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配合物的应用
(1)如何解释配合物的颜色
过渡金属离子的配合物大多具有特征颜色:[Cu(H2O)4]2+为蓝色,[Co(H2O)6]2+为粉红色,[V(H2O)6]3+为绿色,[Ti(H2O)6]3+为紫红色等.
原因:配离子的简并d轨道在配体的影响下会产生分裂成能量不等的dε和dr轨道，配离子的颜色是由于中心离子d轨道上电子没有充满(d1～d9),电子可以在获得光能后在dε和dr轨道之间发生跃迁,这种跃迁称为d-d跃迁.实现这种跃迁所需要的能量为分裂能,吸收的光波波长正处于可见光范围内.当配离子吸收一定波长的可见光发生d-d跃迁后,配离子就会显示与吸收光互补的透过光的颜色.不同的配离子产生d-d跃迁时吸收光的波长不同（分裂能不同）,使配离子呈现不同的颜色,d0和d10由于d轨道电子全空和全满,不会产生d-d跃迁,故配合物无色.如[Zn(H2O)4]2+配离子无色.
（2）在分析化学中的应用
1. 离子的鉴定
常利用配合物或配离子的特征颜色鉴别某些离子.
例:K4[Fe(CN)6]与Fe3+离子生成特征的蓝色Fe4[Fe(CN)6]3溶液或KSCN与Fe3+生成特征血红色溶液鉴定Fe3+离子:
4Fe3++3[Fe(CN)6]4-→ Fe4[Fe(CN)6]3(蓝色) Fe3++nSCN-→[Fe(SCN)n]3-n(血红色)
大多数螯合物都有特征颜色.
利用丁二酮肟与Ni2+在氨性溶液中生成鲜红色的螯合物沉淀来鉴定溶液中的Ni2+存在极为灵敏.
2. 离子的分离
生成配合物使物质溶解度改变达到离子分离的目的.
在含有Zn2+和Fe2+,Fe3+,Al3+,Ti4+离子的混合溶液中,加入NH3使Zn2+生成[Zn(NH3)4]2+配离子溶于水中,而其它离子均以氢氧化物的形式沉淀,通过过滤和洗涤,可使Zn2+与这些离子分离.
Zn2++4NH3==[Zn(NH3)4]2+
3. 掩蔽干扰离子
当测定溶液中某种离子的浓度时,干扰离子的消除最有效.简便和常用的方法是掩蔽.
通常是加入被称为掩蔽剂的某种试剂,使之与干扰元素形成稳定的配合物.例如Fe3+离子的存在会影响比色法测定Co2+,若在溶液中加入掩蔽剂NaF,使共存的Fe3+生成稳定的无色[FeF6]3-,从而排除Fe3+的干扰.
Fe3++6F-→[FeF6]3-
（3）在工业生产的应用
提取贵金属（湿法冶金）:Au与NaCN在氧化气氛中生成[Au(CN)2]-配离子将金从难溶的矿石中溶解与其不溶物分离,再用Zn粉作还原剂置换得到单质金:
4Au+8NaCN+2H2O+O2 → 4Na[Au(CN)2]+4NaOH
Zn+2[Au(CN)2]- → [Zn(CN)4]2-+2Au
高纯金属的制备:CO能与许多过渡金属形成羰基配合物,且这些金属羧基配合物易挥发,受热后易分解成金属和CO的性质来制备高纯金属.
电镀:电镀工艺中,为获得牢固,致密,均匀,光亮的镀层,需要控制金属离子的浓度,使其在镀件上缓慢还原析出——无氰镀锌问题.
制镜:银镜反应:Ag+与NH3生成[Ag(NH3)2]+离子,减少了Ag+浓度,使Ag缓慢地在玻璃上析出而得到光亮的镜面.
2[Ag(NH3)2]++HCHO+3OH-→ HCOO-+2Ag+4NH3+2H2O
（4）在生命科学中的应用
生命体中存在着许多金属配合物,它们对生命的各种代谢活动,能量转换和传递,电荷转移,O2的输送等都起着重要的作用.
氧气的输送和CO中毒:如铁的配合物血红素担负着人体血液中输送O2的任务;植物的叶绿素是镁的配合物;生物体中起特殊催化作用的酶,几乎都是以配合物形式存在的金属元素,如铁酶,铜酶,锌酶等,由于酶的生物催化活性高效专一,因此在生命过程中起着重要作用.
医学上,常利用配合反应治疗疾病.例如EDTA(乙二胺四乙酸或其钠盐)能与Pb2+,Hg2+形成稳定的可溶于水,且不被人体吸收的螯合物随新陈代谢排除体外,达到缓解Hg2+,Pb2+中毒的目的.柠檬酸钠也是治疗职业性铅中毒的有效药物,它能与Pb2+形成稳定配合物并迅速排出体外.此外,许多金属配合物还具有杀菌,抗癌的作用.例如[Pt(NH3)2Cl2]具有明显的抗癌作用.
总之,随着配合物化学研究的不断发展和深入,配合物将在人类的生产和生活中起到更加重要的作用.
练习
1. 根据18电子规则（EAN规则）写出Fe,Ni,Co,Cr的羰基化合物的化学式，并画出其几何构型。
2. 铂可溶于王水（浓盐酸和浓硝酸体积比3：1混合），原因是形成了铂的配合物，六氯合铂（Ⅳ）酸，产物中还有NO，写出方程式。
3. 湿法冶金：Au的提取可用CN-与矿石中的金配合成Au(CN)2-,再以Zn还原成单质金。试写出相关方程式（两个，提示：第一个反应有O2参加） |
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