无机化学-(2)
(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)。
2
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2 键) 烷基、酰基 1 烯丙基3 (CH2=CH-CH2·) 2 羰基 环戊二烯基5 (C5H5·) 3 亚硝酰 环庚三烯基7 (C7H7·) 6 单齿配体2 苯基 Cl-; PR3等
3
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 电子23 24 25 26 27 28 数 相差18 价电5 6 7 8 9 10 子数 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
4
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:
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
5
无机化学-(2)



