Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


“ема 6 комплексн≥ (координац≥йн≥) сполуки




ѕриклад 1. ¬ чому про€вл€Їтьс€ важлив≥сть вивченн€ комплексних сполук?

¬≥дпов≥дь:

¬ажливою властив≥стю багатьох комплексних сполук Ї њх здатн≥сть прискорювати х≥м≥чн≥ та б≥ох≥м≥чн≥ реакц≥њ. ћехан≥зми майже вс≥х катал≥тичних реакц≥й ірунтуЇтьс€ на утворенн≥ пром≥жних активованих комплекс≥в.

ƒе€к≥ комплексн≥ сполуки метал≥в з орган≥чними сполуками Ї б≥олог≥чними катал≥заторами Ц ферментами. ƒо них в≥днос€тьс€ хлороф≥л, в≥там≥ни, ген кров≥. “ак≥ м≥кроелементи, €к ÷инк,  обальт,  упрум, Ѕор, ћагн≥й, ’ром, в процесах життЇд≥€льност≥ орган≥зм≥в перебувають у форм≥ комплексних сполук.

–≥зноман≥тн≥ комплексн≥ сполуки з неорган≥чними й орган≥чними л≥гандами широко застосовують п≥д час очистки р≥зних екологонебезпечних обТЇкт≥в, добуванн€ дорогоц≥нних метал≥в.

¬ х≥м≥чному анал≥з≥ (комплексометричному, грав≥метричному, титриметричному, колориметричному,) з њх допомогою визначають йони, маскують сторонн≥ йони, розчин€ють осади.

 

ѕриклад 2. „им в≥др≥зн€ютьс€ комплексн≥ сполуки в≥д подв≥йних?

¬≥дпов≥дь:

ƒо комплексних сполук дуже под≥бн≥ так зван≥ подв≥йн≥ сол≥, до €ких належать галуни K2SO4 ∙ Al2(SO4)3 ∙ 24H2O, KCr(SO4)2 ∙ 10H2O тощо.

Ќазву Дкомплексна сполукаФ часто повТ€зують з назвою Дподв≥йн≥ сол≥Ф, тому що њх можна розгл€дати €к продукти, що утворен≥ двома металами та одн≥Їю кислотою:

 

Na2SO4 + Al2(SO4)3 = 2Na[Al(SO4)2] подв≥йна с≥ль

NaCN + AgCN = Na[Ag(CN)2] комплексна сполука

—кладн≥ сол≥, €к≥ п≥д час розчиненн€ дисоц≥юють т≥льки на т≥ йони, що входили до складу сполук, наприклад:

Na[Al(SO4)2] ↔ Na+ + Al3+ + 2SO42-

 омплексн≥ сол≥ дисоц≥юють з утворенн€м складних комплексних йон≥в:

Na[Ag(CN)2] ↔ Na+ + [Ag(CN)2]-

„≥тко розд≥лити подв≥йн≥ ≥ комплексн≥ сол≥ неможливо.  ≥льк≥сною характеристикою, за €кою њх можна визначити Ї константа нест≥йкост≥. якщо  нест . Ы 10-1, то таку с≥ль можна вважати подв≥йною.

 

ѕриклад 3. як≥ сполуки називаютьс€ комплексними? яка њх будова ≥ особливост≥ х≥м≥чного звТ€зку?

¬≥дпов≥дь:

 омплексними (або координац≥йними) називаютьс€ сполуки, кристал≥чн≥ гратки €ких складаютьс€ з комплексних груп, утворених внасл≥док взаЇмод≥њ йон≥в або молекул, здатних ≥снувати самост≥йно. ѕрикладом њх утворенн€ можуть бути наступн≥ реакц≥њ:

Fe(CN)2 + 4KCN = K4[Fe(CN)6]

ZnSO4 + 4NH3 = [Zn(NH3)4]SO4

–озгл€немо будову комплексних сполук.

¬ молекул≥ Ї атом ≥з позитивним ступенем окисненн€, €кий обТЇднуЇ довколо себе вс≥ ≥нш≥ частинки.

÷ей атом називають комплексоутворювачем або центральним атомом. ¬ наших прикладах Fe+2Zn+2.

