无机及分析化学课件-第3章.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《无机及分析化学课件-第3章.ppt》由用户(ziliao2023)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 无机 分析化学 课件
- 资源描述:
-
1、第第3章章 配位反应配位反应 3.1 配位化合物的基本概念配位化合物的基本概念3.2 配合物的价键理论配合物的价键理论3.3 配位场理论配位场理论3.4 配合物的紫外和可见吸收光谱配合物的紫外和可见吸收光谱3.5 反馈键的形成反馈键的形成3.6 螯合物螯合物3.7 配合物的离解平衡配合物的离解平衡3.8 配合物的重要性配合物的重要性3.1 配位化合物的基本概念配位化合物的基本概念 3.1.1 什么是配合物什么是配合物 实验现象:实验现象:向CuSO4的稀溶液中逐滴加入6molL-1氨水,先有浅蓝色的碱式硫酸铜沉淀生成,继续滴入氨水,沉淀溶解,溶液颜色变为深蓝,过程的反应方程式为:4422324
2、22)(222NHSOCuOHOHNHSOCuOHSONHCuNHNHSOCuOH22424343422)(226)(将两式合并,则得到:24332)(4NHCuNHCu44334)(4SONHCuNHCuSO或 243)(NHCu的结构为:NH3 H3N Cu2+NH3 NH32+NH3 H3N Cu2+NH3 NH32+或 像 这种双方共用的电子由一方单独提供的共价键,称为配位共价键配位共价键,简称配位键配位键。243)(NHCu 含有配位键,在水溶液中不能完全离解为简单组成的部分称为配合单元配合单元,用方括号表示;当配合单元为离子时,称为配(位)离子配(位)离子,为分子时称为配配(位)分
3、子(位)分子;带负电荷的配离子称为配阴离子配阴离子,带正电荷的配离子称为配阳离子配阳离子。带电的配合单元与相反电荷的离子组成的化合物叫配位化合物(简称配合物),配位化合物(简称配合物),如:443)(SONHCuClNHAg)(23和 )(64CNFeK等都是配合物。2.配位体:配位体:与中心离子配位的阴离子或分子称为配位 体,也称配体配体。如H2O、NH3、CN-、Cl-、F-等。3.配位原子:配位原子:在配体中,提供孤对电子直接与中心离 子结合的原子称为配位原子。H2O中的O,NH3中的 N,CN-中的C等.3.1.2 配合物的组成配合物的组成 1.中心离子:中心离子:配合物中占据中心位置
4、的正离子或原 子,又称中心体中心体。单齿配位体:单齿配位体:每个配位体只提供一对孤对电子与一个中心离子结合形成一个配位键如:H2O、NH3、CN-、Cl-、F-等是单齿配位体。多齿配位体:多齿配位体:一个配位体中有两个或两个以上的配位原子,且与一个中心离子形成两个或两个以上配位键,称为多齿配位体。如乙二胺、乙二胺四乙酸(EDTA).乙二胺(en):NH2CH2CH2H2N 直接与中心离子结合的配位原子的总数,称为该中心离子的配位数配位数。可见,单齿配位体的数目就是单齿配位体的数目就是中心离子的配位数,而多齿配位体的数目显然不等中心离子的配位数,而多齿配位体的数目显然不等于中心离子的配位数于中心
5、离子的配位数。已知中心离子的配位数有2,3,4,5,6,7,8,9等,常见的配位数是2,4,6,最常见的是4和和6。配位数的多少取决于中心离子和配体的电荷、半径、核外电电荷、半径、核外电子排布以及配合物形成时的外界条件子排布以及配合物形成时的外界条件(一般中心离子带正电荷带正电荷数越高数越高,越有利于形成配位数较大配位数较大的配合物;当配体的负电荷增配体的负电荷增加加时,虽然中心离子对配体的吸引力增加,但配体之间的排斥力增加更多,则导致配位数下降配位数下降).配体的半径一定,中心离子半径越半径越大大,配位数越大越大,但如果过大,则核间距大,配位数降低;配体的半配体的半径越大径越大,配位数越小配
