(4)F-+HSO3-=SO32-+HF2、解释下列现象(1)AgI2-和I3-是稳定的,而AgF2-和I2F-不存在?(2)BH3CO稳定存在而BF3CO不能形成?3—6 有效原子序数(EAN)规则(Effective atomic number)一、概念1927年英国化学家西奇维克提出,是指中心原子的电子数和配体给予中心原子的电子数之和。
即中心原子形成稳定配合物的EAN应等于紧跟它后面的惰性原子的序数。
主要用于羰基及其它非经典配合物结构中。
如:[Cr(CO)6]→24e-+12e-=36e-[Fe(CO)5] →26e-+10e-=36e-→Kr(氪) -36e-[Co(NH3)6]3+→24e-+12e-=36e-对于中心原子三偶数电子的,可直接形成羰基配合物,而一般中心原子为奇数电子的羰基配合物多不稳定,(不能满足EAN),所以它们容易氧化,还原或聚和成多核配合物,以符合EAN要求,如V为23e-,在形成V(CO)6的总电子数为35,它不稳定,易被还原成[V(CO)6]-。
而V(CO)6+Na→Na++[V(CO)6]-又如具有奇电子数的Mn(0),Co(0),它们的羰基配合物以二聚体Mn2(CO)10,Co2(CO)8或混合形式[Mn(CO)5Cl]和[HCo(CO)4]存在,它们的结构,有效原子序数计算如下图:二、常见配体提供电子数的计算1、NO:一氧化氮分子虽不是有机配体,但与CO十分类似。
能理解成NO+,与CO有相当数目的电子(等电子体)。
NO参加配体是以三电子成键,因而许多有亚硝酰作配体的配合物能符合EAN法则。
如:[Co(CO)3NO]→27+6+3=36e- [Fe(CO)2(NO)2] →26e-+4e-+6e-=36e-[Mn(CO)(NO)3] →25+2+9=36e-[Cr(NO)4] →24+12=36e-2、烷基与金属形成σ键,按单电子计算。
对不饱和的碳氢分子或离子可按参加配位双键的π电子数目计算。
如:[Mn(CO)5(C2H4)]+=25e-+2e-+10e--e-=36e-[Cr(C6H4)2]=24e-+2×6e-=36e-[Fe(C4H6)(CO)3]=26e-+4e-+6e-=6e-3、环戊二烯基和羰基的混合配合物:环戊二烯基作为5个e-,如:[Mn(CO)3(C5H5)]=25+6+5=36e-[Co(CO)2(C5H5)]=27+4+5=36e-[V(CO)4(C5H5)]=23+8+5=36e-EAN法则的另一种说法是18e-规则。
而中心原子内层电子不予考虑,只考虑外层和次外层的电子(即价电子),中心原子价电子数加上配体给予的电子数目总和等于18e-时,则形成稳定的配合物。
一些过渡元素不成键的内层电子数也是18。
为16的配合物。
三、应用:练习1: 运用EAN规则判断下列金属羰基配合物是否存在?若存在,计算n值,并画出空间结构示意图。
ACr(CO)n BMn(CO)n CNi(CO)n DFe2(CO)n练习2:利用EAN规则完成下列反应:1Re2O7+CO→ 2Fe(CO)5+NO→练习3:填空(1)根据EAN,下列化学式中正确的是A Fe(CO)3B Fe(CO)4C Fe(CO)5D Fe(CO)6(2)在[H x Co(CO)4]中,x值为A 1B 2C 3D 4(3)按照18e-规则,下列各配合物中,主要以双聚体存在的是A Mn(CO)4NOB Fe(CO)5C Cr(CO)6D Co(CO)4(4)下列配合物中,有顺磁性的是A ZnF42-B Ni(CO)4C Fe(CN)63-D Fe(CN)64-3—7 配位离解平衡一、稳定常数(K稳)和逐级稳定常数(K稳i)配离子在水溶液中存在着生成和离解平衡,如:Ag++2NH3=Ag(NH3)2+其实配离子在溶液中是逐级形成的,如Ag(NH3)2+是分两步:Ag++NH3=Ag(NH3)+k1=…………Ag(NH3)++NH3=Ag(NH3)2+k2=…………k1,k2称为Ag(NH3)2+逐级稳定常数,显然K稳=k1·k2另外,也有使用不稳定常数和逐级不稳定常数,即:K不稳=1/K稳二、配离子溶液中有关离子浓度的计算:在利用稳定常数进行有关配位理解计算,要注意:1各逐级稳定常数都很大,(K稳很大),2配体大大过量例1:在10ml 0.20 mol·L-1AgNO3溶液中,加入10ml 1.0mol·L-1NaCN,计算平衡溶液中Ag+浓度,已知K稳(Ag(CN)2-)=1.3×1021。
三、配位理解平衡的移动在配位离解的系统中,若加入某些试剂,使溶液中同时存在沉淀平衡或氧化还原平衡或酸碱平衡,则溶液中各组分的浓度应同时满足多重平衡。
练习1:(1)欲用100ml氨水溶解1.0g AgCl,求氨水的最低浓度。
(2)在上述溶液中加入0.6g KBr(s),是否有AgBr沉淀产生?(3)若要使AgBr沉淀完全溶解,这是氨水的最低浓度是多少?已知:Ksp(AgCl)=1.6×10-10;Ksp(AgBr)=7.7×10-13;K稳(Ag(NH3)2+)=1.6×107练习2:已知K稳(Zn(CN)42-)=5.75×1016;φ(Zn2+/Zn)=-0.763V,求算Zn(CN)42-+2e=Zn2++4CN-的φ。
