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无机化学
1.11 项目8 配位化合物
项目8 配位化合物

【学习目标】

掌握:配合物的内界和外界、配位数等概念;配合物的基本概念、命名和稳定性。

熟悉:常见配体和配合物的命名;配合物的键合异构和顺反异构现象;酸碱平衡和沉淀平衡对配位平衡的影响。

了解:配合物的价键理论;配位平衡与氧化还原平衡之间的相互影响;EDTA、螯合物。

案例导入

在硫酸铜溶液中加入氨水,开始时有蓝色Cu2(OH)2SO4 沉淀生成,当继续加入过量氨水时,则蓝色沉淀溶解变成深蓝色溶液,反应为:

CuSO4+4NH3══[Cu(NH34]SO4(深蓝色溶液)

在[Cu(NH34]SO4 溶液中,几乎检查不出有Cu2+存在。

在HgCl2 溶液中加入KI,开始时有橘黄色HgI2 沉淀,当继续加入过量KI 时,则橘黄色沉淀消失,变成无色溶液,反应为:

HgCl2+2KI══HgI2↓+2KCl

HgI2+2KI══K2[HgI4](无色溶液)

在K2[HgI4]溶液中,几乎检查不出有Hg2+存在。

问题:1.在Cu(NH34SO4 溶液和K2[HgI4]溶液中几乎检验不出Cu2+ 和Hg2+,为什么?

2.Cu(NH34SO4 和K2[HgI4]属于什么物质?

配位化合物简称配合物,也常称为络合物。人类对于配合物的认识可能缘于其颜色,不少配合物最初就是根据其颜色命名的。早在西周至春秋时期,中国人就知道“染绛(红)用茜”(茜草根中的二羟基蒽醌与黏土或白矾中的Al3+形成红色物质)“染缁(黑)用涅”(“涅”即绿矾FeSO4·7H2O,其中的Fe2+与某些植物中的3,4,5-三羟基苯甲酸形成黑色物质)。大约在公元初,希腊人普里尼(Pliny)发现,可用经五倍子提取液(含3,4,5-三羟基苯甲酸)浸泡过的纸检测醋和胆矾中的Fe2+。在1706年前后,德国颜料技师狄斯巴赫(Diesbach)偶然地制备出了后来被称为“普鲁士蓝”的颜料,这可能是最早的人工合成的配合物之一。

现代配位化学的发展史可追溯到18世纪末。1798年,法国化学家塔萨厄尔(Tassaert)本想用氨水代替NaOH 来沉淀盐酸介质中的Co2+,却意外地得到了化学组成为CoCl3·6NH3 的橘黄色结晶,由此拉开了职业化学家研究配合物的序幕。瑞士化学家维尔纳(Wermer)认识到金属离子形成的化学键的数目可以不同于其氧化态。为解释此类化合物中金属离子与其他原子之间的连接方式,他在1893年提出了“副价”和“配位数”等概念,奠定了现代配位化学的基础。从20世纪20年代末到50年代,化学家和物理学家共同探索配合物的性质和结构,提出了价键理论、晶体场/配体场理论和分子轨道理论。现在,配位化学已成为连接无机化学与其他化学分支学科和应用学科的纽带,在生命科学、环境科学、工业催化、染料、材料、农林业和海洋化学等领域具有广泛的用途。