《化学与人生哲理》课件第7章 配位平衡与配位滴定

一种新型的酸：配合物酸
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化学反应：氧化还原反应，配位反应
王水又称“王酸” ，是一种腐蚀性非常强、冒黄色烟的液体， 是浓盐酸和浓硝酸组成的混合物：王，三横一竖，故 盐酸与硝酸的体积比为3:1 （HCl:HNO3=3:1） 。它是少数 几种能够溶解金（Au/Pt）物质之一。
中性分子：H2O、NH3、CO、醇、胺、醚
配位原子：配位体中直接同中心原子配合 且含有孤对电子的原子。
常为VA、VIA、VIIA主族的元素（多电子原 子）： X、O、N、P、C、S
单齿配体：配位体中只有一个原子与中心离子配位。 X-、NH3、H2O
多齿配体(螯合剂)：一个配位体中有两个或两个以 上的配位原子与中心离子配位。
H+ + H5Y+ Ka1 H+ + H4Y Ka2 H+ + H3Y- Ka3 H+ + H2Y2-Ka4 H+ + HY3- Ka5
H+ + Y4- Ka6
1.0
0.8
分布系数
分 布
0.6
分 0.4
数 0.2
0.0
H6Y 2+ H2Y 2H5Y +
HY 3-
H3Y -
H4
Y
0
2
4
6
8 10
EDTA 各种型体分布图
Y 4-
12 14 pH
EDTA 有 6 个配位基
HOOCH2C -OOCH2C
2个氨氮配位原子
..
N
4个羧氧配位原子
O ..
CO
H N CH2 CH2
+ N
CH2COO-
+
H CH2COOH
O
EDTA 通常 与金属离子 形成1:1的螯 合物
5个五元环
H2C
C O
C
H2C N
O
H2 C
CH2
N
Ca
啉
分子是个双齿配位体, 配位原子是两 个N原子，是个非常优秀的配体。
N
N
卟 啉 (Porphyrin) ， 其 中 的 8 个 R基团都为H的化合物叫卟吩 (Porphine)。它们都是四齿配 位体, 配位原子是4个N原子。
叶绿素是镁的大环配合物，作为配位 体 的 卟 啉 环 与 Mg2+ 离 子 的 配 位 是 通 过4个环氮原子实现的。叶绿素分子 中涉及包括Mg原子在内的4个六元螯 环。
2.配合物的命名
（4）没有外界的配分子： 配体个数—配体—合—中心离子—（氧化数） [Co(CO)4]: 四羰基合钴(0) [ Fe(CO)5]: 五羰基合铁(0) [Pt(NH3)2Cl2]: 二氯·二氨合铂(II)
2.配合物的命名
（5）配离子：
配体个数—配体—合—中心离子—（氧化数）—离子
[Co(NH3)6]3+: [ Fe(OPh)6]3-: [PtCl6] 2-: [Ag(NH3)2]OH:
Ni + 4 CO [Ni(CO)4]
定义：由中心原子或离子和配位体按一定
的组成和空间构型所组成的复杂离子或分 子，称为配位单元，包含配位单元的化合 物称为配合物。
二、配位化合物的组成
例：
CoCl3 + 6 NH3 → [Co(NH3)6]Cl3
橙黄色晶体
[Co(NH3)6]Cl3 + 3 AgNO3 → 3 AgCl ↓ + [Co(NH3)6](NO3)3
三、配位物的命名
配离子的命 名的顺序
配体的数目和名称(无机
金属离子(用罗马数字表示
配体(阴离子·阳离子·中 合 金属离子的氧化数)
性分子)·有机配体
同类配体时，按配位原子的英文字母顺序排列。
含氧酸配合物盐：某酸某 [Ag(NH3)2] NO3: 硝酸二氨合银(I)
配酸：某酸 H2[PtCl6]: 六氯合铂(IV)酸 配碱：氢氧化某 [Ag(NH3)2]OH: 氢氧化二氨合银(I) 卤素配合物盐：某化某 [Co(NH3)6] Cl3: 三氯化六氨合钴(III) 配分子：某合某 [Ni(CO)4] 四羰基合镍(0）
六元酸 酸性(离解平衡) 配位性质
溶解度
双极离子
➢EDTA的离解平衡
✓ 水溶液中七种存在型体
✓ 各型体浓度取决于溶液pH值 pH ＜ 1 强酸性溶液 → H6Y2+ pH 2.67～6.16 → 主要H2Y2pH ＞ 10.26碱性溶液 → Y4-
最佳滴定pH值 最佳配位型体
H6Y2+ H5Y+
H4Y H3YH2Y2HY3-
Cu2+ 的配位数为 4 Cu2+ 的配位数为 4 Fe3+ 的配位数是 6 Zn2+的配位数是 6
