天津大学无机化学课件第八章配位化合物
简明无机化学配位化合物课件

配体前面用 二、三、四 ··· ···表示该配体的个数。
[ Co(NH3)5 H2O ] Cl3 三氯化五氨•水合钴(III)
Cu2 [ SiF6 ] 六氟合硅(IV)酸亚铜
几种不同的配体之间加 ‘ • ’ 隔开。
[ Co(NH3)5 H2O ] Cl3 三氯化五氨•水合钴(III)
而乙二胺四乙酸(用 EDTA 表示)
HOOCH2C
CH2COOH
NCH2-CH2N
HOOCH2C
CH2COOH
有 2 个 N,4 个 -OH 中的
O 均可配位。
HOOCH2C
CH2COOH
NCH2-CH2N
HOOCH2C
CH2COOH
EDTA 称多基配体。
由双基配体或多基配体形成的 配位化合物经常有环
NH2
NH2
2+
CH2 Cu
CH2
CH2
CH2
NH2
NH2
NH2
NH2
2+
CH2 Cu
CH2
CH2
CH2
NH2
NH2
两个乙二胺像蟹的双螯将 Cu2+ 钳住,形成两个环。
称这种配位化合物为螯合物。
NH2
NH2
2+
CH2 Cu
CH2
CH2
CH2
NH2
NH2
形成的环以 5 元环,6 元环 为最稳定和最常见。
—— 结构异构和空间异构。
1. 结构异构
结构异构又叫构造异构。 键联关系不同,是结构异构 的特点。 中学阶段学习过的有机化合 物的异构现象多属此类。
结构异构主要有如下几种: (1) 解离异构 (2) 配位异构 (3) 键合异构
大学无机化学配位化合物PPT课件

通常是电负性较大的原子,如C、N、O、X和S。
③ 单齿配体:配体中只含一个配位原子。
如:X--、S2--、H2O、NH3、CO、CN--等。
④ 多齿配体:配体中含两个或更多的配位原子。如
C2O42-、氨基乙酸根、乙二胺、乙二胺四乙酸根(edta)。
N**H2-CH2-COO-*, N*H2-CH2-CH2-NH2 (en)
第11页/共38页
二、配键和配位化合物分类
1. 外轨型配合物
中心原子是用最外层的ns、np或ns、np、nd组成
的杂化空轨道接受电子,与配体形成配位键.
例:[FeF6]3--中Fe3+:3d5
↑↑↑↑↑ _ _ _ _ _ _ __ _
3d
4s 4p
4d
sp3d2杂化,八面体构型
第12页/共38页
d2sp3
6
Fe (CN)63-,Co(NH3)6
第18页9.3.1 配合物的稳定常数 9.3.2 影响配合物稳定性的因素
(自学) 9.3.3 配位平衡的移动
第19页/共38页
9.3.1 配合物的稳定常数
一、配合物的稳定常数 (K稳)
Cu2+ + 4NH3 = Cu(NH3)42+ K稳
3d
d2 sp3 杂化轨道
内轨型配合物,低自旋 µ = 0 第16页/共38页
CoF63– , Co3+: 3d6
4d 4p 4s 3d
sp3d2杂化 3d
sp3d2 杂化轨道
外轨型配合物,高自旋 µB.M. 正八面体构型
第17页/共38页
三、 杂化轨道形式与配合物的空间构型
大专无机化学课件-配位化学

6
6 6 6 6 6
NH4[Cr(NCS)4(NH3)2] 四(异硫氰酸根)二氨合铬(Ⅲ) 酸铵 [Co(NH3)(OH)3] 三羟基· 三氨合钴(Ⅲ)
五氨合(Ⅲ) [Co(ONO)(NH3)5]SO4 硫酸亚硝酸根· K[Co(NH3)2(NO2)4] 四硝基· 二氨合钴(Ⅲ)酸钾
配合物化学式的书写
化学综合
第八课 配位化合物 (Coordination Compounds)
主要内容
第一节 配位化合物的基本概念 第二节 配合物的化学键理论 第三节 配位平衡
第四节 螯合物
第一节
配位化合物的基本概念
一、配合物的意义
1.
