普通化学第八章省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

(1)中心离子中心离子 配位体配位体 配位键配位键配合物中，由配体中配位原子提供孤对电子进入配合物中，由配体中配位原子提供孤对电子进入中心离子中心离子(或原子或原子)空杂化轨道空杂化轨道重合形成配位键重合形成配位键2.配合物价键理论配合物价键理论1)关键点：关键点：可表示为可表示为 L ML-配体，孤对电子给予体配体，孤对电子给予体M-中心离子（或原子），中心离子（或原子），孤对电子接收体孤对电子接收体8.2 配位化合物配位化合物第1页(2)在在形形成成配配位位键键时时，中中心心金金属属离离子子能能量量相相近近空空轨轨道道先先杂杂化化成成能能量量相相等等，含含有有一一定定方方向向性性杂化轨道，故配合物有一定空间构型杂化轨道，故配合物有一定空间构型 8.2 配位化合物配位化合物第2页(1)磁性磁性2)杂化轨道和配合物空间构型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物质在外磁场中所表现出来性质8.2 配位化合物配位化合物 顺磁性物质顺磁性物质 反磁性物质反磁性物质 结构结构 有单电子有单电子 无单电子无单电子外磁场作用下外磁场作用下 电子自旋产生小磁电子自旋产生小磁 场，与外磁场方向场，与外磁场方向一致一致(被吸引被吸引)本身无磁场，外磁场本身无磁场，外磁场诱导产生磁场与外磁诱导产生磁场与外磁场方向相反场方向相反(被排斥被排斥)宏观性质宏观性质有磁性有磁性无磁性无磁性第3页分子反磁性试验分子反磁性试验8.2 配位化合物配位化合物第4页n越多，越多，越大越大 n=0 =0 n 1 2 3 4 5/BM 1.73 2.83 3.87 4.90 5.92磁性强弱怎样表示？磁性强弱怎样表示？用磁矩用磁矩表示表示，单位：玻尔磁子，单位：玻尔磁子n 未成对电子数未成对电子数8.2 配位化合物配位化合物第5页Ag+4d10 Ag+4d5s5p=0BM 无成单电子无成单电子(2)二配位配合物二配位配合物8.2 配位化合物配位化合物sp 杂化杂化2个个NH3 中中N原子孤对电子原子孤对电子2NH3Ag+离子空轨离子空轨道采取道采取sp杂化杂化：第6页直线形直线形空间构型空间构型8.2 配位化合物配位化合物结构示意图结构示意图第7页3d4s4psp3杂化杂化正四面体正四面体4个个NH3 中中N原子孤对电子原子孤对电子空间构型空间构型Ni2+=2.80BM n=28.2 配位化合物配位化合物4NH3四配位配合物四配位配合物Ni2+3d8第8页 Ni(NH3)42+配离子空间结构配离子空间结构8.2 配位化合物配位化合物第9页3d4s4pdsp2杂化杂化平面正方形平面正方形4个个CN-中中C原子孤对电子原子孤对电子空间构型空间构型=0BM n=0Ni2+8.2 配位化合物配位化合物4CN-4p第10页8.2 配位化合物配位化合物 Ni(CN)42-配离子空间结构配离子空间结构第11页 sp3杂化杂化和和比较比较正四面体正四面体 =2.80BM内层内层d轨道不参加成键轨道不参加成键属外轨型配合物属外轨型配合物离子性强离子性强dsp2杂化杂化平面正方形平面正方形有有2个未成对电子个未成对电子d 电子不重排电子不重排=0BM无成单电子无成单电子d 电子重排电子重排内层内层d轨道参加成键轨道参加成键属内轨型配合物属内轨型配合物 共价性强共价性强8.2 配位化合物配位化合物第12页4d 3d4s4p4dsp3d2 杂化杂化6个个F-离子孤对电子离子孤对电子正八面体正八面体空间构型空间构型=5.26BM