第五章+水溶液中离子平衡7

7 配位化合物的生成 解离平衡 1 配位化合物的组成 Ag NH3 2 Cl Cu NH3 4 SO4K2 PtCl4 K3 Fe CN 6 Co NH3 3Cl3 Pt NH3 2Cl2 Fe CO 5Ni CO 4 配位化合物 水 Ag NH3 2 Cl Ag NH3 2 Cl 配位实体或配离子 离子键 配位实体也可以是带负电荷的阴离子 如 PtCl4 2 Fe CN 6 3 PtCl6 2 AlF6 3 Ag S2O3 2 3 有的配位实体是电中性的 如 Co NH3 3Cl3 Pt NH3 2Cl2 Fe CO 5Ni CO 4 配位实体 分子型 电中性 离子型 带电荷 正电荷 配位阳离子 负电荷 配位阴离子 2 配位实体的组成 中心原子 配体 Ag NH3 2 Ag 1 中心原子配位键 NH3 配体 N 配位原子 配位数是2配位原子 配体中直接与中心原子形成配位键的原子中心原子 具有空轨道 用来接受孤对电子 大部分是过渡金属配体 具有孤对电子 即提供孤对电子 无机分子或离子 有机小分子或离子配位数 中心原子生成的配位键数目配位实体的电荷数 中心原子与配体所带电荷的代数和 P 390 391单齿配体 一个配体有一个配位原子的配体NH3H2OF Br SCN 硫氰根 NCS 异硫氰根 多齿配体 一个配体有一个以上配位原子的配体 en 六齿配体 OOCCH2 2NCH2CH2N CH2COO 2 乙二胺四乙酸根 EDTA 3 配位化合物的类型按配位实体是否带电荷来分非离子型 Co NH3 3Cl3 Pt NH3 2Cl2 Fe CO 5离子型 阳离子型 Ag NH3 2 Cl Cu NH3 4 SO4阴离子型K2 PtCl4 K3 Fe CN 6 按配体的类型来分 单齿配体与中心原子形成的配合物就简单地称为配位化合物多齿配体与中心原子形成的配合物称为螯合物 中心原子的配位数 中心原子生成的配位键数有效原子序数 EAN 规则例如 Co3 的核外电子数 27 3 24同周期的惰性气体Kr的核外电子数为3636 24 12因此Co3 的配位数一般为6 4 配位化合物的命名 P 392 a 配位实体的命名倍数词头 配体名称 合 中心原子名称 以罗马数字表示的中心原子的氧化数 如 配位实体的化学式名称 Ni CO 4 四羰基合镍 0 Co NH3 6 3 六氨合钴 III 离子 PtCl6 2 六氯合铂 IV 离子 当无机配体和有机配体同时存在时 无机配体命名在先 有机配体命名在后 如 PtCl2 Py 2 二氯 二吡啶合铂 II 在无机配体或有机配体中有中性分子和负离子同时作为配体时 负离子命名在先 中性分子命名在后 如 PtCl2NH3 C2H4 二氯 氨 乙烯 合铂 II Co NO2 3 NH3 3 三硝基 三氨合钴 III Co N3 NH3 5 2 叠氮 五氨合钴 III 离子 同类配体的名称按配位原子元素符号的英文字母顺序排列 如 Co NH3 5H2O 3 五氨 水合钴 III 离子 同类配体的配位原子相同时 含原子数少的配体命名在先 含原子数多的配体命名在后 如 PtNO2NH3NH2OH Py 硝基 氨 羟胺 吡啶合铂 II 离子 同类配体的配位原子及所含原子数都相同时 则按配位原子以外的原子元素符号的英文字母顺序排列如 PtNH2NO2 NH3 2 氨基 硝基 二氨合铂 II b 离子型配合物的命名 若配位实体是阳离子 配位实体就作为无机盐中的阳离子处理 命名时外界阴离子的名称在前 配位实体的名称在后 如 Co NH3 6 Cl3三氯化六氨合钴 III Co en 3 2 SO4 3硫酸三 乙二胺 合钴 III 若配位实体是阴离子 配位实体就作无机盐中的酸根处理 命名时配位实体的名称在前 