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1、无机化合物了解化合物的熔点、沸点等物理性质的一般规律了解某些化合物的氧化还原性和酸碱性等化学性质的一般规律和典型实例掌握配合物的组成、命名和某些特殊配合物的概念。理解配合物价键理论的基本要点以及配合物的某些应用普通化学氯化物的物理性质氯化物是指氯与电负性比氯小的元素所组成的二元氯化物是指氯与电负性比氯小的元素所组成的二元化合物。化合物。氯化物概述氯化物概述NaCl、KCl、BaCl2等离子型氯化物熔点较高、稳定性好的氯化物,在熔融状态可用作高温介质(盐浴剂),CaF2、NaCl、KCl等可以用作红外光谱仪的棱镜。过渡型的无水氯化物如AlCl3、ZnCl2、FeCl3等可以在极性有机溶剂中溶解,
2、常用作烷基化反应或酰基化反应的催化剂。性质较稳定的无水氯化物如CaCl2等常用作干燥剂。普通化学氯化物的熔点和沸点氯化物的熔点和沸点大致分为三种情况:活泼金属的氯化物如NaCl、KCl、BaCl2等是离子晶体,熔点、沸点较高 非金属的氯化物如PCl3、CCl4、SiCl4等是分子晶体,熔点、沸点都很低 位于周期表中部的金属元素的氯化物如AlCl3、FeCl3、CrCl3、ZnCl2等是过渡型氯化物,熔点、沸点介于两者之间普通化学氯化物熔点表 氯化物的熔点注1:IBVB,IAIVA族价态与族数相同;VIA族为四氯化物,VIB、VA族为三氯化物。VIIB和VIII族为二氯化物。注2:Tl、Pb、B
3、i分别为+1、+2、+3价。普通化学 BeCl2 MgCl2 CaCl2 SrCl2 BaCl2熔点/405 714 775 874 962但碱土金属卤化物有一定的共价性。普通化学IAHCl-84.9IIAIIIAIVAVAVIALiCl1342BeCl2520BCl312.5CCl476.8NCl31600ScCl3825sTiCl4136.4VCl4148.5CrCl31300sMnCl21190FeCl3315dCoCl21049NiCl2973sCuCl2933dCuCl1490ZnCl2732GaCl3201.3GeCl484AsCl3130.2SeCl4288dRbCl1390Sr
4、Cl21250YCl31507ZrCl4331sNbCl5254MoCl5268RhCl2800sAgCl1550CdCl2960InCl3600SnCl4114.1SbCl3283TeCl4380CsCl1290BaCl21560LaCl31000HfCl4319sTaCl5242WCl6346.7WCl5275.6ReCl4500AuCl3265sAuCl289dHgCl2302TlCl720PbCl4105dPbCl2950BiCl3447氯化物的沸点氯化物的沸点s表示升华;d表示分解;LiCl,ScCl3的数据有一个温度范围,本表取平均值。普通化学2 离子极化理论及应用*把组成化合物的
5、原子看作球形的正、负离子,正、负电荷的中心重合于球心。在外电场的作用下,离子中的原子核和电子会发生相对位移,离子就会变形,产生诱导偶极,这种过程叫做离子极化。事实上离子都带电荷,所以离子本身就可以产生电场,使带有异号电荷的相邻离子极化。图6.9 离子极化作用示意图普通化学描述一个离子对其他离子变形的影响能力。离子的极化力(f):描述离子本身变形性的物理量。离子的极化率():离子极化离子极化未极化的负离子极化的负离子普通化学1.离子的极化率()离子半径 r:r 愈大,愈大。如:Li+Na+K+Rb+Cs+;FClBr(Mg2+)离子电荷:负离子电荷多的极化率大。如:(S2)(Cl)离子的电子层构
6、型:(18+2)e-,18e-917e-8e-如:(Cd2+)(Ca2+);(Cu+)(Na+)r/pm 97 99 96 95 一般规律:普通化学2.离子极化力(f)离子半径 r:r 小者,极化力大。离子电荷:电荷多者,极化力大。离子的外层电子构型:f:(18+2)e-,18e-917e-8e-当正负离子混合在一起时,着重考虑正离子的极化力,负离子的极化率,但是18e构型的正离子(Ag+,Cd2+等)也要考虑其变形性。一般规律:普通化学3.离子极化的结果 键型过渡(离子键向共价键过渡离子键向共价键过渡)Ag+Ir/pm126+216(=342)R0/pm 299如:AgF AgCl AgBr
