無機(jī)化學(xué)課件第五章 酸堿平衡

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1、無機(jī)化學(xué)課件第五章無機(jī)化學(xué)課件第五章 酸堿平衡酸堿平衡酸的相對強(qiáng)度和酸的相對強(qiáng)度和 堿的相對強(qiáng)度堿的相對強(qiáng)度酸堿質(zhì)子理論的基本概念酸堿質(zhì)子理論的基本概念歷史回顧歷史回顧第1頁/共80頁酸：酸：凡是能釋放出質(zhì)子（凡是能釋放出質(zhì)子（H+）的任何）的任何含氫原子的分子或離子的物種。含氫原子的分子或離子的物種。 （質(zhì)子的給予體）（質(zhì)子的給予體）堿：堿：凡是能與質(zhì)子（凡是能與質(zhì)子（H+）結(jié)合的分子）結(jié)合的分子或離子的物種?；螂x子的物種。 （質(zhì)子的接受體）（質(zhì)子的接受體）第2頁/共80頁酸 H+ +堿-+ AcHHAc -+-+2442HPOHPOH-+-+3424POHHPO+34NHHNH+2333N

2、HCHHNHCH +252362O)Fe(OH)(HHO)Fe(H+422252O)(HFe(OH)HO)Fe(OH)(H第3頁/共80頁例：HAc的共軛堿是Ac ， Ac的共軛酸HAc， HAc和Ac為一對共軛酸堿。兩性物質(zhì)： 既能給出質(zhì)子，又能接受質(zhì)子的物質(zhì)。等。如：-+-HS,OH,HCO,)OFe(OH)(H ,HSO232524酸 H+ + 堿第4頁/共80頁 酸堿解離反應(yīng)是質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，如HF在水溶液中的解離反應(yīng)是由給出質(zhì)子的半反應(yīng)和接受質(zhì)子的半反應(yīng)組成的。 水是兩性物質(zhì)，它的自身解離反應(yīng)也是質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。H+酸(1)堿(2)酸(2)堿(1)HF(aq) H+ + F(aq)H+

3、+ H2O(l) H3O+(aq)HF(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + F(aq) H2O(l)+H2O(l) H3O+(aq) +OH(aq)第5頁/共80頁 鹽類水解反應(yīng)也是離子酸堿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。例如NaAc水解：酸(1)堿(2)酸(2)堿(1)H+NH4Cl水解：酸(1)堿(2)酸(2)堿(1)H+Ac+H2O OH + HAc + H2O H3O+ + NH3+4NH第6頁/共80頁 非水溶液中的酸堿反應(yīng)，也是離子酸堿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。例如NH4Cl的生成：H+液氨中的酸堿中和反應(yīng)：H+-+Cl NH NH HCl43NaCl 2NH NaNH ClNH324+(1)

4、(2) (2) ) 1 (堿酸堿酸(1) (2) (2) ) 1 (堿酸堿酸第7頁/共80頁HCNHAc區(qū)分效應(yīng)：用一個(gè)溶劑能把酸或堿的相對強(qiáng)弱區(qū)分開來，稱為溶劑的“區(qū)分效應(yīng)”。 例如：H2O可以區(qū)分HAc，HCN酸性的強(qiáng)弱。拉平效應(yīng)：溶劑將酸或堿的強(qiáng)度拉平的作用，稱為溶劑的“拉平效應(yīng)”。 酸和堿的強(qiáng)度是指酸給出質(zhì)子的能力和堿接受質(zhì)子的能力的強(qiáng)弱。1.810-5K a5.810-10第8頁/共80頁 水對強(qiáng)酸起不到區(qū)分作用，水能夠同等程度地將HClO4，HCl，HNO3等強(qiáng)酸的質(zhì)子全部奪取過來。選取比水的堿性弱的堿，如冰醋酸為溶劑對水中的強(qiáng)酸可體現(xiàn)出區(qū)分效應(yīng)。例如上述強(qiáng)酸在冰醋酸中不完全解離，

