Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ:  Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия ЭкологияТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву 
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Кислотно-основные свойства комплексных соединений⇐ ПредыдущаяСтр 15 из 15
При координации молекул воды ионами металла диссоциация воды усиливается, при этом протоны выталкиваются из внутренней сферы аквакомплексов, и образуются гидроксокомплексы, а раствор приобретает кислые свойства. Например, в растворах солей алюминия протекают реакции: [Al(H2O)6]3++ H2O = [Al(H2O)5OH]2+ + H3O+ По таким схемам происходит гидролиз солей металлов, дающих слабые основания. Аммиак в водном растворе обладает основными свойствами: NH3 ∙ H2O + H2O = NH4+ + OH- + H2O В случае координации аммиака ионами металла в небольшой степени происходит диссоциация его молекулы по кислотному типу: [Pt(NH3)6]4+ +H2O = [Pt(NH3)5NH2]3+ + H3O+ Интенсивность кислотных и основных свойств комплексных соединений зависит от размера, заряда и поляризационных свойств центрального иона, от величины заряда комплексного иона, от устойчивости комплекса в растворе, от строения комплекса и характера взаимного влияния координированных групп. Чем выше заряд центрального иона, тем сильнее выражены кислотные свойства комплекса, а основные слабее. Так, ион [Cr(H2O)6]3+ способен проявлять более сильные кислотные свойства, чем ион [Zn(H2O)6]2+. Ион [Co(NH3)6]3+, содержащий Co3+, почти нейтрален, а ион [Pt(NH3)5Cl]3+, содержащий Pt4+, имеет сильные кислотные свойства. Чем выше заряд комплексного катиона, тем сильнее отталкивается протон и сильнее кислотные свойства. Ион [Cr(Н2О)6]3+ проявляет более сильные кислотные свойства, чем ион [Cr(H2O)4Cl2]+, а ион [Co(NH3)5(H2O)]3+ — более сильные кислотные свойства, чем ион [Co(NH3)4(NO2)(H2O)]2+. Основные свойства комплексного катиона при увеличении его заряда, наоборот, ослабевают.[Pt(NH3)5OH]3+ проявляет более слабые основные свойства, чем ион [Co(NH3)5OH]2+. Пример 1. Составьте координационную формулу комплексной соли состава Co(NO3)3 ∙ Cl ∙4NH3, если в растворе этой соли не обнаружены ионы кобальта, нитрата и аммиака. Весь хлор, содержащийся в составе этой соли, образует хлорид серебра при взаимодействии с раствором нитрата серебра. Измерения электрической проводимости показывают, что молекула соли диссоциирует на два иона. Решение Так как ионы кобальта и NO3-, а также аммиак не обнаружены в растворе, они образуют внутреннюю сферу комплексного соединения. Два иона, на которые диссоциирует комплексная соль представляют собой комплексный ион [Co(NH3)4(NO3)2]+ и ион Cl-. Координационная формула соли:
[Co(NH3)4(NO3)2]Cl. Координационное число кобальта равно 6. Степень окисления кобальта (x) равна: x + 0 +(–1)2 = +1 x = +3 Пример 2 Определите тип гибридизации центрального атома в комплексном ионе [Cr(CN)6]3- Решение
Cr 3+ имеет две свободные 3d –, одну 4s –и три 4р – орбитали, которые они предоставляют для электронных пар лигандов, при этом осуществляется d2sp3- гибридизация.
Пример 3 Составьте энергетическую диаграмму образования связей в октаэдрическом комплексе [FeF6]3- ,укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома. Решение Fe+3 =[18Ar]3d54s04p04d0 (акцептор). F- ― донор. 6 σ–связей.
Рис.33 Распределение d-электронов по орбиталям иона Fe3+ в октаэдрическом комплексе [FeF6]3-.
Комплекс высокоспиновый, парамагнитный, лиганд слабого поля - гибридизация sp3d2. Комплекс бесцветный. Пример 4 Составьте энергетическую диаграмму образования связей в октаэдрическом комплексе [Fe(CN)6]3-. Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома. Решение Fe+3 =[18Ar]3d54s04p04d0 (акцептор). CN- - донор. 6 σ–связей.
