首都师范大学
硕士学位论文
钒功能配合物的合成、结构及性质研究
姓名：张小梅
申请学位级别：硕士
专业：物理化学
指导教师：周荫庄
20070510
有机化合物结构与性质 考点一官能团的结构与性质 Z 真题感悟hen ti gan wu (课前) 1．(2018·全国Ⅲ·9)苯乙烯是重要的化工原料。下列有关苯乙烯的说法错误的是(C) A．与液溴混合后加入铁粉可发生取代反应 B．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C．与氯化氢反应可以生成氯代苯乙烯 D．在催化剂存在下可以制得聚苯乙烯 [解析]C错：与氯化氢的反应是发生在碳碳双键上的加成反应，产物是氯代苯乙烷。A对：“铁粉”“液溴”是苯乙烯()在苯环上发生溴代反应的条件。B对：含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色。D对： 含有碳碳双键，能发生加聚反应生成聚苯乙烯。 2．(2018·北京·10)一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高，广泛用作防护材料。其结构片段如下图。
下列关于该高分子的说法正确的是(B) A．完全水解产物的单个分子中，苯环上的氢原子具有不同的化学环境 B．完全水解产物的单个分子中，含有官能团—COOH或—NH2 C．氢键对该高分子的性能没有影响 D．结构简式为 [解析]B对：该高分子完全水解生成和，分别含有官能团—COOH、—NH2。A错：水解生成的单个分子是对称结构，苯环上的氢原子具有相同的化学环境。C错：氢键对高分子的性能有影响。D错：该高分子化合物的结构简 式为。 3．(2017·江苏)萜类化合物广泛存在于动植物体内，关于下列萜类化合物的说法正确的是(C) A．a和b都属于芳香族化合物 B．a和c分子中所有碳原子均处于同一平面上 C．a、b和c均能使酸性KMnO4溶液褪色 D．b和c均能与新制的Cu(OH)2反应生成红色沉淀 [解析]a中没有苯环，不属于芳香族化合物，A项错误；a、c中所有碳原子不可能共平面，B项错误；a中的碳碳双键、b中的羟基以及与苯环相连的甲基、c中的醛基均可以被酸性KMnO4溶液氧化，C项正确；与新制Cu(OH)2反应的官能团为醛基，只有c可以与新制Cu(OH)2反应，而b不能，D项错误。
铬及其化合物性质 一、单质：铬 1、物理性质铬是银白色的金属，难熔(熔点1800℃)，比重为，和铁差不多。铬是最硬的金属！ 铬的化学性质很稳定，在常温下，放在空气中或浸在水里，不会生锈。手表的外壳常是银闪闪的，人们说它是镀了“克罗米”，共实，“克罗米”就是铬，是从路的拉丁文名称Chromium音译而来的。一些眼镜的金属架子、表带、汽车车灯、自行车车把与钢圈、铁栏杆、照相机架子等，也都常镀一层铬，不仅美观，而且防锈。所镀的铬层越薄，越是会紧贴在金属的表面，不易脱掉。在一些炮筒、枪管内壁，所镀的铬层仅有毫米厚，但是，发射了千百发炮弹、子弹以后，铬层依然还在。 五光十色。铬的希腊文原意，便是“颜色”。金属铬是雪白银亮的，硫酸铬是绿色的，铬酸镁是黄色的，重铬酸钾是桔红色的，铬酸是猩红色的，氧化铬是绿色的(常见的绿色颜料“铬绿”就是它)，铬矾(含水硫酸铬)是蓝紫色的，铬酸铅是黄色的(常见的黄色颜科“铬黄”就是它) 2、铬的化学性质 不活泼金属，在常温下对氧和湿气都是稳定的，但和氟反应生成CrF3。金属铬在酸中一般以表面钝化为其特征。一旦去钝化后，极易溶解于几乎所有的无机酸中，但不溶于硝酸。在高温下，铬与氮起反应并被碱所侵蚀。可溶于强碱溶液。铬具有很高的耐腐蚀性，在空气中，即便是在赤热的状态下，氧化也很慢。不溶于水。镀在金属上可起保护作用。 温度高于600℃时铬和水、氮、碳、硫反应生成相应的Cr2O3，Cr2N和CrN, Cr7C3和Cr3C2,C r2S3。铬和氧反应时开始较快,当表面生成氧化薄膜之后速度急剧减慢；加热到1200℃时，氧化薄膜破坏，氧化速度重新加快，到2000℃时铬在氧中燃烧生成Cr2O3。铬很容易和稀盐酸或稀硫酸反应,生成氯化物或硫酸盐，同时放出氢气。 相关化学方程式如下：Cr + 2HCl= CrCl2 + H2↑ Cr + H2SO4 = CrSO4 + H2↑ 二、重要化合物 1、Cr(III) （1）Cr 2O 3 是绿色颜料，俗称“铬绿”，它是一种两性氧化物，能与酸或浓碱溶液反 应。（同氧化铝） 氧化铬的制备：（NH 4） 2 Cr 2 O 7 晶体受热即可分解出：Cr 2 O 3 N 2 H 2 O （2）Cr3+在酸性溶液中比较稳定，需要用强氧化剂方能使其氧化，比如酸性高猛酸钾溶液氧化成重铬酸根离子。 （3）CrO 2 -在碱性条件中是较强还原剂，如在碱性条件下与双氧水制备铬酸根离子 CrO 2- + H 2 O 2 + OH- === CrO 4 2- + H 2 O 2. Cr(VI) 的化合物 （1）重铬酸钾：K 2Cr 2 O 7 是一种橙红色晶体，具有强氧化性。 ①在水溶液中，Cr 2O 7 2-与 CrO 4 2-存在下列平衡
