(4)F-+HSO3-=SO32-+HF 2、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-
各类配体在计算EAN时所提供的电子数为: H 1 烯烃(每个双键) 2 1 烷基、酰基 烯丙基3 (CH2=CH-CH2·) 2 羰基 环戊二烯基(C5H5·) 5 3 亚硝酰 环庚三烯基(C7H7·) 7 6 单齿配体Cl-; 2 苯基
1
PR3等 二、16e-和18e- 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。 V Cr Mn Fe Co Ni 23 24 25 26 27 28 电子数 相差价电子18 5 6 7 8 9 10 数 此外,也有少数二者之和为16e-配合物也稳定。位于周期表右下角的过渡金属Ir+,Pt2+都能形成外层总电子数为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)3 B Fe(CO)4 C Fe(CO)5 D Fe(CO)6 (2)在[HxCo(CO)4]中,x值为
A 1 B 2 C 3 D 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)4NO B Fe(CO)5 C Cr(CO)6 D Co(CO)4 (4)下列配合物中,有顺磁性的是
A ZnF42- B Ni(CO)4 C 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:
2
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-1 NaCN,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;Kb(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, β2(Ag(NH3)2+)=1.6x107; β2(Ag(CN)2)=1.3x1021
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].
3