生物体中金属、酶 都是金属配合物。 例:血红素: 药物
1928年合成第一个 配合物:三氯化六 氨合钴
硫酸一氯 • 一氨 • 二乙二胺合铬(III) [CrCl(NH3) (en)2]SO4 二氯• 一草酸根 • 一乙二胺合铁(III)离子
[FeCl2(C2O4) (en)]–
第二节
配合物的结构
一、配合物化学键理论
1.
问题的提出:
中心原子与配体是通过
什么结合的?为什么中 心原子与一定数目配体 结合? 配合物的空间构型如何? 杂化情况如何? 为什么有的配合物稳定 性,有的不稳定?
● 元素形成配合物时倾向于主价和副价 都能得到满足。 ● 元素的副价指向空间确定的方向。
维尔纳 (Werner, A, 1866—1919) 法裔瑞士化学家。 因创立配位化学而获得1913年诺贝尔化学奖
1893年,维尔纳提出了配位理论来解释配合物 的结构。认为金属有两种原子价,即主价和副价,后
者或称配位数。每一种金属有一定副价。主价必须由
大学无机化学课件配位化合物

Mn+ + ne ≒ M
Mn Ln e M nL
MnL /M
Mn/M
配位的
型
精品课件
(4) 用磁矩判断
n(n2),n为中心离子的未成 子对 数
外轨型配合物:未成对电子数多,µ 较大,
一般为高 自旋配合物
内轨型配合物:未成对电子数减少, µ 较小,
一般为低自旋
配合物
精品课件
Co(NH3)63+,Co3+: 3d6
3d
调整
3d d2sp3杂化
4d 4p 4s
4d 4p 4s
Cu + NH3 = Cu(NH3) 2+
K稳 1
Cu(NH3) 2+ + NH3 = Cu(NH3)22+ K稳
2
KKCCKK不稳稳uu稳((=NN4 =HH33))K23K稳22不++ 1稳×++1×KNN稳HH33K2不==精×稳品CC课uu2件K((×稳NNHH333K))×不3422稳++
[Zn(NH3)4]SO4 [Ag(NH3)2](OH)
三氯化五氨 . 水合钴(III) 硫酸四氨合锌(II) 氢氧化二氨合银(I)
精品课件
§9.2 配合物的化学键理 论
9.2.1 价键理论 9.2.2 晶体场理论(自学)
精品课件
9.2.1 价键理论
解决的问题:⑴ 配合物的配位数
⑵几
何构型
一、基本要矩点及反应活性
精品课件
(2)配体(配位体):含有孤对电子
① 无机配体:H2O、NH3、CO、CN-、X—等。 有机配体 。
② 配位原子:直接与中心原子以配位键相连的原子。
无机化学第8章 配位化合物

HBNU-Liujy
2. 四面体场(Td, Tetrahedron Field)中d轨道的分裂
Z
Z
Y
dz2
Z
X Y
Z
X
dX2-Y2
Z
X
X
X
Y
dXY
Y
dXZ
Y
dYZ
18
第08章 配位化合物
HBNU-Liujy
Td
Splitting分裂能Δt =Et2-Ee
d
d
自由离子 free ion
球形场 sphere
Py
Px
Px
S
S
Py
pz
Py
Py
Px
Px
Pz
pz
Py
Py dx2-y2
pz
dz2
杂化轨 直 道的空 线 间构型 形
平面 正四 平面 三角 三角形 面体 正方形 双锥
形
四方 锥形
正八 面体 形
正八 面体 形
10
第08章 配位化合物
HBNU-Liujy
3. Inner-Orbital and Outer-Orbital Complex
16
第08章 配位化合物
HBNU-Liujy
Oh
Splitting分裂能Δo =Eeg-Et2g
d
d
自由离子 free ion
球形场 sphere
eg(dz2,dx2-y2)
Δo=10Dq
160Δo 140Δo
t2g(dxy,dxz,dyz)
四面体场 tetrahedron
17
第08章 配位化合物
22
第08章 配位化合物
HBNU-Liujy
