2016无机化学（高教版）授课教案：第12章 配位平衡.docVIP

无机化学（高教版）授课教案 第 12 章 配位平衡[ 教学要求 ] 1 ．掌握配位平衡，配合物的稳定常数和不稳定常数的概念和 意义 。 2 ．掌握配合物的有关计算：能应用配合物的稳定常数计算配离子的稳定性。 3 ．了解影响配位平衡的因素及与其它平衡的关系。 [ 教学重点 ] 1 ．配位平衡，配合物的稳定常数和不稳定常数的概念和 意义 。 2 ．配合物的有关计算 。 3 ．影响配位平衡的因素。 [ 教学难点 ] 配合物的有关计算 。 [ 教学时数 ] 4 学时 [ 主要内容 ] 1 ．配合物的性质： 配合物的稳定常数和不稳定常数的概念。 2 ．配合物的稳定常数 及其计算。 3 ．配离子在溶液中的稳定性，配合平衡和沉淀溶解平衡的关系，配合物之间的转化，配合平衡和氧化还原反应的关系。 [ 教学内容 ] 12-1 配合物的稳定常数 在应用或研究配合物时，首先注意的是它的稳定性，稳定性这一词含义较广。配合物受热是否容易分解，这是配合物的热稳定性。在溶液中配合物是否易电离出它的组份——中心离子和配位体，这是配合物在溶液中的稳定性。此外配合物的稳定性还包括是否容易进行氧化还原反应，这就是配合物的氧化还原稳定性，但应用最广的是配合物在溶液中的稳定性，也是我们这节讨论的内容。 12-1-1 稳定常数和不稳定常数 在讲解配离子的稳定常数之前，我们先观察和分析一个实验。在两只烧杯中分别加入[Cu(NH3)4]SO4 溶液。在第一个烧杯中加入少量的氢氢化钠溶液，并无Cu(OH)2 生成，在第个二杯中加入少量的 Na2S 溶液，则生成黑色CuS 沉淀。这说明[Cu(NH3)4]2+ 离子可以微弱地解离出极少量的Cu2+ 离子和 NH3 分子。 [Cu(NH3)4] 2+ =Cu 2+ +4NH 3 配离子在溶掖中的离解平衡与弱电解质的电离平衡相似，因此，也可以写出配离子的离解平衡常数： K=[ Cu2+ ][NH3]4 /[Cu(NH3)42+ ] 这个常数越大表示 [Cu(NH3)4] 2+ 配离子越易离解，即配离子越不稳定。所以这个常数 K 称为 [Cu(NH3)4] 2+ 配离子的不稳定常数。可用 K不稳表示。不同配离子具有不同的不稳定常数。因之配合物的不稳定常数是每个配离子的特征常数。即配离子的离解常数。如上述的[Cu(NH 3 )4] 2+ 的K不稳 ＝2.09 ×10-13 ，而[Cd(NH3)4]2+ 的K不稳 ＝ 2.75 × 10-7 ，[Zn(NH3)4]2+ 的 K不稳 ＝2.00 × 10-9 。根据 K不稳 越大，配离子越不稳定，越易离解的原则，上面的三种配离子其稳定性应该是 [Cd(NH3)4]2+ ＜ [Zn(NH3)42+ ＜ [Cu(NH3)4]2+ 。 ????????? 除了可以用不稳定常数表示配离子的稳定性以外，有的书或资科中，也常用稳定常数。如 [Cu(NH3)4]2+ 配离子的形成反应为:?? Cu2+ +4NH3 =[Cu(NH3)4]2+ 其平衡常数为?????? K=[Cu(NH3)4]2+ /[ Cu2+ ][ NH3]4 这个配合反应的平衡常数是 [Cu(NH3)4 ]2+ 的生成常数。该常数越大，说明生成配离子的倾向越大，而离解的倾向就越小，即配离子越稳定。所以该常数也叫 [Cu(NH3)4]2+ 的稳定常数。一般用 K 稳 表示。不同的配离子具有不同的稳定常数。稳定常数的大小，直接反映了配离子稳定性的大小。一些常见配离于的稳定常数列入表 19 -5 中。 很显然，稳定常数和不稳定常数之间存在如下关系： K 稳 =1/K 不稳 稳定常数或不稳定常数。在应用上十分重要，使用时应十分注意不可混淆。本讲义所用数据除注明外均为稳定常数。 12-1-2 配离子的逐级稳定常数 配离子的生成一般是分步进行的。因此溶液中存在着一系列的配合平衡，对应于这些平稀也有一系列稳定常数。例如 Cu 2+ +NH3 = Cu(NH3)2+ ，第一级形成常数： k 1 =[Cu(NH3)2+ ]/[Cu2+ ][NH3]=1.41×104 Cu(NH3)2+ +NH3 = Cu(NH3)3 2+ ，第二级形成常数： k 2 =[Cu(NH3)22+ ]/[Cu(NH3)2+ ][NH 3 ] =3.17×103 Cu(NH3)22+ +NH 3 = Cu(NH3)42+ ，第三级形成常数： k3 =[Cu(NH3)32+ ]/[Cu(NH3)22+ ][NH3] =7.76×102 Cu(NH3)32+ +NH3 = Cu(NH3)42+ ，第四级形成常数： k4 =[Cu(NH3)42+ ]/[Cu(NH3)32+ ][NH3] =1.39×10