(2019新)人教版高中化学高二选择性必修二竞赛配位化合物ppt课件.ppt
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1、第八章第八章 配位化合物配位化合物8.1配位化合物的组成与定义配位化合物的组成与定义 以具有接受孤对电子的空轨道的原子或离子(统称为以具有接受孤对电子的空轨道的原子或离子(统称为中心原子中心原子)为中心,一定数目可以给出孤对电子的离子)为中心,一定数目可以给出孤对电子的离子或分子(统称为或分子(统称为配体配体)和按)和按一定组成和空间构型一定组成和空间构型所形成所形成的化合物,简称配合物。的化合物,简称配合物。一、配位化合物的定义一、配位化合物的定义 Co(NH3)63+ (Cl-)3配体配体中心原子中心原子配位原子配位原子配位数配位数外界外界二、配位化合物的组成二、配位化合物的组成中心原子中
2、心原子配体、配位原子配体、配位原子只能形成少数螯合物只能形成少数螯合物Ac*RaFrRnAtPoBiPbTlHgAuPtIrOsReWTaHfLa*BaCsXeITeSbSnInCdAgPdRhRuTcMoNbZrYSrRbKrBrSeAsGeGaZnCuNiCoFeMnCrVTiScCaKArClSPSiAlMgNaNeFONCBBeLiHeH能够形成稳定的螯合物能够形成稳定的螯合物形成稳定的螯合物和非螯合物形成稳定的螯合物和非螯合物配位原子配位原子 根据一个配体中所含配位原子数目的不同,可将配体分根据一个配体中所含配位原子数目的不同,可将配体分为单齿配体和多齿配体。为单齿配体和多齿配体。C
3、O, NH3, ROH, S2- , Br-, PH3, SCN-单齿配体:单齿配体:多齿配体(螯合配体):多齿配体(螯合配体):NNNNNN(CH2)2NCH2COO-CH2COO-OOCH2C-OOCH2C 在配位个体中与一个中心体以配位键结合的配位原子的在配位个体中与一个中心体以配位键结合的配位原子的总数称为该形成体的配位数。总数称为该形成体的配位数。 例:例:Cu(NH3)42+中中Cu2+的配位数为的配位数为4; CoCl3(NH3)3中中Co3+的配位数为的配位数为6;8.2 配位化合物的类型和命名配位化合物的类型和命名8.2.1 配合物的类型配合物的类型1. 简单配合物简单配合物
4、由单齿配体与中心原子组成由单齿配体与中心原子组成Ag(NH3)2Cl Cu(NH3)4SO4K3Fe(CN)6Pt(NH3)2Cl22. 螯合物螯合物由多齿配体与中心原子组成由多齿配体与中心原子组成CH2CH2CH2CH2H2NH2NNH2NH2Cu2+CuOOCCOOH2CCH2H2NNH2螯合物的特点:具有环状结构螯合物的特点:具有环状结构3. 特殊配合物特殊配合物金属羰基配合物金属羰基配合物簇状配合物(簇合物)簇状配合物(簇合物)金属原子与金属原子与CO结合,金属呈现低氧化态,甚结合,金属呈现低氧化态,甚至零或负氧化态。至零或负氧化态。Mn(CO)5Br Ni(CO)4 NaCo(CO)
5、4 Fe2(CO)9 Fe3(CO)12 至少存在两个金属原子,并含有金属至少存在两个金属原子,并含有金属金属键。金属键。ClClClClClClClClReReRe2Cl83-ReReReClClClClClClClClClClClClRe3Cl123-MoMoMoMoMoMoClClClClClClClClMo6Cl84+有机配合物(金属有机配合物)有机配合物(金属有机配合物)大环配合物(冠醚配合物)大环配合物(冠醚配合物)多酸配合物多酸配合物CCHHHHClClClPtFeOOOOOOOOOOOONa+H3PW12O40 H3PMo12O40 H3SiW12O40 H3SiMo12O40
6、8.2.2 配合物的命名配合物的命名 配体数配体配体数配体“合合”中心原子中心原子(氧化态氧化态) 若含有多种配体时,先无机后有机。若含有多种配体时,先无机后有机。 若为多种无机配体时,先阴离子后中性分子最后阳离子。若为多种无机配体时,先阴离子后中性分子最后阳离子。 若为同类配体时,按配位原子元素符号的英文字母顺序若为同类配体时,按配位原子元素符号的英文字母顺序排列,如先排列,如先NH3 后后 H2O。 不同配体的命名顺序:不同配体的命名顺序:62PtClH243(OH)Cu(NH)(NHPtClK35 ClO)(H)Co(NH32535Fe(CO)3332)(NH)Co(NO六氯合铂(六氯合