7、 AgI核间距缩短。离子键共价键普通化学 晶型改变 AgCl AgBr AgIr+/r-0.695 0.63 0.58 理论上晶型 NaCl NaCl NaCl实际上晶型 NaCl NaCl ZnS配位数 6 6 4 性质改变例如;溶解度 AgCl AgBr AgINaCl 易溶于水,CuCl 难溶于水。普通化学离子极化的结果,使正、负离子之间发生了额外的吸引力,甚至有可能使两个离子的轨道或电子云产生变形而导致轨道的相互重叠,趋向于生成极性较小的键(如下图),即离子键向共价键转变。因而,极性键可以看成是离子键向共价键过渡的一种形式。图6.10 离子键向共价键转变的示意图普通化学影响离子极化作用
8、的重要因素*v 极化力极化力(离子使其他离子极化而发生变形的能力)离子的极化力决定于它的电场强度,主要取决于:离子的电荷离子的电荷 电荷数越多,极化力越强。离子的半径离子的半径 半径越小,极化力越强。如 Mg2+Ba2+离子的外层电子构型离子的外层电子构型 8电子构型(稀有气体原子结构)的离子(如Na+、Mg2+)极化力弱,917电子构型的离子(如Cr3、Mn2、Fe2、Fe3+)以及18电子构型的离子(如Ag、Zn2+等)极化力较强。如 Ag Na+普通化学氧化物的熔点、沸点和硬度 金属性强的元素的氧化物是离子型化合物,如Na2O、MgO,熔点、沸点大都较高。大多数非金属氧化物是共价化合物,
9、如CO2、N2O5,固态时是分子晶体,熔点、沸点低;SiO2则是原子晶体,熔点高,硬度大。金属性弱的元素的氧化物属过渡型晶体:其中 低价偏向离子晶体或原子晶体,如Cr2O3、Fe2O3、Al2O3 高价偏向共价型分子晶体,如V2O5、CrO3、MoO3 原子型、离子型和某些过渡型的氧化物晶体,由于具有熔点高、硬度大、对热稳定性高的共性,工程中常可用作磨料、耐火材料及耐高温无机涂料等。普通化学表6.7 氧化物的熔点除标有*、*和VIII族的元素外,所有元素氧化物的价态与族数一致。*:Rh2O3;*:Au2O3;VIII族:+2价。VA族有下划线的为+3价。普通化学无机化合物的化学性质 选择科学研
10、究和实际工程中应用较多的选择科学研究和实际工程中应用较多的高锰酸钾、重铬酸钾、亚硝酸盐、过氧化氢高锰酸钾、重铬酸钾、亚硝酸盐、过氧化氢为代表,介绍氧化还原性、介质的影响及产为代表,介绍氧化还原性、介质的影响及产物的一般规律。物的一般规律。普通化学13-4-2 锰的重要化合物锰的重要化合物锰的主要氧化态锰的主要氧化态主要氧化数主要氧化数d 电子构型电子构型最常见状态最常见状态颜色颜色+7+7d d0 0Mn2O7MnO4-绿绿紫红紫红+6+6d d1 1MnO42-绿绿+4+4d d3 3MnO2黑黑+2+2d d5 5Mn(OH)2Mn2+白白淡红淡红氧化还原性 高锰酸钾高锰酸钾普通化学锰的电
11、势图锰的电势图E /V AMnO4-MnO42-MnO2 Mn3+Mn2+Mn 0.56 2.24 0.95 1.5 -1.181.701.231.51MnOMnO4 4-MnOMnO4 42-2-MnOMnO2 2 MnMn(OHOH)3 3 MnMn(OHOH)2 2 MnMn 0.56 0.62 -0.25 0.15 -1.560.60-0.05E /V B3MnO42-2-+4H+2MnO4-+MnO2 +2H2O 2Mn3+2H2O Mn2+MnO2 +4H+酸性溶液中酸性溶液中,Mn3+、MnO42-易发生易发生歧化反应歧化反应普通化学锰的电势图锰的电势图E /V AMnO4-Mn
12、O42-MnO2 Mn3+Mn2+Mn 0.56 2.24 0.95 1.5 -1.181.701.231.51MnOMnO4 4-MnOMnO4 42-2-MnOMnO2 2 MnMn(OHOH)3 3 MnMn(OHOH)2 2 MnMn 0.56 0.62 -0.25 0.15 -1.560.60-0.05E /V B酸性溶液中酸性溶液中,Mn3+、MnO42-易发生易发生歧化反应歧化反应酸性溶液中酸性溶液中,MnO4-、MnO2有有强氧化性强氧化性酸性溶液中酸性溶液中,Mn2+2+稳定稳定,不易被氧化或还原不易被氧化或还原碱性溶液中碱性溶液中,Mn(OH)2易被空气中氧易被空气中氧氧化
