4]2++SO42-
配離子部分解離[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH32025/4/1467第八章配位化合物與配位滴定穩定常數
(生成常數)2.不穩定常數8.4.1配位平衡常數[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3解離生成2025/4/1468第八章配位化合物與配位滴定逐級穩定常數金屬離子M能與配位劑L逐步形成MLn型配合物,每一步都有配位平衡和相應的穩定常數(逐級穩定常數Kf,n)
M+LML,第一級逐級穩定常數為
ML+LML2
,第二級逐級穩定常數為
MLn
1+LMLn
,第n級逐級穩定常數為
2025/4/1469第八章配位化合物與配位滴定
4.
累積穩定常數(β
n)
將逐級穩定常數依次相乘,可得到各級累積穩定常數。
最后一級累積穩定常數就是配合物的總的穩定常數:2025/4/1470第八章配位化合物與配位滴定
酸度的影響(包括配體的酸效應和金屬離子的水解效應)配體的酸效應:酸度增大引起配體濃度下降,導致配合物的穩定性降低的現象。
Fe3++6F-[FeF6]3-+6H+6HF總反應為:
[FeF6]3-+6H+Fe3++6HF
8.4.2配位平衡的移動2025/4/1471第八章配位化合物與配位滴定金屬離子的水解效應:
過渡元素的金屬離子,尤其在高氧化態時,都有顯著的水解作用。
Fe3++6F
[FeF6]3
+3OH
Fe(OH)3↓
增大溶液的酸度可抑制水解,防止游離金屬離子濃度的降低,有利于配離子的形成。
既要考慮配位體的酸效應,又要考慮金屬離子的水解效應,但通常以酸效應為主。2025/4/1472第八章配位化合物與配位滴定
2.
沉淀反應對配位平衡的影響
加入某種沉淀劑可與該配合物中的中心離子生成難溶化合物。例如:[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3+S2
CuS
總反應為:[Cu(NH3)4]2++S2
CuS
+4NH3
Kf越小,Ksp
越小,則生成沉淀的趨勢越大,2025/4/1473第八章配位化合物與配位滴定
加入配位劑使沉淀溶解
用濃氨水可將氯化銀溶解。沉淀物中的金屬離子與所加的配位劑形成了穩定的配合物,導致沉淀的溶解,其過程為:
AgCl(s)Ag++Cl-
+2NH3[Ag(NH3)2]+總反應:
AgCl(s)+2NH3[Ag(NH3)2]+
+2NH32025/4/1474第八章配位化合物與配位滴定例8-1
在1.00L氨水中溶解0.100molAgCl,問氨水的最初濃度至少應該是多少?解:溶解反應AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl
K
=K
f
K
sp=107.05
10
9.75=2.00
10
3
假定AgCl溶解全部轉化為[Ag(NH3)2]+,忽略[Ag(NH3)2]+的離解,則平衡時[Ag(NH3)2]+的濃度為0.100mol·L1,C1
的濃度為0.100mol
L1。代入上式得:
解得平衡時c(NH3)=2.25mol
L
1溶解的過程中消耗氨水的濃度為2×0.100=0.200mol·L1,氨水的最初濃度為2.25+0.200=2.45mol·L1
2025/4/1475第八章配位化合物與配位滴定例8-2
在0.1mol·L
1的[Ag(NH3)2]+溶液中加入KBr溶液,使KBr濃度達到0.1mol·L
1,有無AgBr沉淀生成?已知Kf{[Ag(NH3)2]+}=1.12
107,Ksp(AgBr)=5.0
10
13解:設[Ag(NH3)2]+配離子離解所生成的c(Ag+)=xmol·L
1,
Ag++2NH3=[Ag(NH3)2]+
平衡濃度/mol·L
1
x2x0.10
x[Ag(NH3)2]+解離度較小,故0.10
x
0.10,代入Kf表達式得
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