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文檔簡介
第八章配位化合物
CoodinationCompounds
§8-1基本概念§8-2配合物結(jié)構(gòu)的價鍵理論§8-3配合物的穩(wěn)定性§8-4配合物的應(yīng)用基本要求:1、掌握配合物的價鍵理論和晶體場理論,用價鍵理論解釋配合物的窨構(gòu)型,用晶體場理論解釋配合物磁性、晶體場穩(wěn)定化能和配合物的顏色。2、了解配合物分子軌道理論的基本內(nèi)容。對羰基配合物,夾心配合物,簇狀配合物和大環(huán)配體配合作一般了解。3、了解中心離子的性質(zhì)、配體的性質(zhì)、配位原子和中心離子的關(guān)系對配合物穩(wěn)定性的影響規(guī)律。對配位平衡在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用作一般了解。4、重點掌握配離子濃度及有關(guān)配位平衡的計算。序言1、無機化學(xué)的發(fā)展無機化學(xué)經(jīng)過了全盛時期,18世紀(jì)大量的無機化合物的合成,使得當(dāng)時人們普遍認(rèn)為無機化學(xué)已經(jīng)發(fā)展到成熟的階段,即認(rèn)為無機化學(xué)已經(jīng)無所作為了。從此,有機化學(xué)獲得了快速發(fā)展,一直到1789年法國化學(xué)家塔赫特(Tassert)發(fā)現(xiàn)六氨?三氯合鈷CoCl3·6NH3的存在,才引起化學(xué)家的重視。
2、配合物化學(xué)鍵理論的發(fā)展配合物——也稱絡(luò)合物它是由簡單分子加合而成的一類復(fù)雜化合物。
配合物化學(xué)鍵理論的發(fā)展經(jīng)理了四個階段:
(1)配合物的鏈結(jié)構(gòu)理論
(2)主價和副價理論配位化學(xué)的創(chuàng)始人維爾納(A.Werner)提出了主價和副價的概念,從而奠定了配位化學(xué)的基礎(chǔ),他指出:在配合物中,存在著主價和副價。例如:Co-NH3-NH3-NH3-NH3-NH3-NH3ClClClCoCl3·6NH3,其結(jié)構(gòu)為:配位原子配合物內(nèi)界外界[Co(NH3
)6]3+3Cl-中心原子配體配位數(shù)配離子電荷(3)配合物的價鍵理論
(4)配合物的分子軌道理論§8-1基本概念一、配合物的組成
配合物由中心離子和配位體兩部分組成。
1、中心離子中心離子或原子位于配合物的中心,是配合物的核心,通常是金屬陽離子或原子或非金屬高價態(tài)離子。例如:[Co(NH3)6]3+
;[Ni(CO)4],[Fe(CO)5],[SiF6]2-等。副鍵主鍵
2、配位體(配體)NH3:H2O:F-:H2C—CH2H2N..NH2..C—COOOO::2-乙二胺(en)草酸根(OX)
在配合物中,與中心離子以配位鍵結(jié)合的負(fù)離子或分子稱為配體。原則上,任何具有孤對電子的負(fù)離子和分子都可以作為配體。在配體中,給出孤對電子的原子稱為配位原子。例如::NH3,H2O:,:F-,:Cl-等。一些常見的配位原子是電負(fù)性較大的非金屬原子。
在配體中,給出電子對數(shù)稱為齒或基,能給出一對孤對電子的配體稱為單齒(基)配體,能給出二對孤對電子的配體稱為雙齒(基)配體,能給出二對以上孤對電子的配體稱為多齒(基)配體。例如:雙齒配體:單齒配體:多齒配體:H2C—CH2H2NNHCH2—CH2NH2......二乙烯三胺N—CH2—CH2—NC—CH2C—CH2CH2—CCH2—COOO:OOOOO:::::乙二胺四乙酸(EDTA)
3、配離子的電荷
中心離子的電荷與配體電荷的代數(shù)和即為配離子的電荷,例如:四碘合汞酸鉀K2[HgI4],配離子[HgI4]2-的電荷為:21+(-1)4=-2
二氯?五氨?一氯合鈷[CoCl(NH3)5]Cl2中,配離子[CoCl(NH3)5]2+的電荷為:
(31)(-11)+(05)=+2
4、配位數(shù)
在配體中,直接與中心離子結(jié)合成鍵的配位原子的數(shù)目稱為中心離子的配位數(shù)。例如:由單齒配體形成的配合物中,中心離子的配位數(shù)等于配體的個數(shù)[Cu(NH3)4]SO4中,Cu2+的配位數(shù)為4[CoCl(NH3)5]Cl2中,Co3+的配位數(shù)為6由多齒配體形成的配合物中,中心離子的配位數(shù)等于配體的個數(shù)乘以齒數(shù)[Cu(en)2]SO4中,Cu2+的配位數(shù)為4[Co(en)3]3+中,Co3+的配位數(shù)為6[Fe(C2O4)3]3-中,F(xiàn)e3+配位數(shù)為6
中心離子的配位數(shù)與離子半徑、配體的大小、離子電荷等因素有關(guān),常見配合物中,中心離子的配位數(shù)一般為4和6。一些常見離子的配位數(shù)和構(gòu)型列于下表:二、配合物的命名
配合物的命名服從無機化學(xué)的命名原則,命名時陰離子在前,陽離子在后。若配離子為陽離子時,則叫某化???或某酸?
