Exemple de rezolvare a problemelor
În reacții Co Cl 3 + 6 N H 3 = Cl 3 și 2KCI + PtCI 2 = K 2 compușii complecși Cl 3 și K 2 se numesc compuși complecși.
Astfel de compuși se formează dacă moleculele părinte pot prezenta valență „suplimentară” datorită formării unei legături covalente în tipul donor-acceptor. Pentru a face acest lucru, una dintre molecule trebuie să conțină un atom cu orbitali liberi, iar cealaltă moleculă trebuie să aibă un atom cu o pereche solitară de electroni de valență.
Compoziția compușilor complecși. Conform teoriei coordonării lui A. Verner, se disting compușii complecși sferele interne și externe... Sfera interioară (ion complex sau complex), de regulă, este închisă între paranteze pătrate și constă din agent de complexare(atom sau ion) și înconjurător liganzi:
agent de complexare ligand
[Co (NH3) 6] CI3
sfera interioară sfera exterioară
Atomii sau ionii cu orbitali de valență liberi servesc ca agenți de complexare. Cei mai comuni agenți de complexare sunt atomii sau ionii de elemente d.
Liganzii pot fi molecule sau ioni care asigură perechi izolate de electroni de valență pentru coordonarea cu un agent de complexare.
Se determină numărul de liganzi coordonați număr de coordonare agent de complexare și denticitatea liganzilor. Număr de coordonare este egal cu numărul total de legături σ dintre agentul de complexare și liganzi, este este determinat de numărul orbitalilor atomici liberi (vacanți) ai agentului de complexare, pe care le oferă pentru perechi de electroni donatori de liganzi.
numărul de coordonare al agentului de complexare este egal cu starea sa de oxidare dublată.
Stomatologie ligand Este numărul tuturor legăturilor σ pe care ligandul le poate forma cu agentul de complexare; această valoare este definit ca numărul de perechi de electroni donatori, pe care ligandul îl poate furniza pentru a interacționa cu atomul central. Conform acestei caracteristici, se disting liganzii mono-, di- și poli-dentat. De exemplu, etilendiamina H 2 N-CH 2-CH 2-NH 2, ionii SO 4 2-, CO 3 2- sunt liganzi bidentați. Trebuie avut în vedere faptul că liganzii nu prezintă întotdeauna dentiția maximă.
În cazul liganzilor monodentați (ca în exemplele luate în considerare, amoniac : NH 3 și ioni clorură CI -) indicele care indică numărul de liganzi coincide cu numărul de coordonare al agentului de complexare. Exemple de alți liganzi și numele lor sunt date în tabelul de mai jos.
Determinarea sarcinii unui ion complex (sferă interioară). Sarcină ionică complexă este egal cu suma algebrică a sarcinilor agentului de complexare și liganzilor sau este egală cu sarcina sferei exterioare, luată cu semnul opus(regula electroneutralității). În compusul Cl3, sfera exterioară este formată din trei ioni de clor (CI -) cu o sarcină totală a sferei exterioare 3-, apoi, conform regulii electroneutralității, sfera interioară are o sarcină de 3+: 3 +.
În compusul complex K 2, sfera exterioară este formată din doi ioni de potasiu (K +), a căror sarcină totală este 2+, atunci sarcina sferei interioare va fi 2-: 2-.
Determinarea sarcinii agentului de complexare.
Termenii „încărcarea agentului de complexare” și „starea de oxidare a agentului de complexare” sunt aceiași aici.
În complexul 3+, liganzii sunt molecule neutre din punct de vedere electric; prin urmare, sarcina complexului (3+) este determinată de sarcina agentului de complexare, Co 3+.
În complexul 2- sarcina sferei interioare (2-) este egală cu suma algebrică a sarcinilor agentului de complexare și liganzilor: -2 = x + 4 × (-1); sarcina agentului de complexare (stare de oxidare) x = +2, adică centrul de coordonare din acest complex este Pt 2+.
Se formează cationi sau anioni în afara sferei interioare, asociați cu aceasta prin forțe electrostatice de interacțiune ion - ion sfera exterioară compus complex.
Nomenclatura compușilor complecși.
Numele compușilor este determinat de tipul de compus complex în funcție de sarcina sferei interioare: de exemplu:
Cl 3 - se referă la cationic compuși complexi, deoarece sfera interioară (complexă) 3+ este un cation;
K 2 - anionic compus complex, sfera interioară 2- este un anion;
0 și 0 se referă la compuși complexi neutri din punct de vedere electric, deoarece nu conțin o sferă exterioară, deoarece sfera interioară are sarcină zero.
Reguli generale și caracteristici în numele compușilor complexi.
Reguli generale:
1) în toate tipurile de compuși complecși, mai întâi numesc anionic, apoi partea cationică a compusului;
2) în sfera internă pentru toate tipurile de complexe, numărul liganzilor este indicat folosind cifre grecești: di, three, tetra, penta, hexa etc .;
2a) dacă diferiți liganzi sunt localizați în sfera interioară a complexului (acestea sunt complexe mixte sau mixte de ligand), numerele și numele liganzilor încărcați negativ sunt indicați mai întâi cu adăugarea finalului -O(Cl ˉ - cloro, OH ˉ - hidroxo, SO 4 2 ˉ - sulfato etc. (vezi tabelul), apoi indică numerele și numele liganzilor neutri, iar apa se numește aquași amoniac - amină;
2b) ultimul în sfera interioară numit agent de complexare.
Caracteristică: numele agentului de complexare este determinat de faptul dacă este inclus într-un cation complex (1), un anion complex (2) sau un complex neutru (3).
(1). Agent de complexare - în cationul complex.
După numele tuturor liganzilor din sfera interioară a complexului, este dat numele rusesc al elementului de complexare în cazul genitiv. Dacă un element prezintă o stare de oxidare diferită, acesta este indicat după numele său între paranteze cu numere. Se folosește și o nomenclatură, care indică nu starea de oxidare a agentului de complexare, ci valența acestuia (în cifre romane).
Exemplu. Denumiți compusul complex Cl.
A). Să definim sarcina sferei interioare conform regulii: sarcina sferei interioare este egală ca mărime, dar opusă în semn cu sarcina sferei exterioare; sarcina sferei exterioare (este determinată de ionul de clor Cl -) este -1, prin urmare, sfera interioară are o sarcină de +1 (+) și aceasta este - cation complex.
b). Să calculăm starea de oxidare a agentului de complexare (aceasta este platina), deoarece numele compusului trebuie să indice starea sa de oxidare. Să o notăm cu x și să o calculăm din ecuația electroneutralității (suma algebrică a stărilor de oxidare a tuturor atomilor elementelor din moleculă este egală cu zero): x × 1 + 0 × 3 + (-1) × 2 = 0; x = +2, adică Pt (2+).
v). Începem numele compusului cu anionul - clorură .
G). Mai mult, numim cation + - acesta este un cation complex care conține diferiți liganzi - atât molecule (NH 3), cât și ioni (Cl -), de aceea numim în primul rând liganzi încărcați, adăugând finalul - O-, adică - cloro , apoi numim molecule de ligand (aceasta este amoniac NH 3), sunt 3 dintre ele, pentru aceasta folosim cifra greacă și numele ligandului - triammin , apoi numim în rusă, în cazul genitivului, agentul de complexare cu o indicație a stării sale de oxidare - platină (2+) ;
e). Combinând succesiv denumirile (date cu caractere italice aldine), obținem denumirea compusului complex Cl - clorură de clorotriamminplatinum (2+).
