Понятие о комплексных соединениях: строение, номенклатура.

Ко́мплексные соединения (лат. complexus — сочетание, обхват) или координационные соединения — частицы (нейтральные молекулы или ионы), которые образуются в результате присоединения к данному иону (или атому), называемому комплексообразователем, нейтральных молекул или других ионов, называемых лигандами.

номенклатура

1) В названии комплексного соединения первым указывают отрицательно заряженную часть — анион, затем положительную часть — катион.

2) Название комплексной части начинают с указания состава внутренней сферы. Во внутренней сфере прежде всего называют лиганды — анионы, прибавляя к их латинскому названию окончание «о». Например: Cl⁻ — хлоро, CN⁻ — циано, SCN⁻ — тиоцианато, NO₃⁻ — нитрато, SO₃²⁻ — сульфито, OH⁻ — гидроксо и т. д. При этом пользуются терминами: для координированного аммиака — аммин, для воды — аква, дляоксида углерода(II) — карбонил.

3) Число монодентатныхлигандов указывают греческими числительными: 1 — моно (часто не приводится), 2 — ди, 3 — три, 4 — тетра, 5 — пента, 6 — гекса. Для полидентатныхлигандов (например, этилендиамин, оксалат) используют бис-, трис-, тетракис- и т. д.

4) Затем называют комплексообразователь, используя корень его латинского названия и окончание -ат, после чего римскими цифрами указывают (в скобках) степень окисления комплексообразователя.

5) После обозначения состава внутренней сферы называют внешнюю сферу.

6) В названии нейтральных комплексных частиц комплексообразователь указывается в именительном падеже, а степень его не указывается, так как она однозначно определяется, исходя из электронейтральности комплекса.

Примеры:

K₃[Fe(CN)₆] — гексацианоферрат(III) калия

(NH₄)₂[PtCl₄(OH)₂] — дигидроксотетрахлороплатинат(IV) аммония

Строение

Комплексообразователь – частица (атом, ион или молекула), координирующая (располагающая) вокруг себя другие ионы или молекулы.

Комплексообразователь обычно имеет положительный заряд, является d -элементом, проявляет амфотерные свойства, имеет координационное число 4 или 6. Вокруг комплексообразователя располагаются (координируются) молекулы или кислотные остатки – лиганды (адденды).

Лиганды – частицы (молекулы и ионы), координируемые комплексообразователем и имеющие с ним непосредственно химические связи (например, ионы: Cl^–, I^–, NO₃^–, OH^–; нейтральные молекулы: NH₃, H₂O, CO ).

Лиганды не связаны друг с другом, так как между ними действуют силы отталкивания. Когда лигандами являются молекулы, между ними возможно молекулярное взаимодействие. Координация лигандов около комплексообразователя является характерной чертой комплексных соединений

Комплексообразователь и окружающие его лиганды составляют внутреннюю сферу комплекса. Частица, состоящая из комплексообразователя и окружающих лигандов, называется комплексным ионом. При изображении комплексных соединений внутреннюю сферу (комплексный ион) ограничивают квадратными скобками. Остальные составляющие комплексного соединения расположены во внешней сфере.

 

Металлы и сплавы. Природные соединения металлов, получение, свойства и применение.

Металлы — группа элементов, в виде простых веществ, обладающих характерными металлическими свойствами, такими, как высокие тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность и металлический блеск.

Большая часть металлов присутствует в природе в виде руд и соединений. Они образуют оксиды, сульфиды, карбонаты и другие химические соединения. Металлы в природе находятся в самородках(золото, платина) и рудах (оксиды металлов или соли).Из руды металлы извлекаются с помощью химического или электролитического восстановления. В пирометаллургии для преобразования руды в металлическое сырьё используются высокие температуры, в гидрометаллургии применяют для тех же целей водную химию. Используемые методы зависят от вида металла и типа загрязнения.Некоторые металлы, такие как алюминий и натрий, не имеют ни одного экономически оправданного восстановителя и извлекаются с применением электролиза.

Методы очистки металлов: 1)Химические. 2)Физико-химические: А)рафинирование(электрохимический) – очищающийся металл служит анодом, чистый металл остаётся на катоде. Б)дистилляция – испарение жидкого или расплавленного металла с последующей конденсацией паров. В)Кристаллизация (зонная плавка)

Металлический сплав — макроскопический однородный металлический материал, состоящий из смеси двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов.

Методы получения сплавов: 1)Охлаждением расплавов смесей. 2)Совместным осаждением из газовой фазы. 3)Эдектроосаждением из растворов. 4) Эдектроосаждением из расплавов.

Металлы и сплавы делятся на: 1)Чёрные-это сплавы железа с углеродом, содержащие в малых количествах кремний, марганец, фосфор, серу и другие химические вещества. Они делятсячугун и сталь. 2) Цветные металлы делятся на: а) тяжёлые, б)легкие

В твердом агрегатном состоянии сплав может быть гомогенным (однородным, однофазным — состоит из кристаллитов одного типа) и гетерогенным (неоднородным, многофазным).