《无机化学》第8章.配位化合物PPT课件

配位化合物的发展趋势与展望
新材料与新能源
随着人类对新材料和新能源需求的不断增加,配位化合物有望在太 阳能电池、燃料电池等领域发挥重要作用。
生物医药领域
配位化合物在药物设计和治疗方面的应用前景广阔,有望为人类疾 病的治疗提供新的解决方案。
环境科学领域
配位化合物在处理环境污染和保护生态环境方面具有潜在的应用价值, 未来有望为环境保护做出贡献。
螯合物
由两个或更多的配位体与同一 中心原子结合而成的配合物,
形成环状结构,如: Fe(SCN)3。
命名
一般命名法
根据配位体和中心原子的名称,加上 “合”字和数字表示配位数的顺序来 命名,如:Co(NH3)5Cl。
系统命名法
采用系统命名法,将配位体名称按照 一定的顺序列出,加上“合”字和数 字表示配位数的顺序,最后加上中心 原子名称,如: (NH4)2[Co(CO3)2(NH3)4]·2H2O。
配位化合物的种类繁多,其组成和结 构取决于中心原子或离子和配位体的 性质。
配位化合物的形成条件
01
存在可用的空轨道 和孤对电子
中心原子或离子必须有可用的空 轨道,而配位体则需提供孤对电 子来形成配位键。
02
能量匹配
中心原子或离子和配位体的能量 状态需要匹配,以便形成稳定的 配位化合物。
03
空间和电子构型适 应性
中心原子或离子和配位体的空间 和电子构型需相互适应,以形成 合适的几何构型和电子排布。
02
配位化合物的组成与结构
组成
配位体
提供孤电子对与中心原子形成配位键的分子或离子。常见的配位 体有:氨、羧酸、酰胺、酸酐、醛、酮、醇、醚等。
中心原子
接受配位体提供的孤电子对形成配位键的原子。常见的中心原子有: 过渡金属元素的离子。
第八章_配位化合物

0.10 21 1.0 10 2 y (0.10)
y 1.0 10
20
即Ag+的平衡浓度为1.0×10-20 mol/L。
2、判断配位反应进行的方向
[Ag(NH3)2] ++ 2CN反应向哪个方向进行?
2 [ Ag ( CN ) ][ NH ] 2 3 K [ Ag ( NH 3 ) 2 ][CN ]2
[Cu( NH 3 ) ] 1 2 [Cu ][NH 3 ]
2
2
[Cu( NH 3 ) 2 ] [Cu 2 ][NH 3 ]2
2
3
[Cu( NH 3 ) 3 ] [Cu 2 ][NH 3 ]3
2
2
4
[Cu( NH 3 )4 ] K稳 2 4 [Cu ][ NH 3 ]
[Zn(NH3)4]2+ [Zn(CN)4]2+ 5×108 1.0×1016
中心离子不同,配体相同,配位数相同。
[Zn(NH3)4]2+ [Cu(NH3)4]2+ 5×108 4.8×1012
不同类型配合物稳定性要通过计算 求出溶液中的离子浓度。
CuY2[Cu(en)2]2+ 6.3×1018 4.9×1019
配位离子 [Cu(NH3)4]2+ 配位单元 配合物 配位分子 Fe(SCN)3 配离子与带有异电荷的离子 组成的中性化合物。 [Cu(NH3)4]SO4
Hale Waihona Puke 1.2 配合物的组成中心离子和配位体之 间以配位键结合。
NH3 H3N Cu NH3 NH3
2+ 2 SO4 2
配合物的组成分为内 界和外界两部分。
无机化学:第八章配位化合物

无机化学:第八章配位化合物第八章配位化合物一、配合物的基本概念1、配位化合物的定义及其组成定义:把由一定数目的阴离子或中性分子与阳离子或原子以配位键形成的复杂分子或离子称配合单元。
含有配合单元(配位键)的化合物即配合物。
配合物可看成是一类由简单化合物反应生成的复杂化合物。
配合单元相对稳定,存在于晶体及溶液中,在溶液中不能完全离解为简单组成的部分。
配位键——由配体单方面提供电子对给中心原子(离子)而形成的共价键。
中心离子(或中心原子)——又称“配合物形成体”。
特征:带有空轨道。