n=4Co3+8.2 配位化合物配位化合物6F-Co3+3d6 六配位配合物六配位配合物 第13页CoCoF F-F F-F F-F F-F F-F F-CoFCoF6 6 3 3-配离子为正八面体结构配离子为正八面体结构配离子为正八面体结构配离子为正八面体结构 CoF63-配离子中配离子中Co采采取取sp3d2 杂化，杂化，d 电子未重电子未重排，为外轨型排，为外轨型配合物配合物 8.2 配位化合物配位化合物第14页Co3+d2sp3 杂化杂化正八面体正八面体3d4s4p4d6个个NH3 中中N原子孤对电子原子孤对电子空间构型空间构型=0BM n=08.2 配位化合物配位化合物6NH3第15页 Co(NHCo(NH3 3)6 6 3 3+也为正八面体结构也为正八面体结构也为正八面体结构也为正八面体结构 Co(NH3)63+配离子配离子中中Co采取采取d2sp3 杂化，杂化，d 电子发生重排，为内轨电子发生重排，为内轨型型CoCoNHNH3 3NHNH3 3NHNH3 3NHNH3 3NHNH3 3NHNH3 38.2 配位化合物配位化合物第16页sp3d2 杂化杂化正八面体正八面体外轨型配合物外轨型配合物d2sp3 杂化杂化正八面体正八面体内轨型配合物内轨型配合物8.2 配位化合物配位化合物第17页配位数配位数 杂化类型杂化类型 配离子空间构型配离子空间构型246spsp3dsp2sp3d2d2sp3正四面体正四面体正四面体正四面体平面正方形平面正方形平面正方形平面正方形正八面体正八面体正八面体正八面体直线形直线形直线形直线形8.2 配位化合物配位化合物第18页实测配合物实测配合物n中心离子中心离子(原子原子)电子构型电子构型杂化类型杂化类型配合物空间构型配合物空间构型(内轨型，外轨型内轨型，外轨型)小结：小结：8.2 配位化合物配位化合物第19页价键理论成功之处：价键理论成功之处：能成功地解释配合物磁性、稳定性与空间构能成功地解释配合物磁性、稳定性与空间构型。型。不足：不足：因为没有考虑到配体对中心离子轨道能量因为没有考虑到配体对中心离子轨道能量影响，所以不能解释配合物一些性质（如颜色影响，所以不能解释配合物一些性质（如颜色等）；不能定量说明配合物稳定性；不能解释等）；不能定量说明配合物稳定性；不能解释内轨型、外轨型配合物产生原因内轨型、外轨型配合物产生原因8.2 配位化合物配位化合物第20页解解(1)n=5.06，靠近于，靠近于5由由计算计算所以所以 n=5(2)Fe3+3d5Fe3+例：试验测得例：试验测得 磁矩为磁矩为5.98BM，试据，试据 此推测此推测:(1)未成对电子数未成对电子数 (2)中心离子杂化中心离子杂化 轨道类型轨道类型 (3)空间构型空间构型 (4)属内轨型还是外属内轨型还是外 轨型轨型配合物配合物 3d8.2 配位化合物配位化合物第21页Fe3+3dsp3d2 杂化杂化6个个F-离子孤对电子离子孤对电子(3)空间构型空间构型正八面体正八面体(4)外轨型外轨型配合物配合物8.2 配位化合物配位化合物F-第22页3.配离子在溶液中稳定性配离子在溶液中稳定性+NaOHAgNO3+NaClAgCl沉淀沉淀Ag(NH3)2+KI无无Ag2O沉淀沉淀有有AgI沉淀沉淀8.2 配位化合物配位化合物Ag(NH3)2+Ag+2NH3解离解离配合配合第23页用用 表示表示1)配离子解离平衡配离子解离平衡(1)不稳定常数表示方法不稳定常数表示方法Ag(NH3)2+Ag+2NH3 称为不稳定常数称为不稳定常数越大，越大，配离子越易解离配离子越易解离8.2 配位化合物配位化合物第24页Ag(NH3)2+Ag(NH3)+NH3配离子解离是分步进行配离子解离是分步进行Ag(NH3)+Ag+NH38.2 