7、铂()酸)酸氢氧化四氨合铜(氢氧化四氨合铜()五氯五氯氨合铂(氨合铂()酸钾)酸钾三硝基三硝基三氨合钴(三氨合钴(III)五羰基合铁五羰基合铁三氯化五氨三氯化五氨水合钴(水合钴(III).配位解离平衡配位解离平衡8.5.1配位解离平衡和平衡常数配位解离平衡和平衡常数2233 44() CuNHCu NH 23 4243()Cu NHCuNH该配位反应的平衡常数该配位反应的平衡常数 越大,配合物越容易形成,越稳定,又称积累稳定常数。越大,配合物越容易形成,越稳定,又称积累稳定常数。223 43() 4Cu NHCuNH 该配位反应的平衡常数该配位反应的平衡常数1又称积累不稳定常数或积累解离常数又
8、称积累不稳定常数或积累解离常数2233()CuNHCu NH 2323() Cu NHKCuNH122333 2()() Cu NHNHCu NH 23 2233()() Cu NHKCu NHNH2223 233 3() () Cu NHNHCu NH 23 323 23()()Cu NHKCu NHNH3223 333 4() () Cu NHNHCu NH 23 423 33()()Cu NHKCu NHNH441234KKKKK逐级稳定常数逐级稳定常数 例例8-1:(p.185)在在1.0mL0.040 mol L-1 AgNO3溶液中,加入溶液中,加入1.0mL2.0 mol L-1
9、氨水溶液,计算在平衡后溶液中的氨水溶液,计算在平衡后溶液中的Ag+浓度浓度。已知。已知Ag(NH3)2+积累稳定常数为积累稳定常数为1.62107。131L0mol. 10 . 20 . 10 . 2L02mol. 00 . 20 . 104. 0NHAg混合后:)NH(Ag 2NHAg2330.02 1.0 x 1.0-2(0.02-x) 0.02-x =0.96+2x解:解: 0.02-x0.02 0.96+2x 0.96 解得: X = 1.410-9 molL-1 若在上例中加入0.50mL 0.10molL-1NaCl,是否会产生AgCl沉淀?721062. 1)2x96. 0(xx
10、0.02K稳沉淀析出。没有AgCl1056. 1K1024. 2QL0.02mol10. 05 . 00 . 25 . 0Lmol101.12101.40.52.02.010AgClsp,111 -199ClAgClAg 1. 配位解离平衡和酸碱平衡配位解离平衡和酸碱平衡 如:在如:在AgCl沉淀中加入氨水,则沉淀溶解,再滴加稀沉淀中加入氨水,则沉淀溶解,再滴加稀HNO3则则重新析出沉淀。重新析出沉淀。 AgCl + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + Cl- - Ag(NH3)2+ Ag+ + 2NH3 + 2H+ 2NH4+ Ag+浓度增大,当浓度增大,当Q Ksp 便会析出沉淀。便会析
11、出沉淀。 可见,由于酸碱平衡使配合物解离。可见,由于酸碱平衡使配合物解离。 又如:在含有又如:在含有Fe(C2O4)33-的水溶液中加入盐酸则发生下列反的水溶液中加入盐酸则发生下列反应:应: Fe(C2O4)33- Fe3+ + 3C2O42- + 6H+ 3H2C2O4 2. 配位解离平衡和氧化还原平衡配位解离平衡和氧化还原平衡Fe(C2O4)33- + 6H+ = Fe3+ + 3H2C2O4 在氧化还原平衡中加入某种配位剂,由于配离子的形在氧化还原平衡中加入某种配位剂,由于配离子的形成,可能改变化学反应的方向。成,可能改变化学反应的方向。 例例8-2(p.186):在反应:在反应 2Fe
12、3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2中中,若加入,若加入CN-,问新的反应,问新的反应 2Fe(CN)63- + 2I- = 2Fe(CN)64- + I2能否进行能否进行? 解:已知解:已知 E (I2/I-) = 0.54V E (Fe3+/Fe2+) = 0.77V 反应反应 2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 可以正向进行。可以正向进行。 加入加入CN-后:后: Fe(CN)63- + e- = Fe(CN)64- FeFelg1059. 077. 0E32)CN(Fe/(Fe(CN)46- 36 Fe2+ + 6CN- Fe(CN)64-6-246)CN(Fe ,
