第五章+水溶液中离子平衡7(精品).ppt

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1、7.配位化合物的生成配位化合物的生成-解离平衡解离平衡1.配位化合物的组成配位化合物的组成 Ag(NH3)2Cl Cu(NH3)4SO4 K2PtCl4 K3Fe(CN)6Co(NH3)3Cl3 Pt(NH3)2Cl2 Fe(CO)5 Ni(CO)4配位化合物配位化合物 水水Ag(NH3)2Cl Ag(NH3)2+Cl 配位实体配位实体或配离子或配离子离子键离子键配位实体配位实体也可以是带负电荷的阴离子，如：也可以是带负电荷的阴离子，如：PtCl42-Fe(CN)63-PtCl62-AlF63-Ag(S2O3)23-有的配位实体是电中性的，如：有的配位实体是电中性的，如：Co(NH3)3Cl3

2、 Pt(NH3)2Cl2 Fe(CO)5 Ni(CO)4配位实体配位实体分子型分子型(电中性电中性)离子型离子型(带电荷带电荷)正电荷：配位阳离子正电荷：配位阳离子负电荷：配位阴离子负电荷：配位阴离子2.配位实体的组成：中心原子配位实体的组成：中心原子 +配体配体 Ag(NH3)2+Ag（+1）：中心原子）：中心原子配位键。配位键。NH3：配体。：配体。N：配位原子。配位数是：配位原子。配位数是2配位原子：配体中直接与中心原子形成配位键的原子配位原子：配体中直接与中心原子形成配位键的原子 中中心心原原子子：具具有有空空轨轨道道，用用来来接接受受孤孤对对电电子子，大大部部分分是是过渡金属过渡金属

3、配体：具有孤对电子，即提供孤对电子。无机分子或离配体：具有孤对电子，即提供孤对电子。无机分子或离子、有机小分子或离子子、有机小分子或离子配位数：配位数：中心原子生成的配位键数目中心原子生成的配位键数目配位实体的电荷数配位实体的电荷数=中心原子与配体所带电荷的代数和中心原子与配体所带电荷的代数和 P.390-391单齿配体单齿配体 -一个配体有一个配位原子的配体一个配体有一个配位原子的配体 NH3 H2O F-Br-.SCN-(硫氰根硫氰根)NCS-(异硫氰根异硫氰根)多齿配体多齿配体 -一个配体有一个以上配位原子的配一个配体有一个以上配位原子的配体体 en六齿配体六齿配体 (-OOCCH2)2

4、NCH2CH2N(CH2COO-)2 (乙二胺四乙酸根，乙二胺四乙酸根，EDTA)3.配位化合物的类型配位化合物的类型按配位实体是否带电荷来分按配位实体是否带电荷来分非非离离子子型型：Co(NH3)3Cl3，Pt(NH3)2Cl2，Fe(CO)5 离子型：阳离子型离子型：阳离子型 Ag(NH3)2Cl，Cu(NH3)4SO4 阴离子型阴离子型 K2PtCl4，K3Fe(CN)6按配体的类型来分按配体的类型来分:单单齿齿配配体体与与中中心心原原子子形形成成的的配配合合物物就就简简单单地地称称为为配配位位化合物化合物多齿配体与中心原子形成的配合物称为螯合物多齿配体与中心原子形成的配合物称为螯合物

5、中心原子的配位数中心原子的配位数 -中心原子生成的配位键数中心原子生成的配位键数 有效原子序数有效原子序数 (EAN)规则规则 例如例如:Co3+的核外电子数的核外电子数:27-3=24 同周期的惰性气体同周期的惰性气体 Kr 的核外电子数为的核外电子数为 36 36-24=12 因此因此 Co3+的配位数一般为的配位数一般为 6 4.配位化合物的命名（配位化合物的命名（P.392）a.配位实体的命名配位实体的命名 倍数词头倍数词头 配体名称配体名称 合合 中心原子名称中心原子名称 (以罗马数字表示的中心原子的氧化数以罗马数字表示的中心原子的氧化数)如：如：配位实体的化学式配位实体的化学式 名

