Література для підготовки теоретичного матеріалу
Опрацювати розділ 13 підручника [6] та 3.7 посібника [3].
План вивчення розділу
1 Основні поняття і положення координаційної теорії.
2 Класифікації та правила номенклатури комплексних сполук.
3 Ізомерія комплексних сполук.
4 Хімічний зв’язок у комплексних сполуках.
5 Просторова будова і магнітні властивості комплексних йонів.
6 Хімічні властивості комплексних сполук.
7 Приклади виконання типових завдань.
8 Завдання для самоперевірки.
Приклади виконання типових завдань
Приклад 1Дайте назву сполуці за формулою:
а) ; б) .
Розв’язання. Комплексні сполуки називають починаючи з катіона. Назву комплексного йона складають так: спочатку в алфавітному порядку зазначають кількість (використовуючи грецькі числівники: ди, три, тетра, пента, гекса і т.д.) і назву кожного негативно зарядженого ліганду із суфіксом «о» ( – хлоро, – сульфато, – ціано, – гідроксо); потім – кількості і назви нейтральних лігандів (H2O – аква, NH3 – амін, CO – карбоніл). Останнім називають комплексоутворювач та його ступінь окиснення (римськими цифрами після назви комплексоутворювача).
У назвах катіонних і нейтральних комплексних йонів не передбачено спеціальних закінчень, а назви аніонних комплексів мають суфікс – ат, що додається до кореня назви центрального атома. У цілому для складання назви комплексної сполуки необхідно визначити за формулою зовнішню сферу та її заряд, заряд комплексного йона, заряди лігандів і ступінь окиснення комплексоутворювача.
|
|
а) У комплексній сполуці зовнішня сфера представлена хлорид-аніоном , комплексний йон – катіоном , в якому комплексоутварювачем є , а лігандамии – молекули та йон . Називаємо сполуку відповідно до вимог номенклатури: хлоротриамінплатина(ІІ) хлорид.
б) У комплексній сполуці роль зовнішньої сфери відіграють три катіони , комплексного йона – аніон , в якому комплексоутворювачем є , а лігандами – шість аніонів . З урахуванням правил називаємо сполуку: калій гексанітритокобальтат(ІІІ).
Приклад 2 Складіть формулу сполуки за назвою: дигідроксоакватриамінплатина(IV) хлорид.
Розв’язання.Як випливає з назви сполуки, комплексоутворювачем в ній є йон , а лігандами – дві гідроксильні групи (про що свідчить частина слова «гідроксо», перед якою є префікс «ди»), одна нейтральна молекула (аква) і три молекули амоніаку (триамін). З урахуванням усіх перелічених частинок одержуємо формулу комплексного йона , а його заряд визначаємо як алгебраїчну суму зарядів всіх складових: . Координаційне число комплексоутворювача дорівнює загальній кількості всіх лігандів . Зовнішня сфера комплексної сполуки – протийон – повинна мати такий же за величиною, але протилежний за знаком заряд (–2), що забезпечується двома йонами . Остаточно формула дигідроксоаква-триамінплатина(IV) хлориду має вигляд:
|
|
.
Приклад 3 Складіть координаційну формулу комплексної сполуки, що містить частинки .
Розв’язання. Спочатку необхідно визначити центральний атом, або комплексоутворювач. Це може бути чи . Однак зважаючи на те, що найчастіше у ролі комплексоутворювача можуть бути йони d-елементів, вважаємо, що центральним атомом буде йон . Координаційне число, як правило, вдвічі більше за ступінь його окиснення, тому для воно дорівнюватиме 4. Лігандами можуть бути електронейтральні молекули, що містять атоми з неподіленими електронними парами, або негативно заряджені йони, до яких належать частинки . Таким чином, одержуємо формулу – стронцій тетраціанокупрат(ІІ).
Приклад 4 Складіть рівняння первинної і вторинної дисоціації та вираз константи нестійкості комплексного йону для комплексної сполуки .
