配位化学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

1 10.1 配位化合物基本概念配位化合物基本概念三、三、配位化合物命名配位化合物命名一、一、配位化合物定义和组成配位化合物定义和组成二、二、配位化合物类型配位化合物类型第1页2一、一、配合物及其组成配合物及其组成 例：以下三种复杂化合物例：以下三种复杂化合物 AgCl2NH3 A CuSO44NH3 B KClMgCl26H2O C溶于水后：溶于水后：AgCl2NH3 Ag(NH3)2+Cl-CuSO44NH3 Cu(NH3)42+SO42-KClMgCl2 6H2O K+Mg2+3Cl-+6H2O 1、配合物定义：含有配离子（、配合物定义：含有配离子（配位单元配位单元）化合物）化合物配合物配合物复盐复盐第2页3 组组成成为为CoCl36NH3化化合合物物第第一一次次制制备备出出时时，人人们们认认为为 它它是是由由两两个个简简单单化化合合物物(CoCl3和和NH3)形形成成一一个个新新类类型型化化合合物物。令令化化学学家家迷迷惑惑不不解解:既既然然简简单单化化合合物物中中原原子子都都已已满满足足了了各各自自化化合合价价,是是什什么么驱驱动动力力促促使使它它们们之之间间形形成成新新一一类类化化合合物物?因因为为人人们们不不了了解解成成键键作作用用本本质质,故故将将其其称称之之为为“复杂化合物复杂化合物”。1893年维尔纳(Werner A)教授对这类化合物本性提出了天才看法,被后人称为维尔纳配位学说。维尔纳取得19诺贝尔化学奖。第3页4 Werner A 供供职职于于苏苏黎黎世世大大学学。他他学学说说深深深深地地影影响响着着 20 世世纪纪无无机机化化学和化学键理论发展学和化学键理论发展。维尔纳维尔纳(18661919)第4页51798年塔索尔特制备出CoCl36NH3之后1间,化学家们一直试图解开这类化合物成键本质之谜。约尔更生(S M Jorgensen，1837-1914)提出了一个链理论。以后，维尔纳用假设和试验证实了自己理论正确，并取得了19诺贝尔化学奖。而约尔更生做了一个有诚信科学家应该做事:发表了试验结果,说明自己理论是错。维尔纳与约尔更生：维尔纳与约尔更生：一场学术争论中故事一场学术争论中故事维尔纳与约尔更生：维尔纳与约尔更生：一场学术争论中故事一场学术争论中故事第5页62、配合物组成、配合物组成Cu(NH3)4 2+SO4 2-配位体配位体 L内界内界外界外界又又称配离子称配离子，是配合物主要特征部分，是配合物主要特征部分内、外界之间内、外界之间以以离子键离子键结合结合（2）与中心离子之间以）与中心离子之间以配位键配位键结合分子或阴离子结合分子或阴离子配位体必须有配位体必须有孤对电子孤对电子，做电子，做电子给予体给予体中心离子必须中心离子必须有空轨道有空轨道，做电子，做电子接收体接收体特点特点（1）位于配离子中心位置）位于配离子中心位置普通为普通为金属离子和原子金属离子和原子中心离子中心离子中心形成体中心形成体也有少数是非金属元素，比如：也有少数是非金属元素，比如：Cu2+，Ag+，Fe3+比如：比如：F，Cl，Br，I，OH，CN，H2O，NH3，CO,NO2,ONO,SCN,NCS第6页7Cu(NH3)42+SO4 2-配位原子配位原子配体数配体数配离子电荷数配离子电荷数注意：配位数是否等于配体数？注意：配位数是否等于配体数？（3）配离子电荷）配离子电荷:内界所含有电荷，是中心形成体电内界所含有电荷，是中心形成体电荷与配位体电荷代数和。荷与配位体电荷代数和。（4）配位原子）配位原子:配位体中直接与配位体中直接与 形成配位键原子形成配位键原子（6）配位数）配位数:与与 直接连接配位原子个数直接连接配位原子个数（5）配体数）配体数:与与 直接连接配位体个数直接连接配位体个数第7页8（7）配位体基数：）配位体基数：配位体中提供配位原子个数配位体中提供配位原子个数乙二胺（乙二胺（en）单基单基(齿齿)配位体配位体:配位体中只有一个配位原子配位体中只有一个配位原子多基多基(齿齿)配位体配位体:含有两个或多个配位原子配位体含有两个或多个配位原子配位体比如：比如：F，Cl，Br，I，OH，CN，H2O，NH3，CO,NO2,ONO,SCN,NCS乙二酸根（草酸根）乙二酸根（草酸根）O OC CO O2 第8页9乙二胺四乙酸根乙二胺四乙酸根 EDTA（Y4）4 第9页10（8）配位数计算）配位数计算单基单基(齿齿)配体：配体：中心离子配位数等于配位体数目中心离子配位数等于配位体数目多基多基(齿齿)配体：配体：中心离子中心离子配位数等于配位体数目与配体基配位数等于配位体数目与配体基数乘积数乘积 Cu2+配位数等于配位数等于4。