6、名 称称 Ni(CO)4 四羰基合镍四羰基合镍(0)Co(NH3)63+六氨合钴六氨合钴(III)离子离子 PtCl62-六氯合铂六氯合铂(IV)离子离子 当无机配体和有机配体同时存在时，无机配体命名当无机配体和有机配体同时存在时，无机配体命名 在先，有机配体命名在后。如：在先，有机配体命名在后。如：PtCl2(Py)2 二氯二氯二吡啶合铂二吡啶合铂(II)在在无无机机配配体体或或有有机机配配体体中中有有中中性性分分子子和和负负离离子子同同时时作为配体时，负离子命名在先，中性分子命名在后。如：作为配体时，负离子命名在先，中性分子命名在后。如：PtCl2NH3(C2H4)二二氯氯氨氨(乙乙烯烯)

7、合合铂铂(II)Co(NO2)3(NH3)3 三硝基三硝基三氨合钴三氨合钴(III)Co(N3)(NH3)52+叠氮叠氮五氨合钴五氨合钴(III)离子离子 同类配体的名称按配位原子元素符号的英文字母顺同类配体的名称按配位原子元素符号的英文字母顺 序排列。如：序排列。如：Co(NH3)5H2O3+五氨五氨水合钴水合钴(III)离子离子 同类配体的配位原子相同时，含原子数少的配体命同类配体的配位原子相同时，含原子数少的配体命 名在先，含原子数多的配体命名在后。如：名在先，含原子数多的配体命名在后。如：Pt NO2NH3NH2OH(Py)+硝基硝基氨氨羟胺羟胺吡啶合铂吡啶合铂(II)离子离子 同类配

8、体的配位原子及所含原子数都相同时，则按同类配体的配位原子及所含原子数都相同时，则按 配位原子以外的原子元素符号的英文字母顺序排列配位原子以外的原子元素符号的英文字母顺序排列 如：如：Pt NH2NO2(NH3)2 氨氨基基硝硝基基二二氨氨合合铂铂(II)b.离子型配合物的命名离子型配合物的命名 若配位实体是阳离子，配位实体就作为无机盐中的若配位实体是阳离子，配位实体就作为无机盐中的阳离子处理；命名时阳离子处理；命名时外界阴离子外界阴离子的名称在前，配位实的名称在前，配位实体的名称在后。体的名称在后。如：如：Co(NH3)6Cl3 三氯化六氨合钴三氯化六氨合钴(III)Co(en)32(SO4)

9、3 硫硫酸酸三三(乙乙二二胺胺)合合钴钴(III)若配位实体是阴离子，若配位实体是阴离子，配位实体就作无机盐中的酸根配位实体就作无机盐中的酸根 处理；命名时配位实体的名称在前，处理；命名时配位实体的名称在前，外界阳离子外界阳离子的名的名 称在后，二者之间用称在后，二者之间用“酸酸”字连接。如：字连接。如：H2SiF6 六氟合硅六氟合硅(IV)酸酸 K3Fe(CN)6 六氰合铁六氰合铁(III)酸钾酸钾 5.配位平衡及平衡常数配位平衡及平衡常数 Cu(NH3)42+(aq)Cu2+(aq)+4NH3(aq)Kd=(也也称称 K不稳不稳)Cu2+(aq)+4NH3(aq)Cu(NH3)42+(aq

10、)Kf (也称也称 K稳稳)Kd =1/Kf K不稳不稳 =1/K稳稳 (1)Cu2+(aq)+NH3(aq)=Cu(NH3)2+(aq)=2.0 104 Kf1=1/Kd4 (2)Cu(NH3)2+(aq)+NH3(aq)=Cu(NH3)22+(aq)=4.76 103 Kf2=1/Kd3 (3)Cu(NH3)22+(aq)+NH3(aq)=Cu(NH3)32+(aq)=1.1 103 Kf3=1/Kd2 (4)Cu(NH3)32+(aq)+NH3(aq)=Cu(NH3)42+(aq)=2 102 Kf4=1/Kd1 逐级生成！逐级生成！(1)Cu2+(aq)+NH3(aq)=Cu(NH3)

11、2+(aq)(1)+(2)Cu2+(aq)+2NH3(aq)=Cu(NH3)22+(aq)(1)+(2)+(3)Cu2+(aq)+3NH3(aq)=Cu(NH3)32+(aq)(1)+(2)+(3)+(4)Cu2+(aq)+4NH3(aq)=Cu(NH3)42+(aq)-累积生成常数累积生成常数 P.402 表表14-5Cu(NH3)42+配离子是逐级生成的！配离子是逐级生成的！对对Cu(NH3)42+配离子来讲，配离子来讲，4=Kf总总Kf1=1，Kf2=2/1，Kf3=3/2，Kf4=4/3，Cu(NH3)42+配离子也是逐级解离的！配离子也是逐级解离的！(1)Cu(NH3)42+(aq)

