配合物的不稳定常数和稳定常数ppt课件.ppt

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1、,配位化合物,第一节 配合物的基本概念第二节 螯合物第三节 配合物的稳定性第四节 配合物形成时的性质变化,本章讲解内容,4,3,2,1,第一节 配合物的基本概念,1-1 配合物的定义,CuSO44NH3Cu(NH3)4SO4,配合物的形成,深蓝色晶体,加入酒精过滤,把纯净的深蓝色的硫酸四氨合铜晶体溶于水，分成三分，进行如理实验：,（1）用pH试纸测定酸碱度：pH=7 说明没有明显NH3 ，,（2）加入稀NaOH时无沉淀生成，说明无简单Cu2+离子,（3）加入BaCl2+HNO3溶液有沉淀生成，示有SO42-离子,+,4,3,2,1,铜氨溶液的组成,由以上实验事实可以推知，在铜氨溶液中，无简单C

2、u2+离子，有简单SO42-离子，无大量NH3，根据进一步的实验（元素含量分析）可以得出铜氨晶体的组成为Cu(NH3)4SO4,配合物的定义,配合物是由可以给出孤对电子或多个不定域电子的一定数目的离子或分子（称为配体）和具有接受孤对电子或多个不定域电子的空位（空轨道）的原子或离子（统称中心原子）按一定的组成和空间构型所形成的化合物。,简单地说，配合物是由中心原子和配位体组成的，中心原子和配位体具有一定的比例和一定的空间构型。,Cu2+ + 4NH3 =Cu(NH3)42+,铜氨配离子,Cu2+,NH3,NH3,NH3,NH3,4,3,2,1,1-2 复盐与配合物的区别,复盐KClMgCl26H

3、2O,配合物Cu(NH3)4SO4,电中性配合物如Fe(CO)5 、Co(NH3)3Cl3 配离子Cu(NH3)42+、Ag(CN)2- 配酸 H2PtCl6、配碱 Cu(NH3)4(OH)2 、配盐 Cu(NH3)4SO4 （这些都可电离出配离子）,配合物,K+, Cl-, Mg2+,溶于水,Cu(NH3)42+, SO42-,溶于水,复盐在溶液中电离出的离子全部是简单离子,配合物在溶液中存在复杂基团,固态都具有固定的组成和晶体结构。,4,3,2,1,1-3 配合物的组成,Cu2+,NH3,NH3,H3N,H3N,SO42-,内界Cu(NH3)42+,外界SO42-,配合物 Cu(NH3)4

4、SO4,配位体:NH3配位原子:N,中心原子:Cu2+,一、配位体和配位原子,配位原子可以给出孤电子对的原子称为配位原子；配位体含有配位原子或者电子对的离子或者分子称为配位体。简称配体。,常见配体：:NH3、H2O:、:Cl-、:I-、:CN:-、 :CNS:-、 ：NH2CH2CH2H2N： CH2CH2、,配位原子一般是如下原子：卤素原子（X）、O、S、N、P、C。,4,3,2,1,配体的分类,单齿配体指只有一个配位原子的配体。如NH3、H2O、卤离子等,多齿配体与中心离子结合（配位）的配位原子不止一个的配位体称多齿配体。如： 乙二胺（*NH2CH2CH2H2N*）（双齿配体）、氨基三乙酸

5、（*N(CH3COO*H)3）(四齿酸体)、EDTA（四乙酸乙二胺）（六齿配体）,二、配位数,与中心原子结合的配位原子的数目称为中心原子的配位数。如：Cu(NH3)42+：Cu2+的配位数是4Fe(H2O)63+：Fe3+的配位数是6。Co(en)33-：Co3+的配位数是6。一般说来，金属离子的半径越大，电荷越高，配位数越大。,配位数=配位原子数单齿配体： 配位数=配体数双齿配体： 配位数=配体数2,CCH2NCH2CH2NCH2C,O,O,O,O,2,2,4-,EDTA（Y4-）的结构简式,4,3,2,1,三、配合物的中心原子,提供空价电子轨道与配位体形成配位键的金属离子可原子称为配合物的

6、形成体（又称中心离子或中心原子）。,配合物依据中心原子的分类,单核配合物只有一个中心原子的配合物称单核配合物。如 Cu(NH3)4SO4,多核配合物含有不止一个中心原子的配合物称多核配合物。,金属族状配合物多核配合物中，两个 中心原子直接成键结合的配合物称金属族状配合物。,Ni Ni,NH2H2N,NH2H2N,金属族状配合物Co2(CO)8的结构,Cu2+,NH3,NH3,NH3,NH3,4,3,2,1,1-4 配合物的命名,把配离子看作是一个特殊原子团，那么配合物的命名与普通无机物的命名方法是相同的。主要是要掌握好配合物内界的命名方法。,配离子的命名的顺序,配体的数目和名称(无机配体(阴离