比如：2+第10页11比如：比如：单齿配体单齿配体多齿配体多齿配体4131412 22 6326166第11页122、螯合物：、螯合物：由多基配体与中心离子形成含有环状结构配由多基配体与中心离子形成含有环状结构配合物称为螯合物合物称为螯合物螯螯合合物物中中环环称称为为螯螯环环。多多基基配配位位体体又又称称为为螯螯合合剂剂。中中心心离离子与螯合剂个数之比称为子与螯合剂个数之比称为螯合比螯合比1、简单配合物：一个中心离子，每个配体均为单齿配体、简单配合物：一个中心离子，每个配体均为单齿配体二、配合物类型二、配合物类型(types)如如做螯合剂条件做螯合剂条件:(1)一一个个螯螯合合剂剂分分子子能能够够提提供供两两个个或或两两个个以以上上配配位位原原子子同同时与中心离子结合时与中心离子结合(2)两个配位原子之间由两个配位原子之间由23个个其它原子隔开。其它原子隔开。第12页13螯合物含有特殊稳定性，其中又以五元环、六元环螯合物含有特殊稳定性，其中又以五元环、六元环最稳定，环越多越稳定。最稳定，环越多越稳定。例：例：Cu(en)22+中，螯合比中，螯合比=12 Zn(EDTA)2-中，中，螯合比螯合比=11第13页14Ca(EDTA)2或CaY2Ca2+配位数为配位数为6，配，配位原子分别是位原子分别是4个个O，2个个N。练习练习 P64：7 自己处理自己处理第14页15（1）内界（配离子）命名）内界（配离子）命名用一、二、三用一、二、三.表示表示用罗马数字（用罗马数字（I、II、III)表示表示 命名次序为：命名次序为：配体数配体数 配体名配体名 合合 中心离子中心离子(标出氧化数标出氧化数)若存在各种配位体若存在各种配位体:如如六氨合钴六氨合钴(III)如如不一样配体名称之间以不一样配体名称之间以“”分开，分开，配体先后次序怎样呢？配体先后次序怎样呢？三、配位化合物命名三、配位化合物命名 第15页16配体次序：配体次序：A、先离子后分子、先离子后分子，比如：比如：Cl、NH3、NH2OH、H2O、enB、同是离子或同是分子，先无机后有机、同是离子或同是分子，先无机后有机，C、同是离子又都是无机或有机，同是分子又都是无机或、同是离子又都是无机或有机，同是分子又都是无机或有机按有机按配位原子配位原子元素符号元素符号首个英文字母首个英文字母次序排列次序排列，D、配位原子相同，配体所含原子少者在先、配位原子相同，配体所含原子少者在先；E、配位原子相同，且配体中含原子数目又相同，配位原子相同，且配体中含原子数目又相同，按与配按与配位原子直接相连原子元素符号首个英文字母次序排列位原子直接相连原子元素符号首个英文字母次序排列第16页17酸：酸：酸酸碱：氢氧化碱：氢氧化盐：先阴离子后阳离子，简单酸根加盐：先阴离子后阳离子，简单酸根加“化化”字，复字，复杂酸根加杂酸根加“酸酸”字。字。（2）整个配合物命名）整个配合物命名Ag(NH3)2OHH2SiF6Co(NH3)4(NO2)Cl CO3Co(en)(NO2)2Cl2Cl第17页18（2）实例）实例二硫代硫酸根合银（二硫代硫酸根合银（I）酸钾）酸钾。氢氧化四氨合铜氢氧化四氨合铜()硫酸四氨合铜硫酸四氨合铜()氯化五氨氯化五氨一水合钴一水合钴()碳酸一氯碳酸一氯一硝基一硝基四氨合铂四氨合铂()二氯二氯二硝基二硝基一一乙二胺合铬乙二胺合铬()六氰合铁六氰合铁()酸钾酸钾 六氰合铁六氰合铁()酸亚铁酸亚铁 六氟合硅六氟合硅()酸钠酸钠 四羟基合锌四羟基合锌()酸钾酸钾 四羰基合镍四羰基合镍K3Ag(S2O3)2Cu(NH3)4(OH)2Cu(NH3)4SO4Co(NH3)5H2OCl3Pt(NH3)4(NO2)Cl CO3Cr(en)(NO2)2Cl2-K3Fe(CN)6Fe3Fe(CN)62Na2SiF6K2Zn(OH)4Ni(CO)4第18页19 10.3 