配合物的生成和性质 一、实验目的 1、了解有关配合物的生成，配离子及简单离子的区别。 2、比较配离子的稳定性，了解配位平衡与沉淀反应、氧化还原反应以及溶液酸度的关系。 二、实验原理 由一个简单的正离子和几个中性分子或其它离子结合而成的复杂离子叫配离子，含有配离子的化合物叫配合物。配离子在溶液中也能或多或少地离解成简单离子或分子。例如： [Cu(NH 3)4]2+配离子在溶液中存在下列离解平衡： 32243NH 4Cu ])NH (Cu [+?++ )])(([)()(243342++?=NH Cu C NH C Cu C K d 不稳定常数K d 表示该离子离解成简单离子趋势的大小。 配离子的离解平衡也是一种化学平衡。能向着生成更难离解或更难溶解的物质的方向进行，例如，在[Fe(SCN)]2+溶解中加入F -离子，则反应向着生成稳定常数更大的[FeF 6]3- 配离子方向进行。 螯合物是中心离子与多基配位形成的具有环状结构的配合物。很多金属的螯合物都具有特征的颜色，并且很难溶于水而易溶于有机溶剂。例如，丁二肟在弱碱性条件下与Ni 2+生成鲜红色难溶于水的螯合物，这一反应可作检验Ni 2+的特征反应。 四、仪器及试剂 1、 仪器 试管、滴定管 2、 试剂 HgCl 2(0.1mol ·L -1)、KI(0.1 mol ·L -1)、NiSO 4(0.2 mol ·L -1)、BaCl 2(0.1mol ·L -1)、NaOH(0.1mol ·L -1)、1:1(NH 3·H 2O)、FeCl 3(0.1mol ·L -1)、KSCN(0.1 mol ·L -1)、K 3[Fe(CN)6](0.1 mol ·L -1)、AgNO 3(0.1mol ·L -1)、NaCl(0.1 mol ·L -1)、CCl 4、FeCl 3(0.5 mol ·L -1)、NH 4F(4 mol ·L -1)、NaOH(2mol ·L -1)、1:1H 2SO 4、HCl(浓)、NaF(0.1 mol ·L -1)、CuSO 4(0.1 mol ·L -1)、K 4P 2O 7(2 mol ·L -1)、NiCl 2(0.1 mol ·L -1)、NH 3·H 2O(2 mol ·L -1)、1%丁二肟、乙醚。 五、实验内容 1、配离子的生成与配合物的组成 (1)在试管中加入0.1 mol ·L -1HgCl 2溶液10滴(极毒！)，再逐滴加入0.1 mol ·L -1KI 溶液，观察红色沉淀的生成。再继续加入KI 溶液，观察沉淀的溶解。 反应式：HgCl 2+2KI=HgI 2↓+2KCl HgI 2+2KI=K 2[HgI 4] (1) 在2只试管中分别加入0.2 mol ·L -1NiSO 4溶液10滴，然后在这2只试管中分别加入 0.1 mol ·L -1BaCl 2溶液和0.1 mol ·L -1NaOH 溶液，
第六章配合物的结构和性质 一、填空题 1、[Fe(CN)6]3-的LFSE=________________。 t，故LFSE为_____________。 2、[Fe(CN)6]4-中，CN-是强场配位体，Fe2+的电子排布为6 g2 3、络化合物中的电子跃迁属d-d跃迁，用________光谱研究最为合适。 4、八面体低自旋配合物稳定化能最大的d电子数目是________。 5、铁的两种络合物：(A) Na3[Fe(CN)6]，(B) Na3[FeF6]，它们的摩尔磁化率大小关系为χA___χB， 它们的紫外可见光谱d-d跃迁的波长大小关系为λA___λB。 6、在过渡金属络合物中，由于Jahn-Teller 效应使构型发生畸变，若为强场配位体，畸变发 生在d7、d9，若为弱场配位体，发生在____________。 7、Re Re四重键中，δ键由__________轨道迭加而成(键轴为z轴)。 8、d z2sp3杂化轨道形成___________几何构型；d x2-y2sp3杂化轨道形成___________几何构型； d2sp3杂化轨道形成_________几何构型。 9、多核配位化合物中，金属原子之间直接成键的称为_____________化合物。 10、在氮分子与金属形成配位键M—N≡N时，N2的________轨道上的一对电子提供给金 属原子空轨道，形成_______键，另一方面又以_______轨道与金属d轨道形成_______键，因此在N2的络合物中由于_______键的形成，使N2活化了。 11、配位场理论认为，CO，CN-等分子具有__________轨道，和金属中t2g轨道形成__________ 键，使分裂能增大，因而是强配位场。 二、选择题 1、按配位场理论，在O h场中没有高低自旋络合物之分的组态是：·························( ) A、d3 B、d4 C、d5 D、d6 E、d7 2、下列络合物哪些是高自旋的？：·································································( ) A、[Co(NH3)6]3+ B、[Co(NH3)6]2+ C、[Co(CN)6]4- D、[Co(H2O)6]3+ 3、化合物K3[FeF6]的磁矩为5.9玻尔磁子，而K3[Fe(CN)6]的磁矩为1.7玻尔磁子，这种差 别的原因是：·····························································································( ) A、铁在这两种化合物中有不同的氧化数 B、CN-离子比F-离子引起的配位场分裂能更大