Exemple de compuși cu cationi complecși și numele lor:
1) Br 2 - bromură de nitrit Openta amminvanadiu (3+);
2) CI - carbonat de clorură Otetra amminchrome (3+);
3) (ClO 4) 2 - perclorat tetra amminmedi (2+);
4) SO 4 - sulfat de brom Openta amminruthenia (3+);
5) ClO 4 - perclorat di brom Otetra acvacobalt (3+).
Masa. Formule și nume de liganzi încărcați negativ
(2). Agent de complexare - în anionul complex.
După numele liganzilor, se numește agentul de complexare; se folosește denumirea latină a elementului, la care se adaugă sufix -La ) și starea de valență sau oxidare a agentului de complexare este indicată între paranteze. Apoi, cationul sferei exterioare este numit în cazul genitiv. Indicele care indică numărul de cationi din compus este determinat de valența anionului complex și nu este afișat în nume.
Exemplu. Denumiți compusul complex (NH 4) 2.
A). Să definim sarcina sferei interioare, aceasta este egală în mărime, dar opusă în semn cu sarcina sferei exterioare; sarcina sferei exterioare (este determinată de ionii de amoniu NH 4 +) este +2, prin urmare, sfera interioară are o sarcină de -2 și acesta este un anion complex 2-.
b). Starea de oxidare a agentului de complexare (aceasta este platina) (notată cu x) este calculată din ecuația electroneutralității: (+1) × 2 + x × 1 + (- 1) × 2 + (-1) × 4 = 0 ; x = +4, adică Pt (4+).
v). Începem numele compusului cu anionul - (2- (anion complex), care conține diferiți ioni ligand: (OH -) și (Cl -), prin urmare adăugăm finalul la numele liganzilor - O-, iar numărul lor este notat cu cifre: - tetraclorodihidroxo - , apoi numim agentul de complexare, folosind numele latin al elementului, la care adăugăm sufix -La(o trăsătură distinctivă a complexului de tip anionic) și indicați între paranteze starea de valență sau oxidare a agentului de complexare - platină (4+).
G). Acesta din urmă se numește cation în cazul genitiv - amoniu.
e). Combinând succesiv denumirile (date cu caractere italice aldine), obținem numele compusului complex (NH 4) 2 - tetraclorodihidroxoplatinat de amoniu (4+).
Exemple de compuși cu anioni complecși și numele lor:
1) Mg 2 - Trei fluor O hidroxoalumină la (3+) magneziu;
2) K 2 - di tiosulfat Odi ammincupr la (2+) potasiu;
3) K 2 - tetra iod O merkur la (2+) potasiu.
(3). Agent de complexare - într-un complex neutru.
După numele tuturor liganzilor, acesta din urmă este numit agent de complexare în cazul nominativ, iar gradul de oxidare al acestuia nu este indicat, deoarece este determinat de electroneutralitatea complexului.
Exemple de complexe neutre și numele lor:
1) – di clor O aquaammineplatinum;
2) – Trei brom OTrei amincobalt;
3) - triclorotriamminecobalt.
Astfel, partea complexă a denumirii tuturor tipurilor de compuși complecși corespunde întotdeauna sferei interioare a complexului.
Comportamentul compușilor complecși în soluții. Echilibre în soluții de compuși complecși. Să luăm în considerare comportamentul unui compus complex de diamină clorură de argint Cl în soluție.
Ionii sferei exterioare (CI -) sunt asociați cu ionul complex în principal prin forțele de interacțiune electrostatică ( legătură ionică), deci, într-o soluție, ca niște ioni de electroliți puternici, aproape completă descompunerea unui compus complex într-o sferă complexă și exterioară este o sferă exterioară sau disociere primară săruri complexe:
Cl ® + + Cl - - disociere primară.
Liganzii din sfera interioară a complexului sunt legați de agentul de complexare de către donator-acceptor legaturi covalente; clivajul lor (detașarea) de agentul de complexare se desfășoară în majoritatea cazurilor într-o măsură nesemnificativă, la fel ca în electroliții slabi, prin urmare este reversibil. Dezintegrarea reversibilă a sferei interioare este disocierea secundară a compusului complex:
+ «Ag + + 2NH 3 - disociere secundară.
Ca urmare a acestui proces, se stabilește un echilibru între particula complexă, ionul central și liganzii. Se desfășoară treptat cu scindarea secvențială a liganzilor.
Constanta de echilibru a procesului de disociere secundar se numește constantă de instabilitate ionică complexă:
A cuibări. = × 2 / = 6,8 × 10 - 8.
Acesta servește ca o măsură a stabilității sferei interioare: cu cât ionul complex este mai stabil, cu atât este mai mică constanta sa de instabilitate, cu atât este mai mică concentrația ionilor formați în timpul disocierii complexului. Valorile constantelor de instabilitate ale complexelor sunt valori tabulare.
Constantele de instabilitate, exprimate în termeni de concentrație de ioni și molecule, se numesc constante de concentrație. Constantele de instabilitate, exprimate prin activitățile ionilor și moleculelor, nu depind de compoziția și puterea ionică a soluției. De exemplu, pentru un complex în formă generală МеХ n (ecuația de disociere МеХ n «Ме + nХ), constanta de instabilitate are forma:
A cuibări. = a Me × a n X / a MeX n.
La rezolvarea problemelor în cazul soluțiilor suficient de diluate, este permisă utilizarea constantelor de concentrație, presupunând că coeficienții de activitate ai componentelor sistemului sunt practic egali cu unitatea.
Ecuația dată de disociere secundară este reacția totală a procesului etapizat de disociere a complexului cu eliminarea secvențială a liganzilor:
+ «+ + NH 3, K nest. 1 = × /
+ «Ag + + NH 3, К nest. 2 = × /
+ «Ag + + 2NH 3, K cuib. = × 2 / = stația K 1 × stația K 2,
unde K nest 1 și K nest 2 sunt constantele de instabilitate în trepte ale complexului.
Constanta generală de instabilitate a complexului este egală cu produsul constantelor de instabilitate în trepte.
Din ecuațiile de mai sus ale disocierii treptate a complexului, rezultă că produsele intermediare de disociere pot fi prezente în soluție; la o concentrație excesivă a ligandului datorită reversibilității acestor procese, echilibrul reacțiilor se deplasează spre substanțele inițiale și, în principal, un complex nedisociat este prezent în soluție.
Pentru a caracteriza puterea complexului, pe lângă constanta instabilității complexului, se utilizează reciprocitatea acestuia - constanta de stabilitate a complexului b set. = 1 / K cuib. ... b set este, de asemenea, o valoare de referință.
Sarcini de control
181. Pentru compusul complex dat, indicați numele, starea de oxidare (sarcina) ionului de complexare, numărul de coordonare. Scrieți ecuațiile pentru disocierea electrolitică a acestui compus și expresia constantei de instabilitate a complexului Cl 2, Cl.
182 *. SO 4, (NO3) 2.
183 *. K2 (NO3) 2, SO4.
184 *. Na, Cl3.
185 *. Ba, Cl.
