Тема 11. Комплексные соединения
Комплексные соединения — это продукт сочетания простых, способных к самостоятельному существованию соединений. Комплексные соединения существуют как в твердом состоянии, так и в растворе. Согласно теории строения комплексных соединений А. Вернера, центральное положение в комплексном соединении занимает ион металла. Вокруг центрального иона располагаются (координируются) молекулы или кислотные остатки (лиганды). Координация лиганда около центрального иона является характерной чертой комплексных (координационных) соединений. Центральный ион называется комплексообразователем. Комплексообразователями являются ионы металлов, такие как Cu2+, Cu+, Ag+, Al3+, Fe2+, Fe3+, Co2+, Co3+, Ni3+, Ni2+, Cr3+, Pt2+ и др., но могут быть и ионы неметаллов, чаще всего это ионы d-элементов. Лигандами могут быть ионы ОН-, CN-, Cl-, Br-, I-, NO3-, NO2-, CN- и др., а также молекулы H2O, NH3. Число лигандов, расположенных вокруг комплексообразователя, называют координационным числом (к.ч.). Центральный ион (комплексообразователь) и окружающие его лиганды, составляют внутреннюю сферу комплекса. Частицу, состоящую из комплексообразователя и лигандов, называют комплексным ионом. При изображении комплексного соединения комплексный ион (внутреннюю сферу) ограничивают квадратными скобками, например: [Co(NH3)6]3+, [Fe(CN)6]3-. Остальные составляющие комплексного соединения расположены во внешней сфере. Заряд комплексного иона равен заряду внешней сферы, но противоположен по знаку. Если внешняя сфера не указана, то заряд комплексного иона вычисляется как алгебраическая сумма зарядов всех ионов внутренней сферы. Например, заряд комплексного иона [Cr(H2O)4NH3Cl] с комплексообразователем Cr3+ равен сумме зарядов: +3+0+0–1 = +2. По характеру электрического заряда внутренней сферы комплексные соединения бывают катионного типа, в которых комплексным ионом является катион, анионного типа, в которых комплексным ионом является анион, и неэлектролитного типа, например, [Pt(NH3)2Cl2]0. Заряд комплексного иона определяется алгебраической суммой зарядов (степеней окисления) центрального атома. Например, в комплексном соединении [Co(NH3)4(NO2)2)]Cl заряд комплексного иона равен +1. Это следует из того, что комплексное соединение в целом нейтрально, а хлорид-ион имеет заряд -1, следовательно, комплексный ион заряжен +1. Отсюда можно найти степень окисления (заряд) комплексообразователя: х + 4∙0 + 2(-1) = +1, а х = +3. В растворе комплексные соединения ведут себя как сильные электролиты, т.е. полностью диссоциируют на катионы и анионы. [Pt(NH3)4]Cl2 <=> [Pt(NH3)4]2+ + 2Cl- K2[PtCl4] <=> 2K+ + [PtCl4]2- Диссоциация по такому типу называется первичной. Комплексный ион выступает в растворе, как единое целое. Вторичная диссоциация связана с удалением лигандов из внутренней сферы комплексного иона: [PtCl4]2- <=> Pt2+ + 4Cl- Процесс вторичной диссоциации обратим и для него можно написать выражение константы равновесия в виде: В случае диссоциации комплексного иона константу равновесия называют константой нестойкости (Кн) этого комплексного иона. Чем меньше значение Кн, тем прочнее комплексный ион. Пример 1. Определите заряд комплексного иона, координационное число (к.ч.) и степень окисления комплексообразователя в соединениях: а) Na[Ag(NO2)2], б) K4[Fe(CN)6], в) [Cr(H2O)2(NH3)3Cl]Cl2 Решение: заряд комплексного иона равен заряду внешней сфере , но противоположен ему по знаку. Координационное число комплексообразователя равно числу лигандов, координированных вокруг него. Степень окисления комплексообразователя определяется также, как степень окисления атома в любом соединении, исходя из того, что сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю. Заряды нейтральных молекул (Н2О, NH3) равны нулю. Заряды кислотных остатков определяются из формул соответствующих кислот. Отсюда: a) заряд иона -1 к.ч. 2 степень окисления +1 b) заряд иона -4 к.ч. 6 степень окисления +2
c) заряд иона +2 к.ч. 6 степень окисления +3 Пример 2. Напишите уравнения диссоциации комплексных солей в водных растворах: Решение: a) первичная диссоциация соли [Cr(NH3)6]Cl3 <=> [Cr(NH3)6]3+ + 3Cl-
вторичная диссоциация: [Cr(NH3)6]3+ <=> Cr3+ + 6NH30
b) первичная диссоциация соли Na2[Zn(OH)4] <=> 2Na+ + [Zn(OH)4]2- вторичная диссоциация: [Zn(OH)4]2- <=> Zn2+ + 4OH-