7、子阳离子中性分子)有机配体,合,金属离子(用罗马数字表示金属离子的氧化数或用阿拉伯数字表示配离子的电荷),同类配体不止一个时，按配位原子的英文字母顺序排列。,Cu(NH3)42+Cu(NH3)4SO4Fe(CN)63-K3Fe(CN)6H2SiF6Co(NH3)5(H2O)Cl3,四氨合铜()配离子,硫酸四氨合铜(),六氟合硅（）酸(阳离子只有氢离子时,不写阳离子名称),六氰合铁()酸钾(阳离子和配阴离子之间加个“酸”字,六氰合铁()配离子,三氯化五氨一水合钴(),4,3,2,1,化学式相同但配位原子不同的配体，名称不同,:NO2 硝基:ONO 亚硝酸根:SCN 硫氰酸根:NCS 异硫氰酸根,

8、一些习惯叫法,Cu(NH3)4 2+ 铜氨配离子Ag(NH3)2+ 银氨配离子K2PtCl6 氯铂酸钾等。K3Fe(CN)6 铁氰化钾(俗名赤血盐)K4Fe(CN)6 亚铁氰化钾(俗名黄血盐),配离子与异号离子形成中性物质时，配离子要用中括号括起来，表示它是配合物的内界，只是表示配离子时，中括号可以省略。,注意,4,3,2,1,命名下列配合物：1、Co(NH3)6Cl3;2、K2Co(NCS)4;3、Co(NH3)5ClCl2 ;4、Pt(NH3)2Cl2;,解：1、三氯化六氨合钴()2、四异硫氰合钴()酸钾3、二氯化一氯五氨合钴()4、二氯二氨合铂(),练习,4,3,2,1,如何命名下列配合

9、物？它们的配位数各是多少？（1） Co(ONO)(NH3)3(H2O)2Cl2（2） Cr(OH)(C2O4)(en)(H2O),拓展,解：（1）二氯化亚硝酸根三氨二水合钴()； 配位数是 6 。（2）一羟基一草酸根一乙二胺一水合铬（）；配位数是 6,4,3,2,1,第二节 螯合物,往硫酸镍溶液中加入少量氨水，再滴入几滴丁二酮肟，可观察到鲜红色的沉淀。让我们解释这个实验事实。,2,一个配体用两个配位原子与中心原子配位形成环状结构的配合物称为螯合物，也叫内配盐。螯合物要比非螯合物稳定，形成螯合物通常形成较深的颜色和较低的溶解度。在螯合物中，环数越多，稳定性越强，五元环（环上的原子数目）和六元环的

10、稳定性最强。 形成螯合物的配体大多数是有机物,4,3,2,1,请分析下面两种配合物的稳定性哪个较强？颜色哪个较深？哪个溶解度较小？,Ni(NH3)6SO4 易溶于水, 呈蓝色溶液。,Ni(en)3SO4 不溶于水, 呈紫色沉淀。,4,3,2,1,第三节 配合物的稳定性,3-1 配离子的稳定性,一、配合物的不稳定常数和稳定常数,与弱电解质类似，配合物在溶液中也存在着离解平衡，同样可以用平衡定律表示,Cu(NH3)42+ Cu2+4NH3,Cu2+NH34,K不稳-,Cu(NH3)42+,Cu2+4NH3 Cu(NH3)42+,K稳-,Cu2+NH34,Cu(NH3)42+,1 所以 K不稳= K

11、稳,配合物的K不稳越小，其稳定性越强,4,3,2,1,二、逐级稳定常数,Cu2+NH3 Cu(NH3)2+,K1,Cu(NH3)2+,Cu2+NH3,Cu(NH3)2+NH3 Cu(NH3)22+,K2,Cu(NH3)22+,Cu(NH3)2+NH3,多配位数配合物的生成是分步进行的，如：,Cu(NH3)22+NH3 Cu(NH3)32+,K3,Cu(NH3)32+,Cu(NH3)22+NH3,Cu(NH3)32+NH3 Cu(NH3)42+,K4,Cu(NH3)42+,Cu(NH3)32+NH3,K稳K1K2K3K4lgK稳lgK1lgK2lgK3lgK4,由此可以得出,第一级稳定常数,第二

12、级稳定常数,第三级稳定常数,第四级稳定常数,K1、K2、称为逐级稳定常数,Cu2+4NH3 Cu(NH3)42+,4,3,2,1,3-2 稳定常数的应用,一、判断配位反应进行的方向,例 判断下列反应进行的方向:Ag(NH3)2+2CN - Ag(CN)2-2NH3,可以看作是下列两个反应的总和：,Ag(NH3)2+ Ag+2NH3,K1,1,K稳,Ag(NH3)2+,Ag+2CN - Ag(CN)2-,K2K稳,Ag(CN)2-,K = K1K2 =,原反应的平衡常数为：,Ag(CN)2-NH32,Ag(NH3)2+CN-2,K稳,Ag(CN)2-,K稳,Ag(NH3)2+,查表求,K稳,Ag