?
?
;若為陰離子時,則在配陰離子與外界陽離子之間用“酸”字連接。具體配離子的原則如下:
(1)配離子中配體的名稱放在中心離子之前,用“合”連接,中心離子的電荷用羅馬數(shù)字表出。例如:
[Pt(NH3)6]Cl4
四氯化六氨合鉑(IV)[Ag(NH3)2]Cl氯化二氨合銀(I)
(2)不同類型的配體順序為:陰離子在前,中性分子在后;無機配體在前,有機配體在后,配體與配體之間用“?”隔開。例如:[Cr(OH)3(H2O)(en)]三羥基?一水?乙二氨合鉻(III)K[FeCl2(ox)(en)]二氯?草酸根?乙二氨合鐵(III)酸鉀
(3)同類配體的順序為配位原子元素符號英文字母順序。[CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl氯化二氯?三氨?一水合鈷(III)
(4)配體的個數(shù)用倍詞頭表示,結(jié)構(gòu)異構(gòu)用結(jié)構(gòu)詞頭表示,例如:
(5)
有些配合物有習(xí)慣名,不符合命名原則,例如:
K4[Fe(CN)6]稱為亞鐵氰化鉀(黃血鹽)。cis-二氯二氨合鉑(II)順-二氯二氨合鉑(II)trans-二氯二氨合鉑(II)反-二氯二氨合鉑(II)三、螯合物
螯合物又稱內(nèi)配合物,它是由多齒配體通過兩個或兩個以上的配位原子與中心離子形成的具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物。例如,EDTA(乙二酸四乙酸二納鹽)、en(乙二胺)和C2O42-(草酸根)分別與Ca2+、Cu2+和Fe3+形成的配合物[Ca(EDTA)]2-,[Cu(en)2]2+,[Fe(C2O4)3]3-等。
一般地,螯合物有較高的穩(wěn)定性,有特征顏色,較難溶于水而易溶于有機溶劑。利用這些特性,常用于沉淀分離,溶劑萃取,比色分析測定,容量分析等。
如EDTA與Ca2+形成的螯合物的結(jié)構(gòu)為:CNO
Ca2+
四、配合物的幾何異構(gòu)現(xiàn)象
因配合物的化學(xué)組成相同,而配體在空間的位置不同所產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象稱為幾何異構(gòu)。這種現(xiàn)象主要發(fā)生在配位數(shù)為4的平面正方形和配位數(shù)為6的八面體配合物中。例如:(a)
順式(b)
反式(a)順式(b)反式
配合物的異構(gòu)體在物理及化學(xué)性質(zhì)方面都呈現(xiàn)出明顯的不同,例如:順-[PtCl2(NH3)2]為黃色晶體,是極性分子、易溶于水;而反-[PtCl2(NH3)2]則是非極性分子不溶于水。另外幾何異構(gòu)體在生理上也
有明顯的不同,例如
[PtN2(NH3)2]有順、反兩種構(gòu)型:順式結(jié)構(gòu)具有抗癌作用。而反式結(jié)構(gòu)則沒有抗癌作用。
八面體配合物的幾何異構(gòu)更為普遍,對于[MA4X2]型,其最典型的是二氯·四氨合鉻(III)離子的紫色型(順式)和綠色型(反式),如圖:(順式)(順式)(反式)(反式)
§8-2配合物結(jié)構(gòu)的價鍵理論
1928年,鮑林把雜化軌道理論應(yīng)用到了配合物之中,并提出了配合物的價鍵理論,價鍵理論的核心是:在配合物中,配體的配位原子提供孤對電子進入中心離子空的雜化軌道形成配位鍵。也就是說配體必須能提供孤對電子,而中心離子(原子)則必須提供經(jīng)雜化后能量相同的空軌道,以便二者重疊時形成σ配位共價鍵。一、雜化軌道
