1、體第八章 配位化合物 第三節 配合物在水溶液的穩定性 無機化學多媒體電子教案7/26/20221課件配合物的外界和內界完全解離配離子部分解離Cu(NH3)42+ Cu2+ + 4NH3Cu(NH3)4SO4在水溶液中8-3-1 配位平衡及其平衡常數Cu(NH3)4SO4 Cu(NH3)42+ + SO4 2-7/26/20222課件8-3-1 配位平衡及其平衡常數Cu(NH3)42+ Cu2+ + 4NH3解離生成c(Cu2+)/c c(NH3)/c 4Kd = K不穩= cCu(NH3)42+/c cCu(NH3)42+/c Kf = K穩= c(Cu2+)/c c(NH3)/c 4Kf =

2、 Kd 1Kf 值越大 Kd值越小配離子越穩定7/26/20223課件Cu(NH3)42+ Cu2+ + 4NH3 Kf =1013.32 實際上 Cu(NH3)42+在溶液中是分步解離的Cu(NH3)42+ Cu(NH3)32+NH3 Kd1=10-2.3 Cu(NH3)32+ Cu(NH3)22+NH3 Kd2=10-3.04 Cu(NH3)22+ Cu(NH3)2+ + NH3 Kd3=10-3.67 Cu(NH3)2+ Cu2+ + NH3 Kd4=10-4.31 Kd =Kd1Kd2Kd3Kd4 =10-2.310-3.0410-3.6710-4.31 =10-13.327/26/2

3、0224課件Cu(NH3)42+ Cu2+ + 4NH3 Kf =1013.32 實際上 Cu(NH3)42+在溶液中也是分步生成的Cu(NH3)32+NH3 Cu(NH3)42+ Kf4=102.3Cu(NH3)22+NH3 Cu(NH3)32+ Kf3=103.04Cu(NH3)2+ + NH3 Cu(NH3)22+ Kf2=103.67Cu2+ + NH3 Cu(NH3)2+ Kf1=104.31Kf = Kf1 Kf2 Kf3Kf4 =104.31103.67 103.04 102.3 =1013.327/26/20225課件8-3-2 配離子穩定常數的應用Kf = =2.091013

4、 c(Cu2+)/c c(NH3)/c 4c(Cu(NH3)42+)/c 1. 計算配合物溶液中有關的離子濃度例1. c(Cu(NH3)42+)=1.0103molL-1, c(NH3)=1.0molL-1,計算溶液中c(Cu2+)。 解： Cu2+ + 4NH3 Cu(NH3)42+平衡濃度/molL-1 x 1.0 1.0103 1.0103x(1.0)4=2.091013x=4.810-17 c(Cu2+)=4.810-17molL-1 7/26/20226課件1. 計算配合物溶液中有關的離子濃度解： Ag+ + 2NH3 Ag(NH3)2+開始濃度/molL-1 0.10 0.50 0

5、 x(0.30+2x)2 0.10-x= 1.12107 x=9.910-8 例2 將10.0mL、0.20molL-1AgNO3溶液與 10.0mL、1.00molL-1NH3H2O混合，計算 溶液中c(Ag+)。平衡濃度/molL-1 x 0.50-20.10+2x 0.10-x Kf = =1.12107 c(Ag+)/c c(NH3)/c 2c(Ag(NH3)2+)/c c(Ag+)=9.910-8molL-1 7/26/20227課件2. 判斷配離子與沉淀之間的轉化解：c(OH-)=0.001 molL-1 , c(Cu2+)= 4.810-17 molL-1無 Cu(OH)2沉淀生