练习3:为什么在水溶液中,Co3+能氧化水,而在氨水中形成[Co(NH3)6]3+却不能氧化水?已知K稳[Co(NH3)6]3+=1.58×1035;K稳[Co(NH3)6]2+=1.38×105;K b(NH3·H2O)=1.8×10-5, φ(Co3+/Co2+)=1.81V, φ(O2/OH-)=0.42V, φ(O2/H2O)=1.23V。
习题4:水中铁盐会导致红棕色Fe(OH)3在瓷水槽里沉淀,通常用草酸H2C2O4溶液去洗涤,以除去这种沉淀物,试通过计算证明所列下列两个方程式中哪一个更能表达Fe(OH)3的溶解机理。
(1)酸碱机理:2Fe(OH)3(s)+3H2C2O4(aq)=3Fe3+(aq)+6H2O+3C2O42-(aq)(2)配离子生成机理:Fe(OH)3(s)+3H2C2O4(aq)=Fe(C2O4)33-(aq)+3H2O+3H+(aq)已知:K稳Fe(C2O4)33-=1.0×1020,KspFe(OH)3=1×1036,H2C2O4:K1=6×10-2,K2=6×10-5,Kw=1.0×10-14习题5:试求AgI在下列溶液中的溶解度:(1)1.0mol/L氨水;(2)0.10mol/LKCN溶液。
已知Ksp(AgI)=1.5x10-16, β(Ag(NH3)2+)=1.6x107; β2(Ag(CN)2)=1.3x10212习题6:已知Au3+ 1.41 Au+ 1.68 Au; AuCl4- 0.82 AuCl2- 1.35 Au求:(1)AuCl4- 和AuCl2-的累积稳定常数;(2)3Au+ ⇌ Au3+ +2Au的平衡常数;(3)3AuCl2-⇌AuCl4-+2Au +2Cl-的平衡常数。
习题1.命名下列配合物和配离子(1)(NH4)3[SbCl6];(2)[Cr(H2O)4Br2]Br.2H2O;(3)[Cr(Py)2(H2O)Cl3]。
2.根据下列配合物和配离子名称写出其化学式。
(1)四氯合铂(Ⅱ)酸六氨合铂(Ⅱ);(2)氯化二氯.四水合钴(Ⅲ);(3)氯.硝基.四氨合钴(Ⅲ)配阳离子(4)二氨.草酸根合镍(Ⅱ)。
3.指出下列配合物中配离子、中心离子、配位体、配位数及配位原子:(1)[Co(NH3)(en)2Cl]Cl2; (2)K2Na[Co(ONO)6].4.指出下列配合物的空间构型,并画出可能存在的几何异构体:(1)[Pt(NH3)2(NO2)Cl];(2)[Pt(Py)(NH3)ClBr];(3)[Pt(NH3)2(OH)2Cl2];(4)NH4[Co(NH3)2(NO2)4]5.根据实验测定的有效磁矩,判断下列各配离子是低自旋还是高自旋,是内轨型还是外轨型,中心离子杂化类型,配离子的空间构型。
(1)[Fe(en)3]2+, 5.5B.M;(2)[Co(SCN)4]2-,4.3B.M;(3)[Mn(CN)6]4-,1.8B.M;(4)[FeF6]3-,5.9B.M6.给出下列离子在八面体强场,弱场时d电子在t2g和e g轨道上排布的图示,并计算晶体场稳定化能CFSE(以D q和p表示):Cr3+;Cr2+;Mn2+;Fe2+;Co2+;Ni2+7.测下列各对配离子稳定性相对高低,并简要说明原因:(1)Co(NH3)63+与Co(NH3)62+;(2)Zn(EDTA)2-与Ca(EDTA)2-;(3)Cu(CN)43-与Zn(CN)42-;(4)AlF63-与AlCl63-;(5)Cu(NH2CH2COO)2与 Cu(NH2CH2CH2NH2)22+8.在0.1mol/LK[Ag(CN)2]溶液中加入KCl固体,使Cl-的浓度为0.1mol/L,会有何现象发生?已知K sp(AgCl)=1.8x10-10;K稳[Ag(CN)2-]=1.25x10219.若在1L水中溶解0.1molZn(OH)2,需要加入多少克固体NaOH?已知K sp[Zn(OH)2]=1.2x10-17; K稳[Zn(OH)42-]=4.6x101710.一个铜电极浸在含有1.0mol/L氨和1.0mol/LCu(NH3)42+的溶液里,以标准氢电极为正极,测得它与铜电极之间的电势差为0.03V,试计算Cu(NH3)42+配离子的稳定常数。
已知 E0(Cu2+/Cu)=0.34V.11.向一含有0.2mol/L自由氨和0.20mol/LNH4Cl的缓冲溶液中加入等体积的0.03mol/L[Cu(NH3)4]Cl2的溶液,问混合后溶液中能否有Cu(OH)2沉淀生成?已知:Ksp Cu(OH)2=1.6x10-19,K[Cu(NH3)4]2+=4.8x1012,K NH3=1.8x10-5第四讲元素化学通论一、含氧酸的强度1、R-O-H规则含氧酸在水溶液中的强度决定于酸分子中质子转移倾向的强弱:质子转移的倾向越大,酸性越强,反之则越弱。
而质子转移倾向的难易程度,又取决于酸分子中R吸引羟基氧原子的电子的能力。
当R的半径较小,电负性越大,氧化数较高时,R吸引羟基氧原子的能力强,能够有效地降低氧原子上的电子密度,供O-H键变弱,容易释放出质子,而表现出较强的酸性。