无机部分新版.ppt

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1、医学化学,化学教研室 彭晓虹,第一章 绪论,一、化学研究的对象和目的,研究对象：实物内容：无机化学，有机化学，分析化学，物理化学目的：促进相关学科的发展,二、化学与医学的关系,1800年，英国化学家Davy发现了N2O的麻醉作用，后来乙醚、普鲁卡因等更加有效的麻醉药物相继问世，使无痛外科手术成为可能。,1932年，德国化学家Domagk发现一种偶氮磺胺染料Prontosil，可治愈细菌性败血症。此后，抗生素的新时代到来了。,早在16世纪，欧洲的化学家就致力于研制医治疾病的化学药物，从而推动了医学与化学的同步发展。,药物的发现与发展，疾病的诊断与治疗，卫生的监督，疾病的预防，药物的合理使用等均与

2、化学有着紧密的联系。,三、怎样学好医学化学,学习方法 重理解，忌死记，在理解的基础上融会贯通，灵活运用基础理论和基础知识去分析和解决实际问题。注重实验，力求提高动手能力，并通过实验进一步理解和掌握理论知识。,基础化学：化学的基本原理和概念有机化学：与医学密切相关的碳氢化合物 及其衍生物,内容,国际单位制,SI单位,SI基本单位,SI导出单位,m,kg,s,A,K,mol,cd,（附录一表2）,SI单位的倍数单位,SI词头,SI单位,附录一 表3,四、法定计量单位（详见附录一）,国际单位制,SI基本单位,我国的法定计量单位,一切属于国际单位制的单位都是我国的法定计量单位。可与SI单位并用的法定计

3、量单位,第二章 溶 液,第一节 溶液组成标度,二、质量浓度 表示符号：单位：g/L，mg/L,一、物质的量浓度 表示符号：单位：mol/L，mmol/L,一定量的溶剂或溶液中所含溶质的量,两种浓度间的换算公式,三、质量分数与体积分数,质量分数：,体积分数：,（无单位）,（无单位）,常用于溶质为液体的溶液,例：在100ml生理盐水中含有0.90gNaCl，计算 生理盐水的质量浓度，物质的量浓度。,解：mNaCl=0.90g V=100ml=0.1L,在临床生化检验中，凡是相对分子质量已知的物质在人体的组成量度，原则上均应用物质的量浓度表示，对于相对分子质量尚未准确测得的物质，则可用质量浓度表示。

4、,应用,对于注射液，世界卫生组织认为，在绝大多数情况下，标签上应同时标明质量浓度B和物质的量浓度CB。如静脉注射的氯化钠溶液，应同时标明：NaCl9 gL-1，CNaCl0.15 molL-1。,（1）正常人100mL血清中含100mg葡萄糖，计算血清中葡萄糖的物质的量浓度（用mmolL-1表示）（2）配制500ml消毒用酒精（），问需 的酒精多少亳升？,第二节溶液的渗透压力,渗透:溶剂透过半透膜进入溶液而使溶液一侧的液面升高和浓度稀释的自发过程.渗透条件：半透膜 膜两侧溶液浓度不等渗透方向:溶剂分子从纯溶剂溶液，或是从稀溶液浓溶液。,一、渗透现象和渗透压力,渗透平衡：单位时间内溶剂分子进出半

5、透膜数目相等的状态。,渗透压力（osmotic pressure）:,将纯溶剂与溶液以半透膜隔开时，为维持渗透平衡所需加给溶液的额外压力。,符号:单位：常用Pa或kPa,渗透压力是溶液的一种依数性。,渗透压力,反向渗透：在溶液一侧若是施加的外压大于渗透压力，则溶液中会有更多的溶剂分子通过半透膜进入溶剂一侧，这种使渗透作用逆向进行的过程称为反向渗透。,渗 透,P,反向渗透,依此可实现溶液的浓缩、海水的淡化和污水处理。,二、溶液的渗透压力与浓度及温度的关系,V=nB RT,=cB RT,其中 cB 非电解质稀溶液的物质的量浓度(molL-1)R 气体常数 8.314 kPaLmol-1K-1 T