配位平衡配位平衡一一、配离子稳定常数配离子稳定常数二、二、配位平衡移动配位平衡移动第19页20一、配位平衡常数一、配位平衡常数1、稳定常数稳定常数反应：反应：平衡时平衡时称为配离子称为配离子稳定常数稳定常数第20页212、配离子稳定性判断配离子稳定性判断(2)配离子浓度不一样或配体数不一样，计算中心离子浓度，配离子浓度不一样或配体数不一样，计算中心离子浓度，中心离子浓度越小，配离子越稳定中心离子浓度越小，配离子越稳定(3)螯合效应：螯合离子比对应配离子稳定性强现象螯合效应：螯合离子比对应配离子稳定性强现象练习练习 P64：6;P63：3(1)配离子浓度相同且配体数相同，配离子浓度相同且配体数相同，越大，稳定性越强越大，稳定性越强第21页22 例例：分分 别别 计计 算算 0.1mol/L Ag(NH3)2+和和 0.1mol/LAg(CN)2-中中Ag+浓浓度度，并并说说明明 Ag(NH3)2+和和 Ag(CN)2-稳定性。稳定性。3、配位平衡计算配位平衡计算第22页23初始：初始：0 0 0.1 molL-1平衡：真平衡：真 x 2x 0.1-x平衡：近平衡：近 x 2x 0.1 解：解：Ag+2NH3 Ag(NH3)2+第23页24Ag+2CN-Ag(CN)2-初始：初始：0 0 0.1 molL-1平衡：真平衡：真 y 2y 0.1-y平衡：近平衡：近 y 2y 0.1 第24页25二、二、配位平衡移动配位平衡移动 1.配位体浓度影响配位体浓度影响例例：若若在在 0.1mol/L Ag(NH3)2+中中通通入入氨氨，使使氨氨浓浓度度为为1mol/L，此时溶液中，此时溶液中 Ag+浓度是多少？浓度是多少？初始：初始：1 0.1 molL-1平衡：真平衡：真 x 1+2x 0.1-x平衡：近平衡：近 x 1 0.1解：解：Ag+2NH3 Ag(NH3)2+第25页260.1-x 0.1，1+2x1x=9.910-9 (molL-1)2.酸度影响酸度影响Fe3+6F-FeF63-+3OH-6H+Fe(OH)3 6HF第26页27 FeF63-+6H+Fe3+6HF 3.配位平衡与沉淀平衡配位平衡与沉淀平衡 AgCl(s)+2NH3 Ag(NH3)2+Cl-第27页28例：若使例：若使 0.1mol AgCl 溶解于溶解于1升氨水中，氨水浓度最少升氨水中，氨水浓度最少为多少？为多少？始始 0.1 y 0 0 反应后反应后 0 y-0.2 0.1 0.1 平衡：平衡：x=y-0.2 0.1 0.1 氨水初浓度氨水初浓度=2.2+0.2=2.4 molL-3解：解：AgCl(s)+2NH3 Ag(NH3)2+Cl-第28页29例例：若若使使 0.1mol AgI 溶溶解解于于1升升氨氨水水中中，氨氨水水浓浓度度最最少少为为 多少？多少？解：解：AgI(s)+2NH3 Ag(NH3)2+I-平：平：x 0.1 0.1 AgI不能溶解于氨水。不能溶解于氨水。第29页30例例：若若使使 0.1mol AgI 溶溶解解于于1升升 KCN 溶溶液液中中，KCN浓浓度最少为度最少为 多少？多少？解：解：AgI(s)+2CN-Ag(CN)2-+I-平衡：平衡：y 0.1 0.1 KCN初浓度初浓度=3.010-4+0.20.21molL-第30页31例：将例：将 0.2molL-1 Ag(NH3)2+与等体积与等体积.2molL-1 KBr溶溶液混合，有没有液混合，有没有AgBr沉淀生成？沉淀生成？解：解：Ag+2NH3 Ag(NH3)2+平衡：真平衡：真 x 2x 0.1-x平衡：近平衡：近 x 2x 0.1x=1.1410-3 molL-1 第31页32c(Br-)=0.1molL-14.配位平衡与氧化还原平衡配位平衡与氧化还原平衡 2Fe3+12SCN-2Fe(SCN)63-血红血红 +Sn2+2Fe2+Sn4+2Fe(SCN)63-+Sn2+2Fe2+Sn4+12SCN-c(Ag+)c(Br-)=1.1410-4 (AgBr)有有AgBr沉淀生成沉淀生成第32页33 2Fe3+2I-2Fe2+I2 I2+I-I3-(红棕色红棕色)+12F-2FeF63-(无色无色)2Fe2+I2+12F-2FeF63-3-+2I-5.配合物之间转化配合物之间转化 Fe(SCN)3+6F-FeF63-+3SCN-血红血红 无色无色:4.4105 1.01016第33页34FeF63-+3C2O42-Fe(C2O4)33-+6F-黄色黄色=1.58 1020第34页