Ќайб≥льшу схильн≥сть до утворенн€ комплекс≥в мають кат≥они d Ц елемент≥в, наприклад, Fe2+,Fe3+,Co3+,Cr3+,Cu2+,Ti4+ тощо, р≥дше Ц атоми елемент≥в головних п≥дгруп пер≥одичноњ системи з позитивним ступенем окисненн€, наприклад, Be+2, Al+3, а також неметали з високим ступенем окисненн€ (B+3,Si+4,P+5 тощо).

ѕриЇднан≥ до комплексоутворювача частки (молекули, ан≥они) називаютьс€ л≥гандами. Ћ≥ганд може утворювати з комплексоутворювачем один або к≥лька х≥м≥чних звТ€зк≥в. „исло х≥м≥чних звТ€зк≥в, що утворюЇ л≥ганд з комплексоутворювачем, називаЇтьс€ дентатн≥стю, €к≥ д≥л€ть на монодентатн≥: F, Cl, C N, H2 O ≥ ≥нш≥. (ѕ≥дкреслений атом, €кий утворюЇ звТ€зок з комплексоутворювачем). ѕол≥дентатними Ї найчаст≥ше орган≥чн≥ йони ≥ молекули.

«агальне число атом≥в ус≥х л≥ганд≥в або груп атом≥в, що утворюють звТ€зки з комплексоутворювачем, називають координац≥йним числом комплексоутворювача ( „).

«наченн€ координац≥йного числа залежить в≥д багатьох фактор≥в: в≥д природи л≥ганд≥в, в≥д сп≥вв≥дношенн€ рад≥ус≥в л≥ганд≥в ≥ комплексоутворювача, умов проведенн€ процес≥в комплексоутворенн€. јле основним фактором, €кий впливаЇ на координац≥йне число, €вл€Їтьс€ ступ≥нь окисненн€ комплексоутворювача:

 

ступ≥нь окисненн€ комплексоутворювача +1 +2 +3 +4 вище +4
координац≥йн≥ числа   4;6 6;4   8-12

 

(п≥дкреслен≥ найб≥льш характерн≥ координац≥йн≥ числа).

 омплексоутворювач ≥ л≥ганди складають комплексний йон, або внутр≥шню сферу комплексу в х≥м≥чн≥й формул≥ њњ в≥докремлюють квадратними дужками; наприклад,
[Fe(CN)6]4-, [Zn(NH3)4]2+.

…они, що знаход€тьс€ за межами внутр≥шньоњ сфери, утворюють зовн≥шню сферу комплексу (в наших прикладах це K+SO42 -).

ƒл€ комплексних сполук д≥ам≥наргентум (≤) хлорид [Ag(NH3)2]Cl ≥ гексаам≥нкобальт (≤≤≤) бром≥д [Co(NH3)6]Br3 схематично зовн≥шню ≥ внутр≥шню сфери можна зобразити так:

 
 

 

–исунок 6.1 Ц —хематичне зображенн€ будови комплексних сполук [Ag(NH3)2]Cl та [Co(NH3)6]Br3.

 

 
 
¬нутр≥шн€ координац≥йна ≥ зовн≥шн€ сфери €вл€ють собою протилежно зар€джен≥ йони, м≥ж €кими зд≥йснюЇтьс€ електростатичне прит€ганн€ (йонний звТ€зок), а м≥ж комплексоутворювачем ≥ л≥гандами Ц донорно-акцепторн≥ звТ€зки. Ћ≥ганди Ї донорами, а комплексоутворювач Ц акцептором електронних пар, в≥н використовуЇ дл€ утворенн€ звТ€зк≥в к≥лька в≥льних орб≥талей.

ƒл€ комплексноњ сполуки [Be(H2O)4]SO4 утворенн€ х≥м≥чних звТ€зк≥в можна зобразити так:

 

2s

 

” атома берил≥ю валентними Ї п≥др≥вн≥ 2s22p0, у йона Be2+ - на два електрони менше (2s02p0). ¬≥льн≥ 2s2p орб≥тал≥ Be2+ заповнюютьс€ валентними електронами л≥ганду утворюючи sp3 -г≥бридизац≥ю. ћолекула маЇ тетраедричну будову.

 

ѕриклад 4. як розраховуЇтьс€ ступ≥нь окисненн€ комплексоутворювача та зар€д внутр≥шньоњ сфери?