13、氧化普通化学锰锰()盐盐KMnO4性质性质1.KMnO4为深紫色晶体为深紫色晶体,易溶于水易溶于水2.在酸性溶液或光照缓慢分解在酸性溶液或光照缓慢分解,应保存在棕色瓶中应保存在棕色瓶中 4MnO4-+4H+4MnO2 +3O2 +2H2O3.对热不稳定对热不稳定4.强氧化性强氧化性,不同介质被还原产物不同不同介质被还原产物不同2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2200200普通化学4.强氧化性强氧化性,不同介质被还原产物不同不同介质被还原产物不同介质介质酸性酸性中性或弱碱性中性或弱碱性 强碱性强碱性被还原产物被还原产物Mn2+MnO2MnO42-中性或弱碱性介质中性或弱碱性介质2MnO4
14、-+3SO32-+H2O 2MnO2 +3SO42-+2OH-强碱性介质强碱性介质 2MnO4-+SO32-+2OH-2MnO42-+SO42-+H2O普通化学制取:制取:2.2MnO42-+Cl2 2MnO4-+2Cl-3.3MnO42-+2CO2 2MnO4-+MnO2 +2CO32-1.2MnO42-+2H2O 2MnO4-+H2 +2OH-电解电解阳极阳极 阴极阴极普通化学铬元素的电势图-0.741.33-0.41-0.91-0.12-1.1-1.4-1.3铬酸盐和重铬酸盐铬酸盐和重铬酸盐普通化学铬酸盐除铬酸盐除K+、Na+、NH4+盐外,一般均盐外,一般均难溶于水。难溶于水。K2Cr
15、O4 是黄色晶体。是黄色晶体。重铬酸盐大都溶于水重铬酸盐大都溶于水。K2Cr2O7 是橙红色是橙红色晶体晶体,不易潮解不易潮解,常用作化学分析的基常用作化学分析的基准物准物。Cr2O72-和和CrO42-在溶液中存在如下平衡在溶液中存在如下平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2OH+OH-黄色黄色 橙红色橙红色普通化学在重铬酸盐溶液中加入在重铬酸盐溶液中加入Ba2+、Pb2+、Ag+盐时,生成铬酸盐沉淀盐时,生成铬酸盐沉淀Cr2O72-+2Ba2+H2O 2BaCrO4 +2H+(柠檬黄柠檬黄)Cr2O72-+2Pb2+H2O 2PbCrO4 +2H+(铬黄铬黄)Cr2O72-+4Ag
16、+H2O 2Ag2CrO4 +2H+(砖红砖红)普通化学重铬酸盐在酸性溶液中有强氧化性重铬酸盐在酸性溶液中有强氧化性此反应用于铁含量的测定此反应用于铁含量的测定Cr2O72-+3SO32-+8H+2Cr3+3SO42-+4H2OCr2O72-+6I-+14H+2Cr3+3I2+7H2OCr2O72-+3H2O2+8H+2Cr3+3O2 +7H2OCr2O72-+3H2S+8H+2Cr3+3S +7H2OCr2O72-+6Fe2+2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O普通化学“洗液洗液”:重铬酸盐饱和溶液与浓硫酸配制而:重铬酸盐饱和溶液与浓硫酸配制而成成CrO42-的鉴定的鉴定CrO42-+P
17、b2+PbCrO4 (黄色)黄色)Cr2O72-的鉴定的鉴定Cr2O72-+4H2O2+2H+2CrO5+5H2O乙醚乙醚(蓝色蓝色)2Cr3+5O2 O O Cr O O O普通化学v 亚硝酸钠亚硝酸钠无色透明晶体,一般用作氧化剂,有弱毒性、致癌。作为氧化剂:2NO2+2I+4H+=2NO(g)+I2+2H2O作为还原剂Cr2O72+3NO2+8H+=2Cr3+3NO3+4H2O亚亚硝硝酸酸盐盐中中氮氮的的氧氧化化值值为为+3,处处于于中中间间价价态态,既既有氧化性又有还原性。在酸性介质中的电极电势有氧化性又有还原性。在酸性介质中的电极电势:(HNO2/NO)0.983V(NO3/HNO2)
