第十九堂课工科化学.pptVIP

6.5.3 配合物及配位化学的应用 1 离子的定性鉴定 2 电镀工业方面 3 冶金工业方面 4 生物医学方面 6.6 无机材料 6.6.1 金属和合金材料 1 合金的基本结构类型 金属化合物 碳化物 2 轻质合金 3 耐热合金与低熔合金 4 形状记忆合金 5 非晶态合金 6.6.2 无机非金属材料 1 耐热高温结构材料 2 半导体材料 3 超导材料 4 光导纤维 6.6.3 纳米材料和纳米碳管 纳米材料的表面效应和体积效应 选读材料 稀土金属 本章小结 首 页 末 页 下一页 上一页 * 配合物及其配位化学在以下几个方面有非常广泛的应用。 离子的定性鉴定 电镀工业 冶金工业 生物医学 浓氨水鉴定Cu2＋ ——[Cu(NH3)4]2+ （深兰色） KSCN鉴定Fe3＋——[Fe(SCN)]2+ （血红色） K3[Fe(CN)6]鉴定Fe2＋ —— Fe3[Fe(CN)6]2（滕氏兰沉淀） K4[Fe(CN)6]鉴定Fe3＋ —— Fe4[Fe(CN)6]3（普鲁士兰沉淀） 近代通过结构分析普鲁士兰和滕氏兰为组成和结构相同 的同一种物质，分子式为 KFe [Fe(CN)6]?H2O 利用螯合剂与某些金属离子生成有色难溶的螯合物，作为检验这些离子的特征反应。例如丁二肟是Ni2＋的特效试剂，它与Ni作用，生成鲜红色的二(丁二肟)合镍内配盐。 图6.14 二丁二肟合镍配合物的结构 在电镀铜工艺中，一般不直接用CuSO4溶液作电镀液，而常加入配位剂焦磷酸钾(K2P2O7)，使形成[Cu(P2O7)2]6-配离子。电镀液中存在下列平衡： [Cu(P2O7)2]6ˉ = Cu2++ 2P2O74－ Cu2+的浓度降低，在镀件(阴极)上Cu的析出电势代数值减小，同时析出速率也可得到控制，从而有利于得到较均匀、较光滑、附着力较好的镀层。 在电镀工艺中，为了使金属离子保持恒定的低浓度水平。一般利用配合物的特性使金属离子形成配离子。 用合适的配位体溶液直接把金属从矿物中浸取出来，再用适当的还原剂将配合物还原为金属。也称为湿法冶金。 例如镍的提取： NiS + 6NH3 [Ni(NH3)6]2+ + S2ˉ [Ni(NH3)4]2+ + H2 Ni(粉) + 2NH4+ + 4NH3 加压 加压 又如废旧材料中金的回收 4Au + 8CNˉ + 2H2O + O2 → 4[Au(CN)2]ˉ + 4OHˉ 2[Au(CN)2]ˉ + Zn → 2Au + [Zn(CN)4]2ˉ 例如以Mg2+为中心的大环配合物叶绿素能进行光合作用，将太阳能转变成化学能。以Fe2＋为中心的卟啉配合物血红素能输送O2，而煤气中毒是因为血红素中的Fe2＋与CO生成了更稳定的配合物而失去了运输O2的功能。能固定空气中N2的植物固氮酶是铁和钼蛋白质配合物。 铅中毒主要损害神经系统、消化系统、造血系统和肾脏。我国儿童铅中毒比例很高。 在医药方面，顺铂[Pt(NH3)2Cl2]具有抗癌的作用，EDTA的钙钠盐是排除人体内Hg、Pb、Cd等有毒金属和U、Th、Pu等放射性元素的高效解毒剂等等。 Pb 2+ +[Ca(edta)] 2- =[Pb(edta)] 2- +Ca 2+ 图6.15 顺铂的结构 材料是人类赖以生存和生产的物质基础。材料发展的历史反映了人类社会发展的文明史。新材料的研究和开发已被认为是当今社会发展的三大支柱之一。 材料的品种繁多，材料的分类方法主要有两种。 根据用途 { 结构材料：以强度为特征，如建筑、构件 功能材料：以光、电、磁、热等性能为特征的材料 化学组成 金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 复合材料 金属材料的优点：良好的导电、传热性、高的机械强度，较为广泛的温度使用范围，良好的机械加工性能等。 金属材料的缺点：易被腐蚀和难以满足高新技术更高温度的需要。 思考：911事件中纽约世贸大厦坍塌的原因？ 合金钢强度经得起12级台风、各种龙卷风的袭击，也耐得住地震、雷电或爆炸的侵扰。但其优良的导热性，使他经不起高温，整体变软，促成大厦迅速倒塌。 金属固溶体 一种溶质元素（金属或非金属）原子溶解到另一种溶剂金属元素（较大量的）的晶体中形成一种均匀的固态溶液，这类合金称为金属固溶体。金属固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体。例如钒、铬、锰、镍和钴等元素与铁都能形成置换固溶体；而氢、硼、碳和氮与许多副族金属元素能形成间隙固溶体。 纯金属 溶质金属 溶剂金属 图6.16 金属固溶体晶格示意图 置换固溶体 间隙固溶体 当合金中加入的溶质原子数量超过了溶剂金属的溶解度时，除能形成固溶体外, 同时还会出现新的相，这第二相可以是另一种组分的固溶体，而更常见的是形成金属