5、酸性強(qiáng)度依次為：HIHClO4HClH2SO4HNO3第9頁/共80頁酸越強(qiáng)，其共軛堿越弱；堿越強(qiáng)，其共軛酸越弱。OHNHCOHHAc POHSOHHClO 243243424+酸性：-OHNHHCOAc POH HSO ClO 334244堿性：第10頁/共80頁溶液的溶液的pH值值水的解離平衡水的解離平衡第11頁/共80頁 H2O (l) + H2O(l) H3O+ (aq) + OH(aq)或 H2O (l) H+ (aq) + OH(aq) 水的離子積常數(shù)，簡稱水的離子積。KW25純水：c(H+)= c(OH)=1.010-7molL-1100純水：=1.010-14KW=5.4310

6、-13KWT ， KW)OH()OH(3-+=cc或KW)OH()OH(3-+=ccccKW第12頁/共80頁)(OHlgpOH-=-c)O(HlgpH 3-=+c101.0)(OH)O(H143=-+根據(jù)ccKW14lg)OH(lg)H(lg =-=-+即ccKW14ppOHpH=+KW第13頁/共80頁鹽溶液的酸堿平衡鹽溶液的酸堿平衡多元弱酸的解離平衡多元弱酸的解離平衡一元弱酸、弱堿的解離平衡一元弱酸、弱堿的解離平衡第14頁/共80頁 1.一元弱酸的解離平衡一元弱酸的解離平衡初始濃度/molL-1 0.10 0 0平衡濃度/molL-1 0.10 x x xx=1.3103HAc(aq)+

7、H2O(l) H3O+(aq)+Ac(aq)HAc()Ac()OH()HAc( 3ccc-+=K ax10. 0 x)HAc( 2-=K a第15頁/共80頁解離度(a)%100%1000eq0-=ccc初始濃度已解離的濃度c(H3O+) = c(Ac) = 1.3103 molL-1 c(HAc)=(0.10-1.3103)molL-10.10molL-1c(OH) =7.71012 molL-1 89. 2)O(HlgpH3=-=+c%3 . 1%10010. 0103 . 13=-醋酸的解離度=c(H3O+)c(OH)KW第16頁/共80頁與 的關(guān)系：K aHA(aq) H+(aq) +

8、 A(aq) 平衡濃度c ccc初始濃度 c 00稀釋定律：在一定溫度下( 為定值)，某弱電解質(zhì)的解離度隨著其溶液的稀釋而增大。K a 11 102-=1 2acK時(shí)，）（當(dāng) 10 HA 4a-cK2aHA cK=）（ cK HA a）（=3()aaac H Oc aK c+=第17頁/共80頁c0 0.200 0 05108 . 1-=327.11)109 . 1lg(14pOH14pH-=-=-=3109 . 1%95. 0200. 0)OH(-=c2. 一元弱堿的解離平衡：一元弱堿的解離平衡：例：已知25時(shí)， 0.200molL-1氨水的解離度為 0.95%，求c(OH), pH值和氨的

9、解離常數(shù)。)aq(OH (aq)NH O(l)H (aq)NH423-+解：ceq 0.200(1 0.95%) 0.2000.95% 0.2000.95%323343109 . 1200. 0)109 . 1 ( )NH()OH()NH()NH( -+-=cccK b第18頁/共80頁aK223() ()()(1)ac H Oc AcKc HAc+-=-4aHA10 Kc-(）時(shí)，3()aaac H Oc aK c+=第19頁/共80頁B-(aq)+H2O OH- (aq) +HB (aq) 平衡濃度c c c c初始濃度 c 00 11 102-2b 1cK=-4b B10 Kc-（ ）當(dāng)

10、時(shí)，-2b BKc=（ ） -b B Kc=（ ）()bbac OHc aK c+=對于一元弱堿B-：第20頁/共80頁(aq)HCO(aq)OH O(l)H(aq)COH33232第一步：+(aq)CO(aq)OH O(l)H(aq)HCO23323第二步：+7323332a1102 . 4)COH()HCO()OH()COH(-+=cccK11323332a2107 . 4)HCO()CO()OH()COH(-+=cccK做近似處理。解離平衡的計(jì)算可按一元弱酸的反應(yīng)，主要來自于第一步解離溶液中的)OH( OH 10333a2a1+cKK第21頁/共80頁 例題：計(jì)算 0.010 molL-

