Поделиться Поделиться

Семинар «Модели строения атома и химической связи»

Радиальное распределение электронной плотности на р-, d-и f-орбиталях атома водорода

Энергии s- и р-орбиталей атомов 1-го и 2-го периодов и Na

Типы гибридизации орбиталей

Тип гибридизации КЧ Геометрия Примеры
sp линейная BeCl2
sp2 треугольная BCl3
sp3 тетраэдр CH4 NH4+
dsp2 квадрат [ICl4
sp3d тригональная бипирамида PCl5
sp3d2, d2sp3 октаэдр SF6
d3sp3 пентагональная бипирамида [Mo(CN)7]3¯
d5p3 квадратная антипризма [TaF8]3¯
d4sp3 додекаэдр [Mo(CN)8]4¯
             
Вариант Молекулы Вариант Молекулы
CH4 AlBr3 COCl2 PBr3
C2H4 POCl3 CNCl PF5
СН3ОН NH3 HNCO CSCl2
CH2F2 H2O NH2CHO BH3
COCl2 GeBr4 HOCN PCl3
C2H3Cl BF3 HCOOH H2S
CS2 NH2OH C2H2 AsF5
CSCl2 В2О3 HCN OF2
CNCl AsF3 CH2Cl2 NH2Cl
CH2O PCl5 CO2 SnF4
CF4 NSCl CHCl3 COCl2
HNCO PF5 COS BBr3
COS H2SO4 COF2 BeCl2
HSCN AsF5 H2CO3 PH3
С2Н2 SnCl4 CCl4 NOCl

Задача 9.

По формуле соединения составьте названия комплексов и их формулы.

Вари-ант Формула соединения Название соединения
[Pt(NH3)2Cl] Дигидроксодиоксалатоманганат(IV)-ион
K[Ag(CN)2] Катион триамминтриаквакобальта (III)
K3[Fe(C2O4)3] Тетратиостибат(V)-ион
Na3[SbS3] Трихлоротриамминиридий
Na2[Sn(OH)6] Гексагидроксоплюмбат(IV)-ион
[Fe(CO)5] Тетранитромеркурат(II)-ион
[V(CO)6] Тетрахлородиаквакупрат(II)-ион
Na[Co(NH3)4(SO3)2] Катион нитратопентаамминхрома(III)
K[Au(CN)2Br2] Тетрафтородигидроксостибат(V)-ион
[Ni(NH3)6]Cl2 Катион (тиоцианато N) пентаамминахрома(VI)
[Сг(Н2О)4С12]С1 Гексацианоферрат(II) железа(III)
[Ag(NO2)2] Тетрагидридоборат(III) бериллия
[Ag(CN)2] Пентахлороакваиридат(III) калия
Na3[Co(S2O3)3] Гексафтороалюминат(III) натрия
[Co(H2O)4Cl2]NO3 Тетрагидроксоскандат(III) натрия
K4[CoF6] Гексафторомолибдат(III) калия
[Mn(H2O)6]Br3 Трифторогидроксоборат оксония
K3[Fe(CN)6] Гексахлороиридат(IV) калия
Na3[Cr(OH)6] Тетрагидроксостаннат(IV) калия
[Co(H2O)6]SO4 Гексафторованадат(V) натрия
[Co(NH3)5Br]SO4 Тетратиостаннат(IV) натрия
[Cr(NH3)3(NCS)3] Гексафторованадат(III) аммония
K4[Ni(NO2)6] Тетрахлороалюминат(III) аммония
K2[PtI4] Тетрагидроборат(III) алюминия
Na [NiCl4] Диазидодихлоропалладат(II) калия

Номенклатура

http://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%EE%EC%EF%EB%E5%EA%F1%ED%FB%E5_%F1%EE%E5%E4%E8%ED%E5%ED%E8%FF


Задача 10.

Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций образования комплексных соединений и формулу их общей константы нестойкости.

Вариант Уравнение реакции
A12(SO4)3 + КОН(изб)
СоСО3 + KCNS(изб)
PtCl2 + КВr(изб)
Co(NO3)3 + NH4OH(изб)
CuCl + HC1
PbCl2 + КОН(изб)
CuCl2 + НС1(изб)
Cr2(SO4)3 + NaCN(изб)
AgCl + КОH(изб)
PbI2 + KI
ZnCl + КОН(изб)
CuSO4 + NН4ОН(изб)
AgBr + Na2S2O3(изб)
ZnOHCl + NН4ОН(изб)
FeCl3 + КСN(изб)
A1F3 + NaF
BeCl2 + NаОН(изб)
HgI2 + KI
ZnSO4 + NH4OH(изб)
CrCl3 + КОН(изб)
Hg(NO3)2 + КСN(изб)
CdSO4 + NН4ОН(изб)
Zn(OH)2 + KCN(изб)
CdCl2 + КС1(изб)
CuCO3 + NH4OH(изб)

См.

http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/Ch3/komplsoed.htm

или

http://kurs.ido.tpu.ru/courses/Analyt_chem_1/tema9.htm

Образование комплексных соединений

Комплексные соединения имеют сложный состав. В них выделяют центральный атом (комплексообразователь) и связанные с ним лиганды (заряженные или нейтральные неорганические или органические частицы, т. е. ионы или молекулы). Комплексообразователь вместе с лигандами составляет внутреннюю координационную сферу соединения. Кроме внутренней сферы, в большинстве случаев имеется также внешняя координационная сфера, состоящая из отрицательных или положительных ионов.