186 *. (NH4), Br2.
187 *. Na 3, NO3.
188 *. SO 4, KCI 2, K3.
190 *. , Cl.
Capitolul 17 Îmbinări complexe
17.1. Definiții de bază
În acest capitol, vă veți familiariza cu un grup special de substanțe complexe numit complex(sau coordonarea) conexiuni.
În prezent există o definiție strictă a conceptului " particula complexa " Nu. Următoarea definiție este frecvent utilizată.
De exemplu, un ion de cupru hidratat 2 este o particulă complexă, deoarece există de fapt în soluții și unii hidrați de cristal, este format din ioni Cu 2 și molecule H 2 O, moleculele de apă sunt de fapt molecule existente, iar ioni Cu 2 există în cristale a multor compuși de cupru. Dimpotrivă, ionul SO 4 2 nu este o particulă complexă, deoarece, deși ionii de O 2 se găsesc în cristale, ionul S 6 nu există în sistemele chimice.
Exemple de alte particule complexe: 2, 3 ,, 2.
În același timp, ionii NH 4 și H 3 O sunt denumiți particule complexe, deși ionii H nu există în sistemele chimice.
Uneori, particulele complexe sunt numite particule chimice complexe, toate sau o parte din legăturile în care sunt formate de mecanismul donator-acceptor. În majoritatea particulelor complexe este, dar, de exemplu, în alum de potasiu SO 4 din particula complexă 3, legătura dintre atomii de Al și O este într-adevăr formată de mecanismul donor-acceptor, iar în particula complexă există doar electrostatic. interacțiunea (ion-dipol). Acest lucru este confirmat de existența în alum de fier-amoniu a unei particule complexe similare ca structură, în care este posibilă doar interacțiunea ion-dipol între moleculele de apă și ionul NH4.
În ceea ce privește sarcina, particulele complexe pot fi cationi, anioni și, de asemenea, molecule neutre. Compușii complecși care conțin astfel de particule pot aparține diferitelor clase de substanțe chimice (acizi, baze, săruri). Exemple: (H3O) - acid, OH - bază, NH4CI și K3 - săruri.
De obicei, un agent de complexare este un atom al unui element care formează un metal, dar poate fi și un atom de oxigen, azot, sulf, iod și alte elemente care formează nemetale. Starea de oxidare a agentului de complexare poate fi pozitivă, negativă sau zero; atunci când un compus complex este format din substanțe mai simple, acesta nu se schimbă.
Liganzii pot fi particule care, înainte de formarea unui compus complex, erau molecule (H20, CO, NH3 etc.), anioni (OH, Cl, PO 4 3 etc.), precum și un cation hidrogen . Distinge neidentificat sau liganzi monodentați (legați de atomul central printr-unul dintre atomii lor, adică printr-o legătură), bidentat(conectat cu atomul central prin doi dintre atomii săi, adică doi -bonduri), tridentat etc.
Dacă liganzii sunt neidentificați, atunci numărul de coordonare este egal cu numărul acestor liganzi.
CN depinde de structura electronică a atomului central, de starea sa de oxidare, de mărimea atomului central și a liganzilor, de condițiile pentru formarea compusului complex, de temperatura și de alți factori. CC poate lua valori de la 2 la 12. Cel mai adesea este egal cu șase, ceva mai rar - cu patru.
Există particule complexe cu mai mulți atomi centrali.
Sunt utilizate două tipuri de formule structurale ale particulelor complexe: indicarea sarcinii formale a atomului central și a liganzilor sau indicarea sarcinii formale a întregii particule complexe. Exemple:
Pentru a caracteriza forma unei particule complexe, se utilizează conceptul de poliedru de coordonare (poliedru).
Poliedrele de coordonare includ, de asemenea, un pătrat (CN = 4), un triunghi (CN = 3) și o halteră (CN = 2), deși aceste figuri nu sunt poliedre. Exemple de poliedre de coordonare și particule complexe în formă corespunzătoare pentru cele mai comune valori CN sunt prezentate în Fig. 1.
17.2. Clasificarea compușilor complecși
Modul în care substanțele chimice sunt compuși complexați sunt împărțiți în compuși ionici (uneori sunt numiți ionogenice) și moleculară ( neionic) conexiuni. Compușii complexi ionici conțin particule complexe încărcate - ioni - și sunt acizi, baze sau săruri (a se vedea § 1). Compușii complexi moleculari constau din particule complexe (molecule) neîncărcate, de exemplu: sau - este dificil să le atribuiți oricărei clase principale de substanțe chimice.
Particulele complexe care alcătuiesc compușii complecși sunt destul de diverse. Prin urmare, pentru clasificarea lor, sunt utilizate mai multe caracteristici de clasificare: numărul de atomi centrali, tipul ligandului, numărul de coordonare și altele.
După numărul de atomi centrali particulele complexe sunt împărțite în nucleu unicși multicore... Atomii centrali ai particulelor complexe multinucleare pot fi legați între ei fie direct, fie prin liganzi. În ambele cazuri, atomii centrali cu liganzi formează o singură sferă interioară a compusului complex:
După tipul de liganzi, particulele complexe sunt împărțite în
1) Acvacomplexe, adică particule complexe în care moleculele de apă sunt prezente ca liganzi. Complexe acvatice cationice mai mult sau mai puțin stabile m, complexele acvatice anionice sunt instabile. Toți hidrații de cristal se referă la compuși care conțin complexe acvatice, de exemplu:
Mg (ClO 4) 2. 6H20 este de fapt (ClO4) 2;
BeSO 4. 4H20 este de fapt SO4;
Zn (BrO 3) 2. 6H20 este de fapt (BrO3) 2;
CuSO 4. 5H 2 O este de fapt SO 4. H 2 O.
2) Hidroxocomplexe, adică particule complexe în care grupările hidroxil sunt prezente ca liganzi, care erau ioni hidroxid înainte de a intra în particula complexă, de exemplu: 2, 3 ,.
Complexele hidroxo sunt formate din complexe acvatice care prezintă proprietățile acizilor cationici:
2 + 4OH = 2 + 4H 2 O
3) Amoniac, adică particule complexe în care grupările NH3 sunt prezente ca liganzi (înainte de formarea unei particule complexe - moleculă de amoniac), de exemplu: 2 ,, 3.
Amoniacul poate fi obținut și din complexe acvatice, de exemplu:
2 + 4NH 3 = 2 + 4 H 2 O
În acest caz, culoarea soluției se schimbă de la albastru la ultramarin.
4) Acidocomplexe, adică particule complexe în care reziduurile acide ale acizilor atât anoxici, cât și acizi care conțin oxigen sunt prezenți ca liganzi (înainte de formarea unei particule complexe - anioni, de exemplu: Cl, Br, I, CN, S 2, NO 2, S 2 O 3 2, CO 3 2, C 2 O 4 2 etc.).
Exemple de formare a acidocomplexelor:
Hg 2 + 4I = 2
AgBr + 2S 2 O 3 2 = 3 + Br
Ultima reacție este utilizată în fotografie pentru a îndepărta bromura de argint nereacționată din materialele fotografice.
