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文檔簡介

第11章配位化合物CoordinationCompound1、能夠闡述有關(guān)配合物的基本概念;2、能夠使用命名規(guī)則對配合物命名;3、能夠說明配合物價鍵理論的基本要點;4、能夠使用配合物解離平衡原理進行相關(guān)計算;5、能夠說明配合物的結(jié)構(gòu)類型及穩(wěn)定性規(guī)律;6、能夠說出螯合物的形成條件、特點以及生物配合物在醫(yī)學中的應用?;疽笈湮换瘜W是當今化學學科的前沿領域之一,配合物在醫(yī)療、藥物、分離分析、染料、化學合成等諸多方面具有極為廣泛的應用。配合物與我們的生命活動息息相關(guān)。人體中的酶、微量元素等,都是以配合物的形式存在并控制著體內(nèi)極其重要的化學作用。酶人體必需的微量元素:鋅、碘、硒、銅、氟、鉬、鎘、鎳、釩、錫、砷、鈷、錳、鍶等。臨床使用的藥物中配合物相當普遍枸櫞酸鈉順鉑含鈷維生素B12

再如體內(nèi)氧氣的存儲與運輸,也是借助于血紅素與氧分子的配合來完成的。血紅素是一個具有卟啉結(jié)構(gòu)的小分子,卟啉中四個吡咯環(huán)上的氮原子與一個亞鐵離子配位;當血紅素載氧的時候,一個氧分子與亞鐵離子配位。CO極易與Fe2+配形成碳氧血紅蛋白CO

碳氧血紅蛋白CO濃度>30mg/m3煤氣中毒—CO與血紅素配位CO與鐵的配位能力是氧氣的200-300倍,極易形成碳氧血紅蛋白,使血紅素喪失攜氧能力,而造成組織窒息,甚至引起死亡。葉綠素是卟啉與鎂的配合物植物中的配合物—葉綠素第三節(jié)配合物的解離平衡第四節(jié)螯合物和生物配合物第五節(jié)配合物在醫(yī)學上的應用第一節(jié)配位化合物概述第二節(jié)配合物的化學鍵理論Coordinationcompound

第一節(jié)配位化合物概述配合物的組成配合物的命名配合物的異構(gòu)現(xiàn)象1704年,德國一個叫狄斯巴赫的涂料工人,想用便宜的原料制造出性能良好的涂料。草木灰牛血FeCl3他發(fā)現(xiàn)這種藍色沉淀竟然是一種性能優(yōu)良的涂料,為了商業(yè)秘密,給這種顏料起了個令人捉摸不透的名稱—普魯士藍配合物有趣的發(fā)現(xiàn)過程黃血鹽K2CO3C,N直到20年后,化學家才了解普魯士藍是什么物質(zhì)。

K4[Fe(CN)6]·3H2O

亞鐵氰化鉀

高溫由于它是從牛血中制得又是黃色晶體,因此人們稱它黃血鹽。

普魯士藍4Fe3++3[Fe(CN)6]4-=Fe4[Fe(CN)6]3

亞鐵氰化鐵

K4[Fe(CN)6]3H2OFe3+這無意中制造出來的普魯士藍,藉由科學的進展,慢慢揭開了配合物世界無數(shù)的奧秘。07式數(shù)碼迷彩采用先進的配合物染料具有微光及紅外波段內(nèi)防偵視的特點

配合物染料的軍事應用配合物的制備實驗

CuSO4溶液中加入氨水,得到難溶物,繼續(xù)加氨水,難溶物溶解,得到透明的寶石藍色的溶液。Cu(OH)2CuSO4NH3·H2ONH3·H2ONaOHCu(OH)2Cu2+離子轉(zhuǎn)變?yōu)槭裁戳四兀縀tOH深藍色晶體[Cu(NH3)4]SO4配合物:由金屬離子(或原子)與一定數(shù)目的中性分子或負離子以配位鍵按一定的組成和空間結(jié)構(gòu)所形成的穩(wěn)定的化合物。Fe4[Fe(CN)6]3