配離子的不同幾何構(gòu)型正是由于中心離子采用了不同的雜化軌道與配體進行配位的結(jié)果。中心離子除了前面所述的sp,sp2,sp3雜化軌道外,d軌道也可參與雜化。
在[Ag(NH3)2]+配離子中,Ag+的1個空s和1個空p軌道經(jīng)雜化形成兩個新的能量相同的空sp雜化軌道。分子為直線型:(一)雜化理論和空間構(gòu)型1、四層配位乞的配碑離子配位根數(shù)為4的配天離子混空間容構(gòu)型嚴(yán)有兩峽種:疾正四香面體春和平債面正街方形進。下面剪分別狂討論報之:sp3雜化壩軌道購:3d4s4p3dsp3雜化軌道4NH3[Ni(NH3)4]2+
Ni2+:3d8[Ni(NH3)4]2+:由于4個sp3雜化鎮(zhèn)軌道摩指向顯正四濤面體鍋的四駱個頂熟點,齊所以[N素i(欠NH3)4]2+配離京子具榜有正練四面表體構(gòu)顏型。在該鼠配離昏子中休有2余個未算成對核的單謠電子繭,所遞以它已是順磁筒性的。1個空s軌道蝦和3個空p軌道進行sp3雜化四個NH3中N上的獵孤對煩電教子進入sp3雜化在軌道單電澆子由圖箭可見搶:當(dāng)4個CN-接近Ni2+時,Ni2+的2卡個未譽成對趣電子魂合并翁到一個d軌道煉,空嫩出一逝個3d軌道汗與1幟個4s軌道橡和2公個4p軌道旺進行附雜化票,構(gòu)成正4個嚷空的且能排量相網(wǎng)同的ds麻p2雜化疲軌道君,這4個軌清道接帝受4個CN-中C原子撈所提慘供的捎孤對曾電子賴,形萄成平柴面正餅方形仗結(jié)構(gòu)撫,而亭不是輪形成猛理論葉上的sp3雜化。3d4s4p4p3ddsp2雜化軌道4CN-[Ni(CN)4]2-:Ni2+:3d8
[Ni(CN)4]2-:1個3d、1個4s和2個4p軌道源進行ds至p3雜化先成功對,括空出顏一個d軌道久參與蛙雜化2、六龍配位爭數(shù)的能配離嘗子配位捉數(shù)為6的配潔離子粗構(gòu)型竹為正氧八面惱體。下面業(yè)舉例削說明競。6F-3d3d4s4p4d4dsp3d2雜化軌道[CoF6]3-:
Co3+:3d6
[CoF6]3-:這里糠是外歇層4d軌道錘參與事雜化——形成sp3d2雜化內(nèi)層d軌道濫不參圍與雜豪化4p4d3d4s6CN-3d4d[Co(CN)6]3-:Co:3d6[Co(CN)6]3-
理應(yīng)1個s、3個p和2個d軌道進行sp3d2雜化實際煩為2個d、1個s和3個p和軌道進行d2sp3雜化內(nèi)層d電子雙先成性對而梨空出2個軌餓道參論與雜輕化。局反磁冷性物恐質(zhì)。(二)外軌型師配合田物和內(nèi)軌型竟配合爬物如前廳所述,中心具離子d軌道臂的電掛子數(shù)邊為4~階7時,形成像配離管子時集情況較復(fù)殘雜快。例如Fe3+離子腹的3d軌道尖上有向5個禿電子已,形薦成配霜合物尼時有笨兩種情棍況。中一種械是外費層d軌道繁參與菊雜化橋,形朝成所寒謂外軌肉型配朗合物,例如:產(chǎn)生胸這種責(zé)情況駛的原牲因與配體覆場的雁強弱有關(guān)燙。當(dāng)配體熔場較柜強時鉛,它舞可以杏影響抗中心饅離子青的d電子心,使?jié)q得自強由離候子時禮的單益電子逼配對賢,讓苗出空挪軌道巧,該惰空軌鏟道再煮與外塘層的s、p軌道額雜化質(zhì)形成院內(nèi)軌喊型的d2sp3雜化楚軌道趨,這熔樣形陳成的克配合辟物比敲較穩(wěn)尿定。愈當(dāng)配女體場較弱遺時,丟它不傍能影臘響中怠心離桐子的d電子常,這哥時只謀能采磨用外箏軌型灘的sp3d2雜化恥軌道塔形成歐配合烘物,這種極配合順物的曬穩(wěn)定濱性較積差。3d3d4s4p4d4dsp3d2雜化軌道3d4dd2sp3雜化軌道Fe3+:3d5
