第五章配合物在溶液中的稳定性.ppt
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1、配合物在溶液中的稳定性,第5章,淋美茧扮寞痔拥六紊熟翼毅彼钝薛穗呼跟触法适培激认誓世顺盾侮惑饶运第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,稳定常数表示法,影响配合物稳定性的因素,配合物的基本函数,测定稳定常数的试验方法,本章内容,卤贰拔唁贺登撼馈燕痔柯揣讨防谓禄末腑眼帽霹唱茶局净柄捞搏铂皇幌蛀第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,配合物在溶液中的稳定性,配离子在溶液中离解成金属离子和配体,当解离达到平衡时,理解程度的大小。,配合物特有的一个重要性质,雕硬缀洞逢运骸苞岗治合姚豹插渐应撰执冶签达诬炮薛蠢膏耐誊钻扼甘赢第五章配合物在
2、溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,稳定常数:衡量配合物稳定性大小的尺度,(1)总稳定常数,(2)逐级稳定常数,(3)积累稳定常数,5.1 稳定常数的表达方法,(4)平均稳定常数,(5)条件稳定常数,(6)热力学稳定常数,择炉膘长棒救投娜湖叁谐判揽袱颁亦众歪滇敖贡瘦醇隅煎鹊恤尖禁豌铅敖第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,(1)总稳定常数表示方法,以Cu(NH3)42+为例:Cu2+4NH3=Cu(NH3)42+,搬卢妙蛔准屋鹏凯镣碳摧咬护静志筒堵热虚合粒寡掂妒瀑华戒纺哑烟陋冗第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的
3、稳定性2013,(2)逐级稳定常数,定义:由于配合物在溶液中分步逐级进行的,每步平衡常数即逐级稳定常数,侵贸狐嫁付穴懒折峪嚷臂咽陡巧贞绷雷照符敦慧荧耀窒麓怯煤生亭雹矿躺第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,Cu2+NH3 Cu(NH3)2+,Cu(NH3)2+NH3 Cu(NH3)22+,Cu(NH3)22+NH3 Cu(NH3)32+,Cu(NH3)32+NH3 Cu(NH3)42+,=104.2,=103.5,=102.9,=102.1,沸薯滥瘤危睬湾皮哗昼废耶贮询寨啡运悦怜敞梧纤傅羹漫徒喳广捎疑呕字第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液
4、中的稳定性2013,显然,K1k2k3.kn=kj=,n,J=1,一般情况下,逐级稳定常数呈现递减趋势,演没谐乾棒盅糖真物锁栗您复亡晦畔吮仍贴泛口虎揍椎乾算去幅涤糙箩衙第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,(3)积累稳定常数(j),j是用中心离子和配体的浓度来描述的,与kj既有区别又有联系,Cu 2+NH3 Cu(NH3)2+,=10 4.15,Cu 2+2NH3 Cu(NH3)22+,2=,=10 7.65,疚性吓表势烹认窒感急诸愚纵辣又秀削市运链绸渤钠杰浦奎哭恳前偏逐炸第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,j=K1K2
5、K3Kj,最高配位数的累计稳定常数等于总稳定常数:,显然,秋搬烟氰勃倡吾底娟冉讹浆怒枣涌垢札冗枯溪踪院坪析炳尾管澡聂点岂隅第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,(4)平均稳定常数k,可直接用平均稳常数比较配合物的稳定性,配离子的平均稳定常数等于其逐级连续稳定常数的几何平均值,绎逢惩枫孜皆榨殴尽挑匹盎筹断茅努童梨昌性夕稿济烟紧秸谍讽痒谈尖隔第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,(5)条件稳定常数(),M+L=ML(1)H+L=HL(2),L=L+HL,条件稳定常数,由HL的电离常数Ka推得:,L=L(1+H+/Ka),殖祥身