6、成例3 在1L例1溶液中加入0.001 mol NaOH。問有無Cu(OH)2沉淀生成？Ksp=2.210-20 J = c(Cu2+)c(OH-)2/(c )3 = 4.810-17 0.0012 = 4.810-23 Ksp7/26/20229課件2. 判斷配離子與沉淀之間的轉化例5 計算在1L氨水中溶解0.010mol AgCl, 所需NH3的濃度?平衡濃度/molL-1 x 0.010-y 0.010解： AgCl(s) + 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl c(NH3)/c 2 c(Ag+)/c K = =Kf Ksp c(Ag(NH3)2+)c(Cl-)/c 2 c(Ag+)

7、/c (0.010-y)0.010 x2=1.121071.810-10 x=0.22所需c(NH3)=(0.22+0.02)molL-1=0.24 molL-17/26/202210課件2. 判斷配離子與沉淀之間的轉化例6 1.0L6.0molL-1氨水可溶解AgCl多少mol?平衡濃度/molL-1 6.0-2x x x AgCl(s) + 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl c(NH3)/c 2 c(Ag+)/c K = =Kf Ksp c(Ag(NH3)2+)c(Cl-)/c 2 c(Ag+)/c 1.0L 6.0 molL-1氨水可溶解 0.25 mol AgCl 解：設可溶解A

8、gCl x molx2=1.121071.810-10 x=0.25(6.0-2x)2 7/26/202211課件3. 判斷配離子之間的轉化例7 向Ag(NH3)2+溶液中加入KCN, 通過計算判斷Ag(NH3)2+能否轉化為Ag(CN)2-？解 Ag(NH3)2+2CN- Ag(CN)2-+2NH3K = cAg(NH3)2+c(CN-)2 c(Ag+)/c cAg(CN)2-c(NH3)2 c(Ag+)/c Kf Ag(CN)2- 1.261021Kf Ag(NH3)2+ 1.12107 = = =1.121014 Ag(NH3)2+能轉化為Ag(CN)2-, 并轉化完全 向著生成更穩定的

9、配離子方向進行7/26/202212課件3. 判斷配離子之間的轉化配離子的穩定常數與轉化完全程度的關系? 例8 向Ag(NH3)2+溶液中加入Na2S2O3 , 判斷Ag(NH3)2+能否轉化為Ag(S2O3)23-？Kf Ag(NH3)2+ 1.12107 Kf Ag(S2O3)23- 2.881013K = = =2.57106 而 Ag(NH3)2+2CN- Ag(CN)2-+2NH3Kf Ag(CN)2- 1.261021Kf Ag(NH3)2+ 1.12107 = = =1.121014 K解：Ag(NH3)2+ 2S2O3 Ag(S2O3)7/26/202213課件3. 判斷配離子

10、之間的轉化配離子的穩定常數與轉化完全程度的關系? 例8 向Ag(NH3)2+溶液中加入Na2S2O3 , 判斷Ag(NH3)2+能否轉化為Ag(S2O3)23-？Kf Ag(NH3)2+ 1.12107 Kf Ag(S2O3)23- 2.881013K = = =2.57106 而 Ag(NH3)2+2CN- Ag(CN)2-+2NH3Kf Ag(CN)2- 1.261021Kf Ag(NH3)2+ 1.12107 = = =1.121014 K解：Ag(NH3)2+ 2S2O3 Ag(S2O3)23 +2NH3 2-7/26/202214課件3. 判斷配離子之間的轉化水溶液中離子的配合反應，

11、 實為配離子之間的轉化 Cu(H2O)42+4NH3 Cu(NH3)42+4H2O7/26/202215課件4. 計算配離子的電極電勢例9 已知E (Au+/Au)=1.83V, Kf (Au(CN)2-) =1.991038, 計算E (Au(CN)2-/Au)。 解 Au(CN)2+ + e- Au + 2CN- cAu(CN)2-=c(CN-)=1 molL-1標準態時7/26/202216課件4. 計算配離子的電極電勢例9 已知E (Au+/Au)=1.83V, Kf (Au(CN)2-) =1.991038, 計算E (Au(CN)2-/Au)。 解 Au+2CN- Au(CN)2+