[Fe(H2O)6]3+:[Fe(CN)6]3-:價鍵遮理論獲解題畫步驟肉:1、寫監(jiān)出中心泥離子(原分子)區(qū)的價層坡電子遞構(gòu)型;2、畫紀(jì)出其拾軌道蝕表示棟式;3、依究據(jù)配率位數(shù)個確定崗中心嚇離子迎所需偽空的據(jù)軌道輔數(shù);4、考陵察配體材的強曉弱,確蔬定是率外軌智形或生內(nèi)軌洞形配移合物怠;5、確便定中心蹤蝶離子叮(原敲子)飾的雜深化類常型;6、確枝定配蓄合物派的幾弄何構(gòu)煮型。(三幸)、精價鍵猛理論顛的應(yīng)鹿用1、解踐釋配甚合物嗚的空淺間構(gòu)懶型由價楊鍵理哥論可東知:咐配合棉的中麻心的愛空軌最道一脈經(jīng)雜胞化,截其空氣間取鏡向也就傲隨之障確定吊。因里此,鄭中心默離子叢的雜憂化類夫型決悟定了餅配合筍物的皂空間齡構(gòu)型。船但值附得指信出的鋒是:爐中心匹離子直的雜帝化類英型又藝取決貨于中喊心離微子的攔配位數(shù)橋以及列自身勝和配慣體的蜓性質(zhì)膽,所居以,上在確罪定配剩合物酷的空慚間構(gòu)蹄型時未應(yīng)綜合丙考慮無。2、判孩斷配潛合物支的磁枝性磁性橡是配銳位化穩(wěn)合物攜的重慌要性改質(zhì)之壩一。配合月物的爪磁性耕與中慨心原澇子中未象成對妄的單較電子霸有關(guān),單電潛子在系自旋偉幾繞阻核運椅動時率所產(chǎn)懇生的武磁場因受虹外磁避場的毀吸引淋,其玻磁場洋方向怨與外罷磁場技方向許一致釋,其抱結(jié)果孤是增廢加磁場載強度——順磁籠性物烤質(zhì)。反之裹,當(dāng)揭中心伐原子炒沒有免單電睜子(白均已包成對冠)時猛,因匹成對搏的兩晴電子自腰旋方建向相并反,闖運動記時所艦產(chǎn)生儉的磁旬場相蔑互抵悅消,察其結(jié)物果對兄外加喝磁場強燭度無毫影響——反(信抗)青磁性紅物質(zhì)喬。配合江物的凈磁性洋取決衡于中馳心原夢子中迷未成設(shè)對的半單電壓子數(shù)用,鵲其磁醉性的大贊小用顧磁矩劍來表初示,倘單位預(yù)為玻箭爾磁毯子(B辛.M銹)。磁矩寶與配殿合物父單電亞子數(shù)呈的關(guān)祖系為屆:式中吧:n為單志電子員數(shù)實驗窩測得[F湖eF6]3-的磁姨矩為肝5.8御8藥B.駕M,與理案論值上非常定相近蚊。通公過配漏合物像的磁瓣矩,藏可以羽推測愛配合示物的王空間幫構(gòu)型愿和穩(wěn)蔬定性蘭。也溜可以莖求出尿配合揮物中掃中心際原子藏的成潤單電等子數(shù)件。例麻如:實驗傳測得[F確e(弱H2O)6]3+的磁占矩為5.曬92凝B麻.鄉(xiāng)豐M,根素?fù)?jù)以掉上公機式可盯知它棗有5個單唉電子擁,必芝須采剩用sp誘3d額2雜化激,是礦正八賄面體船結(jié)構(gòu)山。3、配相合物宣的穩(wěn)鞠定性配合濕物的職穩(wěn)定術(shù)性是欠用內(nèi)彩軌型渡和外存軌型減配合斜物來婆衡量劫的,叢內(nèi)軌貢型配旗合物鴨較穩(wěn)罵定,纏外軌溪型配拾合物駁的穩(wěn)透定性澤較差迫。例礙如:[F家eF6]3-的穩(wěn)鎖定性則不如[F霸e(芹CN段)6]3-的高角。計算松結(jié)果μ啊=聚0時為欠反磁間性物銜質(zhì);當(dāng)μ希>父0則為離順磁驢性物喪質(zhì)呀。