[Cu(NH3)4]SO4一、配合物的定義K2[Ag(CN)2][PtNH2NO2(NH3)2][CoCl(NH3)6]Cl2[Ag(NH3)2]OH配位化合物配合物和復鹽的區(qū)別配合物:存在一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)單元;復鹽:不存在一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)單元KAl(SO4)2

·12H2O。[Cu(NH3)4]SO4配位單元,或內(nèi)界(innersphere)外界(outersphere)書寫時,內(nèi)界用方括號框住,是配合物的核心部分,方括號以外的部分為外界

1.總體來說配合物是由配位單元(內(nèi)界)和與內(nèi)界帶相反電荷的外界兩大部分組成。中心原子配體二、配合物的組成內(nèi)界(正/負電荷)外界(負/正電荷)它們之間靠什么作用形成配合物呢?正負電荷的靜電引力離子鍵[Cu(NH3)4]SO4

K4[Fe(CN)6]內(nèi)界和外界通過離子鍵結(jié)合。離子鍵內(nèi)界外界離子鍵內(nèi)界外界中心原子2.中心原子(centralatom):具有空軌道(接受孤對電子)的金屬離子或原子。中心原子特點:具有空軌道電子對的接受體大部分是d區(qū)或

ds區(qū)元素配體3.配體(ligand):能夠給出孤對電子的負離

子或中性分子。

如:H2O、NH3、CO、CN-、X-、SCN-、NO2-NH2-CH2-CH2-NH2。如:NaF、KCN、CO配體中直接和中心原子鍵合的原子叫配位原子,含有配體的物質(zhì)叫配合劑。配體的分類(monodentateligand)

(multidentateligand)

配體單齒配體多齒配體[CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl

H2O、NH3、CO、CN-、X-

(1)單齒配體—只有一個配位原子[PtCl2(NH3)2]順鉑順鉑是全球廣泛應用的三大抗腫瘤藥物之一,順鉑在生物體中的靶分子為脫氧核糖核酸(DNA),能破壞遺傳信息的復制和轉(zhuǎn)錄,抑制癌細胞的分裂。Pt卡鉑(2)多齒配體—含兩個以上配位原子常見多齒配體舉例:

乙二胺(en),NH2CH2CH2NH2

二齒配體2,2’-聯(lián)吡啶,雙齒

1,10-二氮菲,雙齒卟啉

四齒配體乙二胺四乙酸EDTA六齒配體

EDTA二鈉鹽的鈣配合物簡介:EDTA的臨床應用(1)重金屬解毒劑:依地酸二鈉鈣Pb2+EDTA與Ca2+形成配合物減少血漿中的Ca2+(2)防止血液凝固Ca2+Ca2+Ca2+Ca2+枸櫞酸鈉乙二胺四乙酸或枸櫞酸鈉

血液凝固過程的多個環(huán)節(jié)都需要鈣離子的參加,因此輸血或儲存血液時,經(jīng)常在體外向血液中加入乙二胺四乙酸。與鈣離子形成配合物,減少血漿中鈣離子,防止血液凝固。具體問題具體分析!配合物中,配位數(shù)與配體的數(shù)目相等否?直接與中心原子鍵合的配位原子總數(shù)。4.配位數(shù)(coordinationnumber)[Co(en)3]3+[Co(NH3)6]3+單齒配體:配位數(shù)=配體的數(shù)目多齒配體:配位數(shù)≠配體的數(shù)目影響配位數(shù)的因素:(1)中心原子的半徑和電荷中心原子的電荷越多,吸引配體的能力越強,配位數(shù)越大。

[PtCl6]2-[PtCl4]2-Pt4+Pt2+[AlF6]3-[BF4]-但是中心原子半徑過大,又會減弱與配體的結(jié)合能力而減少配位數(shù)。中心原子半徑大周圍容納的配體多配位數(shù)大