¬≥дпов≥дь:

—туп≥нь окисненн€ комплексоутворювача дор≥внюЇ алгебрањчн≥й сум≥ ступен≥в окисненн€ л≥ганд≥в ≥ йон≥в зовн≥шньоњ сфери, вз€т≥й з протилежним знаком.

Ќаприклад:

K4[Fe(CN)6]: -[6∙(-1) + 4∙(+1)] = +2; Fe+2

[Zn(NH3)4]SO4: -(-2 + 6∙0) = +2; Zn+2

«ар€д комплексного йону дор≥внюЇ сум≥ зар€д≥в комплексоутворювача ≥ л≥ганд≥в; з другоњ сторони, в≥н дор≥внюЇ сумарному зар€ду зовн≥шньоњ сфери з протилежним знаком.

Ќаприклад:

K4[Fe(CN)6]: +2+6∙(-1)= -4 або Ц[4∙(+1)]=-4; [Fe(CN)6]4-

[Zn(NH3)4]SO4: +2 +4∙0 = +2; [Zn(NH3)4]2+

ѕриклад 5. як≥ основн≥ принципи побудови назв сполук з ан≥онними, кат≥онними та нейтральними комплексами?

¬≥дпов≥дь:

а) Ќазва комплексноњ сполуки, що м≥стить комплексний ан≥он, складаЇтьс€ ≥з двох сл≥в: перше Ц назва кат≥ону в називному в≥дм≥нку; друге Ц назва комплексного ан≥ону в називному в≥дм≥нку, в €кому перел≥чуютьс€ координац≥йн≥ числа ≥ назви л≥ганд≥в, назва комплексоутворювача (кор≥нь латинськоњ назви елемента з зак≥нченн€м ДатФ, ступ≥нь окисненн€ комплексоутворювача (римською цифрою в дужках)).

 оординац≥йн≥ числа в назвах комплексних сполук вказують грецькими числ≥вниками:

2 Ц ди, 3 Ц три, 4 Ц тетра, 5 Ц пента, 6 Ц гекса, (координац≥йне число 1 в назв≥ не зазначаЇтьс€).

Ќазви л≥ганд≥в: негативно зар€джен≥ л≥ганди називають, добавл€ючи до корен€ латинськоњ назви елемента чи до назви складного ан≥ону сполучну голосну ДоФ: Cl - Ц хлоро-, Br - Ц бромо-, CN - Ц ц≥ано-, OH - Ц г≥дроксо-, NO3 - Ц н≥трато-, NO2 - Ц н≥трито-, S2O32- Ц т≥осульфато-, S2 - Ц т≥о-, NH2- Ц ам≥до-, NH4+ Ц амоно-, H- Ц г≥дридо-, CN Ц ц≥анато-,
SCN - Ц
т≥оц≥анато-, NCS- Ц ≥зот≥оц≥анато-, C2O42- Ц оксалато-.

Ќазви л≥ганд≥в перел≥чуютьс€ в алфав≥тному пор€дку ≥ вважають Їдиним ц≥лим.

 

Ќаприклад:

K3 [ (CN)6] кал≥й гексац≥аноферат (≤≤≤)

↑ ↑ ↑ ↑

1 4 3 2

 

Na [ (NH3) Br5 ] натр≥й пентабромоам≥нплатинат (≤V)

↑ ↑ ↑ ↑ ↑

1 5 4 3 2

 

де 1,2,...5 Ц пор€док назв складових комплексноњ сполуки.

 

б) Ќазва комплексноњ сполуки, що м≥стить комплексний кат≥он, також складаЇтьс€ з двох сл≥в: перше слово Ц назва комплексного кат≥ону, в €к≥й перел≥чуютьс€ координац≥йн≥ числа, назва л≥ганд≥в та назва комплексоутворювача (украњнська назва елемента), ступ≥нь окисненн€ комплексоутворювача з римською цифрою в дужках; друге Ц назва ан≥ону.

Ќаприклад:

[ (NH3)4] SO4 тетраам≥нцинк сульфат

↑ ↑ ↑ ↑

3 2 1 5

(так €к цинк в сполуках про€вл€Ї лише один ступ≥нь окисненн€ +2, то њњ в назв≥ можна не приводити).

