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五种铜的配合物的制备 与晶体场分裂能的测定 20 王佳琪 武汉大学化学与分子科学学院化学基地一班 摘要 本次实验中以硫酸铜分别和氨水、 EDTA、乙二胺、水、氯化钠反应配制一系 列 的 铜 的 配 合 物 ： [Cu(NH3 ) 4]SO4 、 [Cu(H2O)6]SO4 、 [Cu(EDTA)]SO4 、 [Cu(en) (H O) ]SO 、Na[CuCl ] 。用紫外分光光度计测出五种铜的配合物的紫外 2 2 2 4 2 4 7 分光光谱图，并找出最大吸收峰所对应的波长 λ，并根据△ =1/ λ×10 ×Ch(C 0 是光速， h 是普朗克常量 ) 来计算各个配合物的晶体场分裂能，与文献元素光谱 化学序列作对比。 关键词 硫酸铜 配合物 紫外吸收光谱 最大吸收峰 晶体场分裂能 引言 过渡金属离子形成配合物后，在配体场的作用下，金属离子的 d 轨道分裂成 能量不同的简并轨道。 简并轨道之间的能量差为分裂能， 以△表示。在八面体场 的作用下， d 轨道分裂为两组： t 2g( 三个简并轨道 ) 和 eg( 两个简并轨道 ) ，后者能 量较高，如图： eg 和 t 2g 轨道之间的能级差为分裂能，其大小与下列因素有关： 1 配体相同，△ 0 按下列次序递减：平面正方形场﹥八面体场﹥四面体场 ○ 2 对于同一 M离子，晶体场分裂能大小随配体不同而变化，如八面体中， ○ I ˉ＜Br ˉ＜Cl ˉ＜SCNˉ＜OHˉ＜C2O42 ˉ＜H2O＜NH3 ＜NO2 ˉ＜CNˉ；这一序列成 为光谱化学序列。按配位原子来说，晶体场分裂能大小为：卤素＜氧＜氮＜碳。 本 实 验 以 硫 酸 铜 为 原 料 制 备 五 种 铜 的 配 合 物 ： [Cu(NH ) ]SO 、 3 4 4 [Cu(H2O)6 ]SO4 、[Cu(EDTA)]SO4 、[Cu(en) 2(H2 O)2]SO4 、Na2 [CuCl 4] ，通过测定 五种配合物的紫外吸收光谱及最大吸收峰所对应的波长计算其晶体场分裂能， 并 对数据进行分析。 试剂及仪器 试剂：五水硫酸铜固体、 6mol/L 氨水、EDTA二钠盐、 乙二胺、95 ％的乙醇、 10％的乙二胺—甲醇溶液。 仪器： 25mL比色管、 1 ㎝比色皿、紫外分光光度计、烧杯、温度计、电炉、 50mL量筒、电子分析天平、胶头滴管、冰水浴装置。 实验步骤 1、五种铜的配合物的制备 3 4 4 (1) [Cu(NH ) ]SO ：用 50ml 小烧杯称取五水硫酸铜，加水溶解，并用量筒 量取 16ml 6mol/L 氨水并缓慢加入小烧杯中混合，不断搅拌。吸取一定量的溶液 到比色管中，加水定容摇匀。观察得溶液中先产生蓝色沉淀，随着氨水的加入， 沉淀消失，溶液呈绛蓝色。 2 6 4 ： (2) [Cu(H O) ]SO 用 50mL小烧杯称取五水硫酸铜，加水溶解，同上用滴 管吸取一定量的溶液到比色管中，加水后定容摇匀。观察得溶液为极浅的蓝色。 (3) [Cu(EDTA)]SO 4 ：用 50mL 小烧杯称取五水硫酸铜，加水溶解，再称取 EDTA二钠盐溶解后缓缓加入硫酸铜