(2)配體的半徑和電荷

配體的半徑較大,在中心原子周圍容納不下過多的配體;133pm181pm[AlF6]3-[AlCl4]-0電荷-1電荷[Zn(NH3)6]2+[Zn(CN)4]2-

配體電荷多,斥力增大,配位數(shù)減少。NH3CN-〔Cu(NH3)4〕SO4

中心原子配體內(nèi)界外界配合物配位原子[Fe(CN)6]4-1、配離子的命名:原則從右到左三、配合物的命名配體合加“離子”(氧化數(shù))配體數(shù)中心原子六氰合離子鐵(II)六氨合鈷(III)離子二(硫代硫酸根)合銀(Ⅰ)離子[Co(NH3)6]3+[Ag(S2O3)2]3-[SbCl5(C6H5)]-五氯·一苯基合銻(Ⅳ)離子

(1)先無機配體,后有機配體;(2)先陰離子配體,后中性分子;含多種配體時(配體之間用圓點隔開)二氯·四氨合鈷(Ⅲ)離子

[CoCl2(NH3)4]+(3)先簡單陰離子-復雜陰離子-中性分子;(4)對幾種中性分子配體,順序為:

陰離子---氨---水[Co(NH3)3(H2O)Cl2]+

二氯·三氨·一水合鈷(III)離子一氯·一硝基·四氨合鉑(IV)離子[Pt(NH3)4(NO2)Cl]2+

2.

[PtCl3(C2H4)]-1.[Cr(H2O)4Br2]+二溴·四水合鉻(III)離子三氯·一乙烯合鉑(II)離子練習[Co(NH3)6]Cl3

三氯化六氨合鈷(III)[Ag(NH3)2]OH

氫氧化二氨合銀(I)(1)外界是簡單陰離子:某化+配離子[CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl2.配合物的命名類似于無機物的命名氯化二氯·三氨·一水合鈷(III)(2)外界是較復雜的酸根離子:SO42-、CO32-

等,叫“硫酸+配離子/碳酸+配離子”。[Cu(NH3)4]

SO4

碳酸一氯·一硝基·四氨合鉑(IV)[Pt(NH3)4(NO2)Cl]CO3

硫酸四氨合銅(II)

H2[PtCl6]

六氯合鉑(IV)酸K4[Fe(CN)6]

六氰合鐵(II)酸鉀

(3)外界是陽離子:K+、H+等,叫“配離子

+酸某”。K[PtCl3(NH3)]

三氯·一氨合鉑(Ⅱ)酸鉀K[SbCl5(C6H5)]

五氯·一苯基合銻(V)酸鉀K3[Ag(S2O3)2]

二硫代硫酸根合銀(I)酸鉀命名下列配合物和配離子:

(1)(NH4)3[SbCl6](2)[Co(en)3]Cl3(3)[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O(4)NH4[Cr(NH3)2(SCN)4](1)六氯合銻(Ⅲ)酸銨(2)三氯化三(乙二胺)合鈷(Ⅲ)(3)二水合溴化二溴·四水合鉻(Ⅲ)(4)四硫氰根·二氨合鉻(III)酸銨SolutionQuestion三、配合物的異構(gòu)現(xiàn)象化學組成相同而結(jié)構(gòu)不同的復雜粒子叫做同分異構(gòu)體(isomers)。這種現(xiàn)象叫做化合物的異構(gòu)現(xiàn)象(isomerism)。異構(gòu)現(xiàn)象的原因:配合物中原子間的連接方式不同或空間排列方式不同引起的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同。配合物的異構(gòu)現(xiàn)象不同配位數(shù)的配離子空間結(jié)構(gòu)(一)配合物的空間結(jié)構(gòu)(二)化學結(jié)構(gòu)異構(gòu)

(chemicalstructureisomerism)