Розв’язання. Первинна дисоціація – практично необоротний розпад електроліту на комплексний йон та йони зовнішньої сфери:
Вторинна дисоціація – оборотний розпад комплексного йона на комплексоутворювач та ліганди:
|
|
Вторинна дисоціація проходить дуже незначною мірою, тому підлягає закону діючих мас і характеризується константою рівноваги, яку у випадку комплексного йона називають константою нестійкості.
Складаємо вираз константи нестійкості комплексного йона:
К нест
Приклад 5 Виходячи з частинок K+, Cr3+, OH-, H2O, складіть сім координаційних формул комплексних сполук і назвіть їх. Вкажіть комплексний неелектроліт. Для однієї з них зазначте тип за природою лігандів і за зарядом внутрішньої сфери.
Розв’язання. Серед наведених частинок найімовірніше комплексоутворювачем може бути , який належить до d-металів, найбільшою мірою схильних до комплексоутворення. Ступінь окиснення +3 зумовлює координаційне число 6, тому навколо повинно скупчуватися шість лігандів – негативно заряджених йонів чи нейтральних молекул. Такими є і . Тоді зовнішньою сферою для аніонних комплексів може бути , а для катіонних – . При цьому слід дотримуватися рівності за величиною, але протилежності за знаком зарядів внутрішньої та зовнішньої сфер, регулюючи кількість частинок у зовнішній сфері. Дотримуючись перелічених умов, складаємо координаційні формули:
|
|
1) K3[Cr(OH)6] – калій гексагідроксохромат(ІІІ);
2) K2[Cr(OH)5(H2O)] – калій аквапентагідроксохромат(ІІІ);
3) K[Cr(OH)4(H2O)2] – калій диакватетрагідроксохромат(ІІІ);
4) [Cr(OH)3(H2O)3] – триакватригідроксохром(ІІІ), ком-плексний неелектроліт;
5) [Cr(OH)2(H2O)4]OH – тетраквадигідроксохром(ІІІ) гідроксид;
6) [Cr(OH)(H2O)5](OH)2 – пентаквагідроксохром(ІІІ) гідроксид;
7) [Cr(H2O)6](OH)3 – гексаквахром(ІІІ) гідроксид, за зарядом належить до аніонних комплексів, за природою лігандів – до гідроксокомплексів.
Приклад 6 Визначте тип гібридизації АО комплексоутворювача, визначте геометричну форму і магнітні властивості комплексного йона: (додаток А).
Розв’язання. У комплексі у зв’язках з йодид-іонами беруть участь чотири sp3-гібридні орбіталі йона :
5d | ↑↓ | ↑↓ | ↑↓ | ↑↓ | ↑↓ | 6s | ↑↓ | 6p | ↑↓ | ↑↓ | ↑↓ |
електронні пари,
надані йодид-іонами
Тип гібридизації ( ) зумовлює тетраедричну форму комплексного йона. Комплекс є діамагнітним, оскільки сумарний спіновий момент електронів дорівнює 0 (всі електрони спарені).
Приклад 7. Написати рівняння реакції обміну комплексної сполуки з розчином солі .
Розв’язання.Реакція обміну проходить згідно з рівнянням у молекулярній та йонній формах:
,
, .
Приклад 8 Написати молекулярні і йонні рівняння реакцій утворення комплексної сполуки тетраамінцинк сульфату та її руйнування при додаванні відповідного реагенту.
Розв’язання. Склад комплексної сполуки тетраамінцинк (+2) сульфату відповідає формулі . Рівняння реакції її утворення має такий вигляд:
,
,
.
Руйнування комплексу відбувається за умови утворення більш стійкої сполуки, наприклад, осаду сульфіду. Тому до розчину слід додати розчин добре розчинної солі . При цьому проходить реакція, рівняння якої має такий вигляд:
,
, .
Приклад 9 Визначте, яка основа є більш сильним електролітом: чи ?