11、1 H2CO3溶液中的 H3O+,H2CO3, ， 和OH的濃度以及溶液的pH值。23CO3HCO(aq)HCO(aq)OH O(l)H(aq)COH 33232+解：5106.5010. 0 0.010 =xx1533Lmol105 . 6)HCO()OH(=+cc132Lmol010. 0)COH(=cxxccc0.010)COH()HCO()OH(23233=+732a1102 . 4)COH(-=K 0.010 )Lmol/(1xxx平衡濃度-4a123H CO10 Kc-(）因?yàn)闀r(shí)，第22頁/共80頁：根據(jù)第二步解離計(jì)算)CO(23c 10 .56 10 .56 )Lmol/(aq)

12、CO (aq)OH O(l)H(aq)HCO 551eq23323yyyc+-+yyyccc-+=-+553233105 . 6)105 . 6()HCO()CO()OH(1132a2107 . 4)COH( -=K11a255107 . 4 , 106.5106.5-=Kyy1111a223Lmol107 . 4Lmol )CO(-= Kc第23頁/共80頁的解離平衡：來自O(shè)HOH2-(aq)OH (aq)OH O(l)HO(l)H322-+19. 4)OH(lgpH3=-=+c101Lmol105 . 1)OH(-=c01101.5-=z415101.0106.5-=z55106.5106

13、.5-+zy1453101.0)106.5()(OH)O(H-+=+=zzycczzyc 106.5 )L/(mol51eq +-第24頁/共80頁結(jié)論結(jié)論： 對于二元弱酸，若 c(弱酸)一定時(shí)，c(酸根離子)與 c2(H3O+)成反比。 多元弱酸的解離是分步進(jìn)行的，一般 。溶液中的 H+主要來自于弱酸的第一步解離，計(jì)算 c(H+)或 pH 時(shí)可只考慮第一步解離。 321 KKK 對于二元弱酸 ，當(dāng) 時(shí)，c(酸根離子) 而與弱酸的初始濃度無關(guān)。a 2K21KK第25頁/共80頁)CO(2)OH(233-+ cc a2a12223)AH()A()OH( KKcccK=-+232a2a12)OH(

14、)AH()A(+-=ccKKc(aq)A(aq)O2H O(l)H2A(aq)H2322-+(aq)A(aq)OH O(l)H(aq)HA232-+-+(aq)HA(aq)OH O(l)HA(aq)H322-+第26頁/共80頁1.強(qiáng)酸弱堿鹽（離子酸）(1) + (2) = (3) 則(aq)Cl (aq)NH Cl(s)NH4O(l)H42-+ (1) (aq)OH (aq)OH (l) OH (l) OHw322K+-+)(NH )OH()OH()NH()NH()OH( )(NH3bw4334aKKcccccK=-+a3324 (3) (aq)OH)aq(NH O(l)H (aq)NHK+

15、 1 (2) O(l)H)aq(NH (aq)OH (aq)NHb234K+-+第27頁/共80頁%100%1000eq0-=ccc鹽的初始濃度的濃度水解平衡時(shí)鹽水解部分水解度類的水解度。的解離度就是所謂的鹽+4NH兩邊分別取負(fù)對數(shù) wbabwaKKKKKK=即：通式wba pppKKK=+14pp , C25ba0=+ KK第28頁/共80頁2. 弱酸強(qiáng)堿鹽（離子堿） NaAc , NaCN一元弱酸強(qiáng)堿鹽的水溶液成堿性，因?yàn)槿跛彡庪x子在水中發(fā)生水解反應(yīng)。如在NaAc水溶液中：(aq)OHHAc(aq) O(l)H(aq)Ac2-+)HAc()Ac()OH()HAc()Ac(awbKKcccK

16、=-的水解常數(shù)。的解離常數(shù)，也就是是質(zhì)子堿-AcAc)Ac(bK第29頁/共80頁如Na3PO4的水解： )aq(OH)aq(HPO O(l)H)aq(PO24234-+ )aq(OH)aq(POH ) l (OH)aq(HPO42224-+21314a,3wb,1102 . 2105 . 4100 . 1-=KKK7814a,2wb,2106 . 1102 . 6100 . 1-=KKK 多元弱酸強(qiáng)堿鹽也呈堿性，它們在水中解離產(chǎn)生的陰離子都是多元離子堿，它們的水解都是分步進(jìn)行的。第30頁/共80頁12314a,1wb,3105 . 1107 . 6100 . 1-=KKK)aq(OH)aq(