6、绝对温度(273+t),实验证明:当T 一定时 c，当c 一定时 T关系式：,cBRT的重要意义,在一定温度下，溶液的渗透压与溶液的浓度成正比即与溶液中溶质的数目成正比，而与溶质的本性无关不论溶质微粒是小分子或大分子，只要溶液中溶质粒子的数目相等，则渗透压就相同,cBRT适用范围,特别指出：cBRT只适用于非电解质稀溶液 如：0.3mol/L葡萄糖溶液与0.3mol/L蔗糖 溶液，其相同。当两种非电解质溶液的cB不同时，cB大，它的就大,由于电解质分子在溶液中发生电离产生离子，使溶液中粒子的数目成倍增加，用cBRT计算电解质溶液的渗透压将会产生较大的误差。为了消除误差，必需引入一个校正系数i

7、即渗透压公式改写为 icBRT,计算电解质溶液的渗透压,式中i校正因子 i是溶质的一个分子在溶液中能产生的粒子数 例如：0.3mol/LNaCl 1(i=2)0.3mol/LC6H12O6 2(i=1)则 12 2,试写出Na2SO4，NaHSO4，NaHCO3，NaC3H5O3在溶液中能产生的粒子倍数。,(一)等渗、高渗和低渗溶液,比(与)血浆渗透压 的溶液,高,低,Cos正常人血浆为:280320 mmolL-1等渗溶液:280320 mmolL-1高渗溶液:大于320 mmolL-1低渗溶液:小于280 mmolL-1,相等,等渗溶液,高渗溶液,低渗溶液,三.渗透压力在医学上的意义,Co

8、s=icB,计算18.7gL-1乳酸钠（M r=112）溶液的渗透浓度。并判断该溶液属于临床上的等渗、低渗还是高渗溶液？解：c=18.7112=0.167(molL-1)Cos=i c 20.167=0.334(molL-1)=334 mmolL-1 334 mmolL-1接近320 mmolL-1,又因为乳酸钠溶液的实际上 i 略小于2,所以,该溶液仍然属于临床上的等渗溶液,9.0gL-1NaCl溶液(308 mmolL-1)50.0gL-1葡萄糖溶液(278 mmolL-1)12.5gL-1NaHCO3溶液(298 mmolL-1)18.7gL-1乳酸钠溶液(334 mmolL-1),临床

9、上常用的等渗溶液,红细胞在不同含量的NaCl溶液中的形态图,9.0g.L-1NaCl等渗溶液,5.0g.L-1NaCl低渗溶液,15g.L-1NaCl高渗溶液,红细胞在不同含量的NaCl溶液中的形态图,9.0g.L-1NaCl等渗溶液,5.0g.L-1NaCl低渗溶液,15g.L-1NaCl高渗溶液,红细胞在不同含量的NaCl溶液中的形态图,9.0g.L-1NaCl等渗溶液,5.0g.L-1NaCl低渗溶液,15g.L-1NaCl高渗溶液,红细胞在不同含量的NaCl溶液中的形态图,溶血！,栓塞！,9.0g.L-1NaCl等渗溶液,5.0g.L-1NaCl低渗溶液,15g.L-1NaCl高渗溶液

10、,临床上给病人大量补液时,应使用等渗溶液 低渗溶液是不可以用的 必要时,可以使用高渗溶液,想一想,将两种不同的等渗溶液按比例混合，混合后的溶液还是等渗溶液吗？,晶体渗透压(766kPa)(由晶体物质产生),二.晶体渗透压和胶体渗透压,生物体液的渗透压(769.9kPa),NaCl KCl HCO3-HPO42-H2PO4-葡萄糖 氨基酸等(1L血浆含7.5g),胶体渗透压(3.8kPa)(由胶体物质产生),蛋白质 多糖脂质等高分子物质(1L血浆含70g),无机盐、小分子 等 晶体物质体液 蛋白质、多糖 等 胶体物质 晶体渗透压:766kPa 99.5%体液渗透压 胶体渗透压:3.8kPa 0.