(În timpul dezvoltării filmului fotografic și a hârtiei fotografice, partea subexpusă a bromurii de argint conținută în emulsia fotografică nu este redusă de dezvoltator. Pentru a o elimina, se folosește această reacție (procesul se numește „fixare”, deoarece bromura de argint ulterior se descompune treptat în lumină, distrugând imaginea)
5) Complexele în care liganzii sunt atomi de hidrogen sunt împărțite în două grupuri complet diferite: hidrură complexe și complexe care alcătuiesc oniev conexiuni.
În formarea complexelor de hidrură - ,, -, atomul central este un acceptor de electroni, iar un ion hidrură este un donator. Starea de oxidare a atomilor de hidrogen din aceste complexe este de –1.
În complexele de oniu, atomul central este un donator de electroni, iar acceptorul este un atom de hidrogen în starea de oxidare +1. Exemple: H3O sau - ion oxoniu, NH4 sau - ion amoniu. În plus, există derivați substituiți ai unor astfel de ioni: - ion tetrametilamoniu, - ion tetrafenilarsoniu, - ion dietiloxoniu etc.
6) Carbonil complexe - complexe în care grupările CO sunt prezente ca liganzi (înainte ca complexul să se formeze, molecule de monoxid de carbon), de exemplu: ,, etc.
7) Anion halogenat complexe - complexe de tipul.
Alte clase de particule complexe se disting prin tipul de liganzi. În plus, există particule complexe cu diferite tipuri de liganzi; cel mai simplu exemplu este complexul aqua-hidroxo.
17.3. Bazele nomenclaturii compușilor complecși
Formula unui compus complex este compusă în același mod cu formula oricărei substanțe ionice: în primul rând se scrie formula cationului, în al doilea - anionul.
Formula unei particule complexe este scrisă între paranteze pătrate în următoarea succesiune: în primul rând este simbolul elementului de complexare, apoi - formulele liganzilor care erau cationi înainte ca complexul să fie format, apoi - formulele liganzi care erau molecule neutre înainte de formarea complexului, iar după ele - formulele liganzilor, care erau anioni înainte de formarea complexului.
Numele unui compus complex este construit în același mod ca și numele oricărei sări sau baze (acizii complexi se numesc săruri de hidrogen sau oxoniu). Numele compusului include numele cationului și numele anionului.
Numele particulei complexe include numele agentului de complexare și numele liganzilor (numele este scris în conformitate cu formula, dar de la dreapta la stânga. Pentru agenții de complexare, denumirile rusești ale elementelor sunt utilizate în cationi și Denumiri latine în anioni.
Cei mai comuni liganzi sunt:
| H 2 O - aqua | Cl - clor | SO 4 2 - sulfato | OH - hidroxo |
| CO - carbonil | Br - bromo | CO 3 2 - carbonat | H - hidrido |
| NH 3 - amină | NO 2 - nitro | CN - ciano | NU - nitrozo |
| NU - nitrozil | O 2 - oxo | NCS - tiocianato | H + I - hidro |
Exemple de nume pentru cationi complexi:
Exemple de nume pentru anioni complexi:
2 - ion tetrahidroxozincat
3 - di (tiosulfato) argentat (I) -ion
3 - hexacianocromat (III) -ion
- ion tetrahidroxodiaquaaluminat
- tetranitrodiamminecobaltat (III) -ion
3 - pentacianoaquaferrat (II) -ion
Exemple de nume pentru particule complexe neutre:
Reguli de nomenclatură mai detaliate sunt date în cărțile de referință și manualele speciale.
17.4. Legătura chimică în compușii complecși și structura acestora
În complexele cristaline cu complexe încărcate, legătura dintre complex și ionii sferei externe este ionică, iar legăturile dintre restul particulelor sferei exterioare sunt intermoleculare (inclusiv legături de hidrogen). În compușii cu complexe moleculare, legătura dintre complexe este intermoleculară.
În majoritatea particulelor complexe, legăturile sunt covalente între atomul central și liganzi. Toate acestea sau o parte din ele sunt formate în conformitate cu mecanismul donator-acceptor (ca urmare, cu o modificare a taxelor formale). În complexele cel mai puțin stabile (de exemplu, în complexe acvatice de elemente alcaline și alcalino-pământoase, precum și amoniu), liganzii sunt ținuți împreună prin atracție electrostatică. O legătură în particule complexe este adesea menționată ca o legătură donator-acceptor sau o legătură de coordonare.
Să luăm în considerare formarea sa folosind exemplul acvacării de fier (II). Acest ion este format prin reacția:
FeCl 2cr + 6H 2 O = 2 + 2Cl
Formula electronică a atomului de fier este 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6. Să facem o diagramă a subnivelelor de valență ale acestui atom:
Când se formează un ion dublu încărcat, atomul de fier pierde doi 4 s-electron:
Ionul de fier acceptă șase perechi de electroni de atomi de oxigen a șase molecule de apă în orbitați de valență liberi:
Se formează un cation complex, a cărui structură chimică poate fi exprimată prin una dintre următoarele formule:
Structura spațială a acestei particule este exprimată printr-una dintre formulele spațiale:
Poliedrul de coordonare este octaedru. Toate legăturile Fe-O sunt la fel. Presupus sp 3 d 2 -hibridizarea AO a atomului de fier. Proprietățile magnetice ale complexului indică prezența electronilor nepereche.
Dacă FeCl2 este dizolvat într-o soluție care conține ioni cianuri, atunci reacția continuă
FeCl 2cr + 6CN = 4 + 2Cl.
Același complex se obține prin adăugarea unei soluții de cianură de potasiu KCN la soluția de FeCl2:
2 + 6CN = 4 + 6H 2 O.
Acest lucru sugerează că complexul de cianură este mai puternic decât complexul acvatic. În plus, proprietățile magnetice ale complexului de cianură indică absența electronilor nepereche în atomul de fier. Toate acestea se datorează unei structuri electronice ușor diferite a acestui complex:
Liganzii CN mai puternici formează legături mai puternice cu atomul de fier, câștigul în energie este suficient pentru a „rupe” regula lui Hund și a elibera 3 d-orbitali pentru perechi solitare de liganzi. Structura spațială a complexului de cianură este aceeași cu cea a complexului acvatic, dar tipul de hibridizare este diferit - d 2 sp 3 .
„Puterea” ligandului depinde în primul rând de densitatea electronică a norului unei perechi izolate de electroni, adică crește odată cu scăderea dimensiunii atomice, cu scăderea numărului cuantic principal, depinde de tipul de hibridizare EO și de altele factori. Cei mai importanți liganzi pot fi aranjați pe rând pentru a-și crește „puterea” (un fel de „rând de activitate” al liganzilor), acest rând se numește gama spectrochimică a liganzilor:
| Eu; Br; : SCN, CI, F, OH, H20; : NCS, NH3; SO 3 S : 2 ; : CN, CO |
Pentru complexele 3 și 3, schemele educaționale sunt după cum urmează:
|
|
Pentru complexele cu CN = 4, sunt posibile două structuri: un tetraedru (în cazul sp 3-hibridizare), de exemplu, 2 și un pătrat plat (în cazul dsp 2-hibridizare), de exemplu, 2.
17.5. Proprietățile chimice ale compușilor complecși
Pentru compușii complecși, în primul rând, sunt caracteristice aceleași proprietăți ca și pentru compușii obișnuiți din aceleași clase (săruri, acizi, baze).
