5配位化合物与配位平衡
溶液中的化学平衡-配位平衡
工业废水中的重金属离子常通过配位反应进行沉 淀或吸附，从而达到净化废水的目的。
环境化学中的配位平衡问题
土壤污染修复
土壤中的重金属离子与有机配体发生配位反应，影响重金属的迁移 和生物有效性，从而影响土壤污染修复效果。
水质监测与净化
水体中的重金属离子、有机污染物等可通过配位反应进行转化和去 除，确保水质安全。
02
在化学分析中，可以利用配位平衡常数来计算溶液中各组分的浓度。
03
在生物学中，配位平衡常数可以用来描述生物体内的金属离子与蛋白 质、酶等生物大分子之间的相互作用。
04
在环境科学中，配位平衡常数可以用来研究重金属离子在土壤、水等 环境介质中的迁移转化行为。
04
配位平衡在化学反应中的作 用
配位反应的速率影响
由能变化等参数，从而预测反应结果。
05
实际应用中的配位平衡问题
工业生产中的配位平衡问题
1 2 3
金属冶炼
在金属冶炼过程中，配位平衡对于控制金属离子 的溶解度和稳定性至关重要，直接影响金属的提 取率和纯度。
化学品的合成与分离
许多化学品的合成和分离涉及到配位平衡，如利 用配位反应合成有机金属化合物、分离稀有元素 等。
03
配位平衡的计算与表示方法
配位平衡的计算
配位平衡是溶液中一种重要的化学平衡， 主要涉及配位体和中心离子之间的相互 作用。
配位平衡的计算通常需要使用平衡常数，如 稳定常数和不稳定常数，来描述配位体和中 心离子之间的结合和解离程度。
平衡常数的值取决于温度、压力和 溶液的组成，可以通过实验测定或 计算得出。
形成配合物的条件
金属离子和配位体需要在一定的条件下形成配合物，如温度、压 力、浓度等。
化学平衡与配位化合物的配位数与络合度
化学平衡与配位化合物的配位数与络合度化学平衡是指在化学反应中，反应物转化为生成物的速率与生成物转化为反应物的速率相等，达到动态平衡的状态。
在化学平衡中，配位化合物的配位数和络合度起着重要的作用。
本文将从化学平衡的角度出发，探讨配位化合物的配位数与络合度对平衡态的影响。
1. 配位数与平衡常数配位数是指配合物中金属离子和配体之间形成的化学键的数目。
配位数的改变可以对应着反应物与生成物之间的摩尔比例的变化。
在配位化合物中，不同配体会对应着不同的配位数，这使得形成的化学平衡的平衡常数也不同。
以一个简单的例子为例，假设有一个配位化合物AB，其中A是金属离子，B是配体。
当B能与A形成1个配位键时，AB的配位数为1；当B能够与A形成2个配位键时，AB的配位数为2。
在化学平衡的过程中，可以发现，配位数的不同会直接影响反应速率、平衡常数以及反应的位置。
2. 配位数的影响配位数的增加或减少会导致化学平衡的位置发生变化。
一般情况下，配位数的增加会促使平衡位置向生成物方向移动，而配位数的减少则会使平衡位置向反应物方向移动。
具体来说，配位数增加时，生成物的浓度相对于反应物来说会更高，从而加速反应物转化为生成物的速率。
这是因为配位数的增加会增加生成物的活化能降低，促进反应进行。
相反，配位数减少时，反应物的浓度相对于生成物来说会更高，从而加速生成物转化为反应物的速率。
这是因为配位数的减少会增加反应物的活化能降低，促进反应进行。
3. 络合度与平衡常数络合度是指一个金属离子与配体形成的化学键的数目，是评价配位化合物稳定性的一个指标。
与配位数类似，络合度的改变也会影响到平衡常数的值。
一般情况下，络合度的增加会导致平衡常数的增大，从而使平衡位置向生成物方向移动。
这是因为络合度的增加会增强生成物的稳定性，使生成物的浓度相对于反应物来说更高。
相反，络合度的减少会导致平衡常数的减小，从而使平衡位置向反应物方向移动。
4. 化学平衡的调节通过调节配位化合物的配位数和络合度，可以实现对化学平衡的调节。