配位化合物配位化合物第25页Ag(NH3)2+Ag+2NH38.2 配位化合物配位化合物而而 Ag+2NH3 Ag(NH3)2+第26页例例:在在40.0ml 0.10 molL1AgNO3溶液和溶液和20.0ml 6.00 molL1氨水混合并稀释至氨水混合并稀释至100ml,计计 算到达平衡时溶液中算到达平衡时溶液中Ag+、Ag(NH3)2+、NH3浓度浓度 (已知已知Ag(NH3)2+=8.9110-8)(2)配离子平衡浓度计算配离子平衡浓度计算解解 混合后混合后8.2 配位化合物配位化合物第27页假定假定AgNO3解离所得解离所得Ag+因有过量因有过量NH3而完全而完全生成生成Ag(NH3)2+则则剩下剩下NH3浓度浓度Ag(NH3)2+Ag+2NH3平衡浓度平衡浓度/molL 0.040-x x 1.12+2x8.2 配位化合物配位化合物第28页所以所以8.2 配位化合物配位化合物第29页例例:1.0L 6.0molL1氨水溶液中溶解氨水溶液中溶解0.10mol CuSO4 1)求溶液中各组分浓度。求溶液中各组分浓度。2)若在此溶液中若在此溶液中 a)加加1.0 molNaOH 10ml，有没有，有没有Cu(OH)2沉淀析出沉淀析出？b)加入加入0.10 molNa2S1.0ml,有没有有没有CuS沉淀析出？沉淀析出？已知已知Cu(NH3)42+=4.7910-14 8.2 配位化合物配位化合物解解:1)假定假定CuSO4解离所得解离所得Cu2+因有过量因有过量NH3 而完全生成而完全生成Cu(NH3)42+则则第30页Cu(NH3)42+Cu2+4NH3平衡浓度平衡浓度/molL 0.1-x x 5.60+4x剩下剩下NH3浓度浓度8.2 配位化合物配位化合物第31页8.2 配位化合物配位化合物则则a)加入加入NaOH后后2)无无Cu(OH)2 沉淀析出沉淀析出第32页则则有有CuS 沉淀析出沉淀析出b)加入加入Na2S后后8.2 配位化合物配位化合物第33页AgCl+2NH3 Ag(NH3)2+Cl-H+HNO3AgCl +2NH4+2)配位平衡移动配位平衡移动(1)配位平衡和酸碱平衡配位平衡和酸碱平衡 实质是实质是H+和和Ag+争夺争夺NH3过程。这种因为溶过程。这种因为溶液酸度增大（液酸度增大（pH ）而造成配离子稳定性下降）而造成配离子稳定性下降现象称为酸效应。现象称为酸效应。8.2 配位化合物配位化合物第34页 Cu(NH3)42+Cu2+4NH3FeF63-Fe3+6F-NH3+H+=NH4+总反应方程式总反应方程式:Cu(NH3)42+4H+=Cu2+4NH4+F-+H+=H F 总反应方程式总反应方程式:FeF63-+6H+=Fe3+6HF又如又如:8.2 配位化合物配位化合物第35页银化合物沉淀与溶解银化合物沉淀与溶解银化合物沉淀与溶解银化合物沉淀与溶解AgAg+AgAg2 2COCO3 3NaHCONaHCO3 3AgAg2 2OONaOHNaOHAgClAgClNaClNaClAg(NHAg(NH3 3)2 2+NHNH3 3H H2 2OONaBrNaBrAgBrAgBrNaNa2 2S S2 2OO3 3Ag(SAg(S2 2OO3 3)2 2 3-3-KIKIAgIAgINaNa2 2S SAgAg2 2S S8.2 配位化合物配位化合物(2)配位平衡与沉淀溶解平衡配位平衡与沉淀溶解平衡第36页Ag+Cl-AgClAgCl +2 NH3 Ag(NH3)2+Cl-Ag(NH3)2+I-AgI +2NH3 8.2 配位化合物配位化合物例：在例：在1.0L0.10 molL1AgNO3溶液中加入溶液中加入0.10 molL1KCl生成生成AgCl沉淀。