课件无机化学12 配位平衡.ppt
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Chapter12CoordinationEquilibrium1.掌握配位平衡的稳定常数和不稳定常数的概念;2.了解逐级形成常数的概念;3.了解影响配合物在水溶液中稳定性的因素;4.掌握配位平衡的有关计算。12-1配合物的稳定常数12-2影响配合物在溶液中的稳定性的因素12-3配合物的性质12-1配合物的稳定常数12-1-1稳定常数和不稳定常数稳定常数(生成常数)——在一定温度下,中心离子与配位体在溶液中达到配位平衡时,配离子生成反应的平衡常数。12-1-2逐级稳定常数和积累稳定常数2.配合物的累积稳定常数累积稳定常数——形成配位离子的各个阶段的逐级稳定常数的乘积。配合物的稳定常数越大,表示配位反应进行的程度越大,该配合物越易生成,即越稳定。反之,表示该配合物越易解离,即越不稳定。对于同类型的配合物,可以直接通过比较K稳比较其配合物的稳定性,对于不同类型的配合物要通过计算溶液中的离子浓度比较其稳定性。例:[Cu(NH3)4]2+的稳定常数为4.8×1012[Zn(NH3)4]2+的稳定常数为1.15×109请问以上这两种配离子哪种更稳定?12-1-3配合物的稳定常数的应用解:答:略。2.判断两种配离子之间转化的可能性12-2影响配合物在溶液中稳定性的因素11-2-1中心离子的结构和性质的影响1.金属离子的半径和电荷对相同电子构型的金属离子,生成配合物的稳定性与金属离子电荷成正比,与半径成反比,可合并为金属离子的离子势,即Z/r(或Z2/r)值,该值的大小常与所生成的配合物的稳定常数大小一致,但这仅限于较简单的离子型配合物。见P389表12-3。2.金属离子的电子构型(1)8e-构型的金属离子如碱金属、碱土金属离子及B3+、Al3+、Si4+、Sc3+、Y3+、La3+、Ti4+、Zr4+、Hf4+等离子。一般而言,这一类型的金属离子形成配合物的能力较差,它们与配体的结合力主要是静电引力,因此,配合物的稳定性主要决定于中心离子的电荷和半径,而且电荷的影响明显大于半径的影响。(2)18e-构型的金属离子如Cu+、Ag+、Au+、Zn2+、Cd2+、Hg2+、Ga2+、In3+、Tl3+、Ge4+、Sn4+、Pb4+等离子,由于18e-构型的离子与电荷相同、半径相近的8e-构型的金属离子相比,往往有程度不同的共价键性质,因此要比相应的8e-构型的配离子稳定。(3)(18+2)e-构型的金属离子如Ga+、In+、Tl+、Ge2+、Sn2+、Pb2+等,不易生成稳定的配离子,但较8e-构型的金属离子生成配合物的倾向大。(4)(9-17)e-构型的金属离子如Fe2+、Co2+、Ni2+、Pt2+等,由于有未充满的d轨道,易接受配体的电子对,形成配合物的能力强。按中心离子在周期表中的位置则是:11-2-2配体性质的影响中心离子相同时,配位体的碱性越强,形成的配合物越稳定。(中心离子是电子对接受体,是酸。)2.配体的螯合效应多齿配体的成环作用使配合物的稳定性比组成和结构近似的非螯合物高得多,这种现象叫做螯合效应。螯合物的稳定性还与形成螯合环的数目有关。一般而言,形成的螯合环的数目越多,螯合物越稳定。螯合物中环越多越稳定;5、6原环稳定。[CaY]2-例:螯合物的稳定性从热力学角度看,螯合效应是一种熵效应。例:[Ni(NH3)6]2++3en=[Ni(en)3]3++6NH3∆S>0,有利于反应向右进行。3.空间位阻或邻位效应12-3配合物的性质12-3-1颜色的改变由于生成[FeF6]3-,使Fe3+不能与SCN-生成血红色物质,这种作用称为掩蔽效应。12-3-2溶解度变化(配位平衡与沉淀溶解平衡)配位平衡与沉淀溶解平衡的相互影响,实际上是配合剂(配体)与沉淀剂争夺金属离子的能力大小,K稳越大或Ksp越大,形成配合物的倾向越大。即:沉淀+配合剂配离子+沉淀剂KӨ=KӨ稳×KӨsp配离子+沉淀剂沉淀+配合剂KӨ=1/(KӨ稳×KӨsp)例:欲使0.10mmol的AgCl完全溶解生[Ag(NH3)2]+,最少需要1.0mL氨水的浓度是多少?AgCl+2NH3=Ag(NH3)2++Cl-始:0.10x00平衡时/mol·L-1x-0.200.100.10KӨ=(0.10×0.10)/(x-0.20)212-3-3电极电势变化(配位平衡与氧化还原平衡)例:解:思路?例:例:解:12-3-4酸碱性变化(配位平衡与酸碱平衡)Mn++nL-[MLn][Cd(NH3)4]2++2OH-Cd(OH)2+4NH312-3-5配合物的应用Ni离子的鉴定:2.在电镀工业中的应用治疗糖尿病的胰岛素,治疗血吸虫病的酒石酸锑钾以及抗癌药顺铂、二氯茂钛等都属于配合物。现已证实多种顺铂([Pt(NH3