6、位数越小.Cu(NH3)4 SO4中心离子中心离子配位体配位体 配位体数配位体数 外界外界 。内界内界 中心离子中心离子配位体配位体 配位体数配位体数 外界外界 内界内界 K3 Fe (CN)6 配合物由内界和外界两部分组成,图示表示如下:配离子的电荷数等于中心离子和配位体总电荷数的代数和.3.1.3 配合物命名简介配合物命名简介 1.配离子配离子 配离子中配位体的名称放在中心离子之前之前,用“合”字联起来,配位体的数目配位体的数目用一、二、三等数字表示,若中心离子有不同的氧化数,则在该元素名称后加一括号,括号内用罗马数字罗马数字表示氧化数。如:243)(NHCu四氨合铜(四氨合铜()离子)离
7、子 36)(CNFe六氰合铁(六氰合铁()离子)离子 3232)(OSAg二硫代硫酸根合银离子二硫代硫酸根合银离子 33)(enCr三乙二胺合铬(三乙二胺合铬()离子)离子 由于由于Ag常见的化合价是常见的化合价是1,因而一般不写,因而一般不写Ag()。2.含配阴离子的配合物含配阴离子的配合物 命名次序为:(1)配体,()配体,(2)中心离子,)中心离子,(3)外界的金属离子)外界的金属离子。在中心离子和外界之间加“酸酸”字。如:62PtClK 六氯合铂(六氯合铂()酸钾)酸钾)(62CNFeCa六氰合铁(六氰合铁()酸钙)酸钙 外界为H的配合物,命名时在词尾用“酸酸”字。如:62PtClH六
8、氯合铂(六氯合铂()酸)酸 62SiFH六氟合硅(六氟合硅()酸)酸)(64CNFeH六氰合铁(六氰合铁()酸)酸 3.含配阳离子的配合物含配阳离子的配合物 命名次序为(1)外界阴离子,()外界阴离子,(2)配位体,)配位体,(3)中心离子。)中心离子。如:443)(SONHCu硫酸四氨合铜(硫酸四氨合铜()OHNHAg)(23氢氧化二氨合银氢氧化二氨合银 363)(ClNHCo三氯化六氨合钴(三氯化六氨合钴()4.配位体的次序配位体的次序 如果在同一配合物(或配离子)中的配体不只一种时,则按如下规则:(1)既有无机配体又有有机配体时,无机配体无机配体在前,有机配体在后。在前,有机配体在后。(
9、2)无机配体既有离子又有分子时,离子在前,分离子在前,分子在后,子在后,有机配体也如此。如:33ClPtNHK 三氯三氯氨合铂(氨合铂()酸钾)酸钾(3)同类配体的名称,按配位原子元素符号的拉丁配位原子元素符号的拉丁字母顺序排列字母顺序排列。如:3532)(ClNHOCoH三氯化五氨三氯化五氨水合钴(水合钴()(4)同类配体若配位原子也相同,则将含较少原子含较少原子数的配体排在前面数的配体排在前面。(5)若配体原子相同,配体中所含原子数目也相同,则按在结构式中与配位原子相连的原子的元素符号的字母顺序排列。如:)()(2223NHNONHPt氨基氨基硝基硝基二氨合铂(二氨合铂()5.没有外界的配
10、合物没有外界的配合物 中心原子的氧化数可不必标明。如:4)(CONi四羰基合镍四羰基合镍)(223ClNHPt二氯二氯二氨合铂(二氨合铂()有些配合物常有其习惯的名称,如六氰合铁()酸钾 可称为铁氰化铁氰化钾钾,俗名赤血盐赤血盐,又称为亚铁亚铁氰化钾氰化钾,俗名黄血盐黄血盐。)(63CNFeK)(64CNFeK3.2 配合物的价键理论配合物的价键理论 价键理论的要点价键理论的要点1.中心离子或中心原子中心离子或中心原子(M):有空轨道 配位体配位体(L):有孤对电子 二者形成配位键配位键ML2.形成体(中心离子)采用杂化轨道成键3.空间构型与杂化方式有关 中心原子M与配位体L形成配离子时中心原
11、子的价电子轨道必须进行杂化杂化,组成各种类型的杂化轨道。每个杂化的空轨道可以接受配体提供的孤对电子,形成一个配位共价键(M L),简称配键配键。配键的数目就是中心原子的配位数。Zn2+NH3Zn(NH3)42+1.外轨型配离子的形成外轨型配离子的形成 中心离子全部用外层空轨道(ns,np,nd)杂化成键形成的配合物称为外轨型配合物.Ag(NH3)2+的空间构型为直线型。的空间构型为直线型。4d5s5pAg+sp杂化杂化Ag(NH3)2+5p4d5sNH3 NH3AgCl2-,CuCl2-与上述同类与上述同类NiCl42-的空间构型为四面体的空间构型为四面体.FeF63-为正八面体结构为正八面体