有机化合物的结构与性质 有机化学能充分体现出“结构决定性质，性质反映结构”的规律。有机化合物的结构与碳原子的成键方式有关。碳原子最外层4个电子，得失电子都不容易，主要以共价键与其它原子结合。依据共用电子对数可将碳原子形成的共价键分为单键、双键、三键这三类；依据共用电子对是否有偏向可分为极性键和非极性键；依据原子轨道重叠成键的方式又分为σ键、π键，有的还存在大π键。碳原子成键方式的多样性决定有机化合物大多存在同分异构现象，常见的同分异构有碳骨架异构、官能团位置异构、官能团类别异构。官能团决定有机化合物的化学特性，官能团的相互影响会使有机化合物具有某些特性。 【重点难点】 重点：不同类有机物中碳原子不同的成键方式和同分异构体。 难点：有机物的结构与碳原子成键方式的关系及如何书写有机物的同分异构体。 【知识讲解】 烃分子中有，烃的衍生物中有－x、－OH、 等不同的官能团，这些官能团决定了有机化合物具有各 自典型的性质。学习有机化合物，必须明确“结构决定性质，性质反映结构”。有机化合物的结构是以分子中碳原子结合成的碳骨架为基础的，故首先要研究碳原子的结合方式——成键情况。 一、碳原子的成键方式 上节已把有机物分为链状有机化合物和环状有机化合物，这就是根据碳骨架的形状来分的，烃中又有烷烃、烯烃和炔烃，这是根据碳原子形成不同的碳碳键来分的。 1、单键、双键和三键 碳原子最外层4个电子，要形成最外层8个电子的稳定结构，每个碳原子需共用4对电子。若每个碳原子分别与4个碳原子各形成一对共用电子，形成的该共价键为单键。若两个碳原 子间共用两对电子的共价键称为双键，用表示。若两个碳原子间共用三对电子的共价键称为三键，用表示。下面介绍几种常见有机物的成键情况。 (1)中碳原子成键情况和空间构型 的电子式为，结构式为，空间构型为正四面体，键角为109.5°(或109°28′)。 C原子的轨道表示式为，参与成键时，形成杂化轨道。中分子中C原子形成sp3杂化轨道：，形成了四个完全相同的杂化轨道，分别与H原
配合物的生成和性质实验报告 一、实验目的 1、了解几种不同类型的配合物的生成，比较配合物与简单化合物和复盐的区别。 2、了解影响配合平衡移动的因素。 3、了解螯和物的形成条件。 4、熟悉过滤和试管的使用等基本操作。 二、实验原理 由中心离子（或原子）和一定数目的中性分子或阴离子通过形成配位共价键相结合而成的复杂结构单元称配合单元，凡是由配合单元组成的化合物称配位化合物。在配合物中，中心离子已体现不出其游离存在时的性质。而在简单化合物或复盐的溶液中，各种离子都能体现出游离离子的性质。由此，可以区分出有否配合物存在。 配合物在水溶液中存在有配合平衡： M n+ + aL-→Ml a n-a 配合物的稳定性可用平衡常数KΘ稳来衡量。根据化学平衡的知识可知，增加配体或金属离子浓度有利于配合物的形成，而降低配体或金属离子浓度有利于配合物的解离。因此，弱酸或弱碱作为配体时，溶液酸碱性的改变会导致配合物的解离。若有沉淀剂能与中心离子形成沉淀反应，则会减少中心离子的浓度，使配合平衡朝解离的方向移动，最终导致配合物的解离。若另加入一种配体，能与中心离子形成
稳定性较好的配合物，则又可能使沉淀溶解。总之，配合平衡与沉淀平衡的关系是朝着生成更难解离或更难溶解的物质的方向移动。 中心离子与配体结合形成配合物后，由于中心离子的浓度发生了改变，因此电极电势数值也改变，从而改变了中心离子的氧化还原能力。 中心离子与多基配体反应可生成具有环状结构的稳定性很好的螯和物。很多金属螯和物具有特征颜色，且难溶于水而易溶于有机溶剂。有些特征反应长用来作为金属例子的鉴定反应。 三、仪器和药品 仪器：试管，试管架，离心试管，漏斗，漏斗架，白瓷点滴板，离心机，滤纸 药品：2 mol·L-1 H2SO4；2mol·L-1NH3·H2O，6mol·L-1 NH3·H2O ，0.1 mol·L-1NaOH，2mol·L-1NaOH。0.1mol·L-1CuSO4，0.1mol·L-1HgCl2，0.1mol·L-1KI，0.1mol·L-1BaCl2， 0.1mol·L-1铁氰化钾，0.1mol·L-1硫酸铁铵，0.1mol·L-1FeCl3，0.1mol·L-1AgNO3，0.1mol·L-1KBr，0.1mol·L-1Na2S2O3，0.1mol·L-1Na2S，0.1mol·L-1NaCl，0.1mol·L-1KSCN，0. 1mol·L-1FeSO4，0. 1mol·L-1NiSO4，2mol·L-1NH4F，饱和(NH4)2C2O4，0. 1mol·L-1EDTA。 乙醇（95%），CCl4，0.25%邻菲罗啉，1%二乙酰二肟，乙醚。 四、实验内容 1、配合物的制备
中学化学竞赛试题资源库——铬族及其化合物 A组 i．将硫酸钾、硫酸铬（Ⅲ）和铬矾三种盐溶液于硫酸酸化的水中，测得[K＋]＝0.025mol/L，[Cr3＋]＝0.015mol/L，溶液的pH＝1。假设溶液中硫酸完全电离成H＋离子和SO42－离子，则[SO42－]为 A 0.035mol/L B 0.070mol/L C 0.085mol/L D 0.140mol/L ii．在KOH熔体中大气中的氧可将铬铁矿（FeCr2O4)中Fe和Cr的氧化态都转化为＋6氧化态，1mol FeCr2O4在理论上需要多少mol氧气使之氧化 A 2mol B 2.5mol C 3mol D 4mol iii．向Cr2(SO4)3的水溶液中，加入NaOH溶液，当pH＝4.6时，开始现现Cr(OH)3沉淀，随着pH的升高，沉淀增多，但当pH≥13时，沉淀消失，出现亮绿色的亚铬酸根离子（CrO2－）。