配位平衡的影响因素
配位平衡的影响因素主要包括以下几种：
1. 中心金属离子的空轨道状况和配体的配位能力。
2. 溶液酸度的选择和控制，因为配位滴定的关键问题通常与溶液酸度有关。
3. 沉淀平衡的影响。
4. 氧化还原平衡的影响。
5. 其他配位平衡的影响，如其他配离子的存在等。
此外，温度、搅拌速度和过冷程度等物理因素也可能影响配位平衡。
在实际应用中，了解这些因素有助于更准确地预测和控制配合物的稳定性、反应方向和限度等。
如需更多信息，建议阅读化学书籍或请教专业人士。
5配位化合物
+
+
2CN
-
[Ag(CN)2]-
+
2NH3
其反应方向可以根据平衡常数的大小来判断。 通过计算平衡常数得到,k=1.2×1014,说明此配位反应向右进行 的趋势很大。
第三节 螯合物和螯合滴定
一、螯合物和螯合效应
由中心原子与多齿配体所形成的具有环状结构的配合物称为 螯合物。 能与中心原子形成螯合物的多齿配体称为螯合剂。 例： α-氨基丙酸和铜离子形成的螯合物，含有两个五元环
第二节
配合平衡
一 、 配离子的稳定常数 二、 配位平衡的移动
第三节 螯合物和螯合滴定
一、螯合物和螯合效应 二、螯合滴定
第四节 配合物在医学上的应用
第一节 配合物的基本概念
一、配合物的定义
由阳离子（或原子）和一定数目的中性分子或阴离子所组 成的不易解离的分子或离子称为配位分子或配离子。 配位分子 配合物 配阳离子 配离子 配阴离子
来排列。原子数少的排前面，原子数多的排后面。若配位 原子相同，配位中所含原子数也相同，则按在结构 式中与 配位原子相连的原子的元素符号的英文字母顺序排列。
（4）有些配体具有相同的化学式，配位原子不同时，则按配位 原子的元素符号的英文字母顺序排列并给予不同的命称。如 - NO2- （以N原子为配位原子）硝基，-ONO- （以O原子为 配位原子）亚硝酸根，- SCN - （以S原子为配位原子）硫氰 酸根，- NCS- （以N原子为配位原子）异硫氰酸根。
顺式二氯二铂（II） 卡铂（又名碳铂） CBDCA
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）
_
第7章 配位平衡和配位滴定法
本章主要内容： 第一节 配位化合物的基本概念 第二节 配位平衡 第三节 配位滴定法
配位化合物的生物医药应用
实验
CuSO4溶液 适量氨水
(浅蓝色)
乙醇
[Cu(NH3)4]SO4晶体
(深蓝色)
Cu2(OH)2SO4
↓
过量氨水
(蓝色)
[Cu(NH3)4]2+
(深蓝色)
N
N
N
N
名称 草酸根
乙二胺
邻菲罗啉
联吡啶 乙二胺 四乙酸
缩写符号 (OX) (en)
(o-phen) (bpy)
(H4edta)
CH2 H2N
CH2 NH2
NN
乙二胺(en）
联吡啶(bpy)
O O 2–
N
N
1,10-二氮菲（邻菲咯啉）
CC
O• •
O• •
C2O42-
3.配体数和配位数
配体数：配合物中配体的总数 配位数：与中心原子结合成键的配位原子的数目 单基配体形成的配合物：
配体命名顺序
同类配体中配位原子相同，较少原子数的配体在前， 较多原子数的配体列后
例：[Pt(NH3)2 (NH2OH)NO2]Cl 氯化一硝基 ·二氨·一羟胺合铂(Ⅱ)
配离子为阴离子，则在配离子与外界阳离子之间用
“酸”字连接；若外界为氢离子，则在配离子之后缀以
“酸”字，即“某酸”。
K[Al(OH)4]
1、配合物的命名顺序 内外界顺序与一般无机化合物的命名原则相同。 阴离子名称在前，阳离子名称在后。
2、内界（配离子）的命名顺序
配体数
配体名称
合
（汉字数字） （不同配体间用圆点·分开）