组成中心离子的元素种类:◆能充当中心离子的元素几乎遍及元素周期表的各个区域,但常见的是金属离子,尤其是一些过渡金属离子,如[Co(NH3)6]3+、[Fe(CN)6]4—、[HgI4]2—。
◆高氧化态非金属元素原子:如B、Si、P等形成[ BF4]—、[SiF6]2—、PF6—。
◆金属元素电中性原子:如[ Ni(CO)4]、[ Fe(CO)5]、[Cr(CO)6]配合物的组成:配合物由内界和外界组成。
内界为配合物的特征部分(即配位个体),是一个在溶液中相当稳定的整体,在配合物的化学式中以方括号表明。
方括号以外的离子构成配合物的外界。
内外界之间以离子键结合,故在水溶液中易解离出外界离子,而内界即配合单元很难发生离解。
如[Cu (NH3)4] SO4↓↓↓中心原子,配位体,外界在配合物中同中心原子/离子配位的分子如NH3、H2O或阴离子如Cl—、CN—、SCN—称为配位体,简称配体。
配体属于Lewis碱,都含有孤对电子,是电子对的给予体。
中配体无机化学配位化学CO 一氧化碳羰基OH—氢氧根离子羟基NO2—亚硝酸根硝基ONO—亚硝酸根亚硝酸根SCN—硫氰酸根硫氰酸根NCS—硫氰酸根异硫氰酸根Cl—氯离子氯配位体中与中心离子(或原子)直接成键的离子称为配位原子。
配位体所提供的孤对电子即是配位原子所具有的孤对电子。
常见的配位原子有:F、Cl、Br、配位体分类——单齿配体和多齿配体单齿配体:一个配位体只提供1个孤对电子与1个中心离子结合形成1个配位键。
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[Cu(NH3)2]2++NH3 [Cu(NH3)]2+ + NH3
Cu2+ + NH3
K =10-3.04 d2
K =10-3.67 d3
K =10-4.31 d4
Kd =Kd1·Kd2·Kd3·Kd4
=10 10 10 10 =10 -2.3× -3.04× -3.67× -4.31
-13.32
=Kf ·Ksp
(0.010-y)0.010 x2
=1.121071.810-10
x=0.22
所需c(NH3)=(0.22+0.02)mol·L-1=0.24 mol·L-1
2021/2/9
课件
10
2. 判断配离子与沉淀之间的转化 例6 1.0L6.0molL-1氨水可溶解AgCl多少mol?
解:设可溶解AgCl x mol
Kf 值越大
Kf =
1 Kd
配离子越稳定
K 值越小 2021/2/9
d
课件
3
[Cu(NH3)4]2+
Cu2+ + 4NH3
K =1013.32 f
实际上
[Cu(NH3)4]2+在溶液中是分步解离的
[Cu(NH3)4]2+ [Cu(NH3)3]2++NH3 Kd1=10-2.3
[Cu(NH3)3]2+ [Cu(NH3)2]2+ [Cu(NH3)]2+
1. 计算配合物溶液中有关的离子浓度
例1. c([Cu(NH3)4]2+)=1.0×10–3mol·L-1, c(NH3)=1.0mol·L-1,计算溶液中c(Cu2+)。
解:
Cu2+ + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+
平衡浓度/mol·L-1 x
1.0
1.0×10–3
Kf ={c(cC([uC2+u)(/Nc H}{3c)(4N]2H+)3/c)/c }4 =2.09×1013
Ksp=2.2×10-20 J = c(Cu2+)·{c(OH-)}2/(c )3
= 4.8×10-17 ×{0.001}2 = 4.8×10-23 < Ksp
无 Cu(OH)2沉淀生成
2021/2/9
课件
8
2. 判断配离子与沉淀之间的转化 例4 在1L[例1]溶液中,加入Na2S, 使 c(S2-)=0.001mol·L-1。问有无CuS沉淀生成?