Интерметалли́д (интерметаллическое соединение) — химическое соединение двух или более металлов, которые образуют хим. соединение.

Эвтектика - сплав, состав которого даёт самую минимальную температуру плавления

Сплавы проявляют металлические свойства, например: электропроводность и теплопроводность, отражательную способность (металлический блеск) и пластичность. Важнейшей характеристикой сплавов является свариваемость. Применение металлов и сплавов: Конструкционные материалы, Электротехнические материалы, Инструментальные материалы.

 

Водород, водородная энергетика.

Водород – самый распространенный элемент во вселенной и широко распространенный на Земле. Содержание его в земной коре сост. 3% (масс.доля)

Электронная конфигурация: 1S¹.

По своей восстановительной способности, он имеет сходство с S– элементами первой группы.

Однако водород характеризуется высокой энергией ионизации, способен принимать один электрон для завершения первой оболочки. По этому его иногда помещают в 7 группу периодической системы. В тоже время водород не относится к p- элементам, по этому его место как в 7 так и в 1 группе – условно.

Водород имеет три изотопа: протий ¹H, дейтерий ²Dи тритий ³T, причем тритий – радиоактивны изотоп.

Химические свойства водорода.

Водород может играть роль как восстановителя, так о окислителя. Активность его возрастает с увеличением температуры. Как восстановитель он взаимодействует с галогенами, оксидами многих металлов, кислородом. Водород может окислять сильные восстановители, такие как щелочные металлы с образованием ионных гидридов:

2K°+H2° = 2K¹H‾¹

Получение и применение водорода.

Водород в основном получают пароводяной конверсией метана:

CH4 + H2O = CO + 3H2

а также частичным окисление метана, газификацией угля, при крекинге углеводородов.

Чистый водород получают электролитическим разложением воды в растворе NaOH.

Основная часть водорода используется для синтеза аммиака:

N2 + 3H2 = 2NH3

и получения метанола:

CO+ 2H2 --->CH3OH(Над стрелкойZnO/Cr2O3)

Кроме того водород используется для гидрирования в нефтепереработке, при получении марганца, для получения металлов (W,Mo), в криагенной технике, на электростанциях для охлаждения генераторов электрического тока.

Водородная энергетика.

Стоимость передачи энергии в химической форме (в виде газа) значительно ниже стоимости передачи электроэнергии. В качестве носителя энергии может быть использован водород. Применение водорода значительно снизит уровень загрязнения атмосферы, так как при его окислении образуется безвредный продукт – вода

 

1. Основные законы и понятия в химии (законы постоянства состава, кратных отношений, Авогадро Ar, Mr, моль, эквивалент).
2. Оксиды, типы оксидов. Методы получения, химические свойства, номенклатура основных, кислотных, амфотерных.
3. Основания (кислотность оснований). Методы получения, химические свойства, номенклатура.
4. Кислоты (основность кислот). Методы получения, химические свойства, номенклатура.
5. Соли, типы солей. Методы получения, химические свойства, номенклатура средних, кислых, основных солей.
6. Генетическая связь между классами неорганических соединений
7. Квантово-механическая модель атома: уравнения де Бройля и Шредингера, принцип неопределенности Гейзенберга, атомная орбиталь, квантовые числа.
8. Правила заполнения электронами атомныхорбиталей (принцип минимальной энергии, правило Клечковского, правила Паули и Гунда).
9. Периодический закон Д.И. Менделеева. Периодическая таблица (периоды и группы).
10. Химическая связь: понятие, параметры (энергия связи, длина связи, валентный угол), потенциал ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность.
11. Типы химической связи: ионная, ковалентная (типы ковалентной связи, полярность), координационная, металлическая, водородная.
12. Термодинамические системы: открытые, закрытые, изолированные; гомогенные, гетерогенные. Параметры системы.
13. Функции состояния системы: внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, химический потенциал, изобарно- и изохорно-изотермический потенциал. Изобарные, изохорные, изотермические процессы.
14. Первое (закон сохранения энергии) и второе начало термодинамики.
15. Тепловой эффект реакции: экзо- и эндотермические реакции; закон Гесса; (стандартная) теплота образования вещества.
16. Скорость реакции и факторы, влияющие на нее. Гомогенные и гетерогенные реакции. Закон действующих масс. Константа скорости реакции. Порядок и молекулярность реакции. Правило Вант-Гоффа.
17. Энергия активации (активированный комплекс, энергетические диаграммы экзо- и эндотермических реакций, влияние катализаторов, уравнение Аррениуса). Катализ (гомогенный и гетерогенный; ферменты, промоторы, ингибиторы).
18. Обратимые и необратимые реакции. Химическое равновесие; константа равновесия, влияние температуры на константу равновесия. Принцип Ле-Шателье.
19. Понятие раствора. Способы выражения состава раствора (массовая доля, молярность, моляльность, нормальность).