无机化学配位化合物

配位化合物 获1913年诺贝尔化学奖 1893年苏黎世大学维尔纳 WernerA 教授对这类化合物本性提出了天才见解 被后人称为维尔纳配位学说 成为配位化学的奠基人 维尔纳因此而获得1913年诺贝尔化学奖 维尔纳 Werner A 1866 1919 配位化学是当今化学学科的前沿领域之一 配合物在医疗 药物 分离分析 染料 化学合成等诸多方面具有极为广泛的应用 医疗 药物 分离分析 配合物与我们的生命活动息息相关 人体中的酶 微量元素等 都是以配合物的形式存在并控制着体内极其重要的化学作用 酶 人体必需的微量元素 锌 碘 硒 铜 氟 钼 镉 镍 钒 锡 砷 钴 锰 锶等 临床使用的药物中配合物相当普遍 含钴维生素B12 再如体内氧气的存储与运输 也是借助于血红素与氧分子的配合来完成的 血红素是一个具有卟啉结构的小分子 卟啉中四个吡咯环上的氮原子与一个亚铁离子配位 当血红素载氧的时候 一个氧分子与亚铁离子配位 CO极易与Fe2 配形成碳氧血红蛋白 CO 碳氧血红蛋白 CO浓度 30mg m3 煤气中毒 CO与血红素配位 CO与铁的配位能力是氧气的200 300倍 极易形成碳氧血红蛋白 使血红素丧失携氧能力 而造成组织窒息 甚至引起死亡 叶绿素是卟啉与镁的配合物 植物中的配合物 叶绿素 第一节配位化合物概述 配合物的组成 配合物的命名 1704年 德国一个叫狄斯巴赫的涂料工人 想用便宜的原料制造出性能良好的涂料 FeCl3 他发现这种蓝色沉淀竟然是一种性能优良的涂料 为了商业秘密 给这种颜料起了个令人捉摸不透的名称 普鲁士蓝 配合物有趣的发现过程 K2CO3 C N 直到20年后 化学家才了解普鲁士蓝是什么物质 由于它是从牛血中制得又是黄色晶体 因此人们称它黄血盐 普鲁士蓝 4Fe3 3 Fe CN 6 4 Fe4 Fe CN 6 3 亚铁氰化铁 K4 Fe CN 6 3H2O Fe3 07式数码迷彩采用先进的配合物染料具有微光及红外波段内防侦视的特点 配合物染料的军事应用 配合物的制备实验CuSO4溶液中加入氨水 得到难溶物 继续加氨水 难溶物溶解 得到透明的宝石蓝色的溶液 Cu OH 2 CuSO4 NH3 H2O NH3 H2O NaOH Cu OH 2 EtOH 深蓝色晶体 CuSO4溶液 氨水 Cu OH 2 氨水 深蓝色溶液 NaOH 无Cu OH 2 BaCl2 有BaSO4 乙醇 深蓝色结晶 Cu NH3 4 SO4 配合物 由金属离子 或原子 与一定数目的中性分子或负离子以配位键按一定的组成和空间结构所形成的稳定的化合物 Fe4 Fe CN 6 3 Cu NH3 4 SO4 一 配合物的定义 K2 Ag CN 2 PtNH2NO2 NH3 2 CoCl NH3 6 Cl2 Ag NH3 2 OH 配位化合物 配合物和复盐的区别配合物 存在一个稳定的结构单元 复盐 不存在一个稳定的结构单元KAl SO4 2 12H2O Cu NH3 4 SO4 配位单元 或内界 外界 书写时 内界用方括号框住 是配合物的核心部分 方括号以外的部分为外界 1 总体来说配合物是由配位单元 内界 和与内界带相反电荷的外界两大部分组成 中心原子 配体 二 配合物的组成 内界 正 负电荷 外界 负 正电荷 正负电荷的静电引力 Cu NH3 4 SO4 K4 Fe CN 6 内界和外界通过离子键结合 离子键 内界 外界 离子键 内界 外界 中心原子特点 具有空轨道电子对的接受体大部分是d区或ds区元素 配体 如 H2O NH3 CO CN X SCN NO2 NH2 CH2 CH2 NH2 如 NaF KCN CO 直接同中心离子结合成键的原子称为配位原子 配体的分类 monodentateligand multidentateligand 配体 单齿配体 多齿配体 CoCl2 NH3 3 H2O Cl H2O NH3 CO CN X 1 单齿配体 只有一个配位原子 PtCl2 NH3 2 顺铂 顺铂是全球广泛应用的三大抗肿瘤药物之一 顺铂在生物体中的靶分子为脱氧核糖核酸 DNA 