12、 Kf (Au(CN)2-) = c(Au+)c(CN-)2/(c )3 c(Au(CN)2-)/c cAu(CN)2-=c(CN-)=1molL-1c 1c(Au+)= = molL-1 =5.0210-39molL-1Kf (Au(CN)2-) 1.9910387/26/202217課件4. 計算配離子的電極電勢例9 已知E (Au+/Au)=1.83V, Kf (Au(CN)2-) =1.991038, 計算E (Au(CN)2-/Au)。 解 E (Au(CN)2-/Au) = E (Au+/Au) +0.0592 lgc(Au+)/c V = 1.83+0.0592 lg(5.021

13、0-39)V = -0.44V即生成配合物，使Au的還原能力增強 E (Au(CN)2-/Au) E (Au+/Au) 7/26/202218課件例10 已知E (Co3+/Co2+)=1.92V, Kf (Co(NH3)63+) =1.581035，Kf (Co(NH3)62+)= 1.29105，計算E (Co(NH3)63+/Co(NH3)62+)。 解：設計一原電池 (-)Pt|Co(NH3)62+, Co(NH3)63+, NH3 Co3+, Co2+|Pt(+)電池反應 Co3+Co(NH3)62+ Co2+Co(NH3)63+ c(Co2+)/c c(Co(NH3)63+) /c

14、 c(NH3)/c 6 c(Co3+)/c c(Co(NH3)62+) /c c(NH3)/c 6 K = Kf (Co(NH3)62+) 1.29105 Kf (Co(NH3)63+) 1.581035= = =1.2210307/26/202219課件(-)Pt|Co(NH3)62+, Co(NH3)63+, NH3 Co3+, Co2+|Pt(+)電池反應 Co3+Co(NH3)62+ Co2+Co(NH3)63+ 而E (Co3+/Co2+)=1.92V 即 Co(NH3)62+的還原性比Co2+強; Co3+的氧化性比Co(NH3)63+強0.0592VzE (+)-E (-) lg

15、K =lg(1.221030) =0.0592V11.92V-E (-)E (-)=E (Co(NH3)63+/Co(NH3)62+)=0.14V7/26/202220課件結束第八章 配位化合物無機化學多媒體電子教案 第三節7/26/202221課件第八章 配位化合物無機化學多媒體電子教案 配合物的類型第四節7/26/202222課件8-4-1 配合物的類型主要有：簡單配合物 螯合物 多核配合物 羰合物 原子簇狀化合物 同多酸及雜多酸型配合物 大環配合物 夾心配合物7/26/202223課件簡單配合物 由單齒配體與中心離子直接配位形成的配合物 Cu(NH3)4SO4、Ag(NH3)2Cl、 K

16、4Fe(CN)6、(NH4)3Cr(NCS)6、 PtCl2(NH3)2、CrCl2(H2O)4Cl、 Co(NH3)5(H2O)Cl3如7/26/202224課件螯合物 由多齒配體與中心離子結合而成的具有環狀結構的配合物如 H2 H2 N N H2C CH2 Cu H2C CH2 N N H2 H22+Cu(en)22+乙二胺為雙齒配 體，與Cu2+形成 兩個五原子環。 配位數47/26/202225課件螯合物 由多齒配體與中心離子結合而成的具有環狀結構的配合物如2-Ca(edta)2- CO O CH2 CO-CH2 O N CH2 Ca CH2 O N CO-CH2 CH2 O CO 乙

17、二胺四乙酸有 六個配位原子， 與Ca2+形成五個五原子環。 配位數6 7/26/202226課件螯合物 螯合劑形成螯合物的配合劑 一般為含有O、S、N、P 等配位原子的有機化合物。配位原子之間要間隔兩個或三個其它原子。螯合劑化學式縮寫乙二胺NH2CH2CH2NH2 en乙酰丙酮CH3COCH2COCH3Hacac丙二胺H2NCH2CH2CH2NH2pn乙二胺四乙酸(CH2N)2(CH2COOH)4H4edta7/26/202227課件特性特殊的穩定性螯合物 螯合物穩定性螯環的大小一般五原子環 或六原子環 最穩定螯環的多少一個配體與中 心離子形成的 螯環數越多， 越穩定7/26/202228課件