11、5%,水分子,晶体物质、胶体物质,晶体的渗透压维持细胞膜内外盐水平衡,细胞外液,细胞内液,血浆,组织间液,水和晶体物质,胶体物质,自由通过,维持毛细血管内外盐水平衡和血容量,透析是一个溶解于血液的溶质透过半透膜扩散到另一种溶液中的过程。这意味着血液中的废物可通过这一特殊的膜除去。而且，透析液的重碳酸盐能够扩散到血液中中和酸，纠正身体的失衡状态。血透时，血液通过前臂一条特别建立的静脉，即动静脉瘘进入到透析液中，并在此进行交换。这一过程需要使用机器。在血透中，血液通过塑料管引导流到透析器中。透析器是由半透膜制成的一捆空心纤维。透析液类似于血液的盐成分，但不含废物。通常一次透析需4小时，患者需要一周

12、透析3次。,透析,腹透是把透析液通过硅胶管输入到腹膜腔。腹膜腔的天然薄膜层是一个半透膜，废物和过多的水从体内通过此膜进入到透析液里。透析液在腹部进行了交换后，就可吸出体外抛弃。腹透采用的透析液是无菌的，而且包含了盐和高浓度葡萄糖。每次交换时，患者需吸出旧的液体并注入新液体，大约需要45分钟。目前腹膜透析主要有两种：持续不卧床腹膜透析（CAPD）和持续循环腹膜透析（CCPD）。,第 三 章 电 解 质 溶 液,电解质(electrolyte)熔融或溶液状态下能导电的化合物,强电解质(strong electrolyte)在水溶液中几乎完全解离成离子,弱电解质(weak electrolyte)在

13、水溶液中只能部分解离成离子,强酸强碱盐,弱酸弱碱,一元二元三元,第一节 弱电解质溶液的解离平衡,一、解离平衡和解离平衡常数,（一）解离平衡动态平衡,醋酸的解离：,简写为：,解离平衡常数：Ka 或 Kb,1.ki反映解离能力的相对强弱，例表3-1 Ka越大，表明其酸性越强；Kb越大，表明其碱性越强。2.多元弱酸是分步解离的 3.ki与酸碱的本性及T有关，与c无关,注意,二、解离度(电离度),定义：电解质达到解离平衡时，已解离的分 子数和原有的分子总数之比。,表达式:,对于不同的电解质，解离度不同。可表示电解质的相对强弱：30%强电解质,5%弱电解质.对强电解质为表观电离度（强电解质 的理论值应为

14、100%,而实际测量结果其 100%），弱电解质才有电离度的概念.影响的因素：本性，溶剂，T，c,电离度却随浓度的变化而变化，对同一弱电解质，随着溶液浓度的减小，其解离度 增大。,电离常数是平衡常数的一种形式，它不随浓度变化，Ka值愈大，表示解离程度愈大。,Ka 与,Ka与 都能反映弱酸弱碱离解能力的大小，,三、同离子效应,定义：在弱电解质溶液中，加入与该弱电解质具 有相同离子的易溶强电解质，导致弱电解 质的解离度降低的现象。,HAc+H2O H3O+Ac-,NaAc Na+Ac-,第二节 酸碱质子理论,酸碱理论的发展,酸碱解离理论（阿累尼乌其斯）,酸碱质子理论（布朗斯特）,酸碱电子理论（路易

15、斯）,一、酸碱的定义：定义：凡是给出质子（H+）的物质是酸，凡是接受质子的物质是碱。,酸、碱并非孤立，酸是碱和质子的结合体，这种关系称为酸碱的共轭关系。右边的碱是左边酸的共轭碱；左边的酸是右边碱的共轭酸。,一对共轭酸碱对在组成上仅相差一个质子,酸1,酸2,碱1,碱2,二.酸碱反应的实质,酸碱反应的实质：两对共轭酸碱对间的质子 的传递。,反应总是由较强的酸与较强的碱作用，向着生成较弱的酸和较弱的碱的方向进行。,醋酸在水中的解离：,NH4CL的水解(相当于NH4+弱酸的解离),NH4+H2O H3O+NH3,共轭酸碱对,共轭酸碱对,三、水的质子自递平衡,平衡常数：,一般H2O看作常数，故上式改为,