18、0.934V普通化学11-3-4 过氧化氢过氧化氢过氧化氢过氧化氢(H(H2 2O O2 2)普通化学物理性质物理性质1.1.无色粘稠液体无色粘稠液体,极性比水强极性比水强,氢键氢键2.2.在固态和液态时分子易发生缔合在固态和液态时分子易发生缔合,沸点沸点(150(150 C C)比水高比水高3.3.与水可以任何比例互混与水可以任何比例互混常用的双氧水为过氧化氢水溶液常用的双氧水为过氧化氢水溶液浓度为浓度为30%30%和和3%3%普通化学化学性质化学性质1.1.不稳定性,易分解不稳定性,易分解m2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)加速分解因素加速分解因素(1)(1)微量杂质或重金属离子微
19、量杂质或重金属离子(Fe(Fe3+3+、MnMn2+2+、CrCr3+3+、CuCu2+2+)及及MnOMnO2 2等以及粗糙活性表面等以及粗糙活性表面2H2O2 2H2O+O2MnO2rH =-196.06 kJmol-1普通化学(2)(2)在碱性介质中分解较快在碱性介质中分解较快(3)(3)光照可加速分解光照可加速分解 (4)(4)常温下分解缓慢,加热促使常温下分解缓慢,加热促使分解加快,分解加快,153153时发生爆炸反时发生爆炸反应。应。普通化学化学性质化学性质1.1.不稳定性,易分解不稳定性,易分解2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)mrH =-196.06 kJmol-1减缓
20、分解方法减缓分解方法(1)(1)储存在光滑塑料瓶或储存在光滑塑料瓶或棕色棕色玻璃瓶中玻璃瓶中(2)(2)置于阴凉处置于阴凉处(3)(3)加入稳定剂加入稳定剂,如锡酸钠如锡酸钠、焦磷酸钠、焦磷酸钠、8-8-羟基喹啉等羟基喹啉等普通化学化学性质化学性质2.2.弱酸性弱酸性例例 如如a(1)H2O2 +Ba(OH)2 BaO2+2H2O O BaO2 可视为可视为H2O2的盐的盐H2O2 H+HO2-K =2.3 10-12HO2-H+O2-K =10-25a(2)普通化学化学性质化学性质3.3.氧化还原性氧化还原性 O2 H2O2 H2O0 -1 0 -1 -2 -2氧化剂氧化剂 还原剂还原剂(1
21、)(1)在酸性和碱性介质中均有氧化性在酸性和碱性介质中均有氧化性 氧化性氧化性 酸性介质酸性介质 碱性介质碱性介质E /VA O2 H2O2 H2O0.695 1.763E /VB O2 H2O2 HO2-0.076 0.867普通化学化学性质化学性质3.3.氧化还原性氧化还原性 O2 H2O2 H2O0 -1 0 -1 -2 -2还原剂还原剂 氧氧化剂化剂(1)(1)在酸性和碱性介质中均有氧化性在酸性和碱性介质中均有氧化性 氧化性氧化性 酸性介质酸性介质 碱性介质碱性介质E /VA O2 H2O2 H2O0.695 1.763E /VB O2 H2O2 HO2-0.076 0.867酸性介质
22、酸性介质 H2O2+2I-+2H+I2+2H2O PbS+4H2O2 PbSO4 +4H2O例例此反应用于油画的漂白此反应用于油画的漂白普通化学化学性质化学性质3.3.氧化还原性氧化还原性 O2 H2O2 H2O0 -1 0 -1 -2 -2还原剂还原剂 氧氧化剂化剂(1)(1)在酸性和碱性介质中均有氧化性在酸性和碱性介质中均有氧化性 氧化性氧化性 酸性介质酸性介质 碱性介质碱性介质E /VA O2 H2O2 H2O0.695 1.763E /VB O2 H2O2 HO2-0.076 0.867碱性介质碱性介质 2Cr(OH)4-+3H2O2+2OH-2CrO42-+8H2O例例普通化学化学性
23、质化学性质3.3.氧化还原性氧化还原性 O2 H2O2 H2O0 -1 0 -1 -2 -2还原剂还原剂 氧化剂氧化剂E /V A O2 H2O2 H2O0.695 1.763E /V B O2 H2O2 HO2-0.076 0.867(2)(2)还原性较弱,只有遇到比它更强还原性较弱,只有遇到比它更强 的氧化剂才表现出还原性。的氧化剂才表现出还原性。MnOMnO4 4-+5H+5H2 2O O2 2+6H+6H+2Mn2Mn2+2+5O+5O2 2+8H+8H2 2O O Cl Cl2 2+H+H2 2O O2 2 2HCl+O 2HCl+O2 2 例例普通化学用用 途途优点:优点:1.1.