其平衡关系如下：[来源:学&科&网Z&X&X&K] Cr3＋＋3OH－Cr(OH)3CrO2－＋H＋＋H2O （紫色）（灰绿色）（亮绿色） 向0.05mol·L－1的Cr2(SO4)3溶液50mL中，加入1.0mol·L－1的NaOH溶液50mL,充分反应后，溶液中可观察到的现象为 A 溶液为紫色 B 溶液中有灰绿色沉淀 C 溶液为亮绿色 D 无法判断 iv．将KCl和CrCl3两种固体混合物共熔制得化合物X，X由K、Cl、Cr元素组成。将1.892g X中Cr元素全部氧化成Cr2O72－，Cr2O72－可过量的KI中氧化出2.667g I2，反应的离子方程式是：Cr2O72－＋6I－＋14H＋＝2Cr3＋＋3I2＋7H2O，如果取溶有1.892g X的溶液，加入过量的AgNO3，可得4.52g AgCl沉淀，则表示Ｘ组成的化学式为 A K3Cr2Cl7 B K3Cr2Cl5 C K3Cr2Cl9 D K2CrCl4 v．将两种硫酸盐按一定质量比混和后制得化合物W，已知W溶于水可电离出K＋、Cr3＋和SO42－。现将2.83g W中的Cr3＋全部氧化成为Cr2O72－后，这些Cr2O72－再和过量的KI溶液反应得到3.8g I2（Cr2O72－＋6I－＋14H＋＝2Cr3＋＋3I2＋7H2O）；另取2.83g W投入到过量的BaCl2溶液中，得到4.66g白色沉淀，由此判断W的化学式为 A K2Cr(SO4)3 B K3Cr2(SO4)3 C KCr3(SO4)3 D KCr(SO4)2 vi．两种硫酸盐按一定比例共熔可制得化合物X，X溶于水能电离出K＋、Cr3＋和SO42－。若将2.83g X中的Cr3＋全部氧化成Cr2O72－离子后，溶液中的Cr2O72－离子和过量的KI溶液反应，得到3.81g单质碘（反应的离子方程式为：Cr2O72－＋6I－＋14H＋＝2Cr3＋＋3I2＋7H2O），若向溶有2.83g X的溶液中加入过量的BaCl2溶液，可得到4.66g白色沉淀，由此推断X的化学式为 ①KCr(SO4)2②K2SO4·2Cr2(SO4)3③2K2SO4·Cr2(SO4)3④K2SO4·Cr2(SO4)3⑤K3Cr(SO4)3 ⑥KCr3(SO4)5[来源:学科网ZXXK] A ①③ B ②⑥ C ①④ D ③⑤ vii．在特定条件下，K2CrO4与H2O2发生氧化还原反应，生成化合物A，A中含有Cr17.49%，K39.46%，则A的化学式为，A中Cr的氧化数为，A在化学性质上最大的特点为，K2CrO4与H2O2反应的离子方程式为。 viii．写出铬铁矿（FeO·Cr2O3）与碳加热反应的化学方程式 ix．已知在水溶液中Cr 2O 7 2－离子呈橙色，CrO 4 2－离子呈黄色，Cr3＋离子呈绿色，当 K 2Cr 2 O 7 ，晶体溶于水时，存在下列平衡：
配合物的生成和性质 一、实验目的 1、比较并解释配离子的稳定性； 2、了解配位离解平衡与其它平衡之间的关系； 3. 了解配合物的一些应用。 二．实验原理 中心原子或离子与一定数目的中性分子或阴离子以配位键结合形成配位个体。配位个体处于配合物的内界。若带有电荷就称为配离子，带正电荷称为配阳离子，带负电荷称为配阴离子。配离子与带有相同数目的相反电荷的离子（外界）组成配位化合物，简称配合物。 简单金属离子在形成配离子后，其颜色，酸碱性，溶解性及氧化还原性都会变化。配离子之间也可转化，又一种配离子转化为另一种稳定的配离子。 具有环状结构的配合物称为螯合物，螯合物的稳定性更大，且具有特征颜色。三．实验内容 1. 简单离子与配离子的区别 铁氰化钾K3[Fe(CN)6]加SCN－无血红色 Fe3+ + nSCN- = [Fe(NCS)n]3-n有血红色 结论：FeCl3为离子型简单化合物，在水中可解离出大量的Fe3+，K3[Fe(CN)6]为配合物，配离子[Fe(CN)6]3-比较稳定，难以解离出大量的Fe3+。 2. 配离子稳定性的比较 (1) Fe3+ + n SCN- = [Fe(NCS)n]3-n(有血红色) [Fe(NCS)n]3-n＋(C2O4)22-→[Fe(C2O4)3]3-＋SCN-
稳定性[Fe(C2O4)3]3->[Fe(NCS)n]3-n （2）AgNO3+ NaCl →AgCl ↓(白) + NH3?H2O→ [Ag(NH3)2]+ [Ag(NH3)2]++ KBr →AgBr↓(淡黄色), 再滴加Na2S2O3溶液→ 沉淀溶解[Ag(S2O3)2]3-,滴加KI溶液→AgI↓AgBr + 2S2O32-→[Ag(S2O3)2]3- + Br-; [Ag(S2O3)2]3- + I-→AgI↓+ 2S2O32-比较：K SP?: AgCl>AgBr>AgI; 稳定性: [Ag(S2O3)2]3-> [Ag(NH3)2]+ (3) I2 + [Fe(CN)6]4- = I- + [Fe(CN)6]3- E? (Fe3+/Fe2+) > E? (I2/I-) > E? ([Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4-) 稳定性[Fe(CN)6]3->[Fe(CN)6]4- 3. 