无机化学第七章配位化合物课件

1、第一节 配位化合物的基本概念第二节 配位化合物的结构第三节 配位化合物在水溶液中的状况第四节 螯合物第五节 配合物形成体在周期表中的分布第六节 配位化合物的应用习题 习题参考答案学习指南本章重点：1.配合物的基本概念配位键的本质2.配合物价键理论的基本要点 3.配离子的稳定性4.配合物稳定常数的意义和应用 5.配合物的性质特征本章难点：1.配合物的稳定常数的意义和应用 2.配合物的价键理论 第一节 配位化合物的基本概念配位化合物的组成 以 C u （NH3）4SO4 为例说明K4Fe（CN）6。配合物的形成体： 配合物的中心离子 ( 或原子 ) 位于配合物的中心，称为配合物的形成体. 配位体

2、结合在中心离子 ( 原子 ) 周围的一些中性分子或阴离子称为配位体。配位原子 在配位体中，与中心离子 ( 或原子 ) 成键的原子称为配位原子。配位化合物的命名命名原则遵循无机化合物的命名原则 先命名阴离子再命名阳离子。阴离子为简单离子以“化”字与阳离子连接；阴离子为复杂离子则以“酸”字与阳离子连接。 配离子的命名是在配位体和中心离子之间加个“合”字。 配位体命名中，阴离子配位体在先，中性分子在后，中间用圆点分开。 如果配位体是两种以上的阴离子或中性分子时，则按配位原子元素符号的字母顺序排列。 配位体数目以汉字数字标于配位体名称之前，中心离子的名称后面加括号用罗马字标明其氧化值。 例如： 第二节

3、 配位化合物的结构 配位化合物的化学键 配合物的中心离子(原子)和配位体之间是通过配位键结合的。 中心离子(原子)用其杂化了的空轨道来接受配位原子的孤对电子，实际是中心离子空的杂化轨道与配位原子具有孤对电子的原子轨道相互重叠成键。 通常以LM 表示(L为配位体，M为金属离子或原子) 。 杂化轨道与配合物的空间构型 5s 5p4s 4p3d 4s4p4s 4p4d3d 4s4p4s 4p内轨配合物与外轨配合物 外轨配合物 配离子形成时中心离子所采用的杂化轨道都是外层的空轨道，中心离子次外层的 d 轨道上的电子仍保持自由离子时的构型，即未发生重排，这种配键称为外轨型配键，相应的配合物称为外轨配合物

4、。 如 ： Ag(NH3)2+,Zn(NH3)4 2+ ,FeF63-内轨配合物 中心离子次外层的 d 轨道上的电子在配位体的作用下发生了重排，腾出了次外层的 d 轨道参与杂化，这样形成的配键称为内轨型配键，相应的配合物称为内轨配合物。 如 ： Ni(CN)42-,Fe(CN)63- 对于同一中心离子，外轨配合物所用的杂化轨道比内轨配合物的能量要高。如 FeF63- 参与轨道杂化的为4s，4p,4d轨道， Fe(CN)63- 为3d，4s,4p轨道，显然 Fe(CN)63- 能量低、稳定性高。在水溶液中离解程度：在水溶液中稳定性：FeF63- Fe(CN)63- FeF63- Fe(CN)63

5、- 第三节 配位化合物的在水溶液中的状况 配位平衡Cu(NH3)4SO4溶于水时完全离解成Cu(NH3)42+与SO42-。向该溶液中加入少量稀的NaOH溶液，未见蓝色Cu（OH)2沉淀，如代之以Na2S，则有黑色CuS沉淀生成Ksp(Cu(OH)2)=2.210-20, Ksp(CuS)=6.310-36,这说明该配离子在溶液中能理解出击少量的Cu 2+离子。点击观看动画演示 配离子在水溶液中的表现犹如弱电解质，能部分离解。该离解反应(配位反应的逆反应)是可逆的，一定条件下达平衡状态，称为配离子的离解平衡，也称配位平衡。1.配合物的逐级稳定或离解常数 配离子的生成或离解都是分级进行的。每一级

6、反应都有一个相应的平衡常数，称为配合物的逐级稳定或离解常数。2.配合物稳定常数的应用应用配合物的稳定常数，可以比较同类型配合物的稳定性。例如：(2) 应用配合物的稳定常数，可以进行某些组分浓度的计算。 配位平衡的移动及其应用 1.配位平衡与酸碱平衡 配离子中的配位体若为弱酸根，它们能与外加的强酸生成弱酸，从而使配位平衡向离解的方向移动。 2.配位平衡与沉淀平衡 配位平衡与沉淀平衡的关系，实质上是沉淀剂与配合剂对金属离子的争夺。点击观看动画演示3.配位平衡和氧化还原平衡 金属离子在形成配合物后，溶液中金属离子浓度降低，使金属配离子金属的电对的电极电势随之降低生成的配合物越稳定，金属离子浓度降得越

7、低，电极电势数值就越小。 如Au，其电极电势甚高，不能溶于浓HNO3，但能溶于王水。这主要是因为Au能与王水中的Cl-结合生成AuCl4-配离子，大大降低了AuCl4-/Au的电极电势。 4.配合物之间的转化点击观看动画演示配合物之间转化的规律 在溶液中，配离子之间的转化总是向着生成更稳定配离子的方向进行，转化的程度取决于两种配离子稳定常数的大小。稳定常数相差越大，转化反应越完全。 第四节 螯合物 螯合物的概念 螯合物 具有环状结构的配合物称为螯合物。螯合剂 多齿配位体称为螯合剂。螯合 螯合剂与中心离子的键合也称螯合。乙二胺四乙酸(edta)环状结构螯合物的特性 在中心离子相同、配位原子相同情

8、况下，形成螯合物要比形成配合物稳定，在水中离解程度也更小。某些螯合物呈特征的颜色，可用于金属离子的定性鉴定或定量测定。 例如： Ca 2+为A族金属离子，与一般配位体不易形成配合物，或形成的配合物很不稳定，但Ca 2+与edta能形成很稳定的螯合物。该反应可用于测定水中Ca 2+离子的含量。第五节 配合物形成体在周期表中的分布 能生成稳定配合物的元素区 能生成稳定螯合物的元素区 能生成少数螯合物的元素区第六节 配位化合物的应用 1. 在分析化学方面 利用配合物的特征颜色来定性鉴定某些金属离子。 例如： 鉴定Cu 2+鉴定Fe 3+2. 在生物化学方面 生物体内许多种重要物质都是配合物。例如： 动物血液中起输送氧气作用的血红素是Fe 3+离子的螯合物； 植物中起光合作用的叶绿素是Mg 2+离子的螯合物； 胰岛素是Zn 2+离子的螯合物； 在豆类植物的固氮菌中能固定大气中氮气的固氮酶是铁钼蛋白螯合物。 3.在湿法冶金方面提取贵金属 Au、Ag能与Na