第七章-配合物.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 配位化合物,第一节 配合物,第二节 螯合物,思考与练习,第一节 配合物,一、配合物的概念,二、配合物的组成,三、配合物的命名,四、配合物的价键理论,五、配合物的性质,六、配合物的稳定性和配位平衡,七、配合物的应用,一、配合物的概念,Cu(NH,3,),4,2+,的形成：,A,取三支试管，分别加入硫酸铜溶液,1m1,。,在第一支中加入少量氢氧化钠溶液，即出现蓝色氢氧化铜沉淀，表明溶液中有铜离子存在。,CuSO,4,+2NaOH=Cu(OH),2,+Na,2,SO,4,在第二支中加入少量氯化钡溶液，即出现白色硫酸钡沉淀，表明溶液中有硫酸根离子存在。,CuSO,4,+BaCl,2,=BaSO,4,+CuCl,2,在第三支中加入适量的氨水，先出现浅蓝色碱式硫酸铜,Cu,2,(OH),2,SO,4,沉淀，继续加入氨水，至沉淀刚好消失，变成深蓝色的溶液。,一、配合物的概念,B,把上述的深蓝色溶液分装在二支试管里，,在一支试管中加入少量氯化钡溶液，即生成白色硫酸钡沉淀,表明溶液中仍含有硫酸根离子,。,在另一支试管中加入少量氢氧化钠溶液，并无氢氧化铜沉淀和氨气产生,。,经分析证实，在这种深蓝色的溶液中，生成了复杂的四氨合铜,(),配离子,Cu(NH,3,),4,2+,。,CuSO,4,+4NH,3,=Cu(NH,3,),4,SO,4,一、配合物的概念,1,、配离子,由一个金属阳离子和一定数目的中性分子或阴离子结合而成的一种复杂的离子。,2,、配合物,配离子和带相反电荷的其它简单离子所组成的化合物，如,K2HgI,4,、,Ag(NH,3,),2,Cl,。,此外，配合物亦可是简单的金属离子与一定数目的阴离子和中性分子所组成的中性配合分子，如二氯二氨合铂,(),。还有一些配合物是由金属原子和中性分子组成的加成物，如五碳基合铁（,Fe(CO),5,）。,一、配合物的概念,3,、配合物与复盐的区别：,在水溶液中复盐能完全电离成组成它的简单离子；,配合物在水中只能电离出配离子和外界离子，不能完全电离出组成它的简单离子。,例如：,复盐：,KAl(SO,4,),2,12H,2,O=K,+,+Al,3+,+2SO,4,2-,+2H,2,O,配合物：,Cu(NH,3,),4,SO,4,=Cu(NH,3,),4,2+,+SO,4,2-,二、配合物的组成,1.,中心离子,:,位于配合物的中心，是配合物形成体。,一 般是带正电荷的金属离子，如,Ag+,、,Cu,2+,、,Hg,2+,、,Fe,3+,等,;,也有是金属原子，如,Fe,、,Co,等。,2.,配位体,:,配合物中以配位键与中心离子直接相连结的中性分子或离子。常见配位体如,NH,3,、,H,2,O,、,I,、,CN,、,SCN,等,.,3.,配位原子：,配位体中提供孤对电子并能与中心离子直接结合的原子。常见的有,N,、,C,、,O,、,S,、,X,等。,二、配合物的组成,4.,配位数,:,中心离子所接受的配位原子的数目。,5.,外界离子：,配合物中距离中心离子较远的简单离子或原子团，与配离子以离子键相结合。,6.,配离子的电荷数：,中心离子电荷数与配位体电荷数的代数和。,例：,Ag(NH,3,),2,+,配离子的电荷数为,+1,因为中心离子为,Ag,+,，带,1,个单位正电荷，配位体氨分子不带电，配离子的电荷数为：,+1+04,+1,。,二、配合物的组成,由于配合物是电中性的，因此，也可以从外界离子的电荷数来决定配离子的电荷数。