配位离解平衡的移动 2CuSO4 + 2NH3·H2O → Cu2(OH)2SO4↓＋(NH4)2SO4 Cu2(OH)2SO4↓＋8NH3·H2O→ [Cu(NH3)4]SO4 + [Cu(NH3)4](OH)2 + 4H2O (1) 利用酸碱反应破坏[Cu(NH3)4]2+ SO42- + 2[Cu(NH3)4]2+ + 6H+ + 2H2O = Cu2(OH)2SO4↓ + 8NH4+ (2) 利用沉淀反应破坏[Cu(NH3)4]2+ [Cu(NH3)4]2+ + S2-→ CuS↓ + 4NH3 (3) 利用氧化还原反应破坏[Cu(NH3)4]2+ [Cu(NH3)4]2+ + Zn = [Zn(NH3)4]2+ + Cu (4) 利用生成更稳定配合物（螯合物）的方法破坏[Cu(NH3)4]2+ [Cu(NH3)4]2++ edta4-→[Cu(edta)]2-+ 4NH3 4. 配合物的某些应用 (1) 利用生成有色配合物定性鉴定某些离子 pH控制为5－10：Ni2+ + NH3?H20 +二乙酰二肟→ 鲜红色沉淀
实验五 配合物的生成和性质 一、实验目的 1、了解有关配合物的生成，配离子及简单离子的区别。 2、比较配离子的稳定性，了解配位平衡与沉淀反应、氧化还原反应以及溶液酸度的关系。 二、预习提问 1、 试指出硫酸铁铵和铁氰化钾哪个物质是配合物？ 答：铁氰化钾是配合物。 2、 Cu 2+与[Cu （NH 3）4]2+比，谁的氧化能力较强？为什么？ 答：Cu 2+的氧化能力较强。因为φCu2+/Cu >φ[Cu （NH3）4]2+/Cu 3、 配合物与复盐的主要区别是什么？如何判断某化合物是配合物？ 答：复盐是由两种或两种以上的同种晶型的简单盐类所组成的化合物，在其晶体中（或水溶液中）均只有简单的离子存在。而配合物晶体中存在复杂的配位离子或配位分子，这些配位离子或配位分子或离子很稳定，能以独立的整体存在，根据晶体中（或水溶液中）是否含有复杂的配位离子或分子来判断某化合物是不是配合物。 三、实验原理 由一个简单的正离子和几个中性分子或其它离子结合而成的复杂离子叫配离子，含有配离子的化合物叫配合物。配离子在溶液中也能或多或少地离解成简单离子或分子。例如： [Cu(NH 3)4]2+配离子在溶液中存在下列离解平衡： 32243NH 4Cu ])NH (Cu [+?++ )])(([)()(243342++?=NH Cu C NH C Cu C K d 不稳定常数K d 表示该离子离解成简单离子趋势的大小。 配离子的离解平衡也是一种化学平衡。能向着生成更难离解或更难溶解的物质的方向进行，例如，在[Fe(SCN)]2+溶解中加入F -离子，则反应向着生成稳定常数更大的[FeF 6]3- 配离子方向进行。 螯合物是中心离子与多基配位形成的具有环状结构的配合物。很多金属的螯合物都具有特征的颜色，并且很难溶于水而易溶于有机溶剂。例如，丁二肟在弱碱性条件下与Ni 2+生成鲜红色难溶于水的螯合物，这一反应可作检验Ni 2+的特征反应。 四、仪器及试剂 1、 仪器 试管、滴定管 2、 试剂 HgCl 2(0.1mol ·L -1)、KI(0.1 mol ·L -1)、NiSO 4(0.2 mol ·L -1)、BaCl 2(0.1mol ·L -1)、NaOH(0.1mol ·L -1)、1:1(NH 3·H 2O)、FeCl 3(0.1mol ·L -1)、KSCN(0.1 mol ·L -1)、K 3[Fe(CN)6](0.1 mol ·L -1)、AgNO 3(0.1mol ·L -1)、NaCl(0.1 mol ·L -1)、CCl 4、FeCl 3(0.5 mol ·L -1)、NH 4F(4 mol ·L -1)、
标识 中文名：三氧化铬 别名铬（酸）酐 英文名：chromium trioxide；chromic anhydride 分子式：CrO3 分子量：100.1 CAS号：1333-82-0 国标编号：51519 理化性质 外观与性状：暗红色或紫色斜方结晶，易潮解 主要用途：用于电镀、医药、印刷等工业、鞣革和织物媒染熔点：1857℃ 沸点：2672 相对密度(水=1)： 2.70 溶解性：溶于水、硫酸、硝酸 临界温度(℃)：无资料 临界压力(MPa)：无资料 主要性质和用途熔点为1857±20℃,沸点为2672 ℃，密度为7.190 g/cm3(20 ℃)。硬的蓝白色金属。溶于盐酸和硫酸，但因形成保护层而不溶于硝酸、磷酸或高氯酸，在空气中抗氧化。主要用于合金、镀铬和金属陶瓷。 铬是钢灰色有光泽的金属，熔点1857℃，沸点2672℃，20℃时的密度，单晶为7.22克／厘米3，多晶为7.14克／厘米3。有延展性，但含氧、氢、碳和氮等杂质时变得硬而脆。铬的化学性质不活泼，常温下对氧和水汽都是稳定的，铬在高于600℃时开始和氧发生反应，但当表面生成氧化膜以后，反应便缓慢，当加热到1200℃时，氧化膜被破坏，反应重新变快。高温下，铬与氮、碳、硫发生反应。铬在常温下就能和氟作用。铬能溶于盐酸、硫酸和高氯酸，遇硝酸后钝化，不再与酸反应。铬能与镁、钛、钨、锆、钒、镍、钽、钇形成合金。铬及其合金具有强抗腐蚀能力。铬的氧化态为－1、－2、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5、＋6。铬的氧化物有氧化亚铬(CrO)、三氧化二铬(Cr2O3)、三氧化铬(CrO3)。三氧化铬是红色针状晶体，高温下分解为三氧化二铬和氧气，是强氧化剂，酒精和它接触后能着火，在染料和皮革工业中有广泛的用途。铬酸盐的通式为MCrO4或MIICrO4(IM为一价金属，IIM为二价金属)。铬酸盐在酸性溶液中存在以下平衡： CrO是铬酸根离子，在溶液中显黄色。