Розв’язання. Купрум(ІІ) гідроксид є малорозчинною сполукою, тому майже не розпадається на йони і належить до слабких електролітів. Дисоціація проходить дуже незначною мірою:
.
Оскільки кількість йонів обмежена, то є слабкою основою.
На відміну від комплексна основа, в молекулі якої між внутрішньою та зовнішньою сферами здійснюється йонний зв’язок, у розчинах піддається повній первинній дисоціації, внаслідок чого відбувається накопичення гідроксильних йонів – саме їх наявність визначає силу електроліту:
.
Завдання для самоперевірки
Завдання № 1-15 мають чотири варіанти відповіді, з яких тільки одна правильна.
1 Яким терміном позначається кількість місць, що займає навколо комплексоутворювача окрема координована група:
А координаційна ємність;
Б координаційне число;
В заряд комплексу;
Г ступінь окиснення комплексоутворювача?
2 Чим визначається координаційне число:
А ступенем окиснення комплексоутворювача;
Б зарядом внутрішньої сфери;
В зарядом протийона;
Г загальною кількістю лігандів?
3 Який тип ізомерії виявляють сполуки і :
А просторова; Б сольватна; В йонізаційна; Г геометрична?
4 До якого типу комплексних сполук належить сіль, що має формулу :
А катіонні; Б аніонні; В нейтральні; Г бікомплекси?
5 Який тип хімічного зв’язку здійснюється між комплексоутворювачем і лігандами:
А йонний; Б водневий;
В ковалентний неполярний; Г координаційний?
6 У якого з наведених йонів найбільша схильність до комплексоутворення:
А ; Б ; В ; Г ?
7 Виберіть формулу комплексної сполуки, яка має назву хлоротриамінплатина(IV) хлорид:
А ; Б ;
В ; Г ?
8 Яке координаційне число характерніше для йона Хрому(ІІІ) у ролі комплексоутворювача:
А 2; Б 5; В 6; Г 8?
9 Зазначте комплексоутворювач у комплексній сполуці складу :
А ; Б ; В ; Г .
10 Чому дорівнює координаційне число комплексоутворювача в сполуці :
А 1; Б 5; В 8; Г 6?
11 Визначте заряд комплексного йона :
А +3; Б +2; В –1; Г +1.
12 Яку частинку можна взяти як протийон для внутрішньої сфери складу :
А ; Б ; В ; Г ?
13 Назвіть комплексну сполуку складу :
А дихлоротетрамінплатина(II) нітрит;
Б тетрахлородиамінплатина нітрaт;
В дихлоротетраміннітрoплатинат(IV);
Г дихлоротетрамінплатина(IV) нітрит
14 Які частинки утворюються внаслідок електролітичної дисоціації комплексної сполуки :
А ; Б ;
В ; Г ?
15 Наявність яких частинок у розчині зумовлюється вторинною дисоціацією комплексного йона, що входить до складу комплексної сполуки: калій дигідроксотетрахлороплатинат(IV):
А ; Б ;
В ; Г ?
Завдання № 16–20 мають чотири варіанти відповіді. Оберіть правильну відповідь (їх може бути декілька).
16 Вкажіть, як називаються координовані навколо комплексоутворюча групи:
А протийони;
Б ліганди;
В комплекси;
Г аденди.
17 Виберіть, чому дорівнює за абсолютною величиною заряд внутрішньої сфери комплексної сполуки:
А заряду протийона;
Б ступеню окиснення комплексоутворювача;
В координаційному числу;
Г алгебраїчній сумі ступенів окиснення комплексоутворювача і лігандів.
18Як називається дисоціація комплексної сполуки, що проходить за схемою
:
А первинна; Б електролітична; В вторинна; Г істинна?
19 Зазначте аніонні комплекси:
А ;
Б ;
В ;
Г .
20 В якій комплексній сполуці координаційне число комплексоутворювача дорівнює 6:
А ; Б ;
В ; Г ?
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 145; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!