12、=Cu(NH3)32+(aq)+NH3(aq)Kd1=1/Kf4 (2)Cu(NH3)32+(aq)=Cu(NH3)22+(aq)+NH3(aq)Kd2=1/Kf3 (3)Cu(NH3)22+(aq)=Cu(NH3)2+(aq)+NH3(aq)Kd3=1/Kf2 (4)Cu(NH3)2+(aq)=Cu2+(aq)+NH3(aq)Kd4=1/Kf1 逐级解离！逐级解离！Kd总总=Kd1Kd2Kd3Kd4 例例1：在在 1.0 升升 0.5 mol/L的的氨氨水水中中，加加入入 0.1 mol CuSO4,计算平衡时计算平衡时 Cu2+，NH3，Cu(NH3)42+的浓度。的浓度。已知已知:Cu(

13、NH3)42+的的 Kd总总=4.8 10-13解解题题思思路路：(a)简简便便计计算算(只只生生成成高高配配位位数数的的配配离离子子)；(b)首首先先按按计计量量关关系系完完全全生生成成Cu(NH3)42+，再再考考虑虑其其解解离离 Cu2+(aq)+4NH3(aq)Cu(NH3)42+(aq)初始初始 0 0.1 0.1平衡平衡 x 0.1+4x 0.1 x0.1+4x=0.1,0.1 x=0.1,为什么？为什么？x=4.8 10-10 mol/LCu2+=x=4.8 10-10 mol/LNH3=0.1+4x=0.1 mol/LCu(NH3)42+=0.1 x=0.1 mol/L不恰当解

14、法：不恰当解法：Cu2+(aq)+4NH3(aq)Cu(NH3)42+(aq)起始起始 0.1 0.5 0转化转化 x 4x x平衡平衡 0.1 x 0.5 4x x (x不能忽略不能忽略,为什么？求解困难！为什么？求解困难！)拓展：低配位数配离子浓度的计算拓展：低配位数配离子浓度的计算Cu(NH3)42+(aq)Cu(NH3)32+(aq)+NH3(aq)0.1 y 0.1Kd1=1/Kf4=3/4=0.0052 y=0.0052 mol/L错误解法：错误解法：Cu2+(aq)+3NH3(aq)Cu(NH3)32+(aq)0.1 0.1 y 3=y/(0.1 0.13)=1.1 1011y=

15、1.1 107 mol/LCu(NH3)32+(aq)Cu(NH3)22+(aq)+NH3(aq)0.0052 z 0.1Kd2=1/Kf3=2/3=8.7 10-4 z=4.5 10-4 mol/L Cu(NH3)22+(aq)Cu(NH3)2+(aq)+NH3(aq)4.5 10-4 w 0.1Kd3=1/Kf2=1/2=2.1 10-4 w=9.5 10-7 mol/L 例例2/P405 例例14-2 25 C时，在时，在 20.0 mL浓度为浓度为 0.20 mol/L的硝酸银溶的硝酸银溶液中，加入液中，加入 20.0 mL浓度为浓度为 1.00 mol/L的氨水，待体系的氨水，待体系

16、达平衡后，计算溶液中达平衡后，计算溶液中 Ag+、Ag(NH3)+以及以及 Ag(NH3)2+的平衡浓度。的平衡浓度。已知：已知：1=1.7 103 2=1.1 107 解解题题思思路路：(a)简简便便计计算算(只只生生成成高高配配位位数数的的配配离离子子)；(b)首首先先按按计计量量关关系系完完全全生生成成Ag(NH3)2+，再再考考虑虑其其解解离离CAg+=0.20 20.0/(20.0+20.0)=0.10 mol/LCNH3=1.00 20.0/(20.0+20.0)=0.50 mol/L Ag+(aq)+2NH3(aq)Ag(NH3)2+(aq)初始初始 0 0.3 0.1平衡平衡

17、x 0.3+2x 0.1 x0.3+2x=0.3,0.1 x=0.1,为什么？为什么？x=1.01 10-7 mol/L Ag+=x=1.01 10-7 mol/L NH3=0.30+2x=0.30 mol/L Ag(NH3)2+=0.10 x=0.10 mol/LAg(NH3)2+(aq)Ag(NH3)+(aq)+NH3(aq)0.10 y 0.3Kd1=1/Kf2=1/2=1.545 10-4 y=Ag(NH3)+=5.15 10-5 mol/L6.综合平衡综合平衡 a.配位平衡与酸碱平衡（定性了解）配位平衡与酸碱平衡（定性了解）Fe3+6F-FeF63-Kf=FeF63-/(Fe3+F-