18、特性具有特征顏色螯合物 如 在弱堿性條件下，丁二酮肟與Ni2+形成 鮮紅色的螯合物沉淀，用來鑒定Ni2+ 7/26/202229課件多核配合物多核配合物 兩個或兩個以上中心原子結合所形成的配合物如5+ H O (H3N)5Cr Cr(NH3)5 O2 (NH3)4Co Co(NH3)4 N H2 4+7/26/202230課件多核配合物多核配合物 7/26/202231課件多核配合物 7/26/202232課件羰合物羰合物(羰基化合物) 以CO為配體的配合物MC的反饋鍵CO分子提供空的*(2p)反鍵軌道，金屬原子提供d軌道上的孤電子對MC間的鍵C原子提供孤電子對 中心金屬原子提供空雜化軌道7/

19、26/202233課件符合有效原子序數規則(簡稱EAN)過渡金屬形成體與一定數目配體結合,以使其周圍的電子數等于同周期稀有氣體元素的電子數(即有效原子序數)如Cr(CO)6 6個CO提供12個電子, Cr原子序數為24，核外電子數為24， Cr周圍共有電子(24+12)個=36個。 相當于同周期Kr(氪)的電子數(36)， 因此， Cr(CO)6可穩定存在。7/26/202234課件符合有效原子序數規則(簡稱EAN)如 Mn(CO)6+ 6個CO提供12個電子， Mn原子序數為25，核外電子數為25， Mn周圍共有電子(25+12-1)個=36個， 相當于同周期Kr(氪)的電子數(36)， 因

20、此， Mn(CO)6+可穩定存在。過渡金屬形成體與一定數目配體結合,以使其周圍的電子數等于同周期稀有氣體元素的電子數(即有效原子序數)7/26/202235課件簇合物原子簇狀化合物(簇合物) 兩個或兩個以上金屬原子以金屬-金屬鍵(M-M鍵) 直接結合而形成的化合物如 Re2Cl82- 有24個電子成鍵，其中： 16個形成Re-Cl鍵 8個形成Re-Re鍵 即填充在一個軌道 兩個軌道 一個軌道 相當于一個四重鍵 7/26/202236課件原子簇化合物(簇合物) Rh2Fe(CO)127/26/202237課件原子簇化合物(簇合物) Rh137/26/202238課件同多酸、雜多酸型配合物同多酸、

21、雜多酸型配合物 同多酸型配合物由多核配離子形成 的同多酸及其鹽如 K2Cr2O7，其中Cr2O7 為多核離子 2-7/26/202239課件同多酸、雜多酸型配合物 雜多酸型配合物由不同酸根組成的 配酸如 磷鉬酸銨(NH4)3PO412MoO36H2O 實際上應寫成(NH4)3P(Mo3O10)46H2O 其中P(V)是形成體 四個Mo3O10 是配體2-7/26/202240課件大環配合物大環配合物 骨架上帶有O、N、S、P、As等多個配位原子的多齒配體所形成的配合物 如Na與苯并-15-冠-5形成的配合物 O O O O O苯并-15-冠-57/26/202241課件夾心配合物 在茂環內，每個C 原子各有一個垂直于茂環平面的 2p 軌道，個 2p軌道與未成鍵的p 電子形成 鍵，通過所有這些電子與Fe2+形成夾心配合物 如 二茂鐵(C5H5)2Fe7/26/202242課件第四節結束結束第八章 配位化合物無機化學多媒體電子教案 第四節7/26/202243課件第八章 配位化合物無機化學多媒體電子教案 配合物的應用第五節7/26/202244