外界阳离子的名称在后 二者之间用 酸 字连接 如 H2 SiF6 六氟合硅 IV 酸K3 Fe CN 6 六氰合铁 III 酸钾 5 配位平衡及平衡常数Cu NH3 42 aq Cu2 aq 4NH3 aq Kd 也称K不稳 Cu2 aq 4NH3 aq Cu NH3 42 aq Kf 也称K稳 Kd 1 KfK不稳 1 K稳 1 Cu2 aq NH3 aq Cu NH3 2 aq 2 0 104Kf1 1 Kd4 2 Cu NH3 2 aq NH3 aq Cu NH3 22 aq 4 76 103Kf2 1 Kd3 3 Cu NH3 22 aq NH3 aq Cu NH3 32 aq 1 1 103Kf3 1 Kd2 4 Cu NH3 32 aq NH3 aq Cu NH3 42 aq 2 102Kf4 1 Kd1 逐级生成 1 Cu2 aq NH3 aq Cu NH3 2 aq 1 2 Cu2 aq 2NH3 aq Cu NH3 22 aq 1 2 3 Cu2 aq 3NH3 aq Cu NH3 32 aq 1 2 3 4 Cu2 aq 4NH3 aq Cu NH3 42 aq 累积生成常数P 402表14 5 Cu NH3 42 配离子是逐级生成的 对Cu NH3 42 配离子来讲 4 Kf总Kf1 1 Kf2 2 1 Kf3 3 2 Kf4 4 3 Cu NH3 42 配离子也是逐级解离的 1 Cu NH3 42 aq Cu NH3 32 aq NH3 aq Kd1 1 Kf4 2 Cu NH3 32 aq Cu NH3 22 aq NH3 aq Kd2 1 Kf3 3 Cu NH3 22 aq Cu NH3 2 aq NH3 aq Kd3 1 Kf2 4 Cu NH3 2 aq Cu2 aq NH3 aq Kd4 1 Kf1 逐级解离 Kd总 Kd1Kd2Kd3Kd4 例1 在1 0升0 5mol L的氨水中 加入0 1molCuSO4 计算平衡时Cu2 NH3 Cu NH3 4 2 的浓度 已知 Cu NH3 4 2 的Kd总 4 8 10 13 解题思路 a 简便计算 只生成高配位数的配离子 b 首先按计量关系完全生成 Cu NH3 4 2 再考虑其解离Cu2 aq 4NH3 aq Cu NH3 4 2 aq 初始00 10 1平衡x0 1 4x0 1 x0 1 4x 0 1 0 1 x 0 1 为什么 x 4 8 10 10mol L Cu2 x 4 8 10 10mol L NH3 0 1 4x 0 1mol L Cu NH3 42 0 1 x 0 1mol L 不恰当解法 Cu2 aq 4NH3 aq Cu NH3 42 aq 起始0 10 50转化x4xx平衡0 1 x0 5 4xx x不能忽略 为什么 求解困难 拓展 低配位数配离子浓度的计算 Cu NH3 42 aq Cu NH3 32 aq NH3 aq 0 1y0 1Kd1 1 Kf4 3 4 0 0052 y 0 0052mol L 错误解法 Cu2 aq 3NH3 aq Cu NH3 3 2 aq 0 10 1y 3 y 0 1 0 13 1 1 1011y 1 1 107mol L Cu NH3 32 aq Cu NH3 22 aq NH3 aq 0 0052z0 1Kd2 1 Kf3 2 3 8 7 10 4 z 4 5 10 4mol L Cu NH3 22 aq Cu NH3 2 aq NH3 aq 4 5 10 4w0 1Kd3 1 Kf2 1 2 2 1 10 4 w 9 5 10 7mol L 例2 P405例14 225 C时 在20 0mL浓度为0 20mol L的硝酸银溶液中 加入20 0mL浓度为1 00mol L的氨水 待体系达平衡后 