若要使沉淀。若要使AgCl沉淀沉淀恰好溶解，则溶液中恰好溶解，则溶液中NH3浓度最少为多少？浓度最少为多少？已知已知解：解：AgCl +2NH3 Ag(NH3)2+Cl-=?第37页8.2 配位化合物配位化合物 AgCl +2NH3 Ag(NH3)2+Cl-AgCl Ag+Cl-Ag+2NH3 Ag(NH3)2+第38页 AgCl+2NH3Ag(NH3)2+Cl-平衡浓度平衡浓度/molL-1 x 0.10 0.108.2 配位化合物配位化合物即即所以所以 NH3 总浓度最少为：总浓度最少为：因为因为AgCl完全溶解，所以完全溶解，所以第39页8.2 配位化合物配位化合物例：在上述已溶解了例：在上述已溶解了AgCl溶液中，加入溶液中，加入0.10 molKI，有没有，有没有AgI沉淀生成？沉淀生成？已知已知 AgCl溶解后，溶液中溶解后，溶液中解：解：则则 为：为：Ag(NH3)2+Ag+2NH3 平衡浓度平衡浓度/molL-1 0.10-x x 2.24+2x第40页8.2 配位化合物配位化合物加入加入 有有AgI沉淀生成沉淀生成第41页平衡向哪个方向转化，平衡向哪个方向转化，主要与沉淀剂主要与沉淀剂(Cl-、I-)和配位剂和配位剂(NH3)对金属离子对金属离子(Ag+)争夺能力及浓度相关争夺能力及浓度相关，由，由 和难溶和难溶物物 计算得哪一个能使金属离子浓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度降得更低，平衡便向哪个方向转化经过计算说明：经过计算说明：8.2 配位化合物配位化合物第42页(3)配离子之间平衡配离子之间平衡8.2 配位化合物配位化合物+NaF(s)Fe3+SCN-Fe(SCN)63-FeF63-配离子转化反应：配离子转化反应：Fe(SCN)63-+6F-FeF63-+6SCN-(血红色血红色)(无色无色)第43页依据多重平衡规则依据多重平衡规则 Fe(SCN)63-Fe3+6SCN-8.2 配位化合物配位化合物 Fe3+6F-FeF63-很大，此转化反应很完全很大，此转化反应很完全Fe(SCN)63-+6F-FeF63-+6SCN-第44页由此可见由此可见:8.2 配位化合物配位化合物配离子转化决定于配离子稳定性大小，普通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向生成更稳定配离子方向转化第45页1)在元素分析中应用在元素分析中应用4.配合物应用配合物应用 判定判定Co2+Fe3+6SCN-Fe(SCN)63-（血红色血红色）Fe(NCS)63-+6F-FeF63-+6NCS-Co2+4SCN-Co(SCN)42-（丙酮中呈（丙酮中呈鲜蓝色鲜蓝色）8.2 配位化合物配位化合物第46页4Fe3+3Fe(CN)64-=Fe4Fe(CN)63 (蓝色蓝色)3Fe2+2Fe(CN)63-=Fe3Fe(CN)62 (蓝色蓝色)判定判定Fe3+判定判定Fe2+8.2 配位化合物配位化合物第47页3)在湿法冶金中应用在湿法冶金中应用2Au(CN)2+Zn 2Au +Zn(CN)42 2Ag(CN)2+Zn 2Ag +Zn(CN)422)在电镀工业中应用在电镀工业中应用4Au +8CN-+O2+2H2O44Au(CN)2 2 +4OH4Ag+8CN-+O2+2H2O Ag(CN)2+4OH4)其它应用其它应用8.2 配位化合物配位化合物 利用配合物溶液作为电镀液，可使金属迟缓在阴极利用配合物溶液作为电镀液，可使金属迟缓在阴极 析出。析出。第48页