13、CNFe)(K46CNFe稳6-462CNKFe(CN)Fe46)CN(Fe稳,6-363CNKFe(CN)Fe36)CN(Fe稳, 反应 2Fe(CN)63- + 2I- = 2Fe(CN)64- + I2 不能自发进行。46364636)CN(Fe)CN(Fe)CN(Fe-36)CN(Fe-4632KKKFe(CN)KFe(CN)FeFe稳,稳,稳,稳,1-36-46L1molFe(CN)Fe(CN)标准态时:36V. 01010lg1059. 077. 0E2431)CN(Fe/(Fe(CN)46-36 3. 配位解离平衡和沉淀溶解平衡配位解离平衡和沉淀溶解平衡 AgNO3 NaCl A
14、gCl NH3 Ag(NH3)2+ KBr Ksp1.5610-10 K稳1.62107 AgBr Na2S2O3 Ag(S2O3)23- KI AgI KCN Ksp7.710-13 K稳2.381013 Ksp1.510-16 Ag(CN)2- Na2S Ag2S K稳1.31021 Ksp1.610-49 如何转化决定于配离子的稳定性和难溶盐的溶度积常数。 例例8-3:用200mL氨水溶解1.43克AgCl,求氨水的原始浓度至少为多少?1AgClAgCl23-L05mol. 02 . 04 .14343. 1VMm)Ag(NHCl溶解后: 设: 氨水的原始浓度为xmolL-1 AgCl
15、+ 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl- 1.43g x x20.05 0.05 0.05)NH(AgAgClsp,23-2323KKNHCl)Ag(NHK稳,171022L09mol. 1x1062. 11056. 1)05. 02x(05. 0K 例例8-4:100mL,3molL-1氨水可溶解AgBr多少克? 解:解:设AgBr在3molL-1氨水中溶解度为x molL-1。 AgBr(s) + 2NH3 Ag(NH3)2+ + Br- 3 32x x x71322)NH(Ag ,AgBrsp1062. 1107 . 7)2x3(xKKK23稳, x = 1.0510-2 molL-
16、1 可溶解的AgBr:1.0510-2 0.1187.8 = 0.20克 8.3. 结构异构结构异构8. 配位化合物的异构现象配位化合物的异构现象分子式相同,键连方式不同分子式相同,键连方式不同一、解离异构(电离异构)一、解离异构(电离异构)CoBr(NH3)5SO4 Co(SO4)(NH3)5Br 紫紫 红红 与与BaClBaCl2 2作用有沉作用有沉淀 生 成 , 但 与淀 生 成 , 但 与AgNOAgNO3 3无反应无反应与与BaClBaCl2 2无反应,无反应,但与但与AgNOAgNO3 3作用有作用有沉淀生成沉淀生成二、水合异构二、水合异构Cr(H2O)6Cl3CrCl(H2O)5
17、Cl2H2O三、配体异构三、配体异构CH2CH2CH2H2NH2NCoH2CH2CH2CNH2NH2ClClH2NNH2CHCH2CH3H2NCoNH2H2CCHH3CClCl配合物中的配体互为异构体配合物中的配体互为异构体四、键合异构四、键合异构 多原子配体以不同的配位原子与中心原子键合多原子配体以不同的配位原子与中心原子键合亚硝酸根亚硝酸根硝基硝基五、配位异构五、配位异构配体在阴、阳配离子间的分配不同配体在阴、阳配离子间的分配不同Co(NH3)6Co(NO2)6 Co(NH3)4(NO2)2 Co(NH3)2(NO2)4 Pt(II)(NH3)4Pt(IV)Cl6Pt(II)Cl4Pt(I
18、V) (NH3)4Cl2 8.3. 立体异构立体异构一、几何异构(顺反异构)一、几何异构(顺反异构)PtNH3ClNH3ClPtNH3ClH3NCl顺二氯顺二氯二氨合铂(二氨合铂(II)反二氯反二氯二氨合铂(二氨合铂(II)CrH3NNH3ClH3NClNH3CrH3NNH3NH3H3NClCl顺顺(cis)(cis)二氯二氯四氨合铬四氨合铬( (III) )反反(trans)(trans)二氯二氯四氨合铬四氨合铬(III)RhClpypyClpyClRhClClpyClpypy面面(fac)(fac)三氯三氯三吡啶合铑三吡啶合铑( (III) ) 经经(mer)(mer)三氯三氯三吡啶合铑三
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