化學組成相同,而原子間的連接方式不同所引起的異構(gòu)現(xiàn)象例如:有三種化學組成相同的水合氯化鉻晶體,都可用CrCl3·6H2O表示,它們的顏色不同:

[Cr(H2O)6]Cl3

紫色

[CrCl(H2O)5]Cl2

·H2O

亮綠色

[CrCl2(H2O)4]Cl

·2H2O

暗綠色請設計實驗方案區(qū)別這三種配合物:比較可知:三者電離出的Cl-的量不同,通過加Ag+沉淀Cl-,然后測量所得沉淀量就可區(qū)別這三種配合物。

[Cr(H2O)6]Cl3

紫色

[CrCl(H2O)5]Cl2

·H2O

亮綠色

[CrCl2(H2O)4]Cl

·2H2O

暗綠色因某種離子解離的難易程度不同也會產(chǎn)生異構(gòu)現(xiàn)象。例如:組成為CoBrSO4·5NH3的化合物,有紫紅色和紅色兩種異構(gòu)體。紫紅色物質(zhì)新配溶液和銀離子不發(fā)生沉淀而與鋇離子發(fā)生沉淀,另一種異構(gòu)體正好相反。

[Co(NH3)5Br]SO4

紫紅色[Co(NH3)5SO4]Br紅色(三)立體異構(gòu)(stereoisomerism)因配體在空間排列的位置不同而形成的異構(gòu)現(xiàn)象,包括順反異構(gòu)與旋光異構(gòu)。每一個配離子都有一定的空間結(jié)構(gòu);配離子如果只有一種配體,那么配體在中心原子周圍排列方式也只有一種;如果配離子中含有幾種不同的配體,配體在中心原子周圍可能有幾種不同排列方式。例如[PtCl2(NH3)2]有兩種:順式:同種配體處于相鄰位置;反式:同種配體處于對角位置。順鉑和反鉑:化學性質(zhì)不同,生理活性也不同。

S=0.2523g/100gH2OS=0.0366g/100gH2O具抗癌活性(干擾DNA復制)不具抗癌活性棕黃色

淡黃色第二節(jié)配合物的化學鍵理論價鍵理論(ValenceBondingTheory)晶體場理論(CrystalFieldTheory)組成為CoCl3·6NH3的化合物第一次制備出時,人們認為它是由兩個簡單化合物(CoCl3和NH3)形成的一種新類型的化合物。

但令化學家迷惑不解的是:既然簡單化合物中的原子都已滿足了各自的化合價,是什么驅(qū)動力促使它們之間形成新的一類化合物?由于人們不了解成鍵作用的本質(zhì),故將其稱之為“復雜化合物”。

配位化學的奠基人—維爾納

獲1913年諾貝爾化學獎1893年蘇黎世大學維爾納(WernerA)教授對這類化合物本性提出了天才見解,被后人稱為維爾納配位學說,成為配位化學的奠基人。維爾納因此而獲得1913年諾貝爾化學獎。維爾納(Werner,A,1866-1919)[Co(NH3)6]3+Co3+

d2sp3雜化,內(nèi)軌型配合物。

1931年美國化學家鮑林在雜化軌道理論的基礎上,發(fā)展形成了配合物的價鍵理論。鮑林著名量子化學家,在化學的多個領域都有重大貢獻曾兩次榮獲諾貝爾獎(1954年化學獎,1962年和平獎)配合物的空間構(gòu)型配位數(shù)磁性及穩(wěn)定性價鍵理論配合物的價鍵理論能夠解釋配位鍵形成的條件:(1)中心原子必須有適當?shù)目哲壍?;?)配體必須有未鍵合的孤對電子。配合物中的化學鍵(1)內(nèi)界和外界的結(jié)合力——離子鍵(2)中心離子和配位原子的結(jié)合力——配位鍵