Cr2O是重铬酸根离子，在溶液中显橙红色。此反应的平衡常数K＝1×1014，表明在酸性溶液中Cr2O占优势，在碱性溶液中CrO占优势。碱金属的铬酸盐都易溶于水，是强氧化剂，银和铅的铬酸盐不溶于水。铬和铁、铝一样，是一种成矾元素，可形成钾铬矾〔KCr(SO4) 2·12H2O〕，是制高级皮革必需的。铬还容易形成配位化合物，如〔Cr（NH3)〕6Cl3、〔Cr(NH3) 5Cl〕Cl2、〔Cr(NH3)4Cl2〕Cl等。铬及其化合物有毒，可引起鼻膜炎、支气管哮喘和肾病等。 金属铬的制法有：①在电炉中用金属铝还原三氧化二铬。②电解铵铬矾溶液。③最纯的铬采用真空下使二碘化铬或羰基铬热分解方法。钢中加铬、镍或铬、锰组成的不锈钢广泛用于制造化工设备。铬钴合金硬度高用于切削工具。铬的镀层可使外表美观，耐磨和抗腐蚀性能好。铬橙、铬红、铬黄、铬绿都是重要的无机颜料。 燃烧爆炸危险性 避免接触的条件：接触潮湿空气。 燃烧性：不燃 闪点(℃)：无意义 自燃温度(℃)：无意义 爆炸下限(V%)：无意义 爆炸上限(V%)：无意义 燃烧(分解)产物：可能产生有害的毒性烟雾。 稳定性：稳定 禁忌物：酸类、强氧化剂 危险特性 强氧化剂。与易燃物(如苯)和可燃物(如糖、纤维素等)接触会发生剧烈反应，甚至 引起燃烧。与还原性物质如镁粉、铝粉、硫、磷等混合后，经摩擦或撞击，能引起 燃烧或爆炸。具有较强的腐蚀性。 灭火方法：采用灭火剂、雾状水、砂土灭火 危险货物包装标志：20，11 包装类别：Ⅱ 储运注意事项： 储存于干燥清洁的仓库内，远离火种，热源，避免光照。包装必须密封，切勿受潮， 应与氧化剂，酸类分开存放，不宜久存，以免变质。分装与搬运应注意个人防护。 搬运时要轻装轻卸。防止包装与容器损坏。 毒性致癌性IARC致癌性评论：人和动物均有充分证据，人类致癌物。毒性：属高毒类
实验十一 配合物的生成、性质和应用 一、实验目的 1.了解配合物的生成和组成。 2.了解配合物与简单化合物的区别。 3.了解配位平衡及其影响因素。 4.了解螯合物的形成条件及稳定性。 二、实验原理 由中心离子(或原子)与配体按一定组成和空间构型以配位键结合所形成的化合物称配合物。配位反应是分步进行的可逆反应，每一步反应都存在着配位平衡。 M + nR MR n s n [MRn] [M][R]K 配合物的稳定性可由K 稳 (即K s )表示，数值越大配合物越稳定。增加配体(R)或金属离子(M)浓度有利于配合物(MRn)的形成，而降低配体和金属离子的浓度则有利于配合物的解离。如溶液酸碱性的改变，可能引起配体的酸效应或金属离子的水解等，就会导致配合物的解离；若有沉淀剂能与中心离子形成沉淀的反应发生，引起中心离子浓度的减少，也会使配位平衡朝离解的方向移动；若加入另一种配体，能与中心离子形成稳定性更好的配合物，则同样导致配合物的稳定性降低。若沉淀平衡中有配位反应发生，则有利于沉淀溶解。配位平衡与沉淀平衡的关系总是朝着生成更难解离或更难溶解物质的方向移动。 配位反应应用广泛，如利用金属离子生成配离子后的颜色、溶解度、氧化还原性等一系列性质的改变，进行离子鉴定、干扰离子的掩蔽反应等。 三、仪器和试药 仪器：试管、离心试管、漏斗、离心机、酒精灯、白瓷点滴板。 试药：H 2SO 4 (2mol·L -1)、HCl (1mol·L -1)、NH 3·H 2O (2, 6mol·L -1)、NaOH (0.1, 2mol·L -1) 、CuSO 4 (0.1mol·L -1, 固体)、HgCl 2 (0.1mol·L -1)、KI (0.1mol·L -1)、BaCl 2 (0.1mol·L -1)、K 3Fe (CN)6 (0.1mol·L -1)、NH 4Fe (SO 4)2 (0.1mol·L -1)、FeCl 3 (0.1mol·L -1)、KSCN (0.1mol·L -1)、NH 4F (2mol·L -1)、(NH 4)2C 2O 4 (饱和)、AgNO 3 (0.1mol·L -1)、NaCl (0.1mol·L -1)、KBr (0.1mol·L -1)、 Na 2S 2O 3 (0.1mol·L -1,饱和)、Na 2S (0.1mol·L -1)、FeSO 4 (0.1mol·L -1)、NiSO 4 (0.1mol·L -1) 、CoCl 2 (0.1mol·L -1)、CrCl 3 (0.1mol·L -1)、EDTA (0.1mol·L -1)、乙醇 (95%)、CCl 4、邻菲罗啉 (0.25%)、二乙酰二肟(1%)、乙醚、丙酮。 四、实验内容 1.配合物的生成和组成 (1)配合物的生成 在试管中加入0.5g CuSO 4·5H 2O (s), 加少许蒸馏水搅拌溶解，再逐滴加入2mol·L -1的氨水溶液，观察现象，继续滴加氨水至沉淀溶解而形成深蓝色溶液，然后加入2mL 95%乙醇，振荡试管，有何现象？静置2分钟，过滤，分出晶体。在滤纸上逐滴加入2 mol·L -1NH 3·H 2O 溶液使晶体溶解，在漏斗下端放一支试管承接此溶液，保留备用。写出相应离子方程式。 (2)配合物的组成 将上述溶液分成2份，在一支试管中滴入2滴0.1mol·L -1BaCl 2溶液，另一支试管滴入2滴0.1mol·L -1NaOH 溶液，观察现象，写出离子方程式。 另取两支试管，各加入5滴0.1mol·L -1CuSO 4溶液，然后分别向试管中滴入2滴0.1mol·L -1 BaCl 2溶液和2滴0.1mol·L -1NaOH 溶液，观察现象，写出离子方程式。 比较二实验结果，分析该配合物的内界和外界组成，写出相应离子方程式。
