续上表 常见贵金属氯配阴离子及特点 | ||||||
元素 | 价态 | 电子构型 | 主要配合物 | 标准氧化还原电位/V | 配合物空间构形 | |
| Ⅳ | d5 | IrCl62- | IrCl62-/IrCl63- | 0.93 | 正八面体 |
Os | Ⅲ | d5 | Os(H2O)Cl52- | OsCl63-/Os | 0.71 | 正八面体 |
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| OsCl63- |
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| Ⅳ | d4 | OsCl62- | OsCl62-/OsCl63- | 0.85 | 正八面体 |
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| Os(H2O)Cl5- |
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| Ⅳ |
| OsO2Cl2- |
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Ru | Ⅲ | d5 | Ru(H2O)Cl52- | RuCl63-/Ru | 0.6 | 正八面体 |
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| RuCl63- |
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| Ⅳ | d4 | Ru2O(H2O)2Cl82- | RuCl62-/RuCl63- | 1.2 | 正八面体 |
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酸性溶液中这些配阴离子都与氢阳离子形成可离解的弱酸,并都具有从黄到红的鲜铯颜色。影响这些氯配合物稳定性的最主要因素是氧化价态,Rh(Ⅲ)、Ir(Ⅲ)配合物最稳定,Pt(Ⅱ)、Pd(Ⅱ)配合物最不稳定。Ir(Ⅳ)易还原为Ir(Ⅲ),且反应很快。Pt(Ⅳ)还原为Pt(Ⅱ)的反应速度很慢。此外,溶液的酸度、氯离子浓度、温度、放置时间、氧化还原电位的变化等条件也是影响其稳定性的重要因素。不同的条件下,氯配阴离子会发生水合、羟合、水合离子的酸式离解等反应并转化生成各种组成的氯-水合、氯-水-羟基配合物,其性质也发生相应的变化。[next]
重组铂族金属(锇、铱、铂)比轻组铂族金属(钌、铑、钯)的相同价态的化合物或配合物的热力学稳定性和反应动力学惰性大,即Os(Ⅳ)>Ru(Ⅳ),Ir(Ⅳ)>Rh(N),Ir(Ⅲ)>Ir(Ⅲ),Pt(IV)>Pd(Ⅳ),如(OsCl6)2-比(RuCl6) 2-稳定,后者易还原为低价;(IrCl6)2-比(RhCl6)2-稳定,前者能稳定存在于酸性溶液中,而后者只有在氧化电位大于1.8V的强氧化条件下才能存在,且很易被还原为低价;(IrCl6)3-比(RhCl6)3-稳定,后者易被负电性金属(如锌、镁、铁、铝等)直接从溶液中还原为金属,前者却较难;(PtCl6)2-比(PdCl6)2-稳定,后者在溶液中煮沸即自动还原为低价,前者却不能;(PtCl4)2-比(PdCl4)2-稳定,它们被还原为金属的速度后者比前者快。此外在中和水解及水合反应中也有上述规律。
2.亚硝酸根配合物
铂族金属(除钌外)的氯配合物溶液中加入过量NaNO2或KNO2,都可生成不同组成的亚硝基配合物。NO2-取代Cl-以及相互取代极易进行。取代反应伴随着还原作用,使中心离子的最终氧化态表现为低价态。两种配位基在配合物中的数量变化导致配合物性质的变化。以铱配合物颜色变化为例,IrCl63-黄绿色→[IrCl4(NO2)23-]金黄色→[IrCl2(NO2)43-]淡黄色→[Ir(NO2)63-]无色。因此在两种配位基共存的体系中,完全的亚硝基配合物不可能存在。