16、25时，Kw=10-14,四、共轭酸碱解离平衡常数的关系,Ka Kb=H+OH-=Kw,一定 T,Kw是一常数，Ka大，则Kb就小 共轭酸的酸性越强，其共轭碱的碱性就越弱；反之亦然。酸的浓度：酸性：酸度：,CHA,由其本性决定，Ka大，酸性强；Kb大，碱性强。,溶液中的H+或OH-,讨 论:,想一想,1.怎样判断酸碱的强弱？,2.怎样判断酸度的大小？,ki反映酸碱解离能力的相对强弱，例 P13，表3-1 Ka越大，表明其酸性越强；Kb越大，表明其碱性越强。,溶液的pH值,溶液的pH值越小，酸性越强；溶液的pH值越大，碱性越强。,一、缓冲溶液的概念和组成,下面是一份实验报告：,上述实验结果表明:

17、水、NaCl溶液不具有缓冲作用,HAc+NaAc 体系溶液具有缓冲作用,它是一种缓冲溶液。,3.00,11.00,3.00 11.00,4.74,4.76,1.定义关键词：外加，少量酸、碱，适当稀释，基本不变,第三节 缓冲溶液,2.缓冲溶液的组成,（碱性）（酸性）,缓冲对或缓冲系,两组分间实质是一对共轭酸碱对。,缓冲溶液一般是由两种物质组成的,（质子碱）（质子酸）,常见的缓冲对,盐的存在可以提供同离子效应。,弱酸-对应盐：,NH3H2O NH4ClCH3NH2 CH3NH3+Cl-,多元酸酸式盐-次一级盐：,HAc-NaAc H2CO3 NaHCO3H3PO4 KH2PO4等,NaHCO3 N

18、a2CO3KH2PO4 K2HPO4,弱碱-对应盐：,抗碱成分与抗酸成分,（HCO3 CO32-）,盐,盐,盐,二、缓冲作用机制,以HAc-NaAc缓冲对为例:,由于同离子效应，达平衡时，HAc几乎完全以分子状态存在，所以溶液中含有大量的HAc与Ac-，且为共轭酸碱对。,(1)Ac-(共轭碱)为缓冲溶液的抗酸成分。,(2)HAc(弱酸)为缓冲溶液的抗碱成分。,(3)当溶液稀释时，H3O+和Ac-离子浓度同时降低，同离子效应减弱，使HAc解离度增大，HAc进一步解离产生的H+可使溶液的pH保持基本不变。,以H2CO3-NaHCO3缓冲对为例:,HAc+H2O H3O+Ac-,大量,大量,NaAc

19、 Na+Ac-,少量H+,平衡向左移动,酸的影响：,由于溶液中Ac较高，加入强酸的量又相对较少，大量的Ac中只有少量的用来同H+结合，当建立新的平衡时，Ac-略有减少，HAc略有增加，溶液中H+几乎没有改变。,碱的影响,当溶液中H+的稍有降低时，由于溶液中HAc较高，大量存在的HAc立即电离出H来补充因中和所消耗的H，当建立新的平衡时，HAc略有减少Ac略有增加，溶液的PH值几乎不变。,少量OH-,平衡向右移动,总结：,由于缓冲体系中存在着弱酸（或弱碱）的离解平衡，且共轭酸碱的浓度都是较大的，因此加入少量H+或OH时，只是使平衡发生了移动。当重新建立平衡时，体系中的H+量并无明显变化，从而保持

20、体系的pH值相对稳定。,缓冲溶液的缓冲能力是有限度的。,三、缓冲溶液pH值的计算,计算公式：,即：,其中，cB-/cHB 缓冲比，（cB-+cHB）称为缓冲溶液的总浓度。,亦可以：,cB-(初）=cHB(初）时,缓冲溶液的pH主要取决于pKa,pKa值一定，其pH随着缓冲比B-/HB的改变而改变。当缓冲比等于l时，pH等于pKa,适当稀释缓冲溶液，缓冲比不变，pH值亦几乎不变。但加大量水稀释时，pH值有变化。,例1:0.1mol/L HAc与 0.2mol/L NaAc等体积 混合，计算溶液的pH值。(Ka=1.7610-5),解：,缓冲对:HAcNaAc,C（HAc)=,0.05mol/L,