铬、锰及其化合物的性质 一、实验目的 掌握铬、锰主要氧化态化合物的性质。 二、实验原理 1、铬及其化合物的性质 Cr 价电子构型：3d 54s 1 ，VIB 族，常见的氧化态为＋6，＋3，＋2 Cr 2O 72-Cr 3+Cr 2+Cr 1.33-0.41-0.91-0.74 E A 0/V E B 0/V CrO 42-Cr(OH)3Cr(OH)2 Cr -0.13 -1.1 -1.4 在酸性介质中，＋2氧化态具有强的还原性，＋6氧化态具有氧化性，Cr 3 ＋ 的还原性都较弱，只有用强氧化剂才能将它们分别氧化为Cr 2O 72－；在碱性介质 中，＋6氧化态稳定（CrO 42－）。 Cr 2O 3和Cr （OH ）3显两性。 Cr 3+Cr(OH) 3 4]－ (（绿色） -- 铬（VI ）最重要的化合物为K 2Cr 2O 7，在水溶液中Cr 2O 72－和CrO 42－存在下列平衡： Cr 2O 72-CrO 4 2- +2H 2O H + 2+（橙红色）(黄色) 在碱性溶液中，[Cr(OH)4]-可以被过氧化氢氧化为CrO 42－。在酸性溶液中 CrO 42－转变为Cr 2O 72－。Cr 2O 72－与过氧化氢反应能生成深蓝色的CrO 5，由此可以鉴定Cr 3＋。 2、Mn 价电子结构3d 54s 3 ，VIIB 族，常见的氧化态为＋6，＋7，＋4，＋3，＋2 Mn 2＋在酸性溶液中的稳定性大于在碱性溶液中： 酸性介质：只有很强的氧化剂（铋酸钠、二氧化铅）才能氧化Mn 2＋
H 2O 7Mn 2+ NaBiO 3H + Na +Bi 3+ MnO 4-25145+++5+2+ 碱性介质： Mn 2+2+OH - Mn(OH)2(白色沉淀） O 2 MnO(OH)2(棕色） Mn （IV ）化合物重要的是MnO 2，在酸性溶液中具有氧化性。 Mn （VI ）化合物重要的是MnO 42－，Mn （VII ）化合物重要的是MnO 4－ E A 0/V E B 0/V MnO 4-MnO 42-MnO 2 MnO 4- MnO 42- MnO 2 0.56 2.26 0.56 0.60 MnO 42－存在于强碱溶液中，在酸性，中性环境中均发生歧化。 三、实验内容 1．Cr 的化合物 （1）选择适当的试剂，完成Cr 化合物的转化 +Cr(OH)3(紫色）（灰蓝色）（绿色） OH -3Cr(OH)3+3HCl Cr 3+CrCl 3 H 2O + 3Cr(OH)3 + NaOH Na[Cr(OH)4]+ H 2O 2Cr 3+ + 3H 2O 2 +10OH - = 2CrO 42- + 8H 2O Cr 2O 72-CrO 4 2- +2H 2 O H + 2+（橙红色） (黄色) 2Cr 3++3S 2O 82-+7H 2O=Cr 2O 72-+6SO 42-+14H + （2）Cr 3＋的性质 ① Cr(OH)3的生成和两性
固相配位反应及配合物性质表征 摘要：本实验研究的是固相配位反应及其配合物的表征，在室温下将8-羟基喹啉与醋酸锌，按物质的量之比为2：1，在研钵中充分研磨，发生固相配位反应。混合物颜色逐渐由浅暗黄色变黄绿色，最后变为浅亮黄色。用IR、TG-DTA和XRD 对产物进行表征,其测定结果表明：配合物的反应级数n=1，活化能Ea=218.75kJ/mol,频率因子k =1.37×1012，速率系数k=5.83×10-3s-1。 关键词：8-羟基喹啉；醋酸锌；固相反应；表征 Abstract:The solid-phase reaction at room temperature was studied. The compounds were synthesized and characterized with eight -hydroxyquinoline and Zinc-accurate according to the molar ratio of 2:1 weighing. The Mixture colour gradually from dark yellow to yellow green, finally to light yellow. The products were characterized by IR, TG-DTA and XRD. Their results showed the complex reaction order is n = 1, the = the activation energy is Ea = 218.75 kJ/mol, the frequency factor k 0 1.37 * 1012, the rate coefficient is k = 5.83 * 10-3 and has no pair of electron. Keywords: 8-Quinolino1；zinc acetate；Coordination compound；Crystal structure