1中心原子與配體之間以配位鍵相結(jié)合,配體為電子對給于體,中心原子為電子對接受體。

(一)配合物價鍵理論的基本要點中心原子提供的空軌道首先進行雜化,形成數(shù)目相等、能量相同、具有一定空間伸展方向的雜化軌道。

2中心原子空軌道形成雜化軌道4條平面正方形雜化軌道4px4py4s3d空的雜化軌道配位鍵孤對電子

3配位原子具有孤對電子,以配位鍵與中心原子結(jié)合配位原子提供孤對電子,與雜化軌道在鍵軸方向發(fā)生最大重疊形成配位鍵。配離子的空間構(gòu)型、配位數(shù)及穩(wěn)定性等主要取決于雜化軌道的數(shù)目和類型。

4(n-1)d軌道參與雜化形成內(nèi)軌型配合物,d軌道參與雜化形成外軌型配合物,內(nèi)軌型配合物的穩(wěn)定性更高。中心原子即含有:內(nèi)層尚未充滿的

(n-1)d

軌道又含有:ns,np,nd空軌道究竟利用哪些空軌道進行雜化?

既與中心離子的電子層結(jié)構(gòu)有關(guān),又和配體中配原子的電負性有關(guān)。Fe3+1s22s22p63s23p6

3d53d54s4p4d26Fe1s22s22p63s23p63d64s23d4s4p[Ar]sp3d24d在電負性較大的配體(如F-)(弱場)的作用下3d4s4p4dsp3d2雜化

Fe3+與F-形成空間構(gòu)型為正八面體的[FeF6]3-

:6個F-:[FeF6]3-sp3d2形成雜化軌道[FeF6]3-正八面體構(gòu)型利用最外層的ns、np、nd軌道進行雜化與配體中的孤對電子成鍵—外軌型配合物。弱配體如F-、Cl-、Br-、I-、OH-、H2O,配位原子的電負性很大,不易給出孤電子對,使中心離子的價層軌道不產(chǎn)生壓縮,形成外軌型配合物。

3d4s4p4d3d4s4p[Ar]3d4s4p[Ar]d2sp3在電負性較小的配體(強場配體,如CN-)的作用下

Fe3+與CN-形成[Fe(CN)6]3-

:在CN-的影響下Fe3+的雜化3d4s4p4d3d4s4p4dd2sp33d4s4p4d形成雜化軌道6個CN-

Fe3+與CN-形成正八面體的[Fe(CN)6]3-

:[Fe(CN)6]3-形成配位鍵正八面體構(gòu)型[Fe(CN)6]3-利用內(nèi)層d軌道{(n-1)d}和外層ns、np軌道雜化與配體中的孤對電子成鍵—內(nèi)軌型配合物。強配體如CN-、CO等,配位原子電負性較小,較易給出孤電子對,使中心原子內(nèi)層軌道產(chǎn)生壓縮作用,(n-1)d軌道上的成單電子被強行配對。則形成內(nèi)軌型配合物。3d84s4psp3雜化成鍵雜化Cl-[Ar]28Ni2+1s22s22p63s23p63d8[Ni(Cl)4]2-空間構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu),配位數(shù)為4,為外軌型配合物。弱場配體Cl-3d84s4p成鍵[Ar]28Ni2+1s22s22p63s23p63d8[Ni(CN)4]2-空間構(gòu)型為四方形結(jié)構(gòu),配位數(shù)為4,為內(nèi)軌型配合物。重排雜化CN-根據(jù)配合物的空間結(jié)構(gòu)判斷其軌道雜化類型。dsp2雜化強場配體CN-內(nèi)軌型配合物和外軌型配合物的差別穩(wěn)定性:配位鍵的鍵能:內(nèi)軌型>外軌型配合物的穩(wěn)定性:內(nèi)軌型>外軌型磁性的差別:外軌型配合物順磁性內(nèi)軌型配合物反磁性中心原子電子結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變,未成對電子數(shù)多,磁矩較大,屬于高自旋配合物。中心原子電子結(jié)構(gòu)發(fā)生重排,未成對電子數(shù)減少,磁矩較小,屬于低自旋配合物。物質(zhì)的磁性與內(nèi)部電子的自旋運動有關(guān):3d4s4p4d物質(zhì)內(nèi)部有成單電子,電子自旋產(chǎn)生的磁效應不能抵消,在外加磁場方向有一定的磁矩分量,磁距較大在外磁場中表現(xiàn)出順磁性。磁距值的大小與單電子數(shù)的關(guān)系:若物質(zhì)內(nèi)部的電子自旋成對,電子產(chǎn)生的磁效應彼此抵消,磁距較小或為零,在外磁場中表現(xiàn)出反磁性。磁性的差別:外軌型配合物單電子數(shù)多磁矩較大順磁性中心原子的電子結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變磁性的差別:內(nèi)軌型配合物單電子數(shù)少磁矩較小反磁性中心原子的電子結(jié)構(gòu)發(fā)生重排