大多数贵金属亚硝基配合物显白色,而水溶液则无色。仅少数显黄色至绿色。钠盐溶于水,钾盐和铵盐的溶解度较小。在KCl和NH4Cl溶液中几乎不溶。
钌的硝基配合物结构中同时有NO和NO2时,如[RuNO(OH)(NO2)4]2-,其盐为橙色,易溶于水和醇。甚至其钾盐也易溶于醇中。与盐酸反应时,转化为混合配位基的配合物[RuNOCI5]2-,其钠、钾、钕、铯盐皆为稳定的难溶于水的玫瑰色结晶。
铂、钯、铑、铱的亚硝酸根配合物钠盐Na2Pt(NO2)4、Na2Pd(NO2)4、Na3Rh(NO2)6、Na3Ir(NO2)6皆易溶于水,且比相应的氯配合钠盐在水解性质方面更稳定。当加热煮沸并用碱液中和时,铂、铑配合盐在pH12-14,钯盐在pH 8-10的条件下都不发生水解反应。利用这一特性可进行贵贱金属分离。
用硫化钠可从铂、钯、铑的可溶性亚硝酸根配合物溶液中沉淀出金属硫化物。但不能沉淀铱。
在铑的六亚硝基配合钠盐水溶液中加入氯化铵,经过铵、钠离子的不断交换,最后转化为(NH4)3Rh(NO2)6白色沉淀,不溶于冷水及乙醇,微溶于热水,不溶于氯化铵。这个性质可用于铑与其他贵金属的分离和铑的精炼提纯。[next]
铱的亚硝酸根配合钠盐用上述同样方法处理,其铵钠混合盐微溶于水却可溶于10%浓度的氯化铵溶液中。继续提高氯化铵浓度,最后也转化为微溶于水、不溶于氯化铵的白色沉淀(NH4)3Ir(NO2)6。
3.氨配合物
Ag+与氨生成阳离子配合物AgNH3+及Ag (NH3)2+,AgCl2-与氨生成可溶性的AgCl2(NH3)2。
氨从氯配合物中取代Cl-,随NH3配位数的不同,可形成不同结构及溶解性质差异很大的许多配合物。氨配合物的性质比相应氯配合物稳定。甚至用硫化钠都难从氨配合物中沉淀出金属硫化物。
Pt(Ⅱ)的含氨配合物通式为:[Pt(NH3)nCl4-n]n-2。用NH4OH和Na2PtCl4反应生成亮黄色的顺式二氯二氨亚铂[Pt(NH3)2Cl2]沉淀,这就是有名的顺铂抗癌药。但它不易溶于水,25℃水中溶解度仅0.25%。但含1、3或4个氨的配合物却易溶于水。四氨配合物R(NH3)4Cl2与浓盐酸反应并煮沸则析出亮黄色的反式二氯二氨亚铂沉淀。
钯的氯配阴离子与氨反应析出难溶于水的玫瑰色盐Pd (NH3) 4•PdCl4(称为沃式盐),但继续加入氨水并加热则转化为可溶的无色盐Pd(NH3)4Cl2。重新再加入盐酸则又转化为难溶于水的反式二氯二氨亚钯[Pd(NH3)2Cl2]黄色沉淀。利用这个性质建立的精炼钯的方法一直沿用至今。
铑生成三价的氨氯配合物,如Rh(NH3)3Cl3、[Rh(NH3)5CI]Cl2,皆难溶于水。前者在25℃水中溶解度仅为0.828%。
铱也形成类似铑的氨氯配合物,如Ir(NH3)3Cl3,难溶于水。但[Ir(NH3)5Cl]Cl3却易溶于水。
4.硫脲配合物
银与硫脲生成可溶性的AgSC(NH2)2和Ag2SC(NH2)2配合物,用于从矿石中提取银。
铂族金属与硫脲也形成一系列配合物,特点是中心离子伴随配合过程被还原为低价,且在酸性溶液中最后转化为硫化物沉淀。相对而言铂的硫脲配合物较稳定,如黄色的配合物Pt[4SC(NH2)2]Cl2可溶于水,并可浓缩结晶。但Pd[4SC(NH2)2]Cl2虽可溶于水,加热则易分解为硫化钯沉淀。
在硫酸或碱金属硫酸盐溶液中,上述四硫脲配合物中的Cl-,可被SO42-取代并析出难溶于水的结晶Pt[4SC(NH2)2]SO4(黄白色)及Pd[4SC(NH2)2]SO4,它们溶于浓硫酸。稀释后又重新析出结晶。