1.0L 6.0 molL-1氨水可溶解 0.25 mol AgCl
2021/2/9
课件
11
3. 判断配离子之间的转化
1.0×10–3 x(1.0)4
=2.09×1013
x=4.8×10-17
c(Cu2+)=4.8×10-17mol·L-1
2021/2/9
课件
6
1. 计算配合物溶液中有关的离子浓度
例2 将10.0mL、0.20mol·L-1AgNO3溶液与
10.0mL、1.00mol·L-1NH3·H2O混合,计算
AgCl(s) + 2NH3 [Ag(NH3)2]+ + Cl
平衡浓度/mol·L-1 6.0-2x
x
K
=
{c([Ag(NH3)2]+)·c(Cl-)}/{c {c(NH3)/c }2
}2 cc((AAgg++))//cc
=Kf ·Ksp
x2 (6.0-2x)2
=1.121071.810-10 x=0.25
[Cu(NH3)3]2+
K =103.04 f3
[Cu(NH3)3]2++NH3 [Cu(NH3)4]2+ Kf4=102.3
Kf = Kf1·Kf2·Kf3·Kf4 =10 10 4.31× 3.67 10 × 3.04 10 × 2.3
=1013.32
2021/2/9
课件
5
8-3-2 配离子稳定常数的应用
2021/2/9
课件
4
[Cu(NH3)4]2+ 实际上
Cu2+ + 4NH3
K =1013.32 f
[Cu(NH3)4]2+在溶液中也是分步生成的
Cu2+ + NH3
[Cu(NH3)]2+
K =104.31 f1
[Cu(NH3)]2+ + NH3
[Cu(NH3)2]2+
K =103.67 f2
[Cu(NH3)2]2++NH3
无机化学多媒体电子教案
第八章 配位体化合物
第三节
配合物在水溶液的稳定性
2021/2/9
课件
1
8-3-1 配位平衡及其平衡常数
[Cu(NH3)4]SO4在水溶液中 配合物的外界和内界完全解离
[Cu(NH3)4]SO4 → [Cu(NH3)4]2+ + SO42-
配离子部分解离
[Cu(NH3)4]2+
Cu2+ + 4NH3
2021/2/9
课件
2
8-3-1 配位平衡及其平衡常数
解离
[Cu(NH3)4]2+ 生成 Cu2+ + 4NH3
Kd = K不稳=
{c(Cu2+)/c }{c(NH3)/c }4 {c[Cu(NH3)4]2+/c }
Kf = K稳=
{c[Cu(NH3)4]2+/c } {c(Cu2+)/c }{c(NH3)/c }4
例5 计算在1L氨水中溶解0.010mol AgCl,
所需NH3的浓度?
解: AgCl(s) + 2NH3 [Ag(NH3)2]+ + Cl
平衡浓度/mol·L-1 x
0.010-y 0.010
K
=
{c([Ag(NH3)2]+)·c(Cl-)}/{c {c(NH3)/c }2
}2 cc((AAgg++))//cc
=
1.12×107 x=9.9×10-8 c(Ag+)=9.9×10-8mol·L-1
2021/2/9
课件
7
2. 判断配离子与沉淀之间的转化 例3 在1L[例1]溶液中加入0.001 mol
NaOH。问有无Cu(OH)2沉淀生成?
解:c(OH-)=0.001 mol·L-1 , c(Cu2+)= 4.8×10-17 mol·L-1
溶液中c(Ag+)。
解:
Ag+ + 2NH3 [Ag(NH3)2]+
开始浓度/mol·L-1 0.10 0.50
0
平衡浓度/mol·L-1 x 0.50-2×0.10+2x 0.10-x
Kf
=
c([Ag(NH3)2]+)/c {c(Ag+)/c }{c(NH3)/c
}2
=1.12×107
0.10-x x(0.30+2x)2
解:c(S2-)=0.001 mol·L-1 , c(Cu2+)= 4.8×10-17 mol·L-1
Ksp=6.3×10-36 J = c(Cu2+)·c(S2-)/(c )2=4.8×10-17×0.001
= 4.8×10-20 > Ksp
有 CuS沉淀生成
2021/2/9
课件
9
2. 判断配离子与沉淀之间的转化