18、6)HF+H2O F-+H3O+Ka=F-H3O+/HF (-OOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COO-)2 (EDTA 简化表示为：简化表示为：Y )与许多金属离子生成与许多金属离子生成 1:1 配离子配离子 MY2-M2+(aq)+Y(aq)MY2-(aq)Kf=MY2-/(M2+Y)pH 越大，越大，Y 越大越大，配离子，配离子MY2-越稳定。越稳定。P407/例例14-3结果：结果：pH=7.0时，时，Zn2+=9.0 10-8 mol/L pH=2.0时，时，Zn2+=0.012 mol/Lb.配位平衡与沉淀平衡配位平衡与沉淀平衡例例3:P410/例例14-5 计算计算AgCl

19、在在1.0 mol/L 氨水中的溶解度。氨水中的溶解度。已知已知:AgCl Ksp=1.6 10-10 Ag(NH3)2+2(Kf总总)=1.1 107 解：解：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)Ksp Ag+(aq)+2NH3(aq)Ag(NH3)2+(aq)Kf总总 AgCl在氨水中的溶解反应：在氨水中的溶解反应：AgCl(s)+2NH3(aq)Cl-(aq)+Ag(NH3)2+(aq)1.0 2s s sK=KspKf总总=1.76 10-3 1.76 10-3=s2/(1.0 2s)2 s=0.039 mol/L(2s与与1.0相比不能忽略！为什么？相比不能忽略！为什么？)错

20、误解法错误解法:Ksp=Ag+sAg+Ag(NH3)2+=sKf总总=Ag(NH3)2+/(Ag+NH32)无法求解！无法求解！拓展：拓展：Ag+的浓度的浓度Ksp=Ag+Cl-=Ag+0.039Ag+=1.6 10-10/0.039=4.1 10-9 mol/Ls的大小与的大小与KspKf总总有关！有关！AgBr(s)+2NH3(aq)Ag(NH3)2+(aq)+Br(aq)K=Ksp Kf总总 =7.7 10-13 1.1 107 =8.47 10-6AgBr在氨水中微溶！在氨水中微溶！AgI(s)+2NH3(aq)Ag(NH3)2+(aq)+I(aq)K=Ksp Kf总总 =1.5 10

21、-16 1.1 107 =1.65 10-9AgI在氨水中几乎不溶！在氨水中几乎不溶！AgBr(s)+2S2O32-(aq)Ag(S2O3)23-(aq)+Br(aq)K=Ksp Kf总总 =7.7 10-13 4.0 1013 =30.8AgBr在在Na2S2O3溶液中的溶解度较大！溶液中的溶解度较大！AgI(s)+2S2O32-(aq)Ag(S2O3)23-(aq)+I(aq)K=Ksp Kf总总 =1.5 10-16 4.0 1013 =6.0 10-3AgI在在Na2S2O3溶液中的溶解度较小！溶液中的溶解度较小！AgI(s)+2CN-(aq)Ag(CN)2-(aq)+I(aq)K=K

22、sp Kf总总 =1.5 10-16 1.3 1021 =1.95 105AgI在在NaCN溶液中的溶解度较大！溶液中的溶解度较大！例例4:计算计算AgBr在在1.0 mol/L Na2S2O3溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。已知已知:AgBr Ksp=7.7 10-13 Ag(S2O3)23-Kf总总=4.0 1013 解：解：AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)Ksp Ag+(aq)+2S2O32-(aq)Ag(S2O3)23-(aq)Kf总总 AgBr在在Na2S2O3溶液中的溶解反应：溶液中的溶解反应：AgBr(s)+2S2O32-(aq)Br-(aq)+Ag(S2O3)23-(aq)1.0 2s s sK=KspKf总总=30.8 30.8=s2/(1.0 2s)2 s=0.46 mol/L(2s与与1.0相比不能忽略！为什么？相比不能忽略！为什么？)作业：作业：P393：4-a,b，5-a,b,6-a,b P405 406：1，2 1:0.50 mol/L 改为改为1.0 mol/L2:P402/表表14-5，1,2,3,4对应书上的内容：对应书上的内容：P390 393 P401 402