21、C（NaAc)=,0.1mol/L,混合后,例：取0.10mol/L NaH2PO4(Na2HPO4)10 ml与0.2mol/L Na2HPO4(Na3PO4)1.0ml混合，求此溶液的pH值。（己知 H3PO4 的pKa1=2.12,pKa2=7.21,pKa3=12.67）,若缓冲对为 NaH2PO4-Na2HPO4，pKa取7.21；若缓冲对为 Na2HPO4-Na3PO4，pKa则取12.67。,思路：,使一升缓冲溶液pH值改变一个单位所加一元强酸或强碱的物质的量。其数学式为：,越大，说明缓冲溶液的缓冲能力越强。,（一）缓冲容量：,用来衡量缓冲能力的大小。,四、缓冲容量与缓冲范围,（

22、1）总浓度同一缓冲对组成的缓冲溶液，当缓冲比相同时，总浓度越大，其就越大。（2）缓冲比同一缓冲对组成的总浓度相同的缓冲溶液，缓冲比越接近1，越大。而当缓冲比等于1时，最大。,影响缓冲容量的因素：,例：下述两组HAcNaAc缓冲液浓度各为：0.1:0.1 0.01:0.01 0.25:0.25 0.05:0.15 0.1:0.1 0.02:0.18缓冲容量最大是。,当溶液稀释时，缓冲比值虽然不变，pH值不变，但总浓度降低，因而缓冲容量将减小。,（二）缓冲范围：,缓冲作用的有效的pH范围称为缓冲范围。,共轭酸碱对：,cB-/cHB=1:10 pH=pKa 1 cB-/cHB=10:1 pH=pKa

23、+1 所以：pH=pKa 1,五、缓冲溶液的配制,1选择合适的缓冲对：（1）pH在pKa1缓冲范围内并尽量接近弱酸pKa。（2）缓冲对的物质必须对主反应无干扰。2配制的缓冲溶液的总浓度要适当：一般总浓度0.05molL-10.2molL-1。3计算所需缓冲对的量：根据Henderson-Hasselbalch方程计算。常选用相同浓度的共轭酸碱进行缓冲溶液的配制。4校正：需在pH计监控下，对所配缓冲溶液的pH校正。,六、缓冲溶液在医学中的意义维持血液的正常pH值范围（7.35 7.45)血液中最重要的缓冲对是：NaHCO3 H2CO3 亦可写成：NaHCO3 CO2（溶解）,想一想,人体各种体液

24、的pH值,第 四 章 胶体和乳状液,分散系：一种或几种物质以细小的粒子分散在另一种 物质里所形成的体系分散质：被分散的物质，一般为数量少的一相分散剂：把分散质分散开来的物质，一般为数量多的 一相,第一节 分散系,表1 按物质聚集状态分类的分散系,表2 按分散质颗粒大小分类的分散系,相,单相体系：分子或离子分散系,多相体系（存在界面）：胶体分散系，粗分散系,体系中物理性质和化学性质完全相同的一部分,操作：强光照射，侧面 观察 现象：出现一条光亮的 通路原因：胶体微粒对光线 的散射而形成。应用：鉴别胶体和溶液,第二节 溶 胶,一、溶胶的基本性质：（一）光学性质：丁达尔现象，也称乳光现象。,溶胶：难

25、溶性固体分散在介质中所形成的胶体分散系。,按分散介质不同，又分为液溶胶，气溶胶，固溶胶,溶胶,1.Brown 运动,溶胶的分散相粒子在分散介质中不停地做不规则的折线运动，这种运动称为 Brown运动。,（二）溶胶的动力学性质,溶胶的分散相粒子由于 Brown 运动，能自动地从浓度较高处移向浓度较低处，这种现象称为扩散。在生物体内，扩散是物质输送或物质分子通过细胞膜的推动力之一。,2.扩散,浓度差越大，扩散越快。,3.沉降,应用：纯化蛋白质，分离病毒,沉降：在重力场中，胶粒受重力的 作用而要下沉。沉降平衡：当沉降速度等于扩散速度，系统处于平衡状态，这时，胶粒的浓度从上到下逐渐增大，形成一个稳定的