能破坏遗传信息的复制和转录 抑制癌细胞的分裂 Pt 卡铂 2 多齿配体 含两个以上配位原子 常见多齿配体举例 乙二胺 en NH2CH2CH2NH2 二齿配体 2 2 联吡啶 双齿 1 10 二氮菲 双齿 卟啉四齿配体 乙二胺四乙酸EDTA六齿配体 EDTA二钠盐的钙配合物 简介 EDTA的临床应用 1 重金属解毒剂 依地酸二钠钙 Pb2 EDTA与Ca2 形成配合物减少血浆中的Ca2 2 防止血液凝固 Ca2 Ca2 Ca2 Ca2 血液凝固过程的多个环节都需要钙离子的参加 因此输血或储存血液时 经常在体外向血液中加入乙二胺四乙酸 与钙离子形成配合物 减少血浆中钙离子 防止血液凝固 具体问题具体分析 直接与中心原子键合的配位原子总数 4 配位数 Co en 3 3 Co NH3 6 3 Cu NH3 4 SO4 Fe CN 6 4 1 配离子的命名 原则从右到左 三 配合物的命名 六 氰 合 离子 铁 II 六氨合钴 III 离子 二 硫代硫酸根 合银 离子 Co NH3 6 3 Ag S2O3 2 3 SbCl5 C6H5 五氯 一苯基合锑 离子 含多种配体时 配体之间用圆点隔开 二氯 四氨合钴 离子 CoCl2 NH3 4 3 先简单阴离子 复杂阴离子 中性分子 4 对几种中性分子配体 顺序为 阴离子 氨 水 Co NH3 3 H2O Cl2 二氯 三氨 一水合钴 III 离子 一氯 一硝基 四氨合铂 IV 离子 Pt NH3 4 NO2 Cl 2 1 Cr H2O 4Br2 二溴 四水合铬 III 离子 三氯 一乙烯合铂 II 离子 Co NH3 6 Cl3三氯化六氨合钴 III Ag NH3 2 OH氢氧化二氨合银 I 1 外界是简单阴离子 某化 配离子 CoCl2 NH3 3 H2O Cl 2 配合物的命名类似于无机物的命名 氯化二氯 三氨 一水合钴 III 2 外界是较复杂的酸根离子 SO42 CO32 等 叫 硫酸 配离子 碳酸 配离子 Cu NH3 4 SO4 碳酸一氯 一硝基 四氨合铂 IV Pt NH3 4 NO2 Cl CO3 硫酸四氨合铜 II H2 PtCl6 六氯合铂 IV 酸 K4 Fe CN 6 六氰合铁 II 酸钾 3 外界是阳离子 K H 等 叫 配离子 酸某 K PtCl3 NH3 三氯 一氨合铂 酸钾 K SbCl5 C6H5 五氯 一苯基合锑 V 酸钾 K3 Ag S2O3 2 二硫代硫酸根合银 I 酸钾 命名下列配合物和配离子 1 NH4 3 SbCl6 2 Co en 3 Cl3 3 Cr H2O 4Br2 Br 2H2O 4 NH4 Cr NH3 2 SCN 4 1 六氯合锑 酸铵 2 三氯化三 乙二胺 合钴 3 二水合溴化二溴 四水合铬 4 四硫氰根 二氨合铬 III 酸铵 Solution Question 第二节配位平衡 稳定常数 配位平衡的移动 NaOH BaCl2 Na2S 分别向 Cu NH3 4 SO4溶液中加入下述三种溶液 各有何现象 白色沉淀 黑色沉淀 无明显现象 Cu NH3 4 SO4 离子键 内界 外界 配合物的解离如同强电解质 Cu NH3 4 SO4 Cu NH3 4 2 SO42 Cu NH3 4 2 中心原子 配体 配位键 配离子的解离如同弱电解质 Cu NH3 4 2 Cu2 4NH3 配合物的解离 配合物的解离如同强电解质 Cu NH3 4 SO4 Cu NH3 4 2 SO42 配离子的解离如同弱电解质 Cu NH3 4 2 4NH3 Cu2 浓度非常低 配离子解离出中心原子和配体 同时 二者重新结合成配离子 是动态平衡的过程 这种平衡就叫做配位平衡 一 稳定常数 平衡常数表达式 配离子的稳定常数越大 说明配离子越稳定 M L ML 加入酸碱 沉淀剂 氧化剂或还原剂都会引起配位平衡的移动 二 配位平衡的移动 配合物在溶液中的配位平衡是一种相对的 有条件的动态平衡 若改变平衡体系的条件 平衡就会移动 OH MOH H HL M L ML 1 配位平衡与酸碱平衡 酸度对配位平衡的影响应从酸效应和水解效