17、POH ) l (OH)aq(POH43242-+a,3a,2a,143 POHKKK對于b,3b,2b,134 PO KKK-對于第31頁/共80頁例題：計(jì)算0.10molL-1Na3PO4溶液的pH值。ceq/ (molL-1 ) 0.10 x x x解：)aq(OH)aq(HPO ) l ( OH)aq(PO24234-+57.12)037. 0lg(14pOH14pH=-=-=1Lmol037. 0)OH( 037. 0-=cx即0102 . 2022. 032=-+-xx21314102 . 2105 . 4100 . 1 -=)POH()PO(10. 043a,3w341 ,b2K

18、KKxx=-4b14PO10 Kc-3-(）因?yàn)?，不能用最簡式。?2頁/共80頁3.酸式鹽 解離大于水解， NaH2PO4溶液顯弱酸性；相反,Na2HPO4溶液解離小于水解,顯弱堿性。 (aq)OH (aq)HPO O(l)H (aq)POH324242+-+(aq)OH (aq)POH (l) OH (aq)POH43242-+843a,2102 .6)POH(-=K1231443a,1w34b,3105 .1107 .6100 .1)POH()(PO-=KKK 根據(jù)較為復(fù)雜的推導(dǎo)，酸式鹽的PH近似公式為：132()aac H OK K+=第33頁/共80頁例如：對于濃度為c（HAc)的H

19、A溶液，其物料平衡式為： c0(HAc)=c(HAc) + c(Ac-)c(Na2CO3)中CO32-的物料平衡式為： c(Na2CO3)=c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)第34頁/共80頁濃度為c（Na2CO3)的Na2CO3溶液 ，其電荷平衡式為：例如：弱酸HA加入水中時(shí)，電荷平衡式電荷平衡式為：c()()()Hc Ac OH+-=+233(c()()2 ()()c NaHc HCOc COc OH+-+=+）注：不應(yīng)包括中性分子H2CO3。第35頁/共80頁 首先選擇適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)作為考慮質(zhì)子傳遞的參照物，通常選擇那些在溶液中大量存在并參與質(zhì)子傳遞的物質(zhì)，如溶劑和溶質(zhì)的本

20、身，這些物質(zhì)稱為參考水準(zhǔn)或零水準(zhǔn)。第36頁/共80頁第37頁/共80頁第38頁/共80頁4. 弱酸弱堿鹽-+AcNHAcNH44HAcOHNH OHAcNH2324+-+523b10a4ba108 . 1 O)H(NH 108 . 5 (HCN) CNNH -=KKKK堿性523b5a4ba108 . 1 O)H(NH 108 . 1(HAc) AcNH -=KKKK中性523b4a4ba108 . 1 O)H(NH 109 . 6 (HF) FNH -=KKKK酸性3b()KwaK Kc H O+=近似公式：第39頁/共80頁5.影響鹽類水解的因素鹽的濃度： c鹽 , 水解度增大。有些鹽類，

21、如Al2S3,(NH4)2S 可以完全水解?？傊?，加熱和稀釋都有利于鹽類的水解。溶液的酸堿度：加酸可以引起鹽類水解平衡的移動，例如加酸能抑制下述水解產(chǎn)物的生成。2HClSbOCl(s) OHSbCl2HNO(s)BiONO OH)Bi(NOHCl)Sn(OH)Cl(s OHSnCl233323322+第40頁/共80頁*緩沖范圍和緩沖能力緩沖范圍和緩沖能力緩沖溶液緩沖溶液pH值的計(jì)算值的計(jì)算緩沖溶液緩沖溶液 同離子效應(yīng)同離子效應(yīng)第41頁/共80頁同離子效應(yīng)：在弱電解質(zhì)溶液中，加入與其含有相同離子的易溶強(qiáng)電解質(zhì)而使弱電解質(zhì)的解離度降低的現(xiàn)象。HAc(aq) + H2O (l) H3O+ (aq)