Dacă compusul complex este acid, atunci este un acid puternic; dacă baza, atunci și baza este puternică. Aceste proprietăți ale compușilor complecși sunt determinate numai de prezența ionilor H3O sau OH. În plus, acizii, bazele și sărurile complexe intră în reacții metabolice comune, de exemplu:
SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 + Cl 2
FeCl3 + K4 = Fe 4 3 + 3KCl
Ultima dintre aceste reacții este utilizată ca reacție calitativă pentru ionii Fe 3. Substanța insolubilă rezultată de culoare ultramarină se numește „albastru prusian” [denumirea sistematică este hexacianoferatul de fier (III) -potasiu (II)].
În plus, particula complexă în sine poate intra într-o reacție și, mai mult, cu cât este mai activă, cu atât este mai puțin stabilă. De obicei, acestea sunt reacții de substituție a ligandului care apar în soluție, de exemplu:
2 + 4NH 3 = 2 + 4H 2 O,
precum și reacții acido-bazice precum
2 + 2H 3 O = + 2H 2 O
2 + 2OH = + 2H 2 O
Format în aceste reacții, după izolare și uscare, se transformă în hidroxid de zinc:
Zn (OH) 2 + 2H 2 O
Ultima reacție este cel mai simplu exemplu de descompunere a unui compus complex. În acest caz, are loc la temperatura camerei. Alți compuși complecși se descompun atunci când sunt încălziți, de exemplu:
Deci 4. H 2 O = CuSO 4 + 4NH 3 + H 2 O (peste 300 o С)
4K 3 = 12KNO 2 + 4CoO + 4NO + 8NO 2 (peste 200 o С)
K 2 = K 2 ZnO 2 + 2H 2 O (peste 100 o C)
Pentru a evalua posibilitatea reacției de substituție a ligandului, se poate utiliza seria spectrochimică, ghidată de faptul că liganzii mai puternici deplasează liganzi mai puțin puternici din sfera interioară.
17.6. Izomerismul compușilor complecși
Izomerismul compușilor complecși este legat
1) cu un posibil aranjament diferit de liganzi și particule din sfera exterioară,
2) cu o structură diferită a celei mai complexe particule.
Primul grup include hidratat(în general solvat) și ionizare izomerism, la al doilea - spațialăși optic.
Izomeria de hidratare este asociată cu posibilitatea unei distribuții diferite a moleculelor de apă în sferele exterioare și interioare ale compusului complex, de exemplu: (culoare roșu-maro) și Br 2 (culoare albastră).
Izomeria de ionizare este asociată cu posibilitatea unei distribuții diferite a ionilor în sfera exterioară și interioară, de exemplu: SO 4 (violet) și Br (roșu). Primul dintre acești compuși formează un precipitat prin reacția cu o soluție de clorură de bariu, iar al doilea cu o soluție de azotat de argint.
Izomerismul spațial (geometric), altfel numit izomerism cis-trans, este caracteristic complexelor pătrate și octaedrice (imposibil pentru tetraedru). Exemplu: izomerism cis-trans al unui complex pătrat
Izomeria optică (oglindă) în esență nu diferă de izomeria optică din chimia organică și este caracteristică complexelor tetraedrice și octaedrice (imposibilă pentru cele pătrate).
Compuși complexi
Rezumatul lecției-prelegerii
Obiective. Formați-vă o idee despre compoziția, structura, proprietățile și nomenclatura compușilor complecși; dezvolta abilități în determinarea stării de oxidare a unui agent de complexare, elaborând ecuații pentru disocierea compușilor complecși.
Concepte noi: compus complex, agent de complexare, ligand, număr de coordonare, sfere externe și interne ale complexului.
Echipamente și reactivi. Un raft cu eprubete, soluție concentrată de amoniac, soluții de sulfat de cupru (II), azotat de argint, hidroxid de sodiu.
ÎN TIMPUL CLASELOR
Experiență de laborator. Se adaugă soluție de amoniac la soluția de sulfat de cupru (II). Lichidul va deveni albastru intens.
Ce s-a întâmplat? Reactie chimica? Până acum, nu știam că amoniacul poate reacționa cu sarea. Ce substanță s-a format? Care este formula, structura, denumirea sa? Cărei clase de compuși i se poate atribui? Poate reacționa amoniacul cu alte săruri? Există conexiuni similare cu aceasta? Astăzi trebuie să răspundem la aceste întrebări.
Pentru a studia mai bine proprietățile unor compuși de fier, cupru, argint, aluminiu, avem nevoie de cunoștințe despre compușii complecși.
Să continuăm experiența noastră. Împărțiți soluția rezultată în două părți. Adăugați alcaline la o parte. Precipitarea hidroxidului de cupru (II) Cu (OH) 2 nu este observată, prin urmare, nu există ioni de cupru dublu încărcați în soluție sau sunt prea puțini. Prin urmare, putem concluziona că ionii de cupru interacționează cu amoniacul adăugat și formează niște ioni noi care nu dau un compus insolubil cu ioni OH -.
În același timp, ionii rămân neschimbați. Acest lucru poate fi verificat prin adăugarea unei soluții de clorură de bariu la soluția de amoniac. Un precipitat alb de BaSO4 va precipita imediat.
Studiile au stabilit că culoarea albastru închis a soluției de amoniac se datorează prezenței ionilor complexi 2+ în ea, formați prin adăugarea a patru molecule de amoniac la ionul de cupru. Când apa se evaporă, 2+ ioni se leagă cu ioni, iar din soluție sunt eliberate cristale de culoare albastru închis, a căror compoziție este exprimată prin formula SO 4 H 2 O.
Compușii complecși sunt cei care conțin ioni și molecule complexe capabili să existe atât în formă cristalină, cât și în soluții.
Formulele de molecule sau ioni de compuși complecși sunt de obicei închise între paranteze pătrate. Compușii complecși sunt obținuți din compuși convenționali (necomplexi).
Exemple de obținere a compușilor complexi
Structura compușilor complexi este considerată pe baza teoriei coordonării propusă în 1893 de chimistul elvețian Alfred Werner, câștigător al Premiului Nobel. Activitățile sale științifice au avut loc la Universitatea din Zurich. Omul de știință a sintetizat mulți compuși complexi noi, a sistematizat compușii complecși cunoscuți anterior și nou obținuți și a dezvoltat metode experimentale pentru a demonstra structura acestora.
 |
A. Werner
|
În conformitate cu această teorie, se disting compuși complecși agent de complexare, externși sfera interioară... Agentul de complexare este de obicei un cation sau atom neutru. Sfera interioară este alcătuită dintr-un anumit număr de ioni sau molecule neutre, care sunt ferm legați de agentul de complexare. Ei sunt numiti, cunoscuti liganzi... Numărul de liganzi determină număr de coordonare(CN) agent de complexare.
Exemplu compus complex
Compusul SO4H20 sau CuSO4 5H20 considerat în exemplu este un hidrat cristalin de sulfat de cupru (II).
Să determinăm părțile constitutive ale altor compuși complecși, de exemplu, K 4.
(Referinţă. Substanța cu formula HCN este acidul cianhidric. Sărurile acidului cianhidric se numesc cianuri.)
Agent de complexare - ion de fier Fe 2+, liganzi - ioni cianuri СN -, număr de coordonare egal cu șase. Totul dintre paranteze este o sferă interioară. Ionii de potasiu formează sfera exterioară a compusului complex.