① 在单齿配体形成的配合物中，配位数等 于配位体数；在多齿配体体形成的配合物 中，配位数不等于配位体数。
例：
Cu(
NH
3
)
2 4
配位数=配位体数=4
[Cu(en)2 ]2 配位数=4 配位体数=2
② 中心离子的配位数一般为2、4、6、8。配 位数的多少决定于中心原子和配位体的电荷、 体积、彼此间的极化作用，以及配合物生成的 条件（如温度、浓度）等。
CH2
O
OC
O
CH2 O
C
O
➢ EDTA的溶解度
水中溶解度小，难溶于酸和有机溶剂； 易溶于NaOH或NH3溶液—— Na2H2Y•2H2O
型体 H4Y Na2H2Y
溶解度 （22 ºC） 0.2 g / L
111 g / L, 0.3 mol /L
K2[PtCl6]: K3[ Fe(CN)6]: H2[PtCl6]:
六氯合铂(IV)酸钾 六氰合铁(III)酸钾 六氯合铂(IV)酸
2.配合物的命名
（3）含有多个配体的配合物： 先阴离子，后中性分子 先简单，后复杂 先小序号，后大序号 [Co(NH3)4Cl2] Cl: 氯化二氯·四氨合钴(III) [Co(NH3)5H2O] Cl3: 三氯化五氨·一水合钴(III)
分析产物Co[(NH3)6]Cl3 ：
① 向该化合物的水溶液中滴加AgNO3溶液， 有白色沉淀生成。
[Co(NH3)6]Cl3 + 3 AgNO3 → 3 AgCl ↓ + [Co(NH3)6](NO3)3
② 该化合物的水溶液呈中性或弱酸性，在室温下加入 强碱也不产生氨气。 ③ 该化合物的水溶液用碳酸盐或磷酸盐试验，检验不 出钴离子存在。
化学与人生
第七章 配合物、配位滴定与人生哲理 第一节 配合物
王水的化学反应：氧化还原反应，配位反应劫 走了黄金
战胜了敌人
化学反应：氧化还原反应，配位反应
Au+4HCl+ HNO3 = H[AuCl4] +NO ↑+2 H2O 四氯合金(III)酸
3Pt+4HNO₃+18HCl=3 H2[PtCl6] +4NO↑+8H₂ 六氯合铂(IV)酸
如何命名下列配合物？它们的配位数各是多少？ （1） [Co(NO2)(NH3)3(H2O)2]Cl2 （2） [Cr(OH)(C2O4)(en)(H2O)]
解：（1）二氯化亚硝酸根·三氨·二水合钴(Ⅲ)； 配位数是 6 。 （2）一羟基·一草酸根·一乙二胺·一水合铬（Ⅲ）； 配位数是 6
6.2 配合物的类型
过渡金属离子：Cu2+、Fe2+、Fe3+、Ni2+、 Cr3+、Co2+、Mn2+
原子：Ni(CO)4、Fe(CO)5、Cr(CO)6 高价非金属离子：SiF62-、PF6-
2. 配位体和配位原子
配位体：分布在中心原子周围，具有孤对电 子、π电子、离域π电子的原子或离子。
阴离子：X-、OH-、SCN-、CN-、RCOO-、C2O42-
叶绿素是一种绿色色素, 它能吸收太阳
光的能量, 并将储存的能量导入碳水化
合物的化学键。
n CO2 + n H2O
阳光 叶绿素
(CH2O)n + n O2
光合作用
血红素是个铁卟啉化合物, 是血红蛋白的组成部分。 Fe原子从血红素分子的 下方键合了蛋白质链上 的1个N原子，圆盘上方 键合的O2分子则来自空 气。
a. 中心离子的电荷越高，吸引配位体的数目越多，
则配位数就越大，如
P
t
(
II
)C
l
2 4
、Pt( IV )Cl62
；配位体所带的负电荷越多，配体之间的排斥力
越大，配位数就越小，如
Zn( H 2O )62
、Zn(CN
)
2 4
b. 中心离子的半径越大，其周围可容纳的配位 体越多，则配位数就越大，如 AlF、63 BF4
六氨合钴(III)离子 六苯氧基合铁(III)离子
六氯合铂(IV)离子 氢氧化二氨合银(I) （银氨溶液）
一些习惯 叫法
[Cu(NH3)4] 2+ 铜氨配离子 [Ag(NH3)2]+ 银氨配离子 K2[PtCl6] 氯铂酸钾 K3[Fe(CN)6] 铁氰化钾(俗名赤血盐) K4[Fe(CN)6] 亚铁氰化钾(俗名黄血盐)
NH2-CH2-CH2-NH2 、C2O42两可配位体： SCN- (硫氰根) ↔ NCS- （异硫氰根） NO2- (硝基) ↔ O-N=O- （亚硝酸根）
螯合物：多齿配体与中心离子配位后形成
的配合物具有环状结构。
例：
[Co(en)3]3+
★螯合物——个体要与中心环环相扣，紧密结合。
[Co(EDTA)]-