计算溶液中Ag Ag NH3 以及Ag NH3 2 的平衡浓度 已知 1 1 7 103 2 1 1 107 解题思路 a 简便计算 只生成高配位数的配离子 b 首先按计量关系完全生成 Ag NH3 2 再考虑其解离CAg 0 20 20 0 20 0 20 0 0 10mol LCNH3 1 00 20 0 20 0 20 0 0 50mol LAg aq 2NH3 aq Ag NH3 2 aq 初始00 30 1平衡x0 3 2x0 1 x0 3 2x 0 3 0 1 x 0 1 为什么 x 1 01 10 7mol L Ag x 1 01 10 7mol L NH3 0 30 2x 0 30mol L Ag NH3 2 0 10 x 0 10mol L Ag NH3 2 aq Ag NH3 aq NH3 aq 0 10y0 3Kd1 1 Kf2 1 2 1 545 10 4 y Ag NH3 5 15 10 5mol L 6 综合平衡a 配位平衡与酸碱平衡 定性了解 Fe3 6F FeF63 Kf FeF63 Fe3 F 6 HF H2OF H3O Ka F H3O HF OOCCH2 2NCH2CH2N CH2COO 2 EDTA简化表示为 Y 与许多金属离子生成1 1配离子MY2 M2 aq Y aq MY2 aq Kf MY2 M2 Y pH越大 Y 越大 配离子MY2 越稳定 P407 例14 3结果 pH 7 0时 Zn2 9 0 10 8mol LpH 2 0时 Zn2 0 012mol L b 配位平衡与沉淀平衡例3 P410 例14 5计算AgCl在1 0mol L氨水中的溶解度 已知 AgClKsp 1 6 10 10Ag NH3 2 2 Kf总 1 1 107 解 AgCl s Ag aq Cl aq KspAg aq 2NH3 aq Ag NH3 2 aq Kf总AgCl在氨水中的溶解反应 AgCl s 2NH3 aq Cl aq Ag NH3 2 aq 1 0 2sssK KspKf总 1 76 10 3 1 76 10 3 s2 1 0 2s 2s 0 039mol L 2s与1 0相比不能忽略 为什么 错误解法 Ksp Ag s Ag Ag NH3 2 sKf总 Ag NH3 2 Ag NH3 2 无法求解 拓展 Ag 的浓度Ksp Ag Cl Ag 0 039 Ag 1 6 10 10 0 039 4 1 10 9mol Ls的大小与KspKf总有关 AgBr s 2NH3 aq Ag NH3 2 aq Br aq K Ksp Kf总 7 7 10 13 1 1 107 8 47 10 6AgBr在氨水中微溶 AgI s 2NH3 aq Ag NH3 2 aq I aq K Ksp Kf总 1 5 10 16 1 1 107 1 65 10 9AgI在氨水中几乎不溶 AgBr s 2S2O32 aq Ag S2O3 23 aq Br aq K Ksp Kf总 7 7 10 13 4 0 1013 30 8AgBr在Na2S2O3溶液中的溶解度较大 AgI s 2S2O32 aq Ag S2O3 23 aq I aq K Ksp Kf总 1 5 10 16 4 0 1013 6 0 10 3AgI在Na2S2O3溶液中的溶解度较小 AgI s 2CN aq Ag CN 2 aq I aq K Ksp Kf总 1 5 10 16 1 3 1021 1 95 105AgI在NaCN溶液中的溶解度较大 例4 计算AgBr在1 0mol LNa2S2O3溶液中的溶解度 已知 AgBrKsp 7 7 10 13Ag S2O3 23 Kf总 4 0 1013 解 AgBr s Ag aq Br aq KspAg aq 2S2O