 

[ (H2O) 6 ] Br3 гексааквакобальт (≤≤≤) бром≥д

↑ ↑ ↑ ↑

3 2 1 5

 

де 1,2,...5 Ц пор€док назв складових комплексноњ сполуки.

в) Ќазва сполуки, €ка немаЇ зовн≥шньоњ сфери, складаЇтьс€ з одного слова, в €кому перел≥чен≥ координац≥йн≥ числа, назви л≥ганд≥в ≥ назва комплексоутворювача, ступ≥нь окисненн€ комплексоутворювача не вказуЇтьс€, так €к вона визначаЇтьс€ сумою зар€д≥в л≥ганд≥в.

Ќаприклад:

[ (H2O)3F3] трифлуоротриаквахром (≤≤≤)

↑ ↑ ↑↑ ↑

5 4 3 21

ѕриклад 6. яким чином дисоц≥юють у водних розчинах комплексн≥ сполуки?

¬≥дпов≥дь:

Ѕ≥льш≥сть комплексних сполук добре розчинн≥ у вод≥ ≥ в розчин≥ дисоц≥юють на йони. „астинки зовн≥шньоњ сфери, звТ€зан≥ з комплексними йонами електростатичними силами, легко в≥дщеплюютьс€ в розчин≥. “ака дисоц≥ац≥€ називаЇтьс€ первинною, п≥д час €коњ в≥дбуваЇтьс€ повний розпад на йони внутр≥шньоњ ≥ зовн≥шньоњ сфери.

Ћ≥ганди, €к≥ знаход€тьс€ у внутр≥шн≥й сфер≥, звТ€зан≥ з комплексоутворювачем дуже м≥цно ≥ в≥дщеплюютьс€ лише в мал≥й степен≥. ÷€ дисоц≥ац≥€ називаЇтьс€ вторинною. ѕроцес вторинноњ дисоц≥ац≥њ обернений ≥ його р≥вновага зм≥щена в сторону утворенн€ комплексного йону.

Ќаприклад:

дисоц≥ац≥њ:

K2[PtCl6] → 2K+ + [PtCl6]2- первинна

[PtCl6]2- ↔ Pt4+ + 6Cl- вторинна

[Ag(NH3)2]Cl → [Ag(NH3)2]+ + Cl- первинна

[Ag(NH3)2]+ ↔ Ag+ + 2NH3 вторинна

 

 омплексн≥ сполуки, €к≥ не мають зовн≥шньоњ сфери, не п≥ддаютьс€ первинн≥й дисоц≥ац≥њ ≥ тому њх називають комплексними неелектрол≥тами. ¬торинна дисоц≥ац≥€ цих сполук в≥дбуваЇтьс€ дуже слабо.

Ќаприклад:

[Cr(H2O)3F3] ↔ Cr3+ + 3H2O +3F

ѕроцеси дисоц≥ац≥њ оборотн≥ та ступ≥нчаст≥ ≥ з к≥льк≥сного боку оц≥нюютьс€ константою ст≥йкост≥:

 ст. =

 онстанта р≥вноваги процесу дисоц≥ац≥њ комплексних йон≥в називаЇтьс€ константою нест≥йкост≥ комплексноњ сполуки. ƒл€ сполуки [Zn(NH3)4Cl2].

¬еличина константи нест≥йкост≥ комплексноњ сполуки залежить в≥д њњ природи ≥ в≥д температури. «а сталоњ температури ц€ величина стала дл€ даноњ сполуки ≥ не залежить в≥д њњ концентрац≥њ.

ƒисоц≥ац≥€ комплексних йон≥в в≥дбуваЇтьс€ ступ≥нчасто:

[Zn(NH3)4]2+ ↔ [Zn(NH3)3]2+ + NH3

[Zn(NH3)3]2+ ↔ [Zn(NH3)2]2+ + NH3

[Zn(NH3)2]2+ ↔ [Zn(NH3)]2+ + NH3

[Zn(NH3)]2+ ↔ Zn2+ + NH3

 ожному з р≥вн€нь в≥дпов≥даЇ певна константа нест≥йкост≥ (ступ≥нчаста константа нест≥йкост≥). «наченн€ цих констант нест≥йкост≥ навод€тьс€ в дов≥дниках з х≥м≥њ, за њх значенн€ми можна передбачити переб≥г реакц≥њ.