26、浓度梯度。,（三）溶胶的电学性质,1.电泳：在外加电场的作用下，分散质颗粒在分 散剂中的定向移动现象。,现象：阴极附近颜色加深；阳极附近颜色变浅推测：Fe(OH)3胶体的微粒带正电荷,应用:分离和鉴定氨基酸、蛋白质、核酸等。,Fe(OH)3的电泳演示实验,电渗：在外电场作用下，分散介质通过多孔性 物质作定向移动（即固相不动而液相 移动）的现象称为电渗。,应用：净化溶胶，淡化海水,（1）胶核的选择吸附：,2胶粒带电的原因,胶核的比表面很大，很容易吸附溶液中的离子。实验表明，与胶粒具有相同组成的离子优先被吸附。,（2）胶粒表面分子的解离：,胶粒与溶液中的分散介质接触时，表面分子发生解离，有一种离子

27、进入溶液，剩余的使胶粒带电。例如，硅酸溶胶的胶粒是由很多 xSiO2yH2O 分子组成的表面上的 H2SiO3 分子在水分子作用下发生解离：,(AgI)mnI-(n-x)K+x-xK+,胶核,扩散层,二、溶胶的结构,胶团是电中性的，它分散在液体中便 形成溶胶,例：用KI溶液与过量AgNO3溶液作用制备的AgI溶胶，胶团结构式为：(AgI)mnAg+(n-x)NO3-x+xNO3-,想一想,三、溶胶的相对稳定因素和聚沉,溶胶的相对稳定的主要原因：胶粒带电；胶粒表面的水化膜,使溶胶聚沉的主要方法有：加入少量电解质（反离子的价数越高，聚沉 能力越强。）加入带相反电荷的溶胶（溶胶相互聚沉）加热,电解质

28、对溶胶的聚沉规律为：,（1）电解质对溶胶的聚沉作用，主要是由与胶粒带相反电荷的离子（反离子）引起的。反离子所带电荷越多，其聚沉能力越大，聚沉值就越小。（2）带相同电荷的离子的聚沉能力虽然接近，但也略有不同。对负溶胶来说，其聚沉能力的相对大小为：Cs+Rb+K+Na+Li+对正溶胶来说，其聚沉能力的相对大小为：Cl-Br-NO3 I-,天然：蛋白质、DNA合成：橡胶、塑料,相同：扩散慢、不能通过半透膜不同：单相稳定、可逆性溶解 加电解质，大分子（盐析）大分子物质对溶胶具保护作用,大分子物质（M 104）,凝胶：网状结构，溶剂分子失去流动性；形成凝胶的过程叫胶凝,大分子物质与溶胶的异同,第三节 高

29、分子溶液,1、大分子溶液的盐析,把大分子在电解质作用下从溶液中沉淀析出称为大分子的盐析。盐析的主要原因是去溶剂化作用。高分子的稳定性主要来自高度的水化作用，当加入大量电解质时，除中和大分子所带电荷外，更重要的是电解质离子发生强烈地水化作用，使原来高度水化的高分子去水化，使其失去稳定性而沉淀析出。,在容易聚沉的溶胶中,加入适量的大分子，能显著地提高溶胶的稳定性，这种现象称为大分子对溶胶的保护作用。产生保护作用的原因是高分子吸附在胶粒的表面上，包围住胶粒，形成了一层高分子保护膜，阻止了胶粒之间及胶粒与电解质离子之间的直接接触，从而增加了溶胶的稳定性。,2、大分子对溶胶的保护作用,表面张力：液体表面

30、存在着自动缩小的趋势，或者说表面恒有一种抵抗扩张的力，即表面张力，用符号表示，它是垂直作用于单位长度相表面上的力。,第四节 表面活性剂和乳状液,一、表面活性剂,（一）表面能和表面张力,表面能：物质表面层分子要比内部分子多出一部分能量。,Es=A,降低表面能有两条途径：,减小表面积 降低表面张力,一切物体都有自动降低其势能的趋势，由公式可知，,Es=A,降低表面张力则需通过吸附实现,（二）吸附：是物质在两相界面上浓度自动发生 变化的现象。1.固体表面的吸附 2.液体表面的吸附,液体表面均匀散布一些物质，可以降低液体的表面能。这些能均匀散布的物质称为“表面活性剂”。,这类物质的结构特点分子中同时有