22、 + Ac(aq) Ac(aq) +4NHNH4Ac(aq) (aq) +平衡移動方向第42頁/共80頁例：在 0.10 molL-1 的HAc 溶液中，加入 NH4Ac (s)，使 NH4Ac的濃度為 0.10 molL-1，計(jì)算該溶液的 pH值和 HAc的解離度。5108 . 110. 0)10. 0(-=-+xxxx = 1.810-5 c(H+) = 1.810-5 molL-1 0.10 x 0.100.10 molL-1 HAc溶液：pH = 2.89， = 1.3%解： HAc(aq)+H2O(l) H3O+(aq)+Ac(aq) ceq / (molL-1) 0.10 x x

23、0.10 + xc0/ (molL-1) 0.10 0 0.10 pH = 4.74， = 0.018%第43頁/共80頁50mLHAcNaAc c(HAc)=c(NaAc)=0.10molL-1 pH = 4.74 緩沖溶液：具有能保持本身pH值相對穩(wěn)定性能的溶液(也就是不因加入少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿而顯著改變pH值的溶液)。加入1滴(0.05ml) 1molL-1 HCl加入1滴(0.05ml) 1molL-1 NaOH實(shí)驗(yàn)：50ml純水pH = 7 pH = 3 pH = 11 pH = 4.73 pH = 4.75第44頁/共80頁 緩沖作用原理加入少量強(qiáng)堿：的比值。的大小取決于)A(/ )H

24、A()OH(3-+ccc較大量少量較大量 (aq)A (aq)OH O(l)H HA(aq)32-+)A()HA()HA()OH(a3-+=ccKc加入而有明顯變化。的不因較大，因?yàn)?+-OH)OH( )A( , )HA(3ccc O(l)H(aq)A HA(aq) (aq)OH2+-第45頁/共80頁溶液中大量的A與外加的少量的H3O+結(jié)合成HA，當(dāng)達(dá)到新平衡時(shí)，c(HA)略有增加，c(A)略有減少， 變化不大，因此溶液的c(H3O+)或pH值基本不變。)A()HA(-cc加入少量強(qiáng)酸： 溶液中較大量的HA與外加的少量的OH生成A和H2O，當(dāng)達(dá)到新平衡時(shí),c(A)略有增加, c(HA)略有減

25、少，變化不大，因此溶液的c(H3O+)或pH值基本不變。)A()HA(-ccO(l)H HA(aq) (aq)A (aq)OH23+-+第46頁/共80頁 弱酸弱酸鹽：由于同離子效應(yīng)的存在，通常用初始濃度c0(HA) ,c0(A)代替c(HA) ,c(A) 。兩邊取負(fù)對數(shù)，則(aq)A (aq)OH O(l)H HA(aq)32-+)A()HA()HA()OH(a3-+=ccKc)A()HA(lg)HA(ppHa-=ccK平衡濃度例HAcNaAc，H2CO3NaHCO3第47頁/共80頁4243PONaH POH 2 -：例7a13 32104.2 NaHCO COH 1 -=-K：例)HCO

26、()CO(Hlg ppH 332a1-=ccKxcxxcc+-AHA 1eq L/mol(aq) POH(aq)OH O(l)H(aq)POH423243-+3a1HAA107 . 6 )(-=-+-Kxcxcx )A()HA( pH a1代之。濃度，不能用初始濃度應(yīng)是平衡，值公式中的此時(shí)，緩沖溶液二次方程，不能忽略，必須解一元較大，因?yàn)?ccxK第48頁/共80頁2. 弱堿 弱堿鹽 NH3 H2O NH4Cl (aq)OH(aq)BH O(l)HB(aq)2-+)B()OH()BH()B(bcccK-+=)BH()B()B( )OH(b+-=ccKc )BH()B(lg)B(ppOHb+-=