24、还原产物为水,不会引入杂质;还原产物为水,不会引入杂质;2.2.过量部分在加热下即可分解为过量部分在加热下即可分解为 水和氧气逸出。水和氧气逸出。普通化学 酸碱性氧化物及其水合物的酸碱性强弱的一般规律:氧化物及其水合物的酸碱性强弱的一般规律:v 氧化物及其水合物的酸碱性氧化物及其水合物的酸碱性根据氧化物对酸、碱的反应不同可将氧化物分成酸性、碱性、两性和不成盐四类,氧化物的水合物可用一个简化通式R(OH)x来表示。周期系各族元素最高价态的氧化物及其水合物周期系各族元素最高价态的氧化物及其水合物从左到右(同周期):酸性增强,碱性减弱自上而下(同族):酸性减弱,碱性增强 同一元素形成不同价态的氧化物
25、及其水合物同一元素形成不同价态的氧化物及其水合物高价态的酸性比低价态强;低价态的碱性比高价态强。普通化学碱性增强IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA酸性增强酸性增强LiOH(中强碱中强碱)NaOH(强碱强碱)KOH(强碱强碱)RbOH(强碱强碱)CsOH(强碱强碱)Be(OH)2(两性两性)Mg(OH)2(中强碱中强碱)Ca(OH)2(中强碱中强碱)Sr(OH)2(中强碱中强碱)Ba(OH)2(强碱强碱)H3BO3(弱酸弱酸)Al(OH)3(两性两性)Ga(OH)3(两性两性)In(OH)3(两性两性)Tl(OH)3(弱碱弱碱)H2CO3(弱酸弱酸)H2SiO3(弱酸弱酸)Ge(OH)4
26、(两性两性)Sn(OH)4(两性两性)Pb(OH)4(两性两性)HNO3(强酸强酸)H3PO4(中强酸中强酸)H3AsO4 (弱性弱性)HSb(OH)4(弱性弱性)H2SO4(强酸强酸)H2SeO4 (强性强性)H2TeO4 (弱性弱性)HClO4(超强酸超强酸)HBrO4 (强性强性)HIO4 (强性强性)碱性增强表6.8 氧化物及水合物的酸碱性普通化学HClOHClO2HClO3HClO4弱酸中强酸强酸极强酸酸性增强Mn(OH)2 Mn(OH)3 Mn(OH)4 H2MnO4 HMnO4碱弱碱两性弱酸强酸酸性增强相同元素不同价态的氧化物及其水合物的酸碱性普通化学R 的的 大,使大,使OH键
27、极性增强,则为酸式解离键极性增强,则为酸式解离R 的的 小,使小,使RO键极性增强,则为碱式解离键极性增强,则为碱式解离RO-+H+R O H R+OH-酸式解离酸式解离 碱式解离碱式解离R O H R O H 在水中解离方式在水中解离方式在水中解离方式在水中解离方式氧化物水合物通式氧化物水合物通式 R(OH)nR O H 解离方式取决于解离方式取决于R+的离子势的离子势阳离子电荷阳离子电荷阳离子半径阳离子半径离子势离子势()=氢氧化物酸碱性递变规律氢氧化物酸碱性递变规律R-O规律规律普通化学离子势:指离子的电荷数和离子半径之比值 值大,氢氧化物易做酸式电离 M-O-H MO-+H+值小,氢氧
28、化物易做碱式电离 M-O-H M+OH-普通化学金属氢氧化物呈碱性金属氢氧化物呈两性金属氢氧化物呈酸性普通化学普通化学氯化物v 氯化物与水的作用氯化物与水的作用 活泼金属的氯化物活泼金属的氯化物钾、钠、钡的氯化物在水中解离并水合,但不与水发生反应。非金属氯化物非金属氯化物除CCl4外,高价态氯化物与水完全反应。SiCl4(l)+3H2O=H2SiO3(s)+4HCl(aq)不太活泼金属的氯化物不太活泼金属的氯化物镁、锌、铁等的氯化物会不同程度地与水发生反应(水解),尽管反应常常是分级进行和可逆的,却总引起溶液酸性的增强。SnCl2+H2O Sn(OH)Cl(s)+HClSbCl3+H2O Sb
29、OCl(s)+HClBiCl3+H2O BiOCl(s)+HCl普通化学配位化合物配位化合物的组成和定义配位化合物的类型和命名配位化合物的化学键本性:价键理论配位解离平衡普通化学维尔纳维尔纳 (Werner,A,18661919),瑞士无机化学家,在德,瑞士无机化学家,在德国无机化学学报上发表了国无机化学学报上发表了“对于无机化合物结构的贡对于无机化合物结构的贡献献”,创立了配位学说,获得,创立了配位学说,获得19131913年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。配位化学的奠基人配位化学的奠基人维尔纳维尔纳普通化学中国无机化学家和教育 家,1981年当选为中国科学院化学部学部委员。长期从事无机化学和