通常采用測定磁距來判斷配體與中心離子形成何種類型的配合物。(1)外軌型和內(nèi)軌型配合物配位鍵的形成(2)配合物空間結(jié)構(gòu)與雜化軌道的關(guān)系(3)外軌型和內(nèi)軌型配合物磁性的關(guān)系價鍵理論小結(jié)從價健理論不難看出,價鍵理論的概念明

確、模型具體、使用方便,能較好地說明配合物形成過程。第三節(jié)配合物的解離平衡配合物的平衡常數(shù)配位平衡的移動思考NaOH

BaCl2Na2S分別向[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入下述三種溶液,各有何現(xiàn)象?白色沉淀黑色沉淀無明顯現(xiàn)象[Cu(NH3)4]SO4

離子鍵內(nèi)界外界配合物的解離如同強電解質(zhì):

[Cu(NH3)4]SO4→[Cu(NH3)4]2++SO42-[Cu(NH3)4]2+中心原子配體配位鍵配離子的解離如同弱電解質(zhì):[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+4NH3Cu2++濃度非常低配離子解離出中心原子和配體,同時,二者重新結(jié)合成配離子,是動態(tài)平衡的過程,這種平衡就叫做配位平衡。

[Cu(NH3)4]2+4NH3Cu2++配合物的解離:

①配合物的解離如同強電解質(zhì):

[Cu(NH3)4]SO4→[Cu(NH3)4]2++SO42-

②配離子的解離如同弱電解質(zhì):

Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+一、配合物的平衡常數(shù)從解離角度考慮,存在配合物的不穩(wěn)定常數(shù)平衡時的常數(shù)叫做配合物的標準穩(wěn)定常數(shù)(stabilityconstant),

[Ag(NH3)2]+Ag++2NH3穩(wěn)定常數(shù)與不穩(wěn)定常數(shù)互為倒數(shù)。配離子的穩(wěn)定常數(shù)越大,說明配離子越穩(wěn)定。一些常見離子的穩(wěn)定常數(shù)可以查附錄IV。注意:Cu2++NH3[Cu(NH3)]2+[Cu(NH3)]2++NH3[Cu(NH3)2]2+[Cu(NH3)2]2++NH3[Cu(NH3)3]2+[Cu(NH3)3]2++NH3[Cu(NH3)4]2+分步穩(wěn)定常數(shù)穩(wěn)定常數(shù)越大,配合物越穩(wěn)定!?在溶液中,配離子的形成或解離是分步進行的:例1通過計算比較濃度均為0.1mol·L-1的[CuY]2-與[Cu(en)2]2+的穩(wěn)定性。已知某溫度下K?s[CuY]2-=6.3×1018,而=4×1019。x=1.3×10-10mol·L-1初始濃度000.1平衡濃度xx0.1-x≈0.1[CuY]2-Cu2++Y4-解:[CuY]2-Cu2++Y4-解:[CuY2-][Cu2+]·[Y4-]0.1x2===6.3×1018[CuY2-][Cu2+]·[Y4-]0.1x2sK?===6.3×1018Y>x,說明CuY2-的穩(wěn)定性強于Cu(en)22+用K穩(wěn)比較配離子的穩(wěn)定性時,配離子類型必須相同y=8.6×10-8mol·L-1[Cu(en)2]2+Cu2++2en平衡濃度y2y0.1-y≈0.1[Cu(en)22+][Cu2+]·[en]20.1y·(2y)2===4×1019sK?M++