,例：,Na,2,Cu(CN),3,配合物：,它的外界有,2,个,Na,+,离子，所以,Cu(CN),3,2,配离子的电荷数为,2,，从而可推知中心离子是,Cu,+,离子，而不是,Cu,2+,离子。,二、配合物的组成,通常每种金属离子有它特征的配位数。,一些离子的常见配位数见表,6-1,。,表,6,1,一些金属阳离子的常见配位数,配位数,金属阳离子,2,Ag,+,、,Cu,+,、,Au,+,4,Cu,2+,、,Zn,2+,、,Hg,2+,、,Ni,2+,、,Co,2+,、,Pt,2+,6,Fe,2+,、,Fe,3+,、,Co,2+,、,Co,3+,、,Cr,3+,、,Al,3+,、,Ca,2+,配,离,子,配合物,中心离子,配位体,配位数,外界离子,Cu(NH,3,),4,SO,4,Cu,2+,NH,3,4 SO,4,2,Ag(NH,3,),2,Cl Ag,+,NH,3,2,Cl,K,2,HgI,4,Hg,2+,I,4 K,+,K,3,Fe(CN),6,Fe,3+,CN,6 K,+,二、配合物的组成,表,6,2,常见配合物的分子组成,三、配合物的命名,1,配离子：,阴离子配位体,-,中心分子配位体,-,合,-,中心离子,-,价数（罗马字母）；,举例,：,Ag(NH,3,),2,+,二氨合银（,）配离子,Fe(CN),6,3,六氰合铁（,）配离子,2,配合物：,“某酸某”，“某化某”,三、配合物的命名,举例：,Ag(NH,3,),2,Cl,氯化二氨合银（,）,Cu(NH,3,),4,SO,4,硫酸四氨合铜（,）,K4Fe(CN),6,六氰合铁（,）酸钾,K,3,Fe(SCN),6,六硫氰合铁（,）酸钾,Co(NH,3,),4,Cl,2,Cl,氯化二氯四氨合钴（,）,Pt(NH,3,),2,Cl,2,二氯二氨合铂（,）,Co(H,2,N,CH,2,CH,2,NH,2,),2,Cl,2,Cl,氯化二氯二乙二胺合钴（,）,三、配合物的命名,对于一些常见的配合物，通常还用习惯,名称。,Ag(NH,3,),2,+,银氨配离子,Cu(NH,3,),4,2+,铜氨配离子,K,3,Fe(CN),6,铁,氰化钾（赤血,盐）,K,4,Fe(CN),6,亚铁,氰化钾（,黄血盐）,四、配合物的价键理论,要点：,(1),在配合物中，配离子和外界离子之间是以离子键相结合的；中心离子与配位体通过配位键相结合。,(2),配合物形成的必要条件：,中心离子价电子层有空轨道；,配位体有孤对电子；,(3),中心离子空轨道进行杂化；,(4),有“内轨”和“外轨”之别。,五、配合物的性质,1,、颜色的改变（往往加深）,通常有色金属离子与配位体形成配离子时，离子颜色改变，大多颜色加深,表,6-3,常见离子颜色改变,根据颜色的变化，可以判断配离子生成。在分析化学中，常利用某些配合物和金属离子的特殊显色反应来鉴定金属离子。在染料工业上，也常利用这一特点，获得所需要的颜色。,金属离子,Ni,2+,Cu,2+,Co,3+,Mn,2+,Fe,3+,金属离子颜色,绿,蓝,红,肉色,淡黄,配离子,NiY,2,CuY,2,CoY,MnY,2,FeY,配离子颜色,蓝绿,深蓝,紫红,紫红,黄,五、配合物的性质,2,、溶解度改变；（变大）,一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物可以依次溶于过量的,Cl,、,Br,、,I,、,CN,等离子或氨水中，形成可溶性的配合物。