30、配位化学的研究工作,是中国最早进行配位化学研究的学者之一。戴安邦戴安邦(1901-1999)普通化学配位化合物的基本认识叶绿素分子的骨架叶绿素分子的骨架普通化学血红素血红素B配位化合物的基本认识普通化学普鲁士蓝(Fe4Fe(CN)63):柏林蓝,贡蓝,铁蓝,亚铁氰化铁,中国蓝,滕氏蓝,华蓝。铊(白色,柔软,金属):剧毒,很常用的杀人毒药,脱发。配位化合物的基本认识普通化学普通化学普通化学,朱令首次因不明原因发病,腹、腰四肢关节痛。在北京同仁医院治疗近一个月;病因无法确诊,头发全部掉光后病情好转出院。,清华民乐队在北京文艺厅专场演出纪念一二九。朱令参加大多数节目,并且古琴独奏“广陵散”。1995
31、.2,开学一周后,朱令再次因不明原因发病,双脚疼痛难忍、双手麻木,再次脱发。,朱令到协和就诊,李舜伟教授初诊“高度怀疑铊中毒”。并请中国预防医学科学院劳动与卫生职业病研究所的张寿林大夫会诊,张提出可能是“铊中毒”或“砷中毒”,但因该所当时不能做检测,张建议到朝阳医院做检测,但没去。协和因为朱令否认接触过铊,就排除了铊中毒,没有检测。,朱令在协和住院,协和按照神经炎来治疗。,朱令吃东西开始呛,医院对她做为了抢救和维持生命必须的气管切开术,手术中她产生昏迷。,协和给朱令输血导致朱令感染丙肝,26日,朱令收住ICU。,开始深度昏迷两个多月1995.4月,朱令中学同学贝至城在互联网上发贴,描述朱令病情
32、,希望得到专家意见以确定病因。前后收到1000多封信,很多怀疑“铊中毒”。4.18,贝至城把翻译好的email给协和,未被采纳。,朱令父母找到北京职业病防治所的陈震阳,测出严重铊中毒。,协和开始用普鲁士蓝化学剂排毒,一个月后朱令体内的铊含量基本排除,中毒的症状消失,然而严重的后遗症却将和她相伴终生。普通化学配位化合物的基本概念CuSO4NaOH蓝色蓝色Cu(OH)2沉淀沉淀 有有Cu2+1.NH32.NaOH无沉淀生成无沉淀生成 无无Cu2+Cu2+哪里去了哪里去了普通化学配位化合物的基本概念配合物:由具有接受电子对的中心原子或离子(具有空轨道)和一定数目的配体(中性分子或负离子,具有孤对电子
33、)按一定的组成和空间构型所形成的分子或离子,完全或部分由配位键结合形成。如 Cu(NH3)4SO4、(Pt(NH3)2Cl2、Ni(CO)4)等。配合物与复盐的区别:有无复杂离子普通化学复盐:由两种或者两种以上不同的金属离子和一种酸根离子组成的盐。在溶液中电离为简单盐的离子而不是配离子。例如硫酸亚铁铵(莫尔盐、六水合硫酸亚铁铵)(NH4)2Fe(SO4)26H2O、明矾(十二水硫酸铝钾)KAl(SO4)212H2O、六水合氯化镁钾KClMgCl26H2O、铁钾矾(十二水硫酸铁钾)KFe(SO4)212H2O。配位化合物的基本概念普通化学配位化合物的组成普通化学1、有空轨道的中心离子或原子配位化
34、合物的形成要素(1)过渡金属离子或者C、Si、P等非金属离子,如Cu(NH3)42+(Cu2+:1s22s22p63s23p63d94s04p0,dsp2)Co(NH3)63+(Co2+:1s22s22p63s23p63d6,d2sp3)PF6-(P5+:1s22s22p63s03p0,sp3d2)(2)不带电荷的中性原子Ni(CO)4(Ni:1s22s22p63s23p63d84s24p0,dsp2)Fe(CO)5(Fe:1s22s22p63s23p63d64s24p0,d2sp2)普通化学2、有孤对电子的配位原子配位化合物的形成要素无孤对电子的配体可以提供上的电子,如乙烯(C2H4)、苯(
35、C6H6)、环戊二烯离子(C5H5-)等。普通化学普通化学3、配位数普通化学配位数大小与中心离子和配体性质有关。一般配位数与中心离子氧化数有以下关系:中心离子电荷中心离子电荷+1+2+3+4常见配位数常见配位数24(或(或6)6(或(或4)6(或(或8)普通化学配位数与配合物空间构型的关系例:Ag(NH3)2+,配位数为2,直线型 H3NAgNH3Cu(NH3)4 2+配位数为4,有平面四方型.NH3NH3H3N H3N Cu2+普通化学Zn(NH3)42+配位数为4,正四面体.FeF63-配位数为6,正八面体.普通化学4、配离子的电荷中心中心原子原子配位体配位体配位数配位数只有内界没有外只有