L-[ML]加入酸堿、沉淀劑、氧化劑或還原劑都會引起配位平衡的移動。二、配位平衡的移動配合物在溶液中的配位平衡是一種相對的、有條件的動態(tài)平衡,若改變平衡體系的條件,平衡就會移動。

+OH-MOH+H+HLM++

L-[ML]酸效應:因溶液酸度增大,配體與H+結(jié)合導致配離子解離的現(xiàn)象。水解效應:金屬離子與溶液中OH-結(jié)合而導致配合物解離的現(xiàn)象。1、配位平衡與酸堿平衡▲酸效應的大小與配體的堿性有關(guān),配體的堿性越強,越容易與質(zhì)子結(jié)合,酸效應就越明顯。▲對于一定的配合物,pH值降低,酸效應增加,

pH值升高,酸效應減小。(1)酸效應Cu2++4NH3

[Cu(NH3)4]2+

+

H+NH4+(2)水解效應▲一些螯合劑為有機弱酸(如EDTA,草酸),在與金屬離子配位時放出質(zhì)子,使溶液的酸度增加,有時會出現(xiàn)酸效應。Fe3++

6F-[FeF6]3-

+3OH-Fe(OH)3降低酸度,則可增強水解效應;增加酸度則抑制水解效應。

酸度對配位平衡的影響應從酸效應和水解效應兩方面考慮,調(diào)節(jié)適當?shù)膒H值,可以增加配合物的穩(wěn)定性。但通常以酸效應為主。2、配位平衡與沉淀平衡[Ag(NH3)2]+溶解NH3·H2OAgCl沉淀Ag++Cl-KIAgI

沉淀KCN溶解[Ag(CN)2]-Na2SAg2S沉淀如果配離子的KS?越大,生成配合物的傾向越大,沉淀溶解,即溶解效應越大。溶解效應如果沉淀的Ksp越小,生成沉淀的傾向越大,配合物轉(zhuǎn)化為更難溶的沉淀,即沉淀效應越大。沉淀效應沉淀溶解平衡

配位平衡解:AgCl

的濃度為0.10mmol/1.0mL=0.10mol·L-1,所需氨水的最低濃度為xmol·L-1

AgCl+2NH3=Ag(NH3)2++Cl-起始濃度0.10x00平衡濃度:x-0.20.100.10

例2欲使0.10mmol的AgCl溶于1.0mL氨水中,所需氨水的最低濃度是多少?K=[Ag(NH3)2+][Cl-][NH3]2=[Ag(NH3)2+][Cl-][NH3]2[Ag+][Ag+]?=Ks?[Ag(NH3)2]+·

Ksp(AgCl)

=1.8×10-3x=2.4mol·L-1即:氨水的最低濃度為2.4mol·L-1

K=[Ag(NH3)2+][Cl-][NH3]2[Ag+][Ag+]?2[Ag(S2O3)2]3-+

S2-

Ag2S+4S2O32-

Ag2S+2HCl+Fe=2Ag+FeCl2+H2S采用很強的沉淀劑,如Ns2S加到廢定影液中:

所得Ag2S可在過量的鹽酸中用鐵粉還原得到銀:

(1)氧化還原平衡可以影響配位平衡,使配位平衡發(fā)生移動,配離子解離。3、配位平衡與氧化還原平衡平衡移動方向2Fe2++I22Fe3++2I-反應進行方向E?Fe3+/Fe2+

=0.771VE?I2/I-

=0.5355V

+12F-2[FeF6]3-配合物的形成對金屬離子的氧化還原性有較大的影響。EFe3+/Fe2+[FeF6]3-/Fe2+(2)配位反應可降低溶液中金屬離子濃度,改變有關(guān)電對的電極電勢,從而改變氧化還原反應的方向。

在某一配位平衡中,加入能與該中心原子形成另一種配離子的配體,強的配位劑能使穩(wěn)定性較小的配離子轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定性較大的配離子。轉(zhuǎn)化趨勢根據(jù)兩種配離子KS?