27、ccK)B()BH(lg)BH(p )BH()B(lg)B(p14pHabccKccK+-=+-=第49頁/共80頁3.由多元弱酸酸式鹽 組成的緩沖溶液8a2102 . 6 -=K)HPO()PO(Hlg ppH2442a2-=ccK )aq(OH)aq(HPO ) l ( OH)aq(POH324242+-+ HPO POH2442-例1：如 NaHCO3Na2CO3 , NaH2PO4Na2HPO4第50頁/共80頁結(jié)論：時(shí)，緩沖能力大接近或 1 )BH()(B )(A)HA( +-cccc緩沖能力與緩沖溶液中各組分的濃度有關(guān)，c(HA) ，c(B)及 c(A)或c(BH+)較 大時(shí),緩沖

28、能力強(qiáng)。緩沖溶液的緩沖能力是有限的；有關(guān)；或還與 )BH()B( )A()HA( +-cccc決定的， paK p14bK-緩沖溶液的pH值主要是由或第51頁/共80頁例題： 求 300mL 0.50molL-1 H3PO4和 500mL 0. 50molL-1 NaOH的混合溶液的pH值。molNaOH25. 0 POmolH15. 043反應(yīng)繼續(xù)反應(yīng)緩沖溶液得到 HPO POH 2442-解：先反應(yīng)再計(jì)算4242PO0.05molNaHHPO0.10molNa 余下生成H0.10molNaO 余下42PO0.15molNaH 生成第52頁/共80頁7.51 30. 021. 7=+=100

29、. 00500. 0lg102 . 6lg8-=-1 -24Lmol800. 0100. 0)HPO(=-c Lmol800. 00500. 0)POH(1 -42=-c(aq)OH(aq)HPO O(l)H(aq) POH324242+-+8a2102 . 6 -=K)HPO()PO(Hlg ppH2442a2-=ccK第53頁/共80頁例題：若在 50.00ml 0.150molL-1 NH3 (aq)和 0.200 molL-1 NH4Cl組成的緩沖溶液中，加入0.100ml 1.00 molL-1的HCl ，求加入HCl前后溶液的pH值各為多少？解：加入 HCl 前：4.緩沖溶液的緩沖

30、性能的計(jì)算14. 9)12. 0(26. 9=-+=200. 0150. 0lg)108 . 1lg(145+-=-)BH()(Blg p14pHb+-=ccK第54頁/共80頁加入 HCl 后：11Lmol0020. 0Lmol10.50100. 000. 1)HCl(-=c加HCl前濃度/(molL-1)0.150-0.0020-x 0.200+0.0020+x x0.150 0.200加HCl后初始濃度/(molL-1)0.150-0.0020 0.200+0.0020平衡濃度/(molL-1)5108 . 10.148)202. 0(-=-+xxx9.11pH 4.89pOH=155L

31、mol101.3)OH( 101.3-=cx第55頁/共80頁 所選擇的緩沖溶液，除了參與和 H+或 OH 有關(guān)的反應(yīng)以外，不能與反應(yīng)系統(tǒng)中的其它物質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)； 緩沖溶液的選擇和配制原則： 或 盡可能接近所需溶液的pH值； p14 pbaKK-第56頁/共80頁欲配制的緩沖溶液的 pH 值應(yīng)選擇的緩沖組分 若 或 與所需pH不相等，依所需pH調(diào)整 ?；?BH()B()A()HA(+-cccc p14 pbaKK-35.12p PO Na- HPONa 12pHa34342=K33.10p CO Na- NaHCO 10pHa2323=K26. 9p14 Cl NH- O H NH 9pHb4

32、23=-=K21. 7p HPO Na -PO NaH 7pHa24242=K74. 4p NaAc - HAc 5pHa=K第57頁/共80頁變色范圍 酸色 中間色 堿色甲基橙3.1 4.4 紅橙 黃酚 酞8.0 10.0 無色 粉紅 紅甲基紅4.4 6.2 紅橙 黃第58頁/共80頁3()()()aH Oc InKHInc HIn+-=3()()()ac InKHInc HInH O-+= HIn H + + In -第59頁/共80頁配合物的組成和命名配合物的組成和命名酸堿電子理論酸堿電子理論第60頁/共80頁lewis 酸酸：凡是可以接受電子對的分子、：凡是可以接受電子對的分子、離子或