配合物的结构和性质 【学习目标】 了解配合物的结构和性质 【知识要点】 1．配离子的空间构型 2．顺、反异构体 化学组成相同的配合物可以有不同的结构，这就是配合物的异构现象。主要是指化学组成相同，仅仅由于配体围绕中心离子的位置不同而产生的结构、性质不同的几何体。最常见的有顺式、反式两种异构体。 (1)存在于含有两种或两种以上配位体的配合物(某些有机物中也存在)。 (2)顺式——指相同配体彼此位于邻位。 反式——指相同配体彼此处于对位。 (3)在配位数为、或的配合物中，不存在顺、反异构体。因上述构型中配位位置都是彼此相邻的。 (4)顺、反异构体性质同。 3．配合物的稳定性 配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与有关。如CO与血红素中的Fe2+形成的配位键比O2与Fe2+形成的强。 （1）配位原子的电负性__________________________________________________ （2）配位体的碱性____________________________________________________ （3）螯合效应_________________________________________________________ 4．配合物的命名 (1)配合物内界命名。一般按如下顺序：配体个数(用一、二、三……表示)一配体名称(不同配体名称之间以中圆点“·”隔开)一“合”字一中心原子名称一中心原子的化合价(在括号中用罗马数注明)。如：[PtCl4]四氯合铂(Ⅱ) (2)自右向左阴离子名称在前，阳离子名称在后。若阴离子部分是简单离子则称“某化某”，若阴离子为复杂离子则称“某酸某”。如： 5.配合物的类型（了解） 配合物的范围极广，主要可以分为以下几类： （1）简单配位化合物：指由单基配位体与中心离子配位而形成的配合物。这类配合物通常配体较多，在溶液中可以逐级解离成一系列配位数不同的配离子。 （2）螯合物：具有环状结构的配合物叫螯合物或配合物。
实验三 配合物的生成、性质和应用 一、实验目的 1.了解配合物的生成和组成。 2.了解配合物与简单化合物合复盐的区别。 3.了解配位平衡及其影响因素。 4.了解螯合物的形成条件及稳定性。 5.熟悉过滤盒试管的使用等基本操作。 二、实验原理 由中心离子(或原子)与配体按一定组成和空间构型以配位键结合所形成的化合物称配合物。配位反应是分步进行的可逆反应，每一步反应都存在着配位平衡。 M + nR MR n s n [M R n ] [M ][R ] K 配合物的稳定性可由K 稳 (即K s )表示，数值越大配合物越稳定。增加配体(R)或金属离子(M)浓度有利于配合物(MRn)的形成，而降低配体和金属离子的浓度则有利于配合物的解离。如溶液酸碱性的改变，可能引起配体的酸效应或金属离子的水解等，就会导致配合物的解离；若有沉淀剂能与中心离子形成沉淀的反应发生，引起中心离子浓度的减少，也会使配位平衡朝离解的方向移动；若加入另一种配体，能与中心离子形成稳定性更好的配合物，则同样导致配合物的稳定性降低。若沉淀平衡中有配位反应发生，则有利于沉淀溶解。配位平衡与沉淀平衡的关系总是朝着生成更难解离或更难溶解物质的方向移动。 配位反应应用广泛，如利用金属离子生成配离子后的颜色、溶解度、氧化还原性等一系列性质的改变，进行离子鉴定、干扰离子的掩蔽反应等。 三、仪器和试剂 仪器：试管、离心试管、漏斗、离心机、酒精灯、白瓷点滴板。 试药：H 2SO 4 (2mol·L -1)、HCl (1mol·L -1)、NH 3·H 2O (2, 6mol·L -1)、NaOH (0.1, 2mol·L -1) 、 CuSO 4 (0.1mol·L -1, 固体)、HgCl 2 (0.1mol·L -1)、KI (0.1mol·L -1)、BaCl 2 (0.1mol·L -1 )、K 3Fe (CN)6 (0.1mol·L -1)、NH 4Fe (SO 4)2 (0.1mol·L -1)、FeCl 3 (0.1mol·L -1 )、KSCN (0.1mol·L -1)、NH 4F (2mol·L -1)、(NH 4)2C 2O 4 (饱和)、AgNO 3 (0.1mol·L -1)、NaCl (0.1mol·L -1)、KBr (0.1mol·L -1 )、 Na 2S 2O 3 (0.1mol·L -1,饱和)、Na 2S (0.1mol·L -1)、FeSO 4 (0.1mol·L -1)、NiSO 4 (0.1mol·L -1) 、CoCl 2 (0.1mol·L -1)、CrCl 3 (0.1mol·L -1)、EDTA (0.1mol·L -1 )、乙醇 (95%)、CCl 4、邻菲罗啉 (0.25%)、二乙酰二肟(1%)、乙醚、丙酮。 四、实验内容 1.配合物的生成和组成 (1)配合物的生成 在试管中加入0.5g CuSO 4·5H 2O (s), 加少许蒸馏水搅拌溶解，再逐滴加入2mol·L -1的氨水溶液，观察现象，继续滴加氨水至沉淀溶解而形成深蓝色溶液，然后加入2mL 95%乙醇，振荡试管，有何现象？静置2分钟，过滤，分出晶体。在滤纸上逐滴加入2 mol·L -1NH 3·H 2O 溶液使晶体溶解，在漏斗下端放一支试管承接此溶液，保留备用。写出相应离子方程式。 现象：有浅蓝色沉淀碱式硫酸铜生成：Cu 2++ 2NH 3·H 2O=Cu 2(OH)2SO 4+2NH 4+ 继续滴加沉淀溶解加入乙醇，现象和解释： 析出C u(N H 3)4 S O 4(蓝色) (2)配合物的组成 将上述溶液分成2份，在一支试管中滴入2滴0.1mol·L -1BaCl 2溶液，另一支试管滴入2滴0.1mol·L -1NaOH 溶液，观察现象，写出离子方程式。