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第十章 配位化合物. 一、基本概念 1 、定义:配体、配位原子、配位数、配离子、 配合物 2 、配合物的命名 ①根据化学式进行命名 ②根据命名写出化学式. 二、配合物的化学键与构型 1 、配位数 CN=2 采用 SP 或 Sd 杂化,直线型,如 2 、配位数 CN=4 ① 采用 dSP 2 杂化,平面四方型,属内轨型,低自旋态,如 ②采用 SP 3 杂化,正四面体,属外轨型,高自旋态,如 3 、配位数 CN=6 ① 采用 SP 3 d 2 杂化,正八面体,属外轨型,高自旋态,如
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第十章 配位化合物 一、基本概念 1、定义:配体、配位原子、配位数、配离子、 配合物 2、配合物的命名 ①根据化学式进行命名 ②根据命名写出化学式
二、配合物的化学键与构型 1、配位数CN=2 采用SP或Sd杂化,直线型,如 2、配位数CN=4 ①采用dSP2杂化,平面四方型,属内轨型,低自旋态,如 ②采用SP3杂化,正四面体,属外轨型,高自旋态,如 3、配位数CN=6 ①采用SP3d2杂化,正八面体,属外轨型,高自旋态,如 ②采用d2SP3杂化,正八面体,属内轨型,低自旋态,如
4、配合物的磁性 ①配合物的磁性用磁矩μ表示。 μ与配合物的中央体(中心离子)拥有的成单电子数n的关系为: n : 1 2 3 4 5 μ:1.73 2.83 3.87 4.90 5.92 显然,测出μ值,即推出中央体有的成单电子数 ②利用μ n 推中央体是否有 de重排: 推中央体杂化类型,键型 ,分子构型 ① ② ③
例: ,测知μ=1.98BM,推理程序如下: ①测μ=1.98 n=1……配合物中Fe3+仅有1个成单电子 ②自由Fe3+d电子态为d5,即n0=5;n<n0; 中Fe3+实行3d电子重排: n0=5 n=1 自由Fe3+,d5配合中Fe3+,d1 ③推知, 中Fe3+采取d2SP3杂化,形成内轨配键,低自旋态,构型为正八面体
三、配位平衡 1、配位平衡常数 ①稳定常数 ②不稳定数 2、 Kf 的应用 ①以Kf比M~Lm稳性大小 同类型M~Lm,M~Ln(m=n),Kf大,则配合物稳定好,相反成立 ②求溶液中残留[Mm+]
四、配位平衡移动 1、酸效应与配位平衡 ——L=弱酸根、NH3等 通式: 显然给定M~Lm,Ka越小,酸越弱,Kj越大,即配合物稳定性被酸效应破坏的程度越大,配合物越不稳定。
2、配位平衡与沉淀平衡 ①配合→沉淀转化 通式: 结论:给定配合物,Ksp越小,则配合物越易转化为 沉淀。 通常:求在M~Lm中加入沉淀剂,可否有沉淀产生 求算步聚:从Kf式求出自由的[Mm+] 求出[沉淀剂浓度], 算Qc比Ksp,Qc>Ksp有沉淀,否则否。
例:在0.1 mol·l-1溶液中加入NH3·H2O至[NH3·H2O]=1 mol·l-1,问是否有Cu(OH)2产生? 解:①从Kf 式求[Cu2+]: ②求NH3·H2O提供的沉淀剂浓度 ③算 ∴有Cu(OH)2↓产生
②沉淀→配合转化 通式:M——沉淀剂n+mL=M~Lm+n沉淀剂 结论:形成的配合物越稳定,Kf值越大,沉淀物越容易转 化为配合物。 通常:求算沉淀转化为配合物时所需要配体的浓度: 求算步骤:推求[M~Lm]和[沉淀剂]浓度 M——沉淀剂n + mL = M~Lm+n沉淀剂 起始令: x mol·l-1 Comol·l-1 平衡: 完全转化 Co-m x x n·x ※按上公式求平衡态时[L] ※求配体L的越始浓度: (m·X 为消耗浓度)
例:使0.01ml AgBr完全溶解在1升NH3·H2O, 求NH3·H2O的最低浓度: 解: 0.01 Co 平衡 完全溶解 Co-2×0.01 0.01 0.01 mol·l-1
3、配位平衡与氧化还原平衡 关注形成配合物对 值的影响 ①在 体系中加入配合剂 结果,使 变小 求 从KKf式求出[Mn+] 代入奈方程求 当体系处于标态:
则: 任意态Mn+/M的E值,标志M~Lm/M的E0值 如:Hg2+/Hg加入KCN至平衡, 则: ②在Mn+/Mm+(n>m) 体系中加入配合剂 ① ② 结果: 变大变小取决于 和 的大小;
求算:从Kf式分别出[Mn+]、[Mm+] 代入奈方程求 当体系处标准态 则 如: 加入KCN,处标准态
五、练习题 实例讨论: 1、CrCl3·6NH3在溶液中存在多种配体为Cl-、NH3和H2O的配合物,根据下列AgNO3试验结果,写出相应的配合物化学式并命名。 ①加入AgNO3,有 产物AgCl↓ ②加入AgNO3,产生 沉淀 ③加入AgNO3,产生0.3mol AgCl沉淀 (溶液中有0.1mol CrCl3·6NH3) ④加入AgNO3,无AgCl沉淀产生
2、给定[Cu(NH3)4]SO4溶液,当处于下列环境条件下,可否产生Cu(OH)2沉淀,已知浓度为0.01mol·l-1,2、给定[Cu(NH3)4]SO4溶液,当处于下列环境条件下,可否产生Cu(OH)2沉淀,已知浓度为0.01mol·l-1, ①在0.1mol·L-1 NH3·H2O溶液中 ②在0.1mol·L-1 NH3·H2O和0.1mol·L-1 NH4Cl溶液中 ③在0.14mol·L-1 HAc和0.06mol·L-1 NaAc溶液中(KaHAc=1.8×10-5) 3、给定0.1mol AgX完全溶于1升下列配合剂溶液中, 求 ① NH3·H2O ②KCN