μ值越意大,沸磁性快越強彈。通忙常可姻用(μ-織1)判吉斷配拾合物晌的單怖電子舞數(shù)。例如篩:[F敵eF6]3-,它姿有5個單莫電子道,根革據(jù)上劫述關(guān)守系式液可以昂求得椒:二、警晶體鍬場理微論鮑林剪的價踩鍵理價論成膜功地濟說明脊了配鐮合物包的結(jié)必構(gòu)、陶磁性足和穩(wěn)盜定性約,但是球它是焰一個爆定性昆理論雅,存社在著核局限蓮性。艘它不史能解物釋配啦合物陸的光水譜性質(zhì)劈燕和反石應(yīng)性餅。晶體經(jīng)場理龍論(C警ry洪st薄al婆F調(diào)ie珠ld事T栽he貴or賭y遇)于19靜29年提召出,圖它的出湊發(fā)點殲是配起體場市對中幅心離腹子d軌道絨的影板響,剝能巧技妙的膝解釋勾配合磁物的結(jié)燭構(gòu)、李磁性央、光味學(xué)性牧質(zhì)和稅反應(yīng)霞機理根。(一)肺、晶清體場役理論罷的基夫本要邀點和d軌道婦的分溪裂1、晶爽體場繁理論從的基乳本要構(gòu)點(1奏)在配師合物敗中,秋中心勻離子買與配傷體之步間的言作用惜,類串似于鏈離子晶甚體中尸正、坦負(fù)離監(jiān)子間濱的靜電雨作用;(2某)中心跪離子色在周亂圍配纖體非溫球形竿對稱薪電場添的作風(fēng)用下掌,原垮來能量關(guān)相同腎的五個惜簡并d軌道視分裂奧成能粥級不教同的忍幾(仿兩)晃組軌要道;(3款)由于d軌道師的分逢裂,恩導(dǎo)致d軌道懷上的拜電子蝦將重天新排貨布,援并優(yōu)先預(yù)占據(jù)凳能量癢較低積的軌府道,祝使體論系的山能量掠降低潤;晶體果場理勿論只考凝慮中心終離子電與配仇體的盈靜電攝作用珠,不劫形成課共價籠鍵。2、中槍心離輔子d軌道社的分既裂雖然d軌道竊的能森量相期同,防但中心補離子慎的各d軌道攀在空百間有苦不同受的伸展挑方向兇。在渣球形征對稱挨的負(fù)繳靜電辯場作裕用下診,這槐五個筋簡并淹軌道括的能擴量會同求時升房誠高,嶼不會非產(chǎn)生惱能級膀分裂如:能量自由離子d軌道能級球形場中d軌道能級ddxydyzdxzdzdx-y
2224Dq6Dq0但在配體沫場中技,由遼于配構(gòu)體場外產(chǎn)生哲的電蟲場不賺是球陜形對讓稱的炎,各退軌道嗓受電支場的脊影響字是不增相同散的。例容如在耀八面咬體場保中,扎六個說配體臘沿±x卡,加±y晌,純±z的方勺向接喚近中蝴心離暴子,西使dx是y,串d腥yz造,寸dx灘z比球球形場朋中受孤的影盤響小茅,能倆量比背球形翠場中弱低,紅稱為d軌道剪,而dz蘋2,盛d維x2類-y物2受的恭影響斃比球玻形場勞中大論,能顧量比余球形威場中卻高,勝稱為d軌道。d具體撥作用毫如圖陪:dx2-y2dz2dxydxzdyz(二薦)、分裂背能d軌道法在不撿同構(gòu)槍型的罵配合省物中窮,分少裂的查方式斗和大困小都橫不同沸。我們把帆分裂回后最騰高能能量d軌道摘和最伸低能阿量d軌道軍之間射的能偵量差藏稱為物分裂能,扮通常暫用符征號表瓜示,執(zhí)對于端八面屯體配捏合物徹的分蛛裂能蓬,用0表示蛋,它相麥當(dāng)于1個電工子在d懸-d搶間的僅躍遷伶所需鉛的能吉量。未若將0分成10等份剝,則每豬等份跡為1D步q。0=1在0敞Dq若將初分裂雅前d軌道喬的能師量作非為0點,叨根據(jù)求能量仔守衡磚,有芬:2E歌d灶-熊3賓Ed末獵=務(wù)00=每Ed春搭-E錘d脾=找10魄D熟qEd富竊=3撕/50=樣6熟DqEd避冤=壁-感2/騎50=套-切4D或q分裂救能的渾大小澇由配辟合物故的光壟譜確御定。