36、内界没有外界,电荷为零界,电荷为零普通化学Ag(S2O3)2x (x)PtCl3(NH3)-(+3)Fe(CN)6x(赤血盐)(+2)Fe(CN)6x(黄血盐)(x)CoCl3(NH3)3 (x)Fe(CO)5x=+1+(-22)=-3x+(-1 3)=-1,x=+2x=+3+(-1 6)=-3x=+2+(-1 6)=-4x+(-1 3)=0,x=+3x+(0)=0,x=0配离子电荷:普通化学大多由内、外界组成,内界(配位个体)是配合物的特征部分。内、外界之间以离子键相结合,在水中可几乎完全解离。如:Cu(NH3)4SO4=Cu(NH3)42+SO42-K3Fe(NCS)6=Fe(NCS)63
37、-+3K+内界具有一定的稳定性,在水中难以解离,可象一个简单离子那样参加反应。配位化合物的特点普通化学配合物的命名命名原则:体现中心离子的氧化数;配位体和配位数;内界与外界的组成及电中性。命名方式:整个配合物按照无机物的命名原则;内界的配离子按照一定的规定读序:普通化学配位化合物的命名(一般原则)配位阳离子“某化某”或“某酸某”配位阴离子配位阴离子“酸”外界1、外界 K4Fe(CN)6 六氰合铁()酸钾 普通化学(1)配位数阴离子配体、中性分子配体-合-中心 离子(用罗马数字I,II,III表示氧化数),用二、三、四等数字表示配位体数。(2)不同配位名称之间用圆点“”分开。(3)阴离子配体次序
38、为:无机简单离子-复杂离子-有机酸根离子。中性分子则按配位原子元素符号的拉丁字母顺序:NH3H2O有机分子。2、内界普通化学(1)、配位阴离子配合物K2SiF6:K4Fe(CN)6:(2)、配位阳离子配合物Co(NH3)6Br3:Cu(NH3)2(ox)Cl:(3)、中性配合物PtCl2(NH3)2:Ni(CO)4:六氟合硅(IV)酸钾六氰合铁(II)酸钾三溴化六氨合钴(III)氯化草酸根.二氨合铜(II)二氯二氨合铂(II)四羰基合镍(0)普通化学硫酸 氯 氨 二(乙二胺)合钴()CoCl(NH3)(en)22+SO42-Co3+Cl-NH3 enCl N 试试看:CoCl(NH3)(en)
39、2SO4命名:内界:外界:中心体:配位体:配位原子:配位数:6普通化学 类别化学式系统命名 配位酸H2SiF6六氟合硅()酸H2PtCl6六氯合铂()酸配位碱Ag(NH3)2(OH)氢氧化二氨合银()配位盐Cu(NH3)4SO4 4硫酸四氨合铜()CrCl3(H2O)4Cl一氯化二氯四水合铬()Co(NH3)5(H2O)Cl3三氯化五氨一水合钴()K4Fe(CN)6六氰合铁()酸钾Na3Ag(S2O3)2二(硫代硫酸根)合银()酸钠KPtCl5(NH3)五氯一氨合铂()酸钾NH4Cr(NCS)4(NH3)2四(异硫氰酸根)二氨合铬()酸铵 中性分子Fe(CO)5五羰基合铁(0)PtCl4(NH
40、3)2四氯二氨合铂()Co(NO2)3(NH3)3三硝基三氨合钴()一些配合物的化学式、系统命名示例普通化学 1.简单配合物:维尔纳型配合物单齿配位体与单个中心离子(或原子)所形成的配合物 K2 PtCl6 Fe(H2O)6 Cl5 Cr(H2O)6 Cl3 NaAlF6 配合物的分类普通化学2、螯合物:内配合物由中心离子和多齿配体结合而成的环状配合物。螯合物中的环称为螯环。多基配位体又称为螯合剂。中心离子与螯合剂个数之比称为螯合比。例:Cu(en)22+中,螯合比=12 Zn(EDTA)2-中,螯合比=11螯合物具有特殊的稳定性,其中又以五元环、六元环最稳定,环越多越稳定。普通化学二(氨基乙
41、酸)合铜(II)内配盐普通化学3、特殊配合物:金属羰基化合物普通化学有机金属配合物有机基团与金属原子之间生成碳金属键的化合物。普通化学(1).为什么不同配合物稳定性不同?为什么不同配合物稳定性不同?(2).为什么配合物均具有一定的空间构为什么配合物均具有一定的空间构型型思考题:思考题:配合物的化学键理论-价键理论普通化学配键:形成配键的一对电子有配体一方提供,其数目是配体中中心原子的配位数,也即其可容纳电子对的空轨道数。给予配键:若配体与金属中心离子除了生成配键以外,配位原子中未成键的轨道上有电子对,则该电子对可以和金属离子中合适的轨道生成配体金属键。这种键减少了金属离子的正电荷,对形成配合物
42、有利,可稳定金属离子的较高氧化态。反馈键:若中心原子和配体已经形成稳定的配键,中心原子有自由的d电子对,配体中有空的p或者d轨道。这种键可以使负电荷从中心原子上减少,从而稳定配合物。普通化学配合物的化学键理论-价键理论(1)中心原子(M):价电子层有空轨道,是电子对接受体;配体(L):提供孤对电子,是电子对给予体;二者形成配位键ML。(2)中心原子采用杂化轨道成键。(3)中心原子杂化方式与配合物空间构型有关。配合物价键理论要点:普通化学配位键型与配合物几何构型1.配位键型:(1)外轨配键(2)内轨配键2.外轨配键和外轨配合物:外轨配键:中心原子保持自由离子状态的电子结构,而以最外层的轨道(ns