4.配合物的生成和性质
1
实验四 配合物的生成和性质
一、 实验目的
1. 加深理解配合物的组成和稳定性，了解配合物形成时的特性。
2. 初步学习利用配位溶解的方法分离常见混合阳离子。
3. 学习电动离心机的使用和固－液分离操作。
二、 实验原理
配位化合物与配位平衡
配位化合物的内、外层之间是靠离子键结合的，在水中是完全解离。
而配位个体在水中是部分的、分步的解离，因此就存在解离平衡。
配合物的标准平衡常数θ
f K ，也被称为稳定平衡常数。
θf K 越大，表明配合物越稳定。
形成配合物时，常伴有溶液颜色、酸碱性、难溶电解质溶解度、中心离子氧化还原性的改变等特征。
利用配位溶解可以分离溶液中的某些离子。
三、实验内容
2
3
4
四、注意事项
1.使用离心机时要注意安全。
2.及时记录实验过程中配合物的特征颜色。
3.节约药品，废液倒入废液缸。
5。
配位化合物配位化合物组成命名配合物的空间构型配位平衡
单齿配体中，配体数等于配位数。 多齿配体中配位数等于配位原子的数目。
4、配离子的电荷
中心原子的电荷数与配体电荷数的代数和。
二、配位化合物的命名
命名原则：
内界和外界之间的命名服从一般无机化 合物的命名原则。即负离子名称在前， 正离子名称在后。
命名内界时，配体名称列在中心原于之前， 不同配体之间以中圆点(·)分开。
2．螯合物：
螯合物又称内配合物，它由多基配体与同 一中心离子形在的具有环状结构的配合物。 其中配体好似螯钳一样卡住中心离子，而 形象地称为螯合物。
中心原子
乙二胺和二氯二乙二胺合镍 结构示意图
三草酸合铁(III)配离子的结构
EDTA 合铁配离子
血红素结构
➢ 6个配位原子都能 以孤对电子和中 心原子形成配位， Cu2+、Zn2+、Cd2+、 Hg2+和EDTA则形 成四、六配位的 螯合离子结构如 下：
2、8电子构型的离子，L的电负性增大，MLn越 稳定。
配位原子：N﹥P﹥As﹥Sb，F﹥Cl﹥Br﹥I。
相同配体的个数用数字二、三、四等表示。 在最后一个配体名称之后缀以“合”字。
中心原子的电荷数用圆括号内的罗马数字 表示。（Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等）
当有多种配体时，一般按先无机配体，后有 机配体(复杂配体写在括号内)；无机配体中： 先负离子，再正离子，后中性分子。
不同的中性分子配体(或离子配体)按配位原 子元素符号的英文字母顺序排列。
常见的多基配体有乙二胺用en表示，草酸根 （用ox表示），乙二胺四乙酸根（EDTA） 及丁二肟（HDMG）等。
几种常见的多齿配体示意图
EDTA分子
中心原子
卟啉环
四、配合物的类型
第13讲：配位平衡
[Cu(NH3)4]2+、[Ni(CN)4]2-、[Co(NH3)6]3+
32
Fe(CN)63Fe3+
3d5 在CN-影响下 电子重排
d2sp3杂化 正八面体构型
4s0
3d5
4p0
4s0 4p0
与6个CN-成键
CN-
3d5
d2sp3杂化轨道
29
Fe(F)63－
Fe3+ 3d5
sp3d2杂化
正八面体构型
4s0
4p0
4d0
与6个F－成键
F－
3d5 sp3d2杂化轨道
Fe(F)63－ 外轨型
如：[Fe(H2O)6]Cl3、Na3[CoF6]、[Cr(NH3)6]Cl3
30
31
2) 内轨型配合物
中心离子提供外层(n层)和次外层 (n1层)空轨道参与杂化而形成的配合物。 特点：中心离子价层d轨道上的d电子 通常会发生重排或跃迁，以腾出内层d轨 道来参与杂化。
在[Zn(EDTA)]2-中，螯合比 = 1：1
螯合物与普通配合物相比具有特殊的稳定 性，其中又以五员环、六员环最稳定。 例：稳定性 [Cu(EDTA)]2- > [Cu(en)2]2+ >[Cu(NH3)4]2+