33、原子離子或原子，如Fe3+ , Fe2+, Ag+, BF3等。 lewis 堿堿：凡是給出電子對的離子或分子：凡是給出電子對的離子或分子， 如 :X, :NH3, :CO, H2O: 等。lewis酸與lewis堿之間 以配位鍵配位鍵結(jié)合生成 酸堿加合物。第61頁/共80頁-+ClHHNH H NH HCl3- FFBF F BF3 + F+23333NH NH CuNH NH Cu2+ + 4 NH3第62頁/共80頁1.配合物的組成 配合物是Lewis酸堿的加合物，例如，Ag(NH3)2+是Lewis酸Ag+和NH3的加合物。 形成體與一定數(shù)目的配位體以配位鍵按一定的空間構(gòu)型結(jié)合形成的離

34、子或分子叫做配合物。Lewis酸稱為形成體(中心離子)；Lewis堿稱為配位體。第63頁/共80頁 形成體通常是金屬離子和原子，也有少數(shù)是非金屬元素，例如：Cu2+，Ag+，F(xiàn)e3+，F(xiàn)e，Ni，B，P 配位體通常是非金屬的陰離子或分子，例如：F，Cl，Br，I，OH，CN，H2O，NH3，CO 配位原子：與形成體成鍵的原子。 單基配位體：配位體中只有一個(gè)配位原子。 多基配位體：具有兩個(gè)或多個(gè)配位原子的 配位體。例如：乙二胺（乙二胺（en）2 2 2 2HNCHCHNH第64頁/共80頁乙二胺四乙酸根 EDTA（Y4）乙二酸根（草酸根）-242OCO OC CO O2 OCO CH CH OC

35、ON CH CH N OCO CH CH OCO2222224 第65頁/共80頁 配位數(shù)：配位原子數(shù) 單基配體：形成體的配位數(shù)等于配位體的數(shù)目； 多基配體：形成體的配位數(shù)等于配位體的數(shù)目與基數(shù)的乘積。 Cu(en)22+Cu2+的配位數(shù)等于4。例如： CHNH NHCHCu CHNH NHCH2 22 22 22 22+第66頁/共80頁Ca(EDTA)2或CaY2Ca2+的配位數(shù)為6，配位原子分別是4個(gè)O，2個(gè)N。第67頁/共80頁 從溶液中析出配合物時(shí)，配離子常與帶有相反電荷的其他離子結(jié)合成鹽，這類鹽稱為配鹽。配鹽的組成可以劃分為內(nèi)層和外層。配離子屬于內(nèi)層，配離子以外的其他離子屬于外層。

36、外層離子所帶電荷總數(shù)等于配離子的電荷數(shù)。形成體配位原子配體配位數(shù)K3 Fe ( C N ) 6 外層內(nèi)層第68頁/共80頁2. 配合物的化學(xué)式和命名配酸：酸配堿：氫氧化配鹽：先陰離子后陽離子，簡單酸根加“化”字，復(fù)雜酸根加“酸”字。第69頁/共80頁配合物的命名原則：配合物的命名原則：配體名稱列在中心元素之前，配體數(shù)目用倍數(shù)詞頭二、三、四等數(shù)字表示（配體數(shù)為 一時(shí)省略），不同配體名稱之間以“”分開，在最后一個(gè)配體名稱之后綴以“合”字。形成體的氧化值用帶括號的羅馬數(shù)字表示(氧化值為 0 時(shí)省略)。配體數(shù)配體數(shù) 配體名稱配體名稱 合合 形成體名稱（氧化態(tài)值）形成體名稱（氧化態(tài)值）以二、以二、三、三

37、、四表四表示示不同不同配體配體“”分開分開以羅馬數(shù)以羅馬數(shù)字字、 表示表示第70頁/共80頁配體次序： 先離子后分子，例如：KPtCl3NH3：三氯氨合鉑()酸鉀； 同是離子或同是分子，按配位原子元素符號的英文字母順序排列，例如：Co(NH3)5H2OCl3：氯化五氨水合鈷()； 配位原子相同，少原子在先；配位原子相同，且配體中含原子數(shù)目又相同，按非配位原子的元素符號英文字母順序排列，例如：PtNH2NO2(NH3)2：氨基硝基二氨合鉑()； 先無機(jī)后有機(jī)，例如：KPtCl3(C2H4)：三氯乙烯合鉑()酸鉀。第71頁/共80頁443SO)Cu(NH硫酸四氨合銅()-2Ca(EDTA)3332