匙它與中遷心離螺子的旅電荷灘和半徑、籌配體雀的性錄質(zhì)等拾因素劇有關(guān)。1、中渠心離付子的倦電荷胞和半漢徑(1集)當(dāng)配非體相曬同時嗽,同達一中延心離彼子的拐電荷膨愈高候,分勸裂能辰0愈大。例如欺:[F話e(艇H2劣O)腦]2擇+0=倡10輪40粥0付cm膚-1厚;[F孝e(虧H2毫O)鼓]3滾+0=你13惑70潔0帶cm-1(2圣)電荷照相同涼的中先心離尖子,知半徑濃愈大節(jié),分威裂能0愈大。例如稱:Fe2+:體r異=鐘76娃p思m胸[悉Fe短(H2O)6]2+0=禮10刷40礎(chǔ)0得cm-1Co2+:貧r僻=艦7僵4未pm葛[個Co勒(H2O)6]2+0=此93濤00起c酬m-1Ni2+:縫r敢=燥72溫p污m羊[N史i(逝H2O)6]2+0=皆85珍00制c補m-1(3淹)同族彼同氧滾化值厘離子鞭的分術(shù)裂能套隨中嚼心離騰子d軌道雄主量今子數(shù)烈的增愉大而增勿大。第副五周謊期(d軌道領(lǐng)主量隸子數(shù)宇為4)比第眉四周蘋期(d軌道停主量璃子數(shù)為3)約增務(wù)大405喘0%,第斑六周稀期(d軌道洽主量唯子數(shù)軟為5)比第鵝五周介期約增大203環(huán)0%,例慘如:[C施o(鬼NH3)6]3+Co3d74s20=鍋22飛90緩0敢cm-1[R坡h(纏NH3)6]3+Rh4d85s10=覽34牽10斗0珍cm-1[I桌r(饒NH3)6]3+Ir5d美76蒙s20=復(fù)41逢00哀0播cm-12、配主體的瓦性質(zhì)對于同一準(zhǔn)中心閉離子她,產(chǎn)0值隨垃配體禽場的飽強、需弱的死不同根而變?;?,筋配體場脆的強雀度愈政高,黃0值愈船大。對終于八筍面體撐配合鍋物,墳其配惹體場惡的強弱順點序大指致如樣下:該順跌序是津總結(jié)夠了配扯合物安光譜雄實驗應(yīng)數(shù)據(jù)蝴而得捷到的尾,所竟以稱睬為光僻譜化制學(xué)序城。由螞此可敗見:強場弱配體撲有:CO,CN-,NO2-,NH3弱場偶配體仰有:I-,硬B吸r-燭,歡Cl-,帥F-(3熔)配合茂物的幾何羞結(jié)構(gòu)平面哲正方域形配臘合物戶的分壟裂能探最大,四面哪體配徐合物須分裂陡能最松小0=4蔥/9防0I-<Br-<Cl-<F-<H2O<SCN-<NH3<en<NO2-<CN-<CO長
短0
小
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大弱場
強場(三敢)、眼晶體開場理懲論的齒應(yīng)用1、配鏡合物d電子修的自囑旋狀隔態(tài)和描磁性對于護八面謠體配挨合物瞞,d軌道遵分裂鉛為d和d兩組霞。當(dāng)戲中心寒離子菊具有1示3個d電子年時,挨這些d電子賠必然銷填入寨在d軌道傳上,肢而且古保持壇自旋平行夕,自殲旋狀須態(tài)和株磁性漂不受走軌道糕分裂恭的影當(dāng)響;休若中古心離斤子的d電子數(shù)為4薄7時,曲則可羊有兩尖種不裙同形淡式的子排列,如丙下表研:從第猜四個腸電子歸開始衣強抬、弱揀有別棟。對于舌強場近排列鴨來說屠,第衣四個吐電子倉克服貸分裂儀能0,進盲入能現(xiàn)級高的d軌道途,形駛成高輝自旋胖排布惰;對于健弱場冒排列損,第枯四個默電子鞏則是眉克服兵電子真成對泛能Ep,進慚入能嘆級低的d軌道恰,形獲成低翼自旋呀排布齊。配域合物濃到底逢是形格成高尖自旋槽還是亦低自旋排狗布,型取決勵于軌夜道的仍分裂訴能和閱電子滲成對呆能的桶相對皮大小慰:0>E垮p,電號子進款入d軌道聚,未脆成對紹電子焰數(shù)減糊少,怕形成冠低自悟旋配合物富;0<E擴p,電年子進豪入d軌道伯,未冒成對決電子推數(shù)不叫變,謝形成戚高自旋配約合物勞。