13、(NH3)2+ = 1.7107K稳,Ag(CN)2- = 1.01021,所以 K = 5.81013,平衡常数很大，说明上述反应很完全。,4,3,2,1,二、计算溶液中有关离子的浓度,例1 在1 ml 0.04 molL-1 AgNO3 溶液中，加入1ml 2 molL-1NH3 ，计算在平衡后溶液中的Ag+ 浓度。,解： 设平衡时Ag+x Ag+ 2NH3 Ag(NH3)2+混合初时浓度(molL-1) 0.02 1 0反应平衡浓度(molL-1) x 1-2(0.02-x) 0.02-x,查表： K(稳，Ag(NH3)2+)1.7107 K 较大,说明 x 很小,所以 NH3=0.96

14、 molL-1 Ag(NH3)2+0.02,解得: x1.2810-9 (molL-1)答:溶液中Ag+离子的平衡浓度是1.2810-9 molL-1,K= = = 1.7107,Ag(NH3)2+,Ag+NH32,0.02,x0.962,4,3,2,1,三、讨论难溶盐生成或溶解的可能性,例2 100 ml 1 molL-1 NH3中能溶解固体AgBr多少克?,例 解： AgBr Ag+Br- Ksp7.710-13 Ag+2NH3 Ag(NH3)2+ K稳1.7107得：AgBr2NH3 Ag(NH3)2+Br- KKspK稳1.3110-5,设平衡时溶解的AgBr浓度为x molL-1，则

15、：Br-Ag(NH3)2+x molL-1 NH31-2x1 molL-1,x2 K = 1.3110-5 12 x3.6210-3 molL-1AgBr的式量为188，100 ml 1 molL-1NH3溶解的AgBr是： 3.6210-31880.10.68 (g),4,3,2,1,四、计算电极电势,例四 计算Ag(NH3)2+e Ag2NH3体系的标准电势。已知：Ag(NH3)2+ 的 K稳= 1.7107 ;E0(Ag+/Ag)=0.8 V,解：NH3Ag(NH3)2+1 molL-1时 Ag+2NH3 Ag(NH3)2+,K稳 = = 1.7107,Ag(NH3)2+,Ag+NH32

16、,1,Ag+,Ag+5.910-8 molL-1,所以 Ag(NH3)2+e Ag2NH3 E(Ag(NH3)2+/Ag) E(Ag+/Ag) =E(Ag+/Ag)0.0592lgAg+ 0.810.592lg(5.910-8)0.38 (V),在标准状态下，Ag(NH3)2+和NH3浓度为1molL-1,4,3,2,1,第四节 配合物形成时的性质变化,一、颜色变化,颜色的变化又常常是某种配合物的特征变化，常用于金属离子的鉴定,Fe3+nSCN - = Fe(SCN)n(n-3)-(红色),Cu2+4NH3 = Cu(NH3)42+(深蓝色),丙酮Co2+4SCN - =Co(SCN)42-(

17、蓝色),4,3,2,1,二、溶解度的改变,难溶物,配合剂,配合物,+,金属离子+阴离子,Ksp,K稳,K= KSPK稳,HgI2(红色,s)2I-HgI42-(无色)AgCl(白,s)2NH3Ag(NH3)2+(无色)Au(s)HNO34HClHAuCl4NO2H2O,例子,Ag+2NH3 = Ag(NH3)2+ K稳 1.7107Ag+2CN -= Ag(CN)2- K稳 1.01021AgI2 = Ag+2I- Ksp1.510-16AgI2 + 2NH3 = Ag(NH3)2+ +2I- K=2.5 10-9AgI2 + 2CN- = Ag(CN)2- +2I- K=1.5 105因此,

18、AgI2较难溶于氨水，容易溶于氰化物中。,4,3,2,1,三、电极电势的改变,V,如右图所示，在铜锌原电池中测得电池电势为1.0V, 现在在硫酸铜溶液中加入氨水直至生成的沉淀溶解, 可发现电表的读数变小,再往硫酸锌溶液中加入氨水, 又可观察到电表读数增大。,CuSO4,ZnSO4,加入氨水读数变小,加入氨水读数变大,由于形成配合物后，电极电势降低，使金属离子的氧化能力降低，金属的还原能力升高。,4,3,2,1,四、酸碱性的变化,HF(弱酸)BF3HBF4(强酸)HCN (弱酸)AgCN(s)HAg(CN)2(强酸),在一元弱酸溶液中加入路易斯酸(如金属离子)与弱酸根形成配离子后，则形成的配合酸成为强酸,Cu(OH)2(弱碱)4NH3Cu(NH3)4(OH)2(强碱)Zn(OH)2(弱碱)4NH3Zn(NH3)4(OH)2(强碱),同样，在难溶金属氢氧化物中加入配位剂，则形成配合物后因释放出OH-而使碱性加强。,4,3,2,1,