Ионы внешней сферы связаны с комплексным ионом ионогенно, т. е. при растворении вещества в воде они отщепляются в виде свободных ионов. Наоборот, связь между комплексообразователем и лигандами имеет неионогенный характер, и вся внутренняя координационная сфера находится в водных растворах в виде комплексного иона. Так, в случае K[Ag(CN)2] комплексообразователем является Ag+, лигандами – CN-. Во внешней координационной сфере находятся К+ - ионы. Группа является внутренней сферой комплекса.

Заряды комплексных ионов равняются алгебраической сумме зарядов комплексообразователя и лигандов. Так, заряд иона равен (+1) + (-2) = -1.

Если лигандами являются нейтральные молекулы, их присутствие не отражается на заряде комплекса. Поэтому его заряд равен в таких случаях заряду комплексообразователя. Например, заряд иона [Ag(NH3) 2]+ такой же, как и у иона Ag+.

О заряде комплекса можно судить также по составу внешней координационной сферы. Найдя заряд комплекса, легко определить и степень окисления комплексообразователя, если она неизвестна. Так, в комплексном соединении K4 [Fe(CN)6] во внешней сфере находятся четыре однозарядных положительных иона К+, а поскольку вся молекула электронейтральна, заряд внутренней координационной сферы [Fe(CN)6]4- должен равняться 4-. Ионы CN- , являющиеся лигандами, несут в общей сложности 6 отрицательных зарядов, значит, комплексо-образователь должен иметь заряд, равный 2+.

Общее число лигандов, координированных с данным комплексообразователем в комплекс, называется координационным числом комплексообразователя. У большинства комплексообразователей (Cr3+, Co3+, Fe2+, Fe 3+, Zn2+, Ni2+ и т. д.) координационное число равно 6. Координационное число 4 наблюдается у ионов Cd2+, Cu2+, Hg2+, Pt2+ и др. Существуют также комплексы, в которых комплексообразователь может иметь и другие координационные числа, например: 2, 3, 8 и т. д.

Лигандами в большинстве случаев служат однозарядные отрицательные ионы, а также молекулы, подобные NH3, H2O, и другие, способные занимать лишь одно координационное место в комплексе. Известны лиганды, которые могут занимать сразу два и больше мест. Такие лиганды называются бидентатными, тридентатными и т. д., в зависимости от того, сколько мест во внутренней сфере комплексного соединения данный лиганд может занять.

Способность к образованию комплексов всего сильнее проявляют элементы, расположенные в средней части больших периодов Периодической системы элементов Д. И. Менделеева (Cu, Ni, Co, Fe, Mn, Zn, Ag и т. д.).

Общим методом получения комплексов типа присоединения является действие избытка комплексообразующего реагента на соли связываемого в комплекс иона. Например,

HgCl2 + 4KI = K2[HgI4] + 2KCl

Таким способом получают галогено-, родано-, циано-, нитро-, киcлородсодержащие и другие комплексные соединения.

Общим методом получения комплексов, образующихся по типу внедрения, является действие аммиака или воды на соли связываемого в комплекс иона. Например,

HgCl2 + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O

Так получают аммиакаты и аквакомплексы.

С позиций электронной теории образование комплексных соединений происходит как результат проявления сил электростатического притяжения, действующих между лигандами и ионом-комплексообразователем.

Электростатическая теория Косселя (теория ионной связи) образование молекулы аммиака объясняет следующим образом. Нейтральный атом азота во внешнем электронном слое имеет 5 электронов и поэтому стремится дополнить это число до устойчивого октета (8 электронов). При реакции с атомами водорода электроны трех атомов водорода переходят к атому азота и образуется отрицательный N3- и три положительных H+. В результате взаимного притяжения образуется [NH3].

Теория ковалентной связи Льюиса образование комплексов объясняет возникновением ковалентной связи между ионами комплексообразователя и лигандами. Ковалентная связь осуществляется за счет электронных пар, общих для обоих соединяющихся атомов. Согласно этой теории молекула аммиака образуется в результате возникновения трех общих электронных пар, связывающих атомы водорода с атомом азота:

Семинар «Модели строения атома и химической связи» - Инвестирование -  1

Теория ковалентной связи допускает возможность использования "свободной" пары электронов для осуществления связи с соответствующим ионом. В случае аммиака таким ионом является H+, в результате образуется ион NH+4:

Семинар «Модели строения атома и химической связи» - Инвестирование -  2

Подобная связь, осуществляемая за счет электронной пары, принадлежавшей первоначально одному из соединяющихся атомов и как бы отдаваемой им в общее владение с другим атомом, называется координационной, или донорно-акцепторной связью. При этом атом, отдающий электронную пару, называют донором, а атом, получающий её,– акцептором.

Лиганды в комплексных соединениях в большинстве случаев представляют собой атомы или группы атомов с одной или несколькими неподеленными парами электронов. К ним относятся галогенид-ионы, азотистые основания (аммиак, пиридин, алифатические амины и др.), гидроксил-ионы, некоторые органические соединения, содержащие карбоксильную (СООН- ) и карбонильную (= С = О) группы, а также функциональные группы, имеющие в своем составе серу, фосфор или мышьяк. Донорными атомами в этих лигандах, как правило, являются галоген, азот, кислород, фосфор или мышьяк.

Следующим этапом развития теории координационных соединений являются теория молекулярных орбиталей, которая развивает и углубляет теорию ковалентных связей, и теория строения кристаллического поля, которая основывается на электрохимических представлениях. Более полной теорией координационных соединений, объединяющей теорию молекулярных орбиталей и теорию кристаллического поля, является теория поля лигандов.

← Предыдущая страница | Следующая страница →