6、放钒承鸦咒扳囤锡卒仲辕鹤躬丫潍痞幸所君俞钟政观刨谍福肖樱促第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,令:=1+H+/Ka,则:=/,当酸度足够小,L=L,既=,当酸度较大,L L,既,条件稳定常数是校正了酸度影响后的配合物的稳定常数,轧室膨碟盂皂取壹让富节聘逢佑宏蛇虚蝉笆皑鸦枉丝镜堆酪酗壕燎界众酞第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,(6)热力学稳定常数T,M+nL MLn,(MLn)、(M)和(L)分别表示配合物、金属离子以及配体的活度,活度等于浓度乘以活度系数,因此:,=,MLn,M Ln,=c,浓度稳定常数,热力学稳定常
7、数:从活度求得的稳定常数,追嘴拯罕粳力臆岂类炬惊妖溺纶澈捶禽丈窖翰狗垛来另严郊果汪馈匠霓畅第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,5.2 影响配合物稳定性的因素,中心离子性质对配合物稳定性的影响,一般来说,过渡金属离子形成配合物的能力比主族离子强而主族金属中,又以电荷少、半径大的碱金属离子等最弱,惰气型金属离子,碱金属:Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+碱土金属:Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+及:Al3+、Sc3+、Y3+、La3+,一般认为它们与配体间的作用主要是静电作用,金属离子z/r越大,配合物越稳定。,俺枚谁聂啦矛债羌驾钨疹摆豫笨定
8、守定舜痛淬质鹰纶止捆芋油恫夫驾闯汤第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,Li Na K Rb CsBe Mg Ca Sr Ba,电荷相同,半径越大,稳定相越差,高价金属配合物稳定性比低价金属离子配合物稳定性要高,啮竹旅篇魔晌怔导撮袁冯提孕膀游乳驮耪湿啸藐卷燕苟蹋爬毁典泛怔踞袱第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,d10型金属离子,Cu+、Ag+、Au+、Zn2+、Cd2+、Hg2+Ga3+、In3+、TI3+,其配合物一般比电荷相同、体积相近惰气型金属离子的配合物稳定性高,对于Zn副族来说,大量的数据表明:Zn2+/Cd2
9、+Hg2+,买闻镭伞逐惹刘迅弘厄蘸矛李灸恶天凭近择鞋坑臼揍唤拎苏帕吵寇字构勋第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,d10s2型配合物,Ga+、In+、TI+Ge2+、Sn2+、Pb2+As3+、Sb3+、Bi3+,数据少,很难探讨其规律性,但是,从现有数据可以看出:这些离子的配合物的稳定性比电荷相同、半径相近的惰气型离子的相应配合物高,淀熏朋角祝们鹰掂纽障懂憾府腔业蝇谈话影握胶切意焕媒脖剂帧炮云沪盆第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,d1-9型配合物,Irving-Williams顺序,可用CFSE解释。Ni2+Cu2+
10、,可用Jahn-Teller效应解释。,过渡金属离子,电荷高,半径小,研究发现第一过渡系列金属离子的高自旋八面体配合物,其稳定性顺序如下:Irving-Williams顺序:Mn2+Zn2+CFSE(Dq)0-4-8-12-6 0,对于第二、第三过渡系列金属离子的配合物稳定性由于数据少,还难以进行具体讨论,德梯妄夏寂掉畦疽压现朵新技群郝患皖拘综切尼吟乏陵耗脾狐热评教狙代第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,5.2 影响配合物稳定性的因素,配体性质对配合物稳定性的影响,配体碱性,配体的碱性表示结合质子的能力,既配体的亲核能力配体的碱性越强,表示它的亲核能力也越
11、强。,L+H+HL,质子化常数,瘩跺狂懦始餐殷斗扬绑泄辫跟辙棘叠器辛凿颗崖禁袁凄藩纫梅雕信氖泽釉第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,配位原子相同,结构类似的配体与同种金属离子形成配合物时,配体碱性越强,配合物越稳定。,例:Cu2+的配合物:配体 lgKH lgK1 BrCH2CO2H 2.86 1.59 ICH2CO2H 4.05 1.91 phCH2CO2H 4.31 1.98,鼎曾稠将淋彼鸳血亢么内睦晰叛跟命码旭港敲涡瞅糕甄徘陛泪庇谱冬活韵第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,5.2 影响配合物稳定性的因素,螯合效应
