医用化学第七章配位化合物.ppt

1、第七章第七章 配位化合物配位化合物Coordination Compound第一节配位化合物的基本概念第一节配位化合物的基本概念第二节配位平衡第二节配位平衡第三节螯合物第三节螯合物第四节配合物与生物学、医学的关系第四节配合物与生物学、医学的关系第一节配位化合物的基本概念第一节配位化合物的基本概念Cu2+NH3H2O(少量）少量）Cu(OH)2 浅蓝色浅蓝色+NH4+Cu(NHCu(NH3 3)4 4 2+2+CuSOCuSO4 4 Cu(OH)Cu(OH)2 2 Cu(OH)2+NH3H2O（过量）（过量）Cu(NH3)42+(深兰色溶液）深兰色溶液）Cu(NH3)42+NaOH，无无Cu(O

2、H)2 Cu2+有没有？有没有？Cu(NH3)42+H2S CuS (黑）黑）BaCl2+SO42-BaSO42-+2Cl-Cu(NH3)4SO4 硫酸四氨合铜（硫酸四氨合铜（）什么是配位化合物？什么是配位化合物？含配离子的化合物和配位分子含配离子的化合物和配位分子 我们把金属离子（原子）与一定数目的我们把金属离子（原子）与一定数目的中性分子或者负离子结合成的不易离解的中性分子或者负离子结合成的不易离解的复复杂离子杂离子称为配离子。称为配离子。复杂结构单元：复杂结构单元：Cu(NH3)42+离子离子 PtNH3 Cl2，Ni(CO)4注意与复盐的区别注意与复盐的区别 如：如：Cu(NH3)42

3、中中Cu2+有空轨道，有空轨道，NH3中的中的N有孤对电子。有孤对电子。围绕其周围的中性分子或负离子围绕其周围的中性分子或负离子配配体含有孤电子对，两者以配位键相结合。体含有孤电子对，两者以配位键相结合。核心的离子或原子核心的离子或原子中心原子的价电中心原子的价电子层有空轨道子层有空轨道 中心原子中心原子配位体配位体内内 界界外界外界配合物配合物内外界是内外界是离子键离子键结合，在溶液中相当于强电结合，在溶液中相当于强电解质，完全解离。中心原子与配体间是解质，完全解离。中心原子与配体间是配位配位键键，在溶液中相当于弱电解质，部分解离。，在溶液中相当于弱电解质，部分解离。Cu (NH3)4 S

4、O4一、配合物的组成一、配合物的组成（一）中心原子（一）中心原子(central atom)：离子离子 Cu2+、Ni2+、Zn2+原子原子 Ni：Ni(CO)4（二）配位体（二）配位体(ligand)中性分子中性分子 NH3、CO、H2O 负离子负离子 CN-、Cl-、EDTA4-(Y4-)配位原子配位原子(ligating atom)配位体中提供孤电子对的原子，如：配位体中提供孤电子对的原子，如：NH3、H2O、CN-常见的配位原子为：卤素常见的配位原子为：卤素X和和O、S、N、C共共8种元素的原子种元素的原子单齿配位和多齿配位单齿配位和多齿配位多齿配体：含有两个及以上配位原子的配体多齿配

5、体：含有两个及以上配位原子的配体 SCN-(硫氰酸根硫氰酸根)、NCS-(异硫氰酸根异硫氰酸根)NO2-(硝基硝基)、ONO-(亚硝酸根亚硝酸根)单齿配体：含有一个配位原子的配位体单齿配体：含有一个配位原子的配位体 H2O、NH3、Cl-H2N-CH2-CH2-NH2，乙二胺，乙二胺(en)草酸根，乙二酸根草酸根，乙二酸根NCH2CH2NCH2COOHCH2COOHHOOCCH2HOOCCH2乙二胺四乙酸，乙二胺四乙酸，EDTA乙二胺四乙酸根，乙二胺四乙酸根，EDTA4-，Y4-ONCH2CH2NCCH2CCH2-OO-OCH2CH2COO-COO-（三）配体数（三）配体数(配体总数配体总数)

6、和配位数和配位数(直接与中直接与中心原子以配位键结合的配位原子的数目心原子以配位键结合的配位原子的数目)单齿配体：配位数单齿配体：配位数=配体数，配体数，Cu(NH3)42+多齿配体：配位数多齿配体：配位数配体数，配体数，Cu(en)22+中心原子最常见的配位数是中心原子最常见的配位数是2、4、62 Ag+、Cu+、Au+4 Cu2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+、Sn2+、Pb2+、Co2+、Ni2+、Pt2+、Fe2+、Fe3+6 Cr3+、Al3+、Pt4+、Co3+、Co2+、Ni2+、Pb2+Co(NH3)4Cl2Cl 配位数是多少？配位数是多少？Cr(en)2Cl2Cl配位数是多少

7、配位数是多少？4?6?FeY-配位数是多少？配位数是多少？1?6?问题：问题：二、配位化合物的命名二、配位化合物的命名1.对于内、外界的命名，阴离子在前，阳离对于内、外界的命名，阴离子在前，阳离子在后子在后 某化某：某化某：Cu(NH3)4Cl2、Ag(NH3)2OH 某酸某：某酸某：Cu(NH3)4SO4 某某 酸：酸：H2PtCl6配体数配体数(汉字数字汉字数字)-配体名配体名-“合合”-中心原子中心原子-(氧化数氧化数)(罗马字表示罗马字表示)2.配离子或配位分子的命名顺序配离子或配位分子的命名顺序如：如：Cu(NH3)4SO4 硫酸四氨合铜硫酸四氨合铜()不同配体用不同配体用 分开分