38、)(NH)Co(NO5Fe(CO)3253ClO)(H)Co(NH332NOO)Zn(OH)(H)(NHPtClK35243(OH)Cu(NH62PtClH63Fe(NCS)K乙二胺四乙酸根合鈣()三硝基三氨合鈷()五羰(基)合鐵(三)氯化五氨水合鈷()硝酸羥基三水合鋅()五氯氨合鉑()酸鉀氫氧化四氨合銅()六氯合鉑()酸六異硫氰根合鐵()酸鉀第72頁/共80頁3.分類簡單配合物：一個(gè)中心離子，每個(gè)配體均為單基配體。如+-325346O)H()Co(NH Fe(CN)螯合物：一個(gè)中心離子與多基配體成鍵形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物。如Cu(en)22+ ， CaY2。 多核配合物：含兩個(gè)或兩個(gè)以上的中心

39、離子。如(H2O)4Fe(OH)2Fe(H2O)44+。羰合物：CO為配體。如Fe(CO)5，Ni(CO)4。 烯烴配合物：配體是不飽和烴。如： PdCl3(C2H4)。 多酸型配合物：配體是多酸根。如：(NH4)3P(Mo3O10)6H2O。第73頁/共80頁配離子的解離常數(shù)和配離子的解離常數(shù)和 穩(wěn)定常數(shù)穩(wěn)定常數(shù)關(guān)于配合物穩(wěn)定性的關(guān)于配合物穩(wěn)定性的 進(jìn)一步討論進(jìn)一步討論配體取代反應(yīng)和配體取代反應(yīng)和 電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)第74頁/共80頁 配合物的解離反應(yīng)是分步進(jìn)行的，每步均有其解離常數(shù)。例如：總解離常數(shù)(不穩(wěn)定常數(shù))：總解離反應(yīng)：(aq)NH(aq)Ag(NH (aq)Ag(NHd133

40、23+K(aq)NH(aq)Ag (aq)Ag(NHd233+K(aq)NH2(aq)Ag (aq)Ag(NHd323+K)Ag(NH ()(NH)(Ag2323d2d1d+=cccKKK第75頁/共80頁配合物的生成反應(yīng)是配合物解離反應(yīng)的逆反應(yīng)?？偵沙?shù)(穩(wěn)定常數(shù)或累積穩(wěn)定常數(shù))：總生成反應(yīng)：(aq)Ag(NH (aq)NH(aq)Ag33+(aq)Ag(NH (aq)NH(aq)Ag(NH2333+(aq)Ag(NH (aq)NH2(aq)Ag233+f1Kf2KfK)(NH)(Ag)Ag(NH (2323f2f1fcccKKK=+1dfKK=f越大，配合物越穩(wěn)定。K1d2f1KK=1d

41、1f2KK=第76頁/共80頁例題： 室溫下，0.010mol的AgNO3 (s)溶于1.0L 0.030molL-1的NH3H2O中(設(shè)體積不變)，計(jì)算該溶液中游離的Ag+、NH3和 的濃度。 )Ag(NH23+ 0.01020.010 )L /(mol1xxx-+-平衡濃度- 2 )L /(mol1xxx-變化濃度0.010020. 00.030 0)L /(mol1-開始濃度解：很大，且c(NH3)大，預(yù)計(jì)生成 的反應(yīng)完全，生成了0.010molL1 。 很小，可略而不計(jì)。723f101.67)(Ag(NH =+K )Ag(NH23+ )Ag(NH23+ )Ag(NH(3+c(aq)Ag(NH (aq)2NH (aq)Ag233+第77頁/共80頁1233Lmol010. 0)(Ag(NH)NH(-+= cc16Lmol100 . 6)Ag(-+=c672100 . 6 101.6701000100-=x.x. 010. 02010. 0 010. 00.010+-xx7f2101.67)2010. 0(0.010=+-Kxxx第78頁/共80頁第79頁/共80頁