Natura legăturii dintre ionul central (atom) și liganzi poate fi dublă. Pe de o parte, conexiunea se datorează forțelor de atracție electrostatică. Pe de altă parte, între atomul central și liganzi o legătură se poate forma prin mecanismul donator-acceptor prin analogie cu ionul de amoniu. În mulți compuși complecși, legătura dintre ionul central (atom) și liganzi se datorează atât forțelor de atracție electrostatică, cât și legăturii formate datorită perechilor de electroni singulari ai agentului de complexare și orbitalilor liberi ai liganzilor.
Compușii complexi cu o sferă exterioară sunt electroliți puternici și în soluții apoase se disociază aproape complet într-un ion complex și ioni sfera exterioară. De exemplu:
SO 4 2+ +.
În reacțiile de schimb, ionii complexi trec de la un compus la altul fără a-și schimba compoziția:
SO 4 + BaCl 2 = Cl 2 + BaSO 4.
Sfera interioară poate avea o sarcină pozitivă, negativă sau zero.
Dacă sarcina liganzilor compensează sarcina agentului de complexare, atunci acești compuși complecși sunt numiți complexe neutre sau non-electrolitice: constau numai din agentul de complexare și liganzi ai sferei interioare.
Un astfel de complex neutru este, de exemplu ,.
Cei mai tipici agenți de complexare sunt cationii d-elemente.
Liganzii pot fi:
a) molecule polare - NH 3, H 2 O, CO, NO;
b) ioni simpli - F -, Cl -, Br -, I -, H -, H +;
c) ioni complexi - CN -, SCN -, NO 2 -, OH -.
Luați în considerare tabelul care arată numerele de coordonare ale unor agenți de complexare.
Nomenclatura compușilor complecși. Într-un compus, anionul este numit mai întâi, apoi cationul. Atunci când se specifică compoziția sferei interioare, anionii sunt numiți în primul rând, adăugând la numele latin sufixul - O-, de exemplu: Cl - - clor, CN - - ciano, OH - - hidroxo etc. În continuare, liganzii neutri sunt numiți și în primul rând amoniac și derivații săi. În acest caz, ei folosesc termenii: pentru amoniac coordonat - ammin, pentru apă - aqua... Numărul de liganzi este indicat în cuvintele grecești: 1 - mono, 2 - di, 3 - trei, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa. Apoi trec la numele atomului central. Dacă atomul central face parte din cationi, atunci se folosește denumirea rusă a elementului corespunzător și starea sa de oxidare (în cifre romane) este indicată între paranteze. Dacă atomul central este conținut în anion, atunci folosiți numele latin al elementului și adăugați la final finalul - la... În cazul non-electroliților, starea de oxidare a atomului central nu este dată, deoarece este determinat fără ambiguitate din condiția ca complexul să fie neutru din punct de vedere electric.
Exemple. Pentru a denumi complexul Сl 2, se determină starea de oxidare
(ASA DE.)
NS agent de complexare - Cu ion NS+ :
1 X + 2 (–1) = 0,X = +2, C.O. (Cu) = +2.
Starea de oxidare a ionului cobalt se găsește în mod similar:
y + 2 (–1) + (–1) = 0,y = +3, S.O. (Co) = +3.
Care este numărul de coordonare a cobaltului din acest compus? Câte molecule și ioni există în jurul ionului central? Numărul de coordonare a cobaltului este de șase.
Numele ionului complex este scris într-un singur cuvânt. Starea de oxidare a atomului central este indicată printr-o cifră romană între paranteze. De exemplu:
Cl 2 - clorură de tetraamină cupru (II),
NUMARUL 3 –
nitrat de dicloroaquatriamminecobalt (III),
K 3 - hexacianoferat (III)
potasiu,
K 2 - tetracloroplatinat (II)
potasiu,
- diclorotetraamminezinc,
H 2 - acid hexaclor staniu.
Folosind exemplul mai multor compuși complecși, vom determina structura moleculelor (agent de ionizare-complexare, SO-ul său, numărul de coordonare, liganzi, sfere interioare și exterioare), vom da un nume complexului, vom nota ecuațiile disocierii electrolitice.
K 4 - hexacianoferat de potasiu (II),
K 4 4K + + 4–.
H - acid tetraclororic (format prin dizolvarea aurului în aqua regia),
H H + + -.
OH - hidroxid de diamină argint (I) (această substanță participă la reacția „oglindă argintie”),
OH + + OH -.
Na - tetrahidroxoaluminat sodiu,
Na Na + + -.
Compușii complecși includ, de asemenea, multe substanțe organice, în special produsele interacțiunii aminelor cu apa și acizii pe care îi cunoașteți. De exemplu, sărurile de clorură de metil amoniu și clorura de fenilamoniu sunt compuși complecși. Conform teoriei coordonării, acestea au următoarea structură:
Aici, atomul de azot este un agent de complexare, atomii de hidrogen la azot, radicalii metil și fenil sunt liganzi. Împreună formează sfera interioară. Sfera exterioară conține ioni clorură.
Multe substanțe organice, care au o mare importanță în viața organismelor, sunt compuși complecși. Acestea includ hemoglobina, clorofila, enzime și dr.
Compușii complecși sunt folosiți pe scară largă:
1) în chimia analitică pentru determinarea multor ioni;
2) să separe unele metale și să obțină metale de înaltă puritate;
3) ca vopsele;
4) pentru a elimina duritatea apei;
5) ca catalizatori pentru procese biochimice importante.
II.1. Concept și definiție.
Compușii complecși sunt cea mai numeroasă clasă de compuși anorganici. Este dificil să se dea o definiție concisă și cuprinzătoare a acestor compuși. Compușii complecși sunt numiți și compuși de coordonare. În chimia compușilor de coordonare, chimia organică și anorganică sunt împletite.
Până la sfârșitul secolului al XIX-lea, studiul compușilor complexi a fost pur descriptiv. 1893 Chimistul elvețian Alfred Werner a creat teoria coordonării. Esența sa este următoarea: în compușii complecși există o aranjare geometrică corectă a atomilor sau grupurilor de atomi, numiți liganzi sau aditivi, în jurul atomului central - agentul de complexare.
Astfel, chimia compușilor complexi studiază ioni și molecule constând dintr-o particulă centrală și liganzi coordonați în jurul acesteia. Particula centrală este un agent de complexare și liganzii legați direct de aceasta formează sfera interioară a complexului. Pentru liganzii anorganici, cel mai adesea, numărul acestora coincide cu numărul de coordonare al particulei centrale. Astfel, numărul de coordonare este numărul total de molecule neutre sau ioni (liganzi) legați de atomul central din complex
Ionii din afara sferei interioare formează sfera exterioară, un compus complex. În formule, sfera interioară este închisă între paranteze drepte.
K 4 4- - sferă interioară sau ion complex
ion de complexare a coordonării
Agenții de complexare sunt:
1) ioni metalici pozitivi (de obicei elemente d): Ag +, Fe 2+, Fe 3+, Cu 2+, Al 3+, Co 3+; și alții (agenți de complexare a ionilor).
2) mai rar - atomi de metal neutri legați de elementele d: (Co, Fe, Mn etc.)