31、疏水基团（烷烃基）和亲水基团（羧基、氨基）。例如：肥皂（高级脂肪酸钠）,(三)表面活性剂,O/W型乳状液,W/O型乳状液,二、乳状液,一般来说，亲水性较强的乳化剂易形成O/W型乳状液 亲油性较强的乳化剂易形成W/O型乳状液,第 五 章配 位 化 合 物,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,+,第一节 配

32、合物的基本概念,一、配合物的定义,由金属离子（或原子）和一定数目的中性分子或阴离子通过配位键结合，并按一定的组成和空间构型所组成的复杂离子称为配离子。含有配离子的化合物以及中性配位分子统称为配合物。,2+,定义：,内界,配合物,Cu(NH3)4 SO4,例：Cu(NH3)4 SO4,外界,二、配合物的组成,中心原子,配体,配位数,:NH3 H2O:CN-:OH-:Cl-:NO2-:ONO-:SCN-:NCS-,硝基 亚硝酸根 硫氰酸根 异硫氰酸根,配体中提供孤对电子的原子。,注：,2、配位体含有孤对电子的分子或离子,1、中心原子（离子或中性原子）多为过渡金属离子，能提供空轨道。,配位数是2、4

33、、6的较多，3、5较少。影响配位数的原因：1.中心原子的影响 2.配位体的影响,例：Cu(en)22+配位数为 A、1 B、2 C、3 D、4,4、单齿配体：,:NH3,多齿配体：,5、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。,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2,6、配离子的电荷数,配离子的电荷 中心原子和配体电荷数的代 数和,Fe(CN)63-：（+3）+（-1）6=-3,K4Fe(CN)6中配离子的电荷数是,4-。,例：指出K4Fe(CN)6配合物的中心原子、配体、配位数、内界及外界。,Fe2+,CN-,6,Fe(CN)64-,K+,练

34、一练,三、配合物的命名,配合物的命名与一般无机化合物的命名原则相同：先阴离子，再阳离子。,若阴离子为简单离子，称某化某。若阴离子为复杂离子，称某酸某。,内界的命名次序是：配位体数配位体名称合中心原子（中心原子氧化数）,Ag(NH3)2Cl氯化二氨合银,K3FeF6六氟合铁（）酸钾,Cu(NH3)4 2+,四氨合铜（）配离子,先阴离子后中性分子，如F-H2O。先无机后有机，如H2Oen。同类配体，按配位原子元素符号的英文字母顺序排列，如NH3H2O。若配位原子又相同，则含原子数少的配体排在前面，如NO2NH3。,Pt Cl(NH3)(NH2OH)PyCl?,氯化一氯氨羟胺吡啶合铂（）,A.配离子

35、是阴离子的配合物 K4Fe(CN)6 六氰合铁（）酸钾 KPtCl3NH3 三氯一氨合铂（）酸钾,B.配离子是阳离子的配合物 Co(NH3)5Cl2Cl 氯化二氯五氨合钴（）Co(NH3)5H2OCl3 三氯化五氨一水合钴（）,配离子电荷为零的配位分子 Pt(NH3)2Cl2 二氯二氨合铂（)Ni(CO)4 四羰基合镍,实例,例：命名下列配合物，指出它们的配位体、配位原子及配位数,Co(NH3)63+,六氨合钴（）配离子,NH3,配体：,，配位原子：,N,配位数：,6,练一练,NH3，ONO-,Co(ONO)(NH3)5SO4,硫酸亚硝酸根五氨合钴（）,配体：,配位原子：,配位数：,6,N，O