值大小來判斷。4、其他配位平衡的影響由中心原子與多齒配體形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物稱為螯合物(chelatecompound)第四節(jié)螯合物和生物配合物最常見的螯合劑是氨羧螯合劑,既含氨基又含羧基;應用最廣泛的是乙二胺四乙酸(EDTA),常簡寫為H4Y。能與中心原子形成環(huán)狀螯合物的多齒配體叫做螯合劑(chelatingagent)。如:乙二胺、EDTA等。EDTA常制成二鈉鹽以增加其水溶性。為廣譜螯合劑,不僅能螯合過渡金屬離子,還能螯合Ca2+、Mg2+等主族金屬元素離子。廣泛用于化妝品、飲料、水硬度測定等方面。EDTA與金屬離子形成的配合物EDTA螯合物模型CaY2-由于EDTA不溶于水,常使用其二鈉鹽,Na2H2Y。EDTA-Ca(CaY)EDTA有6個配位原子,可以與金屬離子形成很穩(wěn)定的具有五個五元環(huán)的螯合物。1.形成螯合物的條件配位原子之間必須相隔2-3個其他原子每個配體要含有兩個或多個配位原子常見的是N、O原子;其次是S,還有P、As等形成五元環(huán)或六元環(huán)的穩(wěn)定配合物、螯合物的結(jié)構(gòu)特點及螯合效應螯合效應(chelateeffect):由于螯環(huán)的形成而使螯合物具有特殊穩(wěn)定性的作用。形成的螯環(huán)越多,螯合物越穩(wěn)定。配體五元環(huán)數(shù)Co2+Ni2+Cu2+NH2CH2COO-15.256.868.38NH(CH2COO-)226.958.2110.55N(CH2COO-)3

310.6111.2612.68螯環(huán)數(shù)目對螯合物穩(wěn)定性的影響(lgKS?)2.

螯合物的結(jié)構(gòu)特點具有特征性顏色,許多金屬螯合物都具有特征性的顏色,而且都能溶解于有機溶劑。二、影響螯合物穩(wěn)定性的因素影響螯合物穩(wěn)定性的因素除單齒配體形成配合物的穩(wěn)定原因之外,主要表現(xiàn)在多齒配體與中心原子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)方面。螯合物的穩(wěn)定性與螯環(huán)的大小及數(shù)目有關(guān)。(1)五元環(huán)、六元環(huán)穩(wěn)定;(2)螯環(huán)愈多愈穩(wěn)定;1.結(jié)構(gòu)因素(3)大環(huán)效應。大環(huán)螯合物的穩(wěn)定性具有重要的生物學意義。生物體內(nèi)的血紅蛋白、細胞色素C、葉綠素、維生素B12等,都是大環(huán)螯合物。

2.熱力學因素焓變與熵變對配合物穩(wěn)定性起著同樣重要的作用。

三、生物配合物

生物配合物(bio-coordinationcompound)是指生物體內(nèi)金屬離子和生物配體(biologicalligands)形成的配位化合物。金屬離子無生物活性,與特定結(jié)構(gòu)的生物配體結(jié)合形成生物配位化合物后,才表現(xiàn)出某種特定的活性和生理功能。血紅素、葉綠素、維生素B12、肌紅蛋白、血紅蛋白以及碳酸酐酶等都是生物配合物。常見的生物配合物有以下幾類:(1)卟啉類配合物卟啉類配合物:四個吡咯

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