8、开先无机、后有机先无机、后有机先阴离子、后中性分子先阴离子、后中性分子若同为分子或离子则按配位原子的元素符号若同为分子或离子则按配位原子的元素符号的英文字母顺序的英文字母顺序3.3.多种不同配体的命名顺序多种不同配体的命名顺序K Pt(NH3)Cl3三氯三氯 氨合铂氨合铂()酸钾酸钾Ag(NH3)2OH氢氧化二氨合银氢氧化二氨合银()Fe(en)3Cl3三氯化三三氯化三(乙二胺乙二胺)合铁合铁()H2PtCl6 六氯合铂六氯合铂()酸酸复杂配体要复杂配体要加括号，以加括号，以防出现歧义防出现歧义硫酸硫酸（亚硝酸根）（亚硝酸根）五氨合钴五氨合钴()KCo(NO2)4(NH3)2四硝基四硝基 二氨

9、合钴二氨合钴()酸酸钾钾Co(ONO)(NH3)5SO4四四(异硫氰酸根异硫氰酸根)二氨合铬二氨合铬()酸铵酸铵NH4Cr(NCS)4(NH3)2Ni(CO)4 K2Pb(SCN)2Cl4四羰基合镍四羰基合镍(0)0)四氯四氯 二二(硫氰酸根硫氰酸根)合铅合铅()酸钾酸钾Co(NH3)5H2OCl3氯化五氨氯化五氨一水合钴一水合钴()back一、配位平衡常数一、配位平衡常数(stability constant)第二节配位平衡第二节配位平衡KS称为配位化合物稳定常数称为配位化合物稳定常数 Ks的大小反映了配合物的稳定性。一般的大小反映了配合物的稳定性。一般来说，来说，Ks越大，配合物越稳定，即

10、同浓度溶越大，配合物越稳定，即同浓度溶液中中心原子浓度越小。液中中心原子浓度越小。Ag(NH3)2+Ag(S2O3)23-Ag(CN)2-Ks1.121072.88 10131.261021稳定性稳定性一般稳定一般稳定次稳定次稳定最稳定最稳定 根据根据Ks的数值可以直接比较的数值可以直接比较相同类型相同类型（配体数相同，（配体数相同，Ks表达式相似）配离子的稳表达式相似）配离子的稳定性：定性：当配体的数目不同时，必须通过计算才当配体的数目不同时，必须通过计算才能判断配离子的稳定性。能判断配离子的稳定性。分别计算浓度均为分别计算浓度均为0.10 molL-1的的CuY2-和和Cu(en)22+溶

11、液中的溶液中的Cu2+浓度。已知浓度。已知 CuY2-的的Ks=51018、Cu(en)22+的的Ks=5.11021。x=1.41410-10y=1.7010-8 Cu(en)22+的解离度更大，稳定性的解离度更大，稳定性不如不如CuY2-。二、二、配位平衡移动配位平衡移动 增大溶液增大溶液H+浓度，可导致配位平浓度，可导致配位平衡移动，使配离子稳定性降低，这种衡移动，使配离子稳定性降低，这种现象称为现象称为酸效应酸效应(acid effect)。(一一)配位平衡与溶液酸度的关系配位平衡与溶液酸度的关系 因因OH-浓度增加，金属离子与浓度增加，金属离子与OH-结合致使配离子解离的作用称为结合

12、致使配离子解离的作用称为水解效水解效应应(hydrolytic effect)。通常在不产生氢氧化物沉淀的前提通常在不产生氢氧化物沉淀的前提下，适当提高溶液的下，适当提高溶液的pH值，以保证配值，以保证配合物的稳定性。合物的稳定性。(二二)配位平衡与沉淀平衡的关系配位平衡与沉淀平衡的关系 上述反应朝哪个方向移动，取决于沉淀上述反应朝哪个方向移动，取决于沉淀剂剂Cl-、Br-、I-与配体与配体NH3、S2O32-、CN-争夺争夺金属离子的能力。生成更加难以解离的物质。金属离子的能力。生成更加难以解离的物质。（三）（三）配位平衡之间的相互关系配位平衡之间的相互关系 平衡朝哪个方向移动，取决于平衡朝

13、哪个方向移动，取决于Ks1与与Ks2、Ks1与与Ks3的相对大小的相对大小，一般平衡总是一般平衡总是向生成向生成配离子稳定性大的方向配离子稳定性大的方向移动移动。例：试利用例：试利用Ks判断下述反应进行的方向和限判断下述反应进行的方向和限度，已知度，已知HgCl42-和和HgI42-的的Ks分别为分别为1.21015、6.81029；解：解：back第三节螯合物第三节螯合物 Ni(en)32+中心原子与多齿配体形成的具有环状结中心原子与多齿配体形成的具有环状结构的配合物。构的配合物。同一配体的两个配位原子之间相隔两个或三同一配体的两个配位原子之间相隔两个或三个其他原子，形成螯合环（五员或六员），个其他原子，形成螯合环（五员或六员），同一配体中含有多个配位原子时，可同时形同一配体中含有多个配位原子时，可同时形成多个螯合环。成多个螯合环。CaY2-二、影响螯合物稳定的因素二、影响螯合物稳定的因素（一）螯合环的大小（一）螯合环的大小螯合物的稳定性与螯合环的大小有关系，五螯合物的稳定性与螯合环的大小有关系，五员环最稳定。六员环比较稳定员环最稳定。六员环比较稳定。（二）螯合环的数目（二）螯合环的数目在可能的情况下形成的螯合环的数目越多，在可能的情况下形成的螯合环的数目越多，稳定性越大稳定性越大。back