12、结构 Fe3+3d4s4p4dFeF63-sp3d2杂化杂化 F-F-F-F-F-F-sp3杂化杂化 Cl-Cl-Cl-Cl-3d4s4pNiCl42-2.内轨型配离子的形成内轨型配离子的形成 中心离子次外层(n-1)d轨道参与杂化形成的配合物称为内轨型配合物。Ni(CN)42-的空间构型为平面正方形的空间构型为平面正方形.Ni2+3d4s4pNi(CN)42-CN-CN-CN-CN-dsp2杂化杂化Fe(CN)63-为正八面体结构为正八面体结构 Fe3+3d4s4pCN-CN-CN-CN-CN-Fe(CN)63-d2sp3杂化杂化 CN-3.形成外轨型或内轨型的影响因素形成外轨型或内轨型的影
13、响因素(1)中心离子的价电子层结构中心离子的价电子层结构 中心离子内层d轨道已全满,只能形成外轨型配离子。如Zn2+(3d10)、Ag+(4d10).中心离子d3型,如Cr3+,有空(n-1)d 轨道,(n-1)d2 ns np3易形成内轨型。中心离子内层d轨道为d4d8,内外轨型配离子都可形成,决定于配位体的类型。(2)配位体配位体 CN 、CO 、NO2 等,易形成内轨型。F、H2O、OH-易形成外轨型。NH3、Cl-两种类型都可能形成,与中心离子有关。(2)磁性磁性 物质的磁性的大小可用磁矩来表示,它与所含成单电子数n的近似关系如下:B)n(n 2 2 B称为称为Bohr(玻尔玻尔)磁子
14、,是磁矩单位磁子,是磁矩单位.(3)氧化还原稳定性氧化还原稳定性 内轨型Co(CN)64-易被氧化成Co(CN)63-.因Co2+受CN-影响,3d轨道上电子被激发到5s轨道,此电子易失去.4.内外轨型配离子的某些差异内外轨型配离子的某些差异(1)离解程度离解程度 内轨型配离子比外轨型配离子更稳定,离解程度小。根据磁矩可知其未成对电子数,从而推测其结构。(p89)FeF63,AlF63-,SiF62-,PtCl64-sp3d2正八面体6Fe(CN)63 ,Co(NH3)6d2sp3正八面体6TiF52 d4s四方锥5Ni(CN)53,Fe(CO)5dsp3三角双锥5Ni(CN)42 dsp2四
15、方形4Zn(NH3)42+,Cd(CN)42 sp3正四面体4Cu(CN)32 ,HgI3 sp2平面三角形3Ag(NH3)2+,Ag(CN)2 sp 直线形2实例杂化轨道类型空间构型配位数杂化轨道类型与配离子空间构型的关系杂化轨道类型与配离子空间构型的关系 Cu(NH3)4 2+配位数为配位数为4,有平面四方型,有平面四方型.Ag(NH3)2+配位数为配位数为2,直线型直线型 H3NAgNH3NH3NH3H3N H3N Cu2+Zn(NH3)42+配位数为配位数为4,正四面体,正四面体.FeF63-配位数为配位数为6,正八面体,正八面体.3.6 螯合物螯合物+2 H2CH2NH2CH2NH2
16、CH2N NH2CH2 CuH2CH2N NH2CH22+Cu2+=多齿配位体与中心原子形成配合物时,中心原子与配位体之间至少形成两个配位键.如,乙二胺与Cu2+的配位反应为:乙二胺分子中有两个可提供孤对电子的氮原子,所以中心原子与配位体之间形成两个配位键,使得配离子具有环状结构。这种由于多齿配位体和中心原子形成的具有环状由于多齿配位体和中心原子形成的具有环状结构的配合物就称为螯合物结构的配合物就称为螯合物。正因为它具有环状结构,它比相同配位原子的简单配位化合物稳定得多,这种因成环而使配合物稳定性增高的现象称为螯合效应螯合效应。例:例:Zn(EDTA)2-(五个五元环五个五元环)CO O CH
17、2 COCH2 O N Zn CH2 O N CH2 CO CH2 CH2 O CO 18.59Ni(en)32+10.37Zn(en)22+8.74Ni(NH3)62+9.46Zn(NH3)42+10.02Cd(en)22+19.60Cu(en)22+7.0Cd(NH3)42+12.68Cu(NH3)42+lgK稳配离子lgK稳配离子螯环对配合物稳定性的影响螯环对配合物稳定性的影响 一般,五元环的螯合物最稳定五元环的螯合物最稳定,六元环次之。如:Ca2+与EDTA及其衍生物形成螯合物,当配位体22222)()()(COOCHNCHNOOCCHn中的n2时,生成五元环螯合物,稳定性最高。3.6
展开阅读全文