13
4、配位数：直接与中心离子（或原子）配位的配位 原子的数目叫做中心离子的配位数。
17
三、配合物的命名
表达三个内容：中心离子的名称和氧化数，配位 体的名称和数目，外界离子名称。
顺序：阴离子→阳离子
a) 内界带正电荷时：外界→内界
称为：
某化某（外界为简单离子） 某酸某 （ 外界为含氧酸根）
第五章配合物的基本概念讲义
中 心 原
配 体
配 体 数
外 界 离
子
子
内界
外界
注意：
配合物
● 内界与外界以离子键结合;
● 中心原子与配体间以配位键结合;
● 整个分子不显电性;
● 通常配合物是含多种化学键的化合物。
第五章 配位化合物 第一节 配合物的基本概念
离子 键
第一节 配合物的基本概念
（一）内界和外界
●内界：中心原子通过配位键与配位体结合组成配合物的内界， 是配合物的特征部分，用方括号括起来。如[Cu(NH3)4]2+等。 ●外界：与内界带相反电荷的其他离子，写在方括号外。如： Cl-、SO42-等。配位分子只有内界，没有外界。 （二）中心原子 ●中心原子位于配离子的中心位置，是配离子的核心，也是配 合物形成体，大多为过渡金属阳离子，少数是高氧化态非金属 元素的原子，还有少数的为中性原子。 如：Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)等
●酸效应：因溶液酸度增
第五章 配位化合物 第一节 配合物的基本概念
第一节 配合物的基本概念
（三）配位体
与中心原子以配位键相结合的中性分子或阴离子简称配体。
配 阴离子 X−
SCN− C2O42− CN−等
体 中性分子 H2O NH3 CO
en 等
根据配体中所含配位原子数，可将配体分为：
配 单齿配体 ：配体中只含有一个配原子 如：SCN− 、CN−等 体 多齿配体：配体中含有两个或两个以上配原子。如 ：en 等
国家卫生和计划生育委员会“十二五”国家级规划教材 全国高等医药教材建设研究会规划教材 全国高职高专学校规划教材
医用化学
第五章 配位化合物
第五章 配位化合物
【学习目标】
第十讲-配位平衡与配合物的稳定性资料
[Ag（NH3) 2] + ⇌ Ag + +2NH3
平衡 移动方向 +
Br – AgBr↓ ⇌
14
东营市第一中学
化学竞赛
对于一种配合物，若生成的沉淀的溶解度越小，就
愈容易使配位平衡转化为沉淀平衡； 反之，配体的配位
能力愈强，沉淀的溶解度愈大，就愈容易使沉淀平衡转
化为配位平衡。
若再向溶液中加入Na2S2O3溶液，可使AgBr 沉淀溶解转变成[Ag(S2O3) 2]3-离子。反应如下：
QB=c(Ag+)· c(Br -)=3.85×1014×0.01 =3.85×10-16 查表可知Ksp(AgBr)=5.0×10-13, QB<Ksp，故没有AgBr沉淀生成 。
18
东营市第一中学
化学竞赛
（三）与氧化还原平衡的关系 a.氧化还原平衡可以使配位平衡改变方向
如在[FeCI4]-配离子溶液中，加入KI溶液，使配 位平衡转化为氧化还原平衡。反应如下：
c(Cu ) c (NH 3 ) K 2 （ c [Cu(NH 3 )4 ] ） Kd值越大表示配离子越容易解离，即越不稳定 Kf = 1/ Kd
θ d 4
4
2
东营市第一中学
化学竞赛
3. 逐级稳定常数
中心离子与配体形成配离子时，是逐级进行的， 每一步都有相应的稳定常数，称为逐级稳定常数,用 Kf,n表示。 例如 [Cu(NH3)4]2+形成时，其逐级配位平衡和逐 级稳定常数为： Cu2+ +NH3 [Cu(NH3)]2+
2 2 3 - 2 3 2
9
东营市第一中学