43、,np,nd)组成杂化轨道,然后和配位原子形成的配位键。外轨配合物:以外轨配键所形成的配合物.普通化学Zn2+:例如:Zn(NH3)42+就属外轨配离子,Zn2+与氮原子(N)间的配位键就是外轨配键。3d4s4p受配体影响受配体影响杂化sp3杂化Zn(NH3)42+:3d3dsp3杂化普通化学外轨配合物特点:配合物具有最大可能的未成对电子数。因此,这类配合物又称为高自旋型配合物。除sp3外,sp,sp2,sp3d2等杂化类型所形成的配位键都属外轨配键。配合物空间构型规律:(1)中心原子在中间,配位体围绕中心原子排布;(2)配位体倾向于尽可能远离。普通化学内轨配键:中心原子以部分次外层的轨道,如
44、(n-1)d轨道参与组成杂化轨道,所形成的配位键。中心离子的电子层结构改变。内轨配合物:以内轨配键所形成的配合物。Ni(CN)42-就属内轨配离子,Ni2+与碳原子(C)间的配位键就属内轨配键。3.内轨配键与内轨配合物:普通化学Ni2+:受配体影响杂化杂化3d4s4pNi(CN)42-:dsp23d3d4p4pdsp2普通化学内轨配合物特点:配合物具有最小数目的未成对电子数。因此,这类配合物又称为低自旋型配合物。dsp2外,dsp3,d2sp3等杂化类型所形成的配位键都属内轨配键。普通化学4、形成外轨型或内轨型的影响因素(1)中心离子的价电层结构 中心离子内层d轨道已全满,只能形成外轨型配离子
45、。如Zn2+(3d10)、Ag+(4d10)。其它中心离子内层d轨道,内外轨型配离子都可形成,决定于配位体的类型。普通化学(2)配位体CN CO NO2 等,易形成内轨型。F、H2O、OH-易形成外轨型。NH3、Cl-两种类型都可能形成,与中心离子有关。中心原子与配位原子配位原子电负性相差很大时,易形成外轨形配合物;中心原子与配位原子配位原子电负性相差较小时,易形成内轨形配合物。普通化学Fe3+与CN-结合时,能以d2sp3杂化方式参与组成六个配位键,所形成的Fe(CN)63-属内轨型。Fe3+与F-结合时,采取sp3d2杂化轨道的方式参与组成六个配位键,所形成的FeF63-属外轨型。3dsp
46、3d24d3dd2sp34d普通化学5、内外轨型配离子的某些差异(1)、离解程度:内轨型配离子比外轨型配离子更稳定,离解程度小。(2)、磁性:外轨型配合物配合前后磁矩不变;内轨型配合物配合前后磁矩变小。如果配合物分子中配位体没有未成对电子,则其磁矩为零。普通化学自由的Fe2+电子层结构:有磁性有磁性正八面体,内轨型正八面体,内轨型普通化学配位数配位数 杂化轨道类型杂化轨道类型 空间构形空间构形 配离子类型配离子类型 实实 例例 2 sp 直线型直线型 外轨型外轨型 3 sp2 平面三角型平面三角型 外轨型外轨型 4 sp3 正四面体型正四面体型 外轨型外轨型 4 dsp2 平面正方型平面正方型
47、 内轨型内轨型 6 sp3d2 正八面体正八面体 外轨型外轨型 6 d2sp3 正八面体正八面体 内轨型内轨型 配合物的杂化轨道和空间构型普通化学普通化学配位解离平衡1、稳定常数Kf普通化学 2、不稳定常数 稳定常数与不稳定常数的关系4=1/4Ki普通化学3、逐级稳定常数普通化学普通化学4、累积稳定常数普通化学解:设0.10molL-1Ag(NH3)2+溶液中Ag+浓度为x molL-1 Ag(NH3)22+Ag+2NH3 起始浓度/molL-1 0.1 0 0 平衡浓度/mo1L-1 0.1-x0.1 x 2x普通化学 设在0.2molL-1NH3存在下,Ag+的浓度为ymolL-1,则:Ag(NH3)22+Ag+2NH3 起始浓度/molL-1 0.1 0 0.2 平衡浓度/mo1L-1 0.1-y0.1 y 2y+0.2 0.2 普通化学 2、配位解离平衡的移动 水解水解效应效应沉淀沉淀效应效应氧化还氧化还原效应原效应酸效应酸效应酸度的影响酸度的影响沉淀的影响沉淀的影响3 氧化还原的影响氧化还原的影响普通化学 2.1、酸度的影响 总反应总反应普通化学 既要考虑配位体的酸效应,又要考虑金属离子的水解效应,但通常以酸效应为主。普通化学2.2、沉淀反应对配位平衡的影响总反应总反应普通化学 解普通化学氨水的最初浓度 2.22+0.12=2.42molL-1 普通化学 解解普通化学