 

ѕриклад 7. ¬изначте ступен≥ окисненн€ комплексоутворювач≥в, зар€ди комплексних йон≥в, координац≥йн≥ числа, вкаж≥ть л≥ганди, назв≥ть комплексн≥ сполуки, напиш≥ть р≥вн€нн€ њх дисоц≥ац≥њ:

H[Au(SCN)2]

[Cr(H2O)5Cl]Cl2

[Pd(NH3)2I2]

¬≥дпов≥дь:

1. H[Au(SCN)2]

 омплексоутворювач: Au+1; його зар€д Ц [2(-1) + (+1)] = +1  омплексний йон: [Au(SCN)2] ; його зар€д +1 +2 (-1) = -1

 оординац≥йне число ( „): 2

Ћ≥ганди: SCN-

Ќазва сполуки: г≥дроген дит≥оц≥аноаурат (≤) або дит≥оц≥аноауритна кислота.

ѕервинна дисоц≥ац≥€:

H[Au(SCN)2] → H+ + [Au(SCN)2]-

¬торинна дисоц≥ац≥€:

[Au(SCN)2]- ↔ Au+ + 2SCN-

2. [Cr(H2O)5Cl]Cl2

 омплексоутворювач: Cr+3; його зар€д Ц [3(-1) + 5∙0] = +3  омплексний йон: [Cr(H2O)5Cl]2+; його зар€д +3 + (-1) = +2

 оординац≥йне число ( „): 5 + 1 = 6

Ћ≥ганди: H2O, Cl-

Ќазва сполуки: хлоропентааквахром (≤≤≤) хлорид;

ѕервинна дисоц≥ац≥€:

[Cr(H2O)5Cl]Cl2 → [Cr(H2O)5Cl]2+ + 2Cl-

¬торинна дисоц≥ац≥€:

[Cr(H2O)5Cl]2+ ↔ Cr3+ + 5H2O + Cl-

3. [Pd(NH3)2I2]

 омплексоутворювач: Pd2+; його зар€д Ц [2(-1) + 2∙0] = +2  омплексного йону немаЇ Ц це комплексний неелектрол≥т

 оординац≥йне число ( „): 2 +2 = 4

Ћ≥ганди: NH3, I-

Ќазва сполуки: дийодод≥ам≥нпалад≥й

ѕервинноњ дисоц≥ац≥њ немаЇ.

¬торинна дисоц≥ац≥€:

[Pd(NH3)2I2] ↔ Pd2+ + 2 NH3 + 2I-

 

ѕриклад 8. Ќапиш≥ть х≥м≥чн≥ формули таких сполук:

1.  ал≥й тетран≥тритод≥ам≥нкобальтат (≤≤≤);

2. ƒин≥тритохлоротриам≥нхром;

3. “етрааквакадм≥й н≥трат.

¬≥дпов≥дь:

1. K[Co(NH3)2(NO2)4]

2. [Cr(NH3)3Cl(NO2)2]

3. [Cd(H2O)4](NO3)2

 

ѕриклад 9. «апиш≥ть р≥вн€нн€ реакц≥й, що Ї €к≥сними на йони , .

¬≥дпов≥дь:

як≥сна реакц≥€ на :

ѕ≥д час д≥њ червоноњ кровТ€ноњ сол≥ на сол≥ ферум (≤≤) утворитьс€ син≥й осад (турнбулева синь):

або

як≥сн≥ реакц≥њ на :

а) ѕ≥д час д≥њ жовтоњ кровТ€ноњ сол≥ на сол≥ ферум (≤≤≤) утворюЇтьс€ син≥й осад (берл≥нська лазур):

або

б) ѕ≥д час взаЇмод≥њ сол≥ ферум (≤≤≤) ≥з амон≥й родан≥дом або кал≥й родан≥дом утворюЇтьс€ сполука темно-червоного кольору:

ферум (≤≤≤) родан≥д

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1983 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

—воим успехом € об€зана тому, что никогда не оправдывалась и не принимала оправданий от других. © ‘лоренс Ќайтингейл
==> читать все изречени€...

2178 - | 1997 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.073 с.