Рис.34 Распределение d-электронов по орбиталям иона Fe3+ в октаэдрическом комплексе [Fe(CN)6]3-. Комплекс низкоспиновый, лиганд сильного поля – гибридизация d2sp3.Комплекс окрашенный. Пример 5. Определите окраску комплексного иона [Cr(H2O)6]3+, если энергия расщепления энергетических уровней равна 209,5 кДж/моль. Решение: При переходе электронов с t2g – подуровня на eg - подуровень в октаэдрических комплексах поглощается квант света, энергия которого равна энергии расщепления: Δ = hν, где h― постоянная Планка, h = 6,63 ∙10-34 Дж∙ с, а ν ― частота колебаний света в максимуме поглощения. ν = с/ λ, где λ ― длина волны максимума поглощения, а с― скорость света (с = 3,0 109м/с). Энергия электронного перехода Е = Δ/NA, где NA ― число Авогадро (NA=6,02∙1023 моль-1). Тогда: λ = h∙c∙ NA/ Δ = 6,63 ∙10-34 Дж∙ с∙ 3,0∙ 108 м/с∙ 6,02∙1023 моль-1 ∙109 нм/м / 209500 Дж= =571 нм. Согласно таблице 8 Приложения этой длине волны соответствует цвет поглощаемого излучения ― желто-зеленый, а наблюдаемый (дополнительный) цвет―фиолетовый.
Пример 6. Определите число неспаренных электронов в низкоспиновом комплексе [Fe(CN)6]3+ по следующим экспериментальным данным: молярная магнитная восприимчивость χм = 0,0012. Решение:
___ _________ μ = 2,84 √ χмТ = 2,84 √ 0,0012·298 = 1,7. магнетонов Бора. Такая величина соответствует одному неспаренному электрону. Пример 7. Рассчитайте, выпадет ли при 250С осадок сульфида серебра (I), если смешать равные объемы 0,001 М раствора K[Ag(CN)2], содержащего KCN с концентрацией 0,124 моль/л и раствор Na2S с концентрацией 0,004 моль/л. Общая константа устойчивости комплекса равна β2 =1,6 · 107. ПР(Ag2S) = 7,2 · 10-50. Решение: Ag + + 2CN- = [Ag(CN)2]- β2 = [Ag(CN)2]- / [Ag+] ∙ [CN-], Отсюда: [Ag+] = [Ag(CN)2]- / β2 ∙ [CN-]2 Поскольку смешали равные объемы двух растворов, концентрации компонентов уменьшаются в 2 раза. Итак: [Ag+] = 5 ∙10-4 / 1,6 ∙107∙ 0,062 = 5,04 ∙ 10-10 [S2-] = 0,002 моль/л.Произведение [Ag+]2∙[S2-] равно:(5,04 ∙10-10) 2 ∙ 0,002 =5,08 ∙10-23. Так как 5,08 ∙10-23 > ПР(Ag2S) = 7,2 ∙10-50 осадок выпадет.
Упражнения и задачи для самостоятельного решения
1. Определите заряды комплексных частиц с центральным ионом-комплексообразователем кобальтом в степени окисления +3: а)[Co(CO3)(NO2)4], б)[Co(NH3)5(SO4)], в)[Co(CO3)2(NO2)2], г)[Co(NH3)5Cl], д)[Co(NH3)6]. 2. Определите степень окисления иона-комплексообразователя в следующих соединениях: а)K3[Ag(S2O3)2], б)[Ni(CO)4], в)Al[Au(CN)2I2]3, г) K4[Mo(CN)8], д)Na[Co(NH3)2(SCN)2(C2O4)] 3. Напишите координационные формулы соединений по заданному составу для вещества в водном растворе, если при добавлении избытка нитрата серебра: а) к 0,11 моль PtCl4 · 3NH3 образуется 0,11 моль осадка; б) к 0,07 моль CrCl3 · 5NH3 образуется 0,14 моль осадка. в) к 0,22 моль PtCl4 ∙ 2NH3 образуется 0 моль осадка г) к 0,04 моль PtCl4 ∙ 4NH3 образуется 0,08 моль осадка д) к 0,08 моль PtCl4 ∙ 6NH3 образуется 0,32 моль осадка е) к 0,18 моль CrBr3 ∙ 5NH3 образуется 0,36 моль осадка Ответ: а)[Pt(NH3)3Cl3]Cl б)[Cr(NH3)5Cl]Cl2 в)[Pt(NH3)2Cl4] г)[Pt(NH3)4Cl2]Cl2 д)[Pt(NH3)6]Cl4 е)[Cr(NH3)5Br]Br2 4. Определите тип гибридизации в следующих комплексах с монодентатными лигандами: а)[Pb(OH)4]2-, б)[Be(ОН)4]2-, в)[Al(H2O)6]3+, г)[Zn(H2O)4]2+, д)[HgBr4]2-, е)[Cd(H2O)2(NH3)4]2+ Ответ: а)sp3 б)sp3 в)sp3d2 г)sp3 д)sp3 е)sp3d2 5.Составьте энергетическую диаграмму образования связей, определите тип гибридизации следующих комплексов 3d- элементов с октаэдрическим полем лигандов: а)[MnCl6]2-; [Co(NO2)6]3-. Укажите число неспаренных d-электронов, предскажите магнитные свойства комплексов: Ответ: а)