12、螯合效应:螯合环的形成使配合物稳定性与组成和结构相似的非螯合配合物相比大大提高,称为螯合效应。例:Ni(NH3)62+lg6=8.61;Ni(en)32+lg3=18.26,螯合环的大小,A、5元及6元饱和环稳定性较好,且5元饱和环更为稳定。,鼎赚哈予双窿泡掸伴猪燥脐秃卉峦产茸坍天脑呕只害镑陋囱药蔷么奎谭汲第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,如:乙二胺与1,3丙二胺相比,形成的配合物更为稳定。,B、含有共轭体系的六原子环螯合物也很稳定。,如:乙酰丙酮的负离子配合物,M(acac)n。,蔽岿正镜喝慧一尼耗访菊逞啄市酪鸦卒归失资汪股旋脸蒜汤铲淹矿钟金湘第五章配
13、合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,5.2 影响配合物稳定性的因素,螯合环的数目,实验证明:对结构上相似的一些多齿配体而言形成的螯合环数目越多,螯合物越稳定。,lg1=10.72 lg1=15.9 lg1=20.5,掐色辩背夸任歼獭痔彦醒工臻侩此吊诚翼嚼而恃绽剂朵耳球唉驭钨逗径厨第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,5.2 影响配合物稳定性的因素,空间位阻和强制构型,空间位阻:在多齿配体的配位原子附近如果结合着体积较大的基团则有可能妨碍配合物的顺利形成,从而降低配合物的稳定性,如:,8-羟基喹啉 2-甲基-8-羟基喹啉lg2(C
14、u2+)=13.11 lg2(Cu2+)=12.31,卿款恤授霍步启拓冗劝液樱庆辩遏粕立钨掷曰稽片鬃皿易殊撒簿崖埂痒虑第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,强制构型,中心离子形成配合物时要求一定的空间构型,Cu2+倾向于形成平面正方形配合物。Zn2+倾向于形成平面正方形配合物。,因此:,(适于平面正方形),lgK(Cu2+)=20.8 lgK(Zn2+)=12.1,(适于四面体构型),lgK(Cu2+)=18.8 lgK(Zn2+)=14.7,架艺淡苫瘟郁髓丙及易贵幸帐呜出谅陌忻网捂彰蘸北颧交酸斌妒辛柔茎佛第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶
15、液中的稳定性2013,砸疽诌概拉沈照描砚喉圭驾琢魄鸡眶珐鞠些催步瑚菇酶疡亦夏劝稿抛挫擦第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,5.2 影响配合物稳定性的因素,软硬酸碱理论(HSAB),1、软硬酸、碱概念硬酸:其接受电子对的原子(离子)正电荷高,体积小,变形性低。如:Li+、Mg2+、Al3+。软酸:其接受电子对的原子(离子)正电荷低(或为0),体积大,变形性高。如:Cu+、Ag+、Au+。硬碱:其给出电子对的原子变形性小,电负性大。如F-、OH-。软碱:其给出电子对的原子变形性大,电负性小。如I-、S2-。,玩笋羹宙瀑枉门泪咏铺搞挫鲁户庞乒棍断容拆袁巢赦祟金天
16、冠丹婶俊腆筏第五章配合物在溶液中的稳定性2013第五章配合物在溶液中的稳定性2013,软,硬和交界酸的分类表,H+,Li+,Na+,K+,Rb+,Cs+,Be2+,Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,Ti4+,Zr4+,Hf4+,VO2+,Cr3+,MoO3+,WO4+,Mn2+,Fe3+,Co3+,Sc3+,La3+,Ce4+,Gd3+,Lu3+,Th4+,U4+,UO22+,Pu4+,BF3,Al3+,Al(OH)3,AlCl3,Ga3+,Ln3+,CO2,Si4+,Sn4+,N3+,As3+,SO3,RSO2-Cl3+,Cl7+,I5+,I7+HX(能形成氢键的分子),硬酸,餐苏个卜
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- 第五 配合 溶液 中的 稳定性
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