強場配體弱場配體dddd低自旋配合物高自旋配合物不同治的中醋心離鎮(zhèn)子,挺電子屢成對南能Ep相差狂并不喜大,重但分睬裂能盯相差卻較背大,句尤其己是隨圾晶體風(fēng)場的舊強弱撕不同植有較欣大的渾差異壤。所掌以分貞裂后d軌道私中電烤子的指排布噴主要補取決叨于分兩裂能0,即熟取決妹于配宣體場待的強弱。試用鉆晶體炊場理紀(jì)論解霧釋:1、為踐什么[F揪e(歪CN漆)6]4-為反領(lǐng)磁性敢,而[F意e(低H2O)6]2+卻具嘩有順磁批性?解:Fe2+:枝3d6=陸0;無憶單電狂子,為反恒磁性疊物質(zhì)低自旋高自旋dd>0;有攀單電繼子,為部順磁子性物油質(zhì)強場滅排列弱場諸排列強場暖配體0大弱場暫配體0小[C澤o(蹈NH3)6]3+的磁踐矩為乳0B.M,爛按晶盒體場舍理論芳,指職出各偵中心粒離子d軌道診分裂粒后的d電子薯排布跳,并掘算相萌應(yīng)的汁晶體違場穩(wěn)炸定化于能。解:Co3+的電環(huán)子構(gòu)憐型為溫3d6:dd3、配籌合物分的顏雕色過渡閥金屬廚配離榆子一是般具鹿有顏幫色,刃如下岸表:綠青赤橙黃藍(lán)紫這可叮以用敗晶體蓄場理通論來初解釋老。物質(zhì)你的顏般色是蒼由于砍它選置擇性留地吸溫收可或見光崗中某現(xiàn)些波備長的接光產(chǎn)案生的曲。當(dāng)節(jié)白光笛投到攜物體堅上,浴如果福全部檔被吸礦收,武物體腎呈黑遺色;休如果期全部翁反射凡出來清,物混體呈街白色?。蝗缯坠蝗瘴諅z可見皆光中市某些嗎波長設(shè)的光掉,則炸剩下貫的未被破吸收的光票線的足顏色堪就是系物質(zhì)可的顏若色。配合躁物具昏有顏涌色是擔(dān)因為d軌道很在晶僚體場侄的作寧用下榨發(fā)生崗能級悅分裂失,在d軌道處沒有蜂被電腿子充嘗滿的沾情況悟下,d電子明就有舊可能霸從較她低能士級的幕軌道向叢較高萍能級些的軌稈道發(fā)應(yīng)生d-是d躍遷罰,躍予遷所找需要盜的能熊量就腸是d軌道神的分裂興能0。盡腐管不籍同配展合物耗的分拜裂能底不同餅,但陷其數(shù)崖量級抱一般塞都在霞近紫外尺和可興見光氣的能塘量范完圍之票內(nèi)。不同濾配合關(guān)物由估于分耐裂能聾的不密同,是發(fā)生d-暮d躍遷劉吸收娘光的崇波長易也不紹同,頑使配貢合物呼產(chǎn)生爽不同下的顏鄭色。例彩如[T亭i(境H2國O)閑6]絹3+離子岡發(fā)生d-話d躍遷誰的吸塑收波科長在51橫0普nm處,谷即藍(lán)凝綠及黃色僑成分唐,吸墻收最些少的沸是紫引色及里紅色呆成分厭,所自以它漲呈淡堆紅紫津色。觀察到的顏色吸收的顏色白色光綠黃黃紅藍(lán)紫吸收率波長/nm§8助-4配合列物的筋穩(wěn)定曾性一、俊熱力鄉(xiāng)豐學(xué)穩(wěn)海定性1、穩(wěn)定澤常數(shù)譯和不躲穩(wěn)定噴常數(shù)(1)穩(wěn)除定(形成)常數(shù)說和不只穩(wěn)定(離解)常數(shù)[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3稱為不穩(wěn)定常數(shù),愈大,配合物愈不穩(wěn)定。Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+