36、,第二节 配合平衡,一 配离子的稳定常数,向左的是配离子的解离反应，向右的则是配离子的生成反应。,在配合物的溶液中既存在着配离子的形成反应，同时又存在着配离子的解离反应，形成和解离达到平衡，这种平衡称为配位平衡。配位平衡的平衡常数称为配合物的稳定常数,注:Ks较大,一般用lgKs表示,Cu(NH3)42+Cu2+4NH3,二、配位平衡的移动,（一）溶液酸度的影响,因溶液酸度增大而导致配离子解离的作用称为酸效应。酸效应使配离子的稳定性下降。,FeF63-Fe3+6F-,另一方面，由于中心原子大多是过渡金属的离子，在水中易发生水解：,因金属离子与溶液中的OH-结合而导致配离子解离的作用称为水解效应

37、。水解效应也使配离子的稳定性下降。,FeF63-Fe3+6F-,+2NH3?,+2CN-?,+S2-?,AgCl Ag+Cl-,Ag+2NH3,Ag+I-,（二）沉淀平衡的影响,由于生成螯合物而使配合物稳定性大大增加的作用称为螯合效应(chelating effect),能与中心原子形成螯合物的多齿配体称为螯合剂(chelating agent),由中心原子与多齿配体形成的环状配合物称为螯合物（Chelate),第三节 螯合物,一、螯合物及其形成条件,形成螯合物应具备的条件：,a.配位体须含有两个或两个以上配原子b.配原子间应间隔 23 个其它原子,EDTA-Co（III）螯合物的立体结构图,

38、二、螯合滴定,（一）EDTA的结构和配位特点,常用的螯合剂：EDTA（乙二胺四乙酸 或其二纳盐）,四元酸 用H4Y表示；但它在水溶液中溶解度较小，所以常用它的二钠盐。,EDTA的配位特点：,（1）配位的广泛性和稳定性,（2）简单的配位比：1：1,（3）形成的螯合物易溶于水,EDTA-Co（III）螯合物的立体结构图,（二）溶液pH值的控制,溶液中的稳定性除取决于lgKs(MY)的大小外，还与溶液pH值有关，溶液的酸度高，酸效应强，酸度低，水解效应增强。,（三）滴定终点的判断,金属指示剂的条件：1、在一定的pH值条件下，能与金属离子反应，生成一种与其 自身颜色不同的配合物：M+In Mln 颜色

39、甲 颜色乙、与金属离子形成的配合物具有一定的稳定性,一般要求：Ks(MIn)104、Mn的稳定性应比的MY稳定性差，一般要求:Ks(MY)/Ks(MIn)102,（四）应用示例含金属离子药物中金属离子含量的测定,螯合滴定在医药分析中，广泛应用于测定镁盐、钙盐、铝盐和铋盐等药物中金属离子的含量。,例如葡萄糖酸钙的含量测定：,准确称取一定量的葡萄糖酸钙试样溶于水，加入NH3NH4Cl缓冲溶液控制溶液的pH10,以铬黑T（EBT）为指示剂，用EDTA标准溶液滴定。,葡萄糖酸钙的质量分数为：,(C6H11O7)2CaH2O=c(EDTA)V(EDTA)M(C6H11O7)2CaH2O/(m试样1000

40、),1.将沉淀滤出溶解在HCl中,2.反应时加入定量、过量的Mg2+,溶液中剩余量的Mg2+,用EDTA标准溶液 滴定,生物体中磷的测定,PO43-+Mg2+NH4+Mg(NH4)PO4,螯合物与医药学关系密切。血红蛋白，维生素B12、锌胰岛素及多种酶都是螯合物。Ca2+与EDTA螯合，治疗血钙过高时用EDTA可从骨中将Ca2+移出，使钙通过肾脏迅速排出。又如用青霉胺治疗威尔逊氏症，将沉积于肝、脑、肾等组织中的过量Cu2+以青霉胺-Cu2+螯合物形式从尿中排出，效果良好。,第四节 配合物在医学上的应用,人体必须的微量元素Fe、Zn、Cu、I、Co、Se、Mn、Mo等都以配合物形式存在于体内，其中金属离子为中心原子，生物大分子（蛋白质、核酸等）为配体。有些微量元素是酶的关键成分，大约1/3的酶是金属酶，如：CA、SOD、GSHpx等,（钴的配合物）,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)含硒，超氧化物歧化酶(SOD)含铜和锌，过氧化氢酶(CAT)含铁。,的结构模型,Co,