3) unii atomi de nemetale cu diferite stări de oxidare pozitive - B +3, Si +4, P +5 etc.
Liganzii pot fi:
1) ioni încărcați negativ (OH -, Hal -, CN - - grup ciano, SCN - - grup tiocian, NH 2 - - grup amino, etc.)
2) molecule polare: H 2 O (numele ligandului este "aqua"), NH 3 ("ammin"),
CO ("carbonil").
Astfel, compușii complecși (compuși de coordonare) sunt numiți compuși chimici complexi, care conțin ioni complexi formați de atomul central într-o anumită stare de oxidare (sau cu o anumită valență) și liganzi asociați acestuia.
II.2. Clasificare
I. Prin natura liganzilor:
1. Complexe acvatice (H 2 O)
2. Hidroxocomplexe (OH)
3. Complexe aminice (NH 3) - amoniac
4. Complexe acido (cu reziduuri acide - Сl -, SCN -, S 2 O 3 2- și altele)
5. Complexe carbonilice (CO)
6. Complexe cu liganzi organici (NH 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2 etc.)
7. Halogenati de anioni (Na)
8. Complexe amino (NH2)
II. Prin încărcarea ionului complex:
1. Tipul cationic - sarcină ionică complexă - pozitivă
2. Tipul anionic - sarcina unui ion complex este negativă.
Pentru ortografia corectă a unui compus complex, este necesar să se cunoască starea de oxidare a atomului central, numărul său de coordonare, natura liganzilor și sarcina ionului complex.
II.3. Numărul de coordonare poate fi definit ca numărul de legături σ - între molecule neutre sau ioni (liganzi) și atomul central din complex.
Valoarea numărului de coordonare este determinată în principal de mărimea, sarcina și structura învelișului de electroni al agentului de complexare. Cel mai comun număr de coordonare este 6. Este caracteristic pentru următorii ioni: Fe 2+, Fe 3+, Co 3+, Ni 3+, Pt 4+, Al 3+, Cr 3+, Mn 2+, Sn 4 +.
K3, Na3, Cl3
hexacianoferat (III) hexanitrocobaltat (III) hexaaquacrom (III) clorură
sodiu de potasiu
Coordonarea numărul 4 se găsește în ioni cu 2 încărcări și în aluminiu sau aur: Hg 2+, Cu 2+, Pb 2+, Pt 2+, Au 3+, Al 3+.
(OH) 2 - hidroxid de cupru tetraaminic (II);
Na 2 - tetrahidroxocuprat de sodiu (II)
K 2 - tetraiodomercurat de potasiu (II);
H este hidrogen tetraclororurat (III).
Numărul de coordonare este adesea definit ca starea de oxidare dublată a ionului de complexare: pentru Hg 2+, Cu 2+, Pb 2+, numărul de coordonare este 4; pentru Ag +, Cu + - numărul de coordonare este 2.
Pentru a determina localizarea iov în sfera internă sau externă, este necesar să se efectueze reacții calitative. De exemplu, în K3-hexacianoferat (III) potasiu. Se știe că ionul fier (+3) formează o culoare roșu închis cu tiocianat (tiocianat) - anionul fier (+3) tiocianat.
Fe 3+ +3 NH 4 SCN à Fe (SCN) 3 + 3NH 4 +
Când se adaugă o soluție de tiocianat de amoniu sau potasiu la o soluție de hexacianoferat de potasiu (III), nu se observă nicio culoare. Aceasta indică absența ionilor de fier Fe 3+ în soluție în cantități suficiente. Atomul central este legat de liganzi printr-o legătură polară covalentă (mecanism donator-acceptor de formare a legăturii); prin urmare, reacția de schimb ionic nu are loc. Dimpotrivă, sferele exterioare și interioare sunt legate prin legături ionice.
II.4. Structura ionului complex din punctul de vedere al structurii electronice a agentului de complexare.
Să analizăm structura cationului tetraamină cupru (II):
a) formula electronică a atomului de cupru:
2 8 18 1 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
b) formula electronică a cationului Cu 2+:
Cu 2+)))) ↓ ↓ ↓ ↓ 4p 0
4s o: NH 3: NH 3: NH 3: NH 3
CuSO 4 + 4: NH 3 -а SO 4
SO 4 а 2+ + SO 4 2-
legătură ionică
kov. conexiune
prin mecanism donator-acceptor.
Exercițiu de bricolaj:
Desenați structura ionului complex 3- conform algoritmului:
a) scrieți formula electronică a atomului de fier;
b) scrieți formula electronică a ionului de fier Fe 3+, îndepărtând electronii din subnivelul 4s și 1 electron din subnivelul 3d;
c) rescrieți din nou formula electronică a ionului, transferând electronii subnivelului 3d într-o stare excitată prin asocierea lor în celulele acestui subnivel
d) numărați numărul tuturor celulelor libere pe 3d, 4s, 4p - subnivele
e) așezați anionii cianuri CN sub ei - și trageți săgețile de la ioni către celulele goale.
II.5. Determinarea sarcinii agentului de complexare și a ionului complex:
1. Sarcina ionului complex este egală cu sarcina sferei exterioare cu semnul opus; este, de asemenea, egală cu suma sarcinii agentului de complexare și a tuturor liganzilor.
K 2 +2+ (- 1) 4 = x x = -2
2. Sarcina agentului de complexare este egală cu suma algebrică a sarcinilor liganzilor și sferei exterioare (cu semnul opus).
Cl x + 0 2 + (- 1) 2 = 0; x = 2-1 = +1
SO 4 x + 4 0 -2 = 0 x = +2
(3) Cu cât este mai mare sarcina atomului central și cu cât este mai mică sarcina ligandului, cu atât este mai mare numărul de coordonare.
II.6. Nomenclatură.
Există mai multe moduri de a denumi compuși complecși. Alegem una mai simplă folosind valența (sau starea de oxidare) a atomului central
II.6.1. Denumirea compușilor complexi de tip cationic:
Compușii complecși sunt de tip cationic dacă sarcina ionului complex este pozitivă.
Când numiți compuși complecși:
1) mai întâi, numărul de coordonare este apelat folosind prefixe grecești (hexa, penta, three);
2) apoi, liganzi încărcați cu adăugarea terminației "o";
3) apoi, liganzi neutri (fără terminația „o”);
4) un agent de complexare în limba rusă în cazul genitiv, este indicată starea sa de valență sau oxidare și după aceea se numește anionul. Amoniac - ligandul se numește „amină” fără „o”, apă - „aqua”
SO 4 tetraamină sulfat de cupru (II);
Clorură de cl diamină argint (I);
Cl 3 - clorură de hexaiodocobalt (III);
Cl - clorură de oxalatopentaaquaaluminiu (III)
(oxalatul este un anion dublu încărcat de acid oxalic);
Cl 3 — clorură de fier hexaaquat (III).
II.6.2. Nomenclatura compușilor complecși de tip anionic.
Numele cationului, numărul de coordonare, liganzii și, apoi, agentul de complexare - atomul central. Agentul de complexare este numit în latină în cazul nominativ cu terminația la.
K 3 - hexafluoroferat de potasiu (III);
Na 3 - hexanitrocobaltat de sodiu (III);
NH 4-amoniu ditiocianodicarbonil mercuriat (I)
Complex neutru: - pentacarbonil de fier.