,例如难溶的,AgCl,可溶于过量的浓盐酸及氨水中，形成配合物：,AgCl,+,HCl,=AgCl,2,+H,+,AgCl,2NH,3,=Ag(NH,3,),2,Cl,在定影时用硫代硫酸钠（俗名海波）洗去难溶的,AgBr,，其原理也是形成了可溶性配合物：,AgBr,+2Na,2,S,2,O,3,=Na,3,Ag(S,2,O,3,),2,+,NaBr,六、配合物的稳定性和配位平衡,（一）配位平衡：,取试管二支，分别加入,1ml,硫酸铜氨溶液。,在一支试管中，滴入氢氧化钠溶液，没有氢氧化铜沉淀生成，说明溶液中可能没有或含极少量的铜离子。,在另一支试管中，滴入硫化钠溶液，即有黑色的硫化铜沉淀生成，说明溶液中有少量的铜离子存在。,实验说明，在溶液中铜氨配离子可以微弱地离解为中心离子和配位体。,Cu(NH,3,),4,2+,=Cu,2+,+4NH,3,（一）配位平衡,1.,定义：,溶液中配合反应和配离子的离解反应同时存在，当两者速率相等时，就处于动态平衡状态,，称为配合平衡。,2.,特点：,（,1,）分步进行；,（,2,）,符合化学平衡的特点及移动原理,等,、动、,定,、,变,吕查德里原理或,称,勒夏特利原理,(,二,),配合物的不稳定常数,K,不稳,和稳定常数,K,稳,1.,表达式：,Cu(NH,3,),4,2+,Cu,2+,+4NH,3,K,不稳,=,Cu,2+,+4NH,3,Cu(NH,3,),4,2+,K,稳,=,(,二,),配合物的不稳定常数,K,不稳,和稳定常数,K,稳,2.,几点说明：,（,1,）,K,稳,表示配合程度,；,K,稳,越大，说明生成配离子的倾向越大，而离解的程度越小，即配离子越稳定。,（,2,）,K,不稳,表示离解程度；,K,不稳,越大，表示越易离解，即配离子越不稳定。,（,3,）稳定常数和不稳定常数互为倒数，即,，,K,稳,大，,K,不稳,小,。,（,4,）实际工作多用,K,稳,；,通常,K,稳,很大，故常用,lgK,稳,表示,。,七、配合物的应用,1,、分析化学：,A.,定性分析；,B.,定量分析；,2,、医药上：,A.EDTA,解毒,B.,制药工业：,EDTA,除金属离子；,C.,生物体内多种金属离子均以配合物形式存在；,第二节 螯合物,一、螯合物的概念,二、螯合物的形成条件,三、医学上常见的螯合剂,一、螯合物的概念,螯合物：,具有稳定环状结构的配合物,(,内配合物,),。,螯合剂：,形成螯合物的配位体；,二、螯合物的形成条件,1,中心离子必须具有空轨道能接受配位体提供的孤对电子。,2,螯合剂必须含有两个或两个以上都能给出孤对电子的原子（配位原子），这样才能与中心离子配合成环状结构。,3,这两个能给出电子对的原子应该在它们之间相互隔着二个或三个其它原子，以便形成稳定的五元环或六元环。,三、医学上常见的螯合剂,1,、乙二胺,(H,2,N-CH,2,-CH,2,-NH,2,),2,、氨基乙酸,(H,2,N-CH,2,-COOH),3,、乙二胺四乙酸（,EDTA,）,（,e,thylene-,d,iamine,t,etraacetic,a,cid,）,三、医学上常见的螯合剂,几点说明,:,EDTA,简写为,H,4,Y,，在水中溶解度小，实际用其二钠盐,Na,2,H,2,Y(,易溶,),，仍简称,EDTA,2,EDTA,与金属离子形成螯合物的特点：,（）组成一定，配位比,11,；,（）稳定；,（）大都可溶。,3,螯合物结构很复杂,三、医学上常见的螯合剂,4生物体内许多金属离子以螯合物形式存在,a.血红蛋白中的Fe,2+,b.植物体内叶绿素中的Mg,2+,c.治疗恶性贫血的药物V-B,12,中的Co,2+,