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1、第九章配位化合物與配位滴定法CoordinationCompoundandComplexometry學(xué)習(xí)要求:1.掌握配位化合物的定義、組成、命名和分類(lèi)。2.掌握配位化合物價(jià)鍵理論。3.掌握配位平衡和配位平衡常數(shù)的意義及其有關(guān)計(jì)算,理解配位平衡的移動(dòng)與其他平衡的關(guān)系。4.掌握影響EDTA配合物穩(wěn)定性的外部因素,重點(diǎn)掌握酸效應(yīng)和酸效應(yīng)系數(shù)。5.理解配位滴定的基本原理,配位滴定所允許的最低pH和酸效應(yīng)曲線(xiàn),金屬指示劑。6.掌握配位滴定的應(yīng)用?!?-1配合物的組成及命名例:以下三種復(fù)雜化合物AgCl·2NH3CuSO4·4NH3CoCl3·6NH3PtCl2·4NH3KCl·MgCl2·6
2、H2O一、配合物的組成配位化學(xué)的奠基人-瑞士化學(xué)家維爾納(WernerA)不符合經(jīng)典價(jià)鍵理論溶于水后:[Co(NH3)6]Cl3→Co(NH3)6]3++3Cl-[Cu(NH3)4]SO4→[Cu(NH3)4]2++SO42-AgCl·2NH3→[Ag(NH3)2]++Cl-CuSO4·4NH3→[Cu(NH3)4]2++SO42-KCl·MgCl2·6H2O→K++Mg2++3Cl-+6H2O配合物:含有配離子(配位單元)的化合物。AgCl·2NH3、CuSO4·4NH3是配合物,KCl·MgCl2·6H2O稱(chēng)為復(fù)鹽。配合物的組成舉例[Cu(NH3)4]SO4中心離子配位體配位體數(shù)
3、外界內(nèi)界中心離子配位體配位體數(shù)外界內(nèi)界K3[Fe(CN)6]2+Cu2+中心離子(原子),中心離子都必須存在能量相近的空軌道,通常是金屬離子或原子,最常見(jiàn)的是一些過(guò)渡金屬的原子(或離子),也有少數(shù)非金屬元素。4個(gè)NH3均稱(chēng)為配位體(配體ligand,常用L表示):可以給出孤對(duì)電子的一定數(shù)目的離子或分子1.中心離子centralion2.配體ligand單基配位體:只有一個(gè)配位原子的配體稱(chēng)為單齒(單基)配體。H2O、NH3、CN-、Cl-、F-等是單基配位體。多基配位體:含有兩個(gè)或兩個(gè)以上配位原子的配體稱(chēng)為多齒(多基)配體。如C2O42--、乙二胺、乙二胺四乙酸(EDTA)。乙二胺(e
4、n):NH2—CH2—CH2—H2N配位原子:能提供孤對(duì)電子,直接與中心原子或離子結(jié)合的原子。OO草酸根:‖‖—?—C—C—?—乙二胺四乙酸(EDTA)HOOC—CH2CH2—COOHN—CH2CH2—NHOOC—CH2CH2—COOH多基配位體與中心離子配位后形成的配合物具有環(huán)狀結(jié)構(gòu),例:[Cu(en)2]2+H2C—H2NNH2—CH2CuH2C—H2NNH2—CH2兩個(gè)五員環(huán)例:[Zn(EDTA)]2-(五個(gè)五員環(huán))COOCH2CO—CH2ONZnCH2ONCH2COCH2CH2OCO螯合物:由多基配體與同一金屬離子形成的具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物稱(chēng)為螯合物。螯合物中的環(huán)稱(chēng)為螯環(huán)。多
5、基配位體又稱(chēng)為螯合劑。中心離子與螯合劑個(gè)數(shù)之比稱(chēng)為螯合比。例:[Cu(en)2]2+中,螯合比=1︰2[Zn(EDTA)]2-中,螯合比=1︰1螯合物具有特殊的穩(wěn)定性,其中又以五員環(huán)、六員環(huán)最穩(wěn)定,環(huán)越多越穩(wěn)定。例:穩(wěn)定性[Cu(EDTA)]2->[Cu(en)2]2+>[Cu(NH3)4]2+3.配位數(shù)(coordinationnumber)與中心離子或原子直接結(jié)合的配位原子總數(shù)①單基配體中配位數(shù)等于配體的總數(shù)。②多基配體配位數(shù)與配體的數(shù)目不一致。例:[Cu(NH3)4]SO4Cu2+的配位數(shù)為4[Cu(en)2]2+Cu2+的配位數(shù)為4K3[Fe(CN)6]Fe3+的配位數(shù)是6[
6、Zn(EDTA)]2-Zn2+的配位數(shù)是6配位數(shù)是中心離子的重要特征,中心離子配位數(shù)一般為2,4,6,也有少數(shù)奇數(shù)的配位數(shù)(1,3,5,7)影響配位數(shù)的因素:①中心離子的電荷:陽(yáng)離子電荷越高,配位數(shù)越高。[Cu(NH3)4]2+、[Cu(NH3)2]+。②中心離子的半徑:r大,多;過(guò)大則少。[BF4]-、[AlF6]3-③配體電荷:配體負(fù)電荷增加,配位數(shù)下降。[Ni(NH3)6]2+,[Ni(CN)4]2-④配體的半徑:r大,配位數(shù)下降。⑤配體濃度和體系溫度:濃度大,配位數(shù)高;溫度高配位數(shù)下降。4.配離子的電荷:配離子的電荷等于中心離子的電荷與配位體電荷的代數(shù)和。例:[Cu(NH3)
7、4]2+[Fe(CN)6]3-[Fe(CN)6]4-a.“某化某”型:外界是簡(jiǎn)單負(fù)離子如Cl-,OH-;b.“某酸某”型:外界是復(fù)雜負(fù)離子如SO42-,NO3-等;外界是正離子,配離子是負(fù)離子,則將配陰離子看成復(fù)雜酸根離子配體數(shù)→配體名稱(chēng)→“合”→中心離子(原子)名稱(chēng)→中心離子(原子)氧化數(shù)。外界內(nèi)界外界內(nèi)界二、配合物的命名(1)先負(fù)離子后中性分子。配體的命名順序?yàn)?3)不同負(fù)離子的命名順序?yàn)椋簾o(wú)機(jī)離子→有機(jī)離子。(2)同類(lèi)配體的命名,按配位原子元素符號(hào)的