顯然耳有:(2)逐網(wǎng)級穩(wěn)那定常閥數(shù)和村累積北穩(wěn)定辟常數(shù)Cu2++NH3[Cu(NH3)]2+
Cu(NH3)2++NH3[Cu(NH3)2]2+
Cu(NH3)22++NH3[Cu(NH3)3]2+
Cu(NH3)32++NH3[Cu(NH3)4]2+
稱為逐級穩(wěn)定常數(shù),顯然有:同理盛,有篇:而且餐:例1:在10其0m張L彼0.維1志mo清l·趁dm-3Ag聞NO3溶液移中,粒加入20涌mL刪2冶mo傾l·羊dm-3氨水要,使Ag+離子攝全部攻生成[A曲g(皇NH3)2]+配離長子。偶若將職此溶當(dāng)液加鈔水稀財釋至25蟻0m代L,則而溶液退中Ag+離子鍬濃度戀將為盟若干籌?解:稀釋席后,Ag+和NH3的濃蜜度為豬:生成鬼配離薯子后蹲,溶耕液中您還剩別下的礦氨的棄濃度今為:根據(jù)驕平衡褲原理話有:[Ag(NH3)2]+Ag++2NH3開始濃度/mol·dm-30.040.080平衡濃度/mol·dm-30.04-xx0.08+2x解之殼,得噸:[A擔(dān)g+]阻=境3.爆75配×1斑0-7mo所l·航dm-32、配程合平筒衡移趙動與酸蔬堿平宋衡一胡樣,督配合件平衡裹也是閑有條矮件的愿,當(dāng)續(xù)外界僅條件透發(fā)生噴變化撐,平固衡就偏會被堅打破僅,而靈發(fā)生刮移動乏建立敗新的蔑平衡紹。(1)配惹合平輕衡和命酸堿凱平衡[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42-3OH-+Fe(OH)3[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42-3H++Fe(OH)3(2)配天合平覽衡和龜沉淀般溶解橋平衡[Ag(NH3)2]+Ag++2NH3I-+AgIAgIAg++I2CN-+[Ag(CN)2]-(3盛)配合絮平衡盾的有徑關(guān)計埋算a.判斷繭沉淀加能否刊生成例2:在含有0.2mol·dm-3NH3·H2O和0.02mol·dm-3NH4Cl的混合溶液中,加入等體積的[Cu(NH3)4]2+溶液,問溶液中有無Cu(OH)2沉淀?(已知:)解:苦溶液仰中:[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3開始濃度/mol·dm-30.150.100平衡濃度/mol·dm-30.15-x0.1+4xxx講=嶼[C全u2+]吩=8味.8季5×潛10-1帖1mo挪l·懂dm-3溶液村中離占子的艱濃度被為:NH3+H2ONH4++OH-開始濃度/mol·dm-30.100.01平衡濃度/mol·dm-30.1-yy0.01+y解之幫,得備:y族=填[O容H-]斷=1品.8倍×1捏0-4mo憲l·鹽dm-3所以爺:[Cu2+][OH-]2=8.85×10-11×(1.8×10-4)2=2.87×10-18>故上希述溶胳液中銜有Cu訪(O召H)2沉淀名生成例3:在0.1dm36mol·dm-3NH3中,能溶解多少克AgCl?(已知:,)解:設(shè)溶魄解Ag辣Cl的濃朽度為x布mo裁l·侵dm-3AgCl+2NH3[Ag(NH3)2]++Cl-平衡濃度/mol·dm-36-2xxx解之茄,得河:x裹=搖0.貼29妥m艷ol抵·d射m-3溶解Ag削Cl的克禽數(shù)為周:0.拾29腿×0稱.1安×1芝43胞.4貿(mào)
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