EXEMPLE ȘI SARCINI PENTRU SOLUȚII INDEPENDENTE
Exemplul 1. Pentru a clasifica, caracteriza complet și da nume următoarelor compuși complecși: a) K 3 -; b) Cl; v).
Soluție și răspuns:
1) K 3 - 3 ioni K + este sfera exterioară, sarcina sa totală este +3, 3- este sfera interioară, sarcina sa totală este egală cu sarcina sferei exterioare, luată cu semnul opus - (3- )
2) Compus complex de tip anionic, deoarece sarcina sferei interioare este negativă;
3) Atom central - agent de complexare - ion de argint Ag +
4) Liganzi - două reziduuri dublu încărcate de acid tiosulfuric H 2 S 2 O 3, se referă la complexe acido
5) Numărul de coordonare al agentului de complexare în acest caz, ca excepție, este 4 (două reziduuri acide au 4 valențe σ - legături fără 4 cationi de hidrogen);
6) Sarcina agentului de complexare este +1:
K 3: +1 3 + X + (-2) 2 = 0 à X = +1
7) Denumire: - ditiosulfatoargentat de potasiu (I).
1) Cl - 1 ion - Сl - - sferă exterioară, sarcina sa totală este -1, - - sferă interioară, sarcina sa totală este egală cu sarcina sferei exterioare, luată cu semnul opus - (3+)
2) Compus complex de tip cationic, deoarece sarcina sferei interioare este pozitivă.
3) Atomul central - agent de complexare - ion de cobalt Co, calculați sarcina acestuia:
: X + 0 4 + (-1) 2 = +1 a X = 0 +2 +1 = +3
4) Un compus complex de tip mixt, deoarece conține liganzi diferiți; complex acido (Cl - - reziduu acid clorhidric) și ammincamplex - amoniacal (NH 3 - compus amoniac-neutru)
6) Numele este diclorotetraamminecobalt (III) clorură.
1) - nu există sferă externă
2) Compus complex de tip neutru, deoarece sarcina sferei interioare = 0.
3) atom central - agent de complexare - atom de tungsten,
taxa sa = 0
4) Complex carbonilic, deoarece ligandul este o particulă neutră - carbonil - CO;
5) Numărul de coordonare al agentului de complexare este 6;
6) Denumire: - hexacarbonyltungsten
Sarcina 1. Descrieți compușii complecși:
a) Li 3 Cr (OH) 6]
b) I 2
c) [Pt Cl 2 (NH 3) 2] și dați-le nume.
Sarcina 2. Denumiți compușii complecși: NO 3,
K3, Na3, H, Fe3 [Cr (CN) 6] 2
Sarcina 723.
Denumiți sărurile complexe: Cl, (NO3) 2, CNBr, NO3, Cl, K4, (NH4) 3, Na2, K2, K2. K 2.
Soluţie:
C este clorură de clorotriamminacquapaladiu (II);
(NO 3) 2 - azotat de cupru (I) tetraaminic;
CNB - cianobromură de tetraaminediaquacobalt (II);
NO 3 - nitrat de sulfatopentaamminecobalt (III);
Cl este clorură de clorotetraamină de paladiu (II);
K 4 - hexacianoferat de potasiu (II);
(NH 4) 3 - hexaclororodinat de amoniu (II);
Na 2 - tetraiodopaladinat de sodiu (II);
K 2 - cobaltat de tetranitratodiammină de potasiu (II);
K 2 - cloropentahidroxoplatinat de potasiu (IV);
K 2 - tetracianocupriat de potasiu (II).
Sarcina 724.
Scrieți formulele de coordonare ale următorilor compuși complecși: a) dicianoargentat de potasiu; b) hexanitrocobaltat de potasiu (III); c) clorură de hexaamminenickel (II); d) hexacianocromat de sodiu (III); e) bromură de hexaamminecobalt (III); f) carbonat de tetraamină sulfat de crom (III) g) azotat de nichel diaquatetraamină (II); h) trifluorhidroxoberilat de magneziu.
Soluţie:
a) K este dicianoargentat de potasiu;
b) K 3 - hexanitrocobaltat de potasiu (III);
c) Cl - clorură de hexaamminenickel (II);
d) Na 3 - hexacianocromat de sodiu (III);
e) Cl 3 - bromură de hexaamminecobalt (III);
f) SO 4 2 - - carbonat de tetraamină sulfat de crom (III);
g) (NO 3) 2 - azotat de nichel diaquatetraamină (II);
h) Mg trifluorhidroxoberilat de magneziu.
Sarcina 725.
Denumiți următorii compuși complexi neutri din punct de vedere electric: ,,,,.
Soluţie:
, - crom tetraafafosfat;
- cupru dirodanodiamminic;
- diclorodihidroxilamină de paladiu;
- trinitrotriaminrodium;
- tetrachlorodiammineplatinum.
Sarcina 726.
Scrieți formulele pentru non-electroliții complexi enumerați: a) fosfatocrom tetraaminic; b) diamminedicloroplatinum; c) triamlor triclorocobalt; d) diammintetracloroplatină. În fiecare dintre complexe, indicați gradul de oxidare al agentului de complexare.
Soluţie:
a) - fosfatocrom tetraaminic. Sarcina lui Cr este (x), NH 3 - (0), PO 4 - (-3). Prin urmare, luând în considerare faptul că suma sarcinilor particulelor este egală cu (o), găsim sarcina cromului: x + 4 (0) + (-3) = 0; x = +3. Starea de oxidare cromul este +3.
b) - diamminedicloroplatinum. Sarcina lui Pt este (x), NH 3 - (0), Cl - (-1). Prin urmare, luând în considerare faptul că suma sarcinilor particulelor este egală cu (0), găsim sarcina de platină: x +4 (0) + 2 (-1) = 0; x = +2. Starea de oxidare platina este +2.
c) - triammin triclorocobalt. Sarcina Co este (x), NH 3 - (0), Cl - (-1). Prin urmare, luând în considerare faptul că suma sarcinilor de particule este egală cu (o), găsim sarcina de cobalt: x + 3 (0) + 3 (-1) = 0; x = +3. Starea de oxidare cobaltul este +3.
d) - diammintetracloroplatină. Sarcina lui Pt este (x), NH 3 - (0), Cl - (-1). Prin urmare, luând în considerare faptul că suma sarcinilor particulelor este egală cu (0), găsim sarcina de platină: x +4 (0) + 4 (-1) = 0; x = +4. Starea de oxidare platina este +2.
Sarcina 727.
Denumirile chimice ale sării de sânge galbene și roșii sunt hexacianoferatul de potasiu (II) și hexacianoferatul de potasiu (III). Scrieți formulele pentru aceste săruri.
Soluţie:
K 4 - hexacianoferat de potasiu (II) (sare galbenă din sânge);
K 3 - hexacianoferat de potasiu (III) (sare roșie din sânge).
Sarcina 728.
Cristale de cărămidă roșie roseosalts au o compoziție exprimată prin formula Cl 3, purpureozol- cristale roșu-roșu de compoziție Cl 2. Dați numele chimice ale acestor săruri.
Soluţie:
A) Roseosol Cl 3 se numește clorură de aquapentaamminecobalt (III).
b) Purpureosol Cl 2 se numește clorură de aquapentaamminecobalt (II).