[MnCl6]2- гибридизация sp3d2, лиганд слабого поля, комплекс парамагнитный. б)
[Co(NO2)6]3- гибридизация d2sp3, лиганд сильного поля, комплекс диамагнитный. 6. Объясните, почему низкоспиновые комплексы Fe(II) и Co(III) диамагнитны. 7. Составьте пространственные изображения цис - и транс - изомеров следующих комплексов: [Co(NCS)3(NO2)3]3-, [Pt(NH3)2(NCS)2]. 8. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций образования комплексных соединений: Zn(OH)2 + NH3 · H2O= …; Fe(CN)2 + KCN =…; [Cr(H2O)6]3+ + OH- = …: [Ni(H2O)6]2+ + NH3 · H2O = 9. Объясните, почему соединения ионов Ti4+, Ca2+ и Zn2+ бесцветны. 10 Укажите какие из комплексных соединений являются неэлектролитами и сильными электролитами в водном растворе: а)K2[PtCl6], б)[Pt(NH3)4(OH)2]Cl2, в)[Pt(NH3)2Br4], г)K3[Fe(CN)6], д)[Co(NH3)3(NO2)3], ж)Cr(H2O)5Cl]Cl2, з)[Cu(NH3)4](OH)2, и)Na2[Zn(OH)4]. 11. Напишите уравнения протолитических реакций в водном растворе для комплексов, проявляющих кислотные свойства:
[Co(H2O)(NH3)4(NO2)]2+, [Pt(H2O)2(NH3)4]4+. 12. Напишите уравнения протолитических реакций в водном растворе для комплексов, проявляющих основные свойства: [Co(NH3)5(OH)]2+, [Pt(NH3)2(OH)2]. 13. Пользуясь таблицей констант устойчивости, определите, в каких случаях произойдёт взаимодействие между электролитами. Напишите для этого случая молекулярные и ионные уравнения [Ag(NH3)2]NO3 + NaNO2 = …; Na3[Ag(S2O3)2] + KCN =…; 14. Вычислите концентрацию ионов серебра в 0,001М [Ag(CN)2]NO3, если константа устойчивости комплексного иона равна 7,1 ∙ 1019. Раствор соли содержит в одном литре 0,1 моль иона CN- Ответ: 1,4 ∙10-21 моль/л 15. Определите окраску комплексного иона [Ti(H2O)6]6]3+, если энергия расщепления энергетических уровней равна Δ = 241,9 кДж/моль.- Ответ: длина волны максимума поглощения λ= 495 нм, цвет поглощаемого излучения― сине-зелёный, наблюдаемый цвет(дополнительный)― красный. 16. Определите число неспаренных электронов в высокоспиновом комплексе [Fe(H2O)6]3+ , если определенная экспериментально молярная магнитная восприимчивость равна 0,0146.Укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома. _________ Ответ: магнитный момент μ = 2,84 √ 0,0146·298 = 5,92. магнетонов Бора. Такая величина соответствует пяти неспаренным электронам. Гибридизация sp3d2.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 1. Относительная электроотрицательность элементов по Полингу
Таблица 2. Длина и энергия разрыва связей
Таблица 3. Электрический момент диполя µ некоторых молекул
Таблица 4 Константы кислотности и основности важнейших протолитических пар в водном растворе при298оК
Таблица 5. Коэффициенты активности ионов
Таблица 6 Устойчивость комплексов [MLn]в водном растворе при 250С (βn-общая константа устойчивости)
. Таблица 7. Координационное число центрального атома А и пространственная конфигурация комплексов АВn
Таблица 8. Длины волн спектра и соответствующие им окраски
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-18; просмотров: 2705; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.191.22 (0.053 с.) |
―
По величине молярной магнитной восприимчивости вычисляем величину магнитного момента:
