《工程化学》第六节 配位平衡

1、第六节 配位平衡实验：CuSO4+2NH3H2OCu(OH)2(s)+(NH4)2SO4溶液中发生了下述过程：浅蓝色深蓝色生成的可溶性深蓝色物质是配离子。 配合物是一种组成复杂的、性质特殊的物质。Cu(OH)2+4NH4+ Cu(NH3)42+ +2OHCu(NH3)42+ SO42配离子电荷配位数配位体中心离子（形成体）内 界外界一、配位化合物的概念、组成和命名 由一个简单的正离子或原子与几个中性分子或离子以配位键相结合，形成的复杂离子或分子称为配位单元。含有配位单元的化合物称为配位化合物，简称配合物。配阳离子：如 Ag(NH3)2+相当于盐中正离子；配离子又分：中性配合物：Fe(CO)5

2、。配阴离子：如Fe(CN)63相当于盐中负离子； 内界由中心离子（或原子）及与其紧密结 合的中性分子（或离子）组成，常用方括 号括起来；外界在方括号之外，为平衡电 荷的离子。内界和外界之间以离子键相结合。配合物的组成一般分内界和外界两部分。 在配合物的内界，有一个带正电荷的离子（或中性原子）占据中心位置，称为配合物的中心离子（或原子），或称配合物的形成体。 1.中心离子或原子 形成体通常是金属阳离子或某些金属原子以及少数高氧化值的非金属元素。例如： Ag(NH3)2+ 中的Ag+离子， Fe(CO)5中的Fe原子， SiF62中的Si4+()。2. 配位体和配位原子配位体：与中心离子（或原子）

3、以配位键结 合的离子或分子。简称配体。配位原子：在配位体中给出孤对电子的原子。配位原子主要是电负性较大的非金属原子。例如： F，O， C，N等原子。例如：:F ，:OH ，:CN ，H2O: ，:NH3等配位体通常是非金属的阴离子或分子。配位体可分为：如：乙二胺(en)单齿配位体：含有一个配位原子的配位体。 如： :F ， :OH 多齿配位体：含有两个或两个以上配位原子 的配位体。乙二胺四乙酸根 EDTA（Y4）草酸根O OC CO O2 4 3. 配位数、配位体数 与中心离子（或原子）直接成键的配位原子的总数，称为配位数。 单齿配位体：配位数等于配位体的数目；配合物所含各种配位体的总数称为配

4、位体数。 多齿配位体：配位数等于配位体的数目与每个配位体中含有配位原子数的乘积。Cu2+的配位数等于4。例如：2+Ca(EDTA)2或CaY2Ca2+的配位数为6，配位原子分别是4个O，2个N。 EDTA有6个配位原子，的具有五个五元环的螯合物。可以与金属离子形成很稳定4. 配离子电荷数配离子电荷数：中心离子与配体电荷数（配体是中性分子，其电荷数为零 ）的代数和。 因配合物呈电中性，配离子的电荷也可以简便地由外界离子电荷来确定。如：Cu(NH3)4SO4的外界为 ，据此可知配离子的电荷为+2。如： Cu(NH3)4SO4 ，配离子Cu(NH3)4x 的电荷x为 21+04 = +2 Co (N

5、H3) 6 3+ 3Cl - 中心离子- 配位原子- 配位体- 配位数 - 外界离子配位化合物- 配离子电荷 内 界外 界配合物的组成图示如下：例如：Co (NH3) 6 Cl3血红蛋白活性中心血红细胞亚铁血红素CO亲和力比O2约大200300倍 (1) 在配合物的内外界之间：先阴离子，后 阳离子。配位酸：酸配位碱：氢氧化配位盐：简单酸根加“化”字，复杂酸根加“酸”字。 配合物的命名如：Co(NH3)6Cl3 三氯化六氨合钴(III)K3Fe(C2O4)3 三草酸合铁(III)酸钾 (2) 内界：先配体后形成体。配体前面用一、二、三、四表示该配体个数(个数为一时可省略)；不同配体之间用“”隔开

6、；在最后一个配体与形成体之间加“合”字；形成体后面加( )，内用罗马数字表示形成体的氧化数 (氧化数为 0 时可省略)。配体数 配体名称 合 形成体名称 (氧化数)用一、二、三、 表示不同配体用 “”隔开用罗马数字、表示如:CoCl(NH3)5Cl2 二氯化一氯五氨合钴(III)如:Co(NH3)5H2OCl3三氯化五氨一水合钴()； (3) 配体的先后顺序遵循以下原则。 先无机配体，后有机配体。如：KPtCl3(C2H4) 三氯乙烯合铂()酸钾； 如：KPtCl3NH3 三氯一氨合铂()酸钾； 先离子配体，后分子配体。 同类配体，按配位原子元素符号的英文字母顺序排列。 配体中配位原子相同时，

7、原子个数少的在前。配位原子相同，且配体中含原子个数也相同时，按和配位原子直接相连的其他原子的元素符号英文字母顺序排列。如:PtNH2NO2(NH3)2 氨基硝基二氨合铂()。 有些配合物，也可用简称或俗名。如:K3Fe(CN)6 铁氰化钾(赤血盐)。 硫酸四氨合铜()乙二胺四乙酸根合钙()离子三硝基三氨合钴()五羰基合铁氯化二氯三氨一水合钴()五氯一氨合铂()酸钾氢氧化二氨合银()六氯合铂()酸六硫氰酸根合铁()酸钾CoCl2(NH3)3H2OClCu(NH3)4SO4K3Fe(SCN)6H2PtCl6Ag(NH3)2(OH)KPtCl5(NH3)Fe(CO)5Co(NO2)3(NH3)3Ca

8、(EDTA)2中心离子M (形成体) ：有杂化空轨道 配位体L：有孤对电子 二者形成配位键 LM配位键：共用电子对由成键的一个原子单方面提供而形成的化学键。如：H3NAgNH3+ 配合物内界与外界之间在水中全部解离，如同强电解质。 配离子（内界）只部分解离，如同弱电解质。这种平衡称为配位平衡。Cu(NH3)4SO4Cu(NH3)42+ + SO42 Cu(NH3)42+ Cu2+ + 4NH3解离配位二、配位平衡(不稳)称配离子的不稳定常数，越大表示该配离子越不稳定。(稳)称配离子的稳定常数，越大该配离子越稳定。三、配离子的稳定常数 配离子的解离是分步进行的，每步均有其不稳定常数。例如：解: 因为等体积混合，所以初始浓度分别减半。初始浓度/molkg1 0.1 0.5 0Ag+ + 2NH3 Ag(NH3)2+例：在 50g 0.2molkg1AgNO3溶液中加入等体积的1.0molkg1的氨水。计算平衡时溶液中Ag+、NH3和 Ag(NH3)2+ 的浓度。已知K (稳,Ag(NH3)2+) = 1.1107 变化浓度/molkg1 (0.1x) 2(0