第八章 配位化合物与配位滴定法（课件）- 《无机及分析化学(第二版)》同步教学（高教版）

第八章 配位化合物与配位滴定法 知识目标： 掌握配位化合物的定义、组成、结构特征和系统命名； 了解配位化合物的价键理论； 理解配位化合物稳定常数的意义，理解pH等因素对配位平衡的影响 掌握副反应系数的意义及条件平衡常数的概念； 掌握配位滴定原理及金属指示剂的作用原理及使用条件。 能力目标： 能够判断常见金属离子配位滴定适宜的pH范围； 能够分析滴定不同金属离子时的pH、加入掩蔽剂等滴定条件； 能够正确使用金属指示剂； 能够正确选择滴定方式测定常见金属离子含量。 一、配位化合物的基本概念 第一节 配位化合物的基本概念 由简单阳离子和一定数目的中性分子或阴离子以配位键结合而成的复杂离子称为配离子。配离子和其他相反离子所组成的化合物称为配位化合物。 如: CuSO4+4NH3 H2O=[Cu(NH3)4]SO4+4H2O Hg(NO3)2+4KI=K2[HgI4]+2KNO3 配位化合物也可以直接由金属离子与一定数目的中性分子或阴离子，以配位键结合而成。如二氯二氨合铂(II)[Pt(NH3)2Cl2]。 还有一些配合物是由金属原子和中性分子组成的。如五羰基合铁[Fe(CO)5]。 配合物一般分为内界和外界两个组成部分。它们之间以离子键结合，中心原子与配体构成配合物的内界，是配合物的特征部分，通常写在方括号内，括号外面的其他部分为外界，大多是一些简单离子。 例如：配位化合物[Zn(NH3)4]SO4的组成和结构示意如下： 配位原子 [ Zn2+ (NH3)4 ]2+ SO42- 中心离子 配体 配位数 外界离子 内界 外界 配合物 中心原子（离子） 能够接受电子的原子或离子，通常为过渡金属元素的阳离子或者阴离子，如Ag+、Cu2+、Fe3+、Co2+，也有电中性的原子，如Fe，Co等。少数高氧化态的非金属元素也可作为中心原子。 配体 与中心原子以配位键相结合的分子或阴离子称为配体。配体中能提供孤对电子的原子称为配体原子。常见的配体有NH3、H2O、I-、CN-等，其中N、O、I、C是配体原子。只含有一个配体原子的配体称为单齿配位，如Cl-和NH3;含有2个或2个以上配位原子的配体称为多齿配位，如乙二胺四乙酸根(EDTA)。 配位数 直接和中心原子结合的配位原子数称为该中心原子的配位数，常见配位数是6和4，若配合物中的所有配体都是单齿配体，则配位数等于配体数；若配体是多齿的，则配位数大于配体数。 配合物的命名原则 配离子的命名方式为：配体数-配体名称-“合”-中心原子（氧化数）。 若有多种配体时，一般先无机，后有机；在无机或有机配体中，先离子后分 子；不同配体间用圆点隔开。 配合物命名服从一般无机化合物的命名，即阴离子在前，阳离子在后，若配 离子的内界为阴离子时，作为酸根，是阴离子时则相当于盐中的金属阳离子。若外界是简单的阴离子，如Cl-、CN-等则成为某化某，对于含氧的原子团类阴离子如SO42-则称为某酸某。 [Ag(NH3)2]+ 二氨合银(I)配离子 [Co(NH3)3(H2O)Cl2]+ 二氯·三氨·水合钴(III)配离子 K2[Fe(CN)6] H2[PtCl6] [Cu(NH3)4]SO4 [Co(NH3)6]Cl 六氰合铁(II)酸钾 六氯合铂(IV)酸 硫酸四氨合铜(II) 三氯化六氨合钴(III) 二、配合物价键理论简介 基本要点： 中心原子与配体的配位原子以共价键结合。其中配位原子提供孤对电子， 是电子对给予体(路易斯碱)，中心原子提供空轨道，是电子对接受体(路易斯酸)，二者形成酸碱配合物。 2. 为增加成键能力，中心原子用于接受配体孤对电子的空轨道，首先进行杂化，形成数目相等、能量和空间均一化，且具有一定方向的杂化轨道。 3. 中心原子的价电子构型与配体的种类和数目决定杂化类型，而杂化类型决定配合物的空间构型，相对稳定性和磁矩。 三、螯合物 一个多齿配体通过2个或者2个以上的配体原子与一个中心原子形成具有环状结构的配合物，称为螯合物。 例如 Zn2+ N N N N H2 H2 H2 H2 H2C H2C CH2 CH2 金属螯合物与具有相同配位原子的配合物相比，具有特殊的稳定性，这种稳定性是由于形成环状结构形成的，称为螯合效应。 第二节 配位平衡与配位平衡常数 一、配离子的稳定常数 将氨水加到CuSO4溶液中生成深蓝色的[Cu(NH3)4]2+，这类反应称为配位反应。 配位反应与解离反应的速率相等时，达到了平衡状态，称为配位解离平衡。 Cu2++4NH3= [Cu(NH3)4]2+ 在一定条件下达到平衡时，反应物与生成物之间存在如下平衡： K稳= [Cu(