配位原子 配体举例

卤素 F-,Cl-,Br-,I-

氧 H2O,ONO-(亚硝酸根),C2O2-4

氮 NH3,NCS-(异硫氰根),-NO2(硝基)

碳 CO,CN-

硫 SCN-,S2O2-3

在元素周期表中几乎所有的金属元素都可以作为配合物的中心原子,但生成配合物的能力不同。一般在周期表中,两端的元素表现得较弱,尤其是碱金属、碱土金属,一般只能形成少数稳定螯合物,位于中部的元素能力最强,特别是第Ⅷ族元素以及与其相邻的 Cu,Mn,Cr 等副族元素。

  1. 简单配合物的命名方法

对配位个体命名时,配体名称列在中心原子之前,不同配体名称之前以中圆点(·)分开,在最后一个配体名称之后缀以“合”字。若配合物为配阳离子(如[Cu(NH3)4]2+)化合物,则命名时阴离子在前,阳离子在后,这与无机盐的命名一样;若为配阴离子,化合物(如[Ag(CN)2]-),则在配阴离子与外界阳离子之前用“酸”字连接。若外界为氢离子,则在配阴离子之后缀以“酸”字。

例如:

1)K[PtCl3NH3],三氯·氨合铂酸(1-)钾或三氯·氨合铂(Ⅱ)酸钾。

2)[Co(NH3)5H2O]Cl3,三氯化五氨·水合钴(3+)或三氯化五氨·水合钴(Ⅲ)。

配体个数用倍数词头二、三、四等数字表示。用罗马数字表示中心原子

的氧化数。用阿拉伯数字表示配离子的电荷数。配体中要先列出阴离子的名称,后列中性分子的名称。同类配体的名称,按配位原子元素符号的英文字母顺序排列,如在例 2)中,两个配体都为中性分子,配位原子为 N 和 O,所以 NH3 排在前面。

  1. 配位反应的某些特征

当配离子形成时,常伴随溶液颜色改变,例如: Cu2++4NH3→[Cu(NH3)4]2+

蓝 深蓝

Fe2++6CN-→[Fe(CN)6]4-

淡绿 黄

Ni2++6NH3→[Ni(NH3)6]2+

绿 蓝

Fe3++6F-→[FeF6]3-

黄 无

另一个重要现象为配位反应发生时,产生沉淀或沉淀溶解,如,丁二肟与镍离子反应,生成螯合物为难溶红色沉淀。另一方面许多沉淀由于配离子的形成而溶解,例如:

AgCl(s)+2NH3→[Ag(NH3)2]t++Cl- AgI(s)+2S2O2-3→[Ag(S2O3)2]3-+I-

沉淀溶于过量试剂:

AgCN(s)+CN-→[Ag(CN)2]- BiI3(s)+I-→[BiI4]-

利用上述现象可以进行物质的分析、分离。

  1. 配合物的稳定性

在 AgNO3 溶液中加入过量氨水,生成配合物[Ag(NH3)2]NO3 的溶液,将此溶液与 KCl 作用,虽不生成 AgCl 沉淀,但与 KBr,KI 作用,则生成淡黄色的 AgBr 和黄色 AgI 沉淀。

以上实验事实说明,在[Ag(NH3)2]NO3 溶液中,除了配离子以外,也有

阳离子 Ag+存在,但是 Ag+离子的浓度很小,以致只能达到生成某些难溶盐的溶度积值,如 AgBr,AgI,但不能达到 AgCl 等溶度积较大的难溶盐的溶度积。实际上[Ag(NH3)2]NO3 的解离分下列两种情况进行:

[Ag(NH3)2]NO3→[Ag(NH3)2]++NO-3 (1)

配位原子 配体举例 - 图1[Ag(NH3)2]+ Ag++2NH3 (2)

(1)式解离表现为强电解质的解离方式——完全解离。从(2)式可看到配离子的解离表现为弱电解质的性质,部分解离为离子,也有固定的平衡常数, 即:

K φ =

{c( Ag + ) / cφ }·{c( NH

) / c φ }2

c[ Ag( NH ) + ] / cφ

K 不称为配离子解离常数或称为不稳定常数。K 不愈大表示配离子愈不稳定。

当溶液处于标准状态时,称为标准离解常数,记为Kφ

配位原子 配体举例 - 图2配离子的解离是分步进行的,如: [Ag(NH3)2]+ [Ag(NH3)]++NH3

{c( AgNH + ) / cφ }·{c( NH

) / c φ }

K φ = 3 3

1 c([ Ag( NH ) ]+ ) / c φ

[ Ag( NH )]+ = Ag + + NH

{c( Ag + ) / c φ }·{c( NH ) / c φ }

K φ = 3

2 c([ Ag( NH )]+ ) / cφ

K1,K2 称为逐级不稳定常数

K φ = K φ K φ

不 1 2

除了用Kφ 表示配离子的不稳定性外,还可用配离子的生成反应的平衡

常数来表示。如:

配位原子 配体举例 - 图3Ag++2NH3 [Ag(NH3)2]+

c([ Ag( NH ) ]+ ) / cφ

K φ = 3 2

{c( Ag + ) / cφ }{c( NH ) / cφ }2

K 稳称为配离子稳定常数,K 稳值愈大,配离子的稳定性愈高。K 稳也常用β表示。同样,相应有逐级稳定常数β1,β2。

β=β1β2

许多螯合物比较稳定,例如:乙二胺四乙酸(EDTA,ethylene diamine tetraace ticacid)用 H4Y 表示。由于它在水中的溶解度较小,通常使用的是其二钠盐,EDTA·2Na,也简称 EDTA,它的结构式为:

它有 6 个配位原子(2 个氮原子,4 个氧原子),所以能与金属形成配合比为1∶1 的螯合物。它与许多金属离子能形成稳定的螯合物,如与 Fe3+形成的螯

合物见图 3-6。

各种螯合物在无机制备、物质分析、分离中应用广泛。

(5)配位平衡移动

若金属离子 Mm+和配体 L-形成配离子 MLn(m-n)+,在水溶液中产生如下解离平衡:

ML(mn +) = M m+ + nL

根据平衡移动原理,改变 Mm+或 L-的浓度,会使上述平衡发生移动。假若加入一种试剂能与 Mm+(或 L-)生成难溶物质、生成更稳定的配离子或使其氧化态改变等,都能使平衡向右移动,如: