无机及分析化学（教案）8第八章 配位化合物与配位滴定.doc

第八章 配位化合物与配位滴定 （Coordination Compound and Complexometry） —————————————————————————————————————— 学习要求 1.掌握配位化合物的定义、组成、命名和分类。 2．掌握配位化合物价健理论，简要了解晶体场理论的基本要点。 3．掌握配位平衡和配位平衡常数的意义及其有关计算，理解配位 平衡的移动及与其他平衡的关系。 4．了解螯合物形成的条件和特殊稳定性。 5．理解配位滴定的基本原理 ，配位滴定所允许的最低pH值和酸效 应曲线，金属指示剂。 6．掌握配位滴定的应用。 配位化合物（coordination compound）简称配合物，是组成复杂、应用广泛的一类化合物，大约75％左右的无机化合物属于配位化合物。现代生物化学的研究发现，配合物在生物体中有着重要的作用，例如动物体中血红素是卟吩衍生物与铁的配合物，它与呼吸作用有密切关系，植物体中的叶绿素是卟吩衍生物与镁的配合物，它是进行光合作用的关键色素；动物体内的各种酶分子几乎都是以配合物的形态存在的。 配位反应不仅在生物体系中具有重要意义，而且在化学分析，水的软化、医学、染料、催化合成、电镀、金属防腐、湿法冶金等方面都有着重要的应用。目前，配位化合物化学已成为无机化学中十分活跃的领域，是无机化学的一个重要分支。随着科学技术的发展，它将更广泛地渗透到生物化学、有机化学、分析化学、量子化学等领域中去。 8.1配位化合物的基本概念 8.1.1 配位化合物的组成 我们知道，在硫酸铜溶液中加入氨水，开始生成蓝色的Cu2(OH)2SO4沉淀．当加入过量的氨水时，则蓝色沉淀消失，生成深蓝色溶液。 CuSO4+4NH3 = [Cu(NH3)4]SO4 实验证明，在此溶液中主要含有[Cu(NH3)4]2+和SO42-，几乎检查不出有Cu2+和NH3的存在。在[Cu(NH3)4]2+中，每个氨分子中的氮原子，提供一对孤对电子，填入Cu2+的空轨道，形成四个配位键。 现代价键理论把这种化合物称为配位化合物，其中[Cu(NH3)4]2+部分称为配离子。多数配合物都存在配离子，但有的配合物本身就是一个中性配位分子，如[Co(NH3)3Cl3]，氨分子中的氮原子和Cl-各提供一个电子对与Co3+形成六个配位键。通常对这两类配合物并不作严格区分，有时把配离子也称配合物。所以配合物包括含有配离子的化合物和电中性配合物。 在配合物中，有一个阳离子(或中性原子)位于它们的几何中心，称为中心离子(或称为配合物形成体)。与中心离子直接以配位键结合的阴离子或中性分子叫配位体。中心离子与配位体构成配合物的内界(inner)，这是配合物的特征部分，写化学式的时候用方括号括起来。距中心离子较远的其它离子称为外界离子，构成配合物的外界(outer)，通常写在方括号外面．现以[Cu(NH3)4]SO4为例， [Cu (NH3)4 ] SO4 ↑ ↗ ↑ ↖ ↑ 中心离子 配位原子 配位体 配位数 外界离子 1 .中心离子或原子(也称形成体) 中心离子（central ion）主要是一些过渡金属，如铁、钴、镍、铜、银、金、铂等金属元素的离子。但象硼，硅、磷等一些具有高氧化数的非金属元素也能作为中心离子，如Na[BF4]中的B(Ⅲ)、K2[SiF6]中的Si(Ⅳ)和NH4[PF6]中的P(Ⅴ)。也有不带电荷的中性原子作形成体的，如[Ni(CO)4], [Fe(CO)5]中的Ni, Fe都是中性原子。 2. 配位体和配位原子 在内界中与中心离子结合的、含有孤电子对的中性分子或阴离子叫做配位体(ligand)，如NH3，H2O，CN-，X- (卤素阴离子)等。配位体围绕着中心离子按一定空间构型与中心离子以配位键结合。 配位体中具有孤电子对的，直接与中心离子以配位键结合的原子称为配位原子，常见的配位体及配位原子有： 含氮配位体 NH3，NCS- 含氧配位体 H2O，OH- 含卤素配位体 F-，CI-，Br-, I- 含