Контрольные вопросы 201. Определите, чему равны заряд комплексного иона, степень окисления и координационное число сурьмы в соединениях Rb[SbBr6], K[SbCl6], Na[Sb(SO4)2]. Как диссоциациируют эти соединения в водных растворах? 202. Составьте координационные формулы следующих комплексных соединений серебра: AgCl∙2NH3, AgCN∙KCN, AgNO2∙NaNO2. Координационное число серебра (+1) равно двум. Напишите уравнение диссоциации этих соединений в водных растворах. 203. Напишите уравнения для констант нестойкости комплексных ионов [Ag(NO3)2]–, [Fe(CN)6]4-, [PtCl6]2-. Чему равны степень окисления и координационное число комплексообразователей в этих ионах? 204. Определите, чему равны заряд комплексного иона, степень окисления и координационное число комплексообразователя в соединениях K4[Fe(CN)6], K4[TiCl8], К2[HgI4]. Как диссоциациируют эти соединения в водных растворах? 205. Составьте координационные формулы следующих комплексных соединений платины (III), координационное число которой равно четырем: PtCl2∙3NH3, PtCl2∙NH3∙KCl, PtCl2∙2NH3. Напишите уравнение диссоциации этих соединений в водных растворах. Какое из соединений является комплексным неэлектролитом? 206. Константа нестойкости комплексных ионов [Co(NH3)6]3+, [Fe(CN)6]4-, [Fe(CN)6]3- соответственно равны 6,2∙10-36, 1,0∙10-37, 1,0∙10-44. какой из этих ионов является более порчным? Напишите выражения для констант нестойкости указанных комплексных ионов и формулы соединений, содержащих эти ионы. 207. Напишите выражения для констант нестойкости следующих комплексных ионов: [Ag(CN)2]-, [Ag(NH3)2]+, [Ag(SCN)2]-. Зная, что константы нестойкости соответственно равны 1,0∙10-21, 6,8∙10-8, 2,0∙10-11. Укажите в каком растворе, содержащем эти ионы больше ионов Ag+ (при равной молярной концентрации). 208. Из сочетания частиц Co+3, NH3, NO2, K+ можно составить семь координационных формул комплексных соединений кобальта, одна из которых [Co(NH3)6](NO2)3. Составьте формулу других шести соединений и напишите уравнение диссоциации в водных растворах. 209. Определите, чему равны заряд комплексного иона, степень окисления и координационное число комплексообразователя в соединениях [Cu(NH3)4]SO4, K2[PtCl6], K[Ag(CN)2]. Напишите уравнение диссоциации этих соединений в водных растворах. 210. Определите, чему равны заряд следующих комплексных ионов: [Cr(H2O)4Cl2], [HgBr4], [Fe(CN)6], если комплексообразователями являются Cr3+, Hg2+, Fe3+. Напишите формулы соединений, содержащих эти комплексные ионы. 211. Составьте координационные формулы следующих комплексных соединений кобальта: 3NaNO2∙Co(NO2)3, CoCl3 ∙3NH3 ∙2H2O, 2KNO2 ∙NH3 ∙Co(NO2)3. Координационное число кобальта (+3) равно шести. Напишите уравнение диссоциации этих соединений в водных растворах. 212. Напишите выражения для констант нестойкости комплексных ионов: [Ag(NH3)2]+, [Fe(CN)6]4-, [PtCl6]2-. Чему равны степень окисления и координационное число комплексообразователей в этих ионах? 213. Составьте координационные формулы следующих комплексных соединений кобальта: CoCl3 ∙6NH3, CoCl3 ∙5NH3, CoCl3 ∙4NH3. Координационное число кобальта (+3) равно шести. Напишите уравнение диссоциации этих соединений в водных растворах. 214. Составьте координационные формулы следующих комплексных соединений платины: PtCl4∙6NH3, PtCl4∙4NH3, PtCl4∙2NH3. Координационное число платины (+4) равно шести. Напишите уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах. Какое их них является комплексным неэлектролитом? 215. Определите чему равен заряд комплексных ионов [Cr(H2O)4Cl], [HgBr4], [Fe(CN)6], если комплексообразователями являются Cr3+, Hg2+, Fe3+. Напишите формулы соединений, содержащих эти комплексние ионы. 216. Из сочетания частиц Cr 3+, H2O, Cl-, K+ можно составить семь координационных формул комплексных соединений хрома, одна из которых [Cr(H2O)6]Cl3. Составьте формулы других шести соединений и напишите уравнения их диссоциации в водных растворах. 217. Определите чему равен заряд комплексных ионов: [Pt (NH3)Cl3], [Cr(NH3)5NO3], [Ni(CN)4], если комплексообразователями являются Pd2+? Cr3+? Ni2+. Напишите формулы комплексных соединений, содержащих эти ионы. 218. Напишите уравнения диссоциации солей K3[Fe(CN)6] и NH4Fe(SO4)2 в водном растворе. К каждой из них прилили раствор щелочи. В каком случае выпадет осадок гидроксида железа (+3)? Напишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнения реакции. 219. Константы нестойкости комплексных ионов [Co(CN)4]2-, [Hg(CN)4]2-, [Cd(CN)4]2- соответственно равны 8∙10-20, 4∙10-41, 1,4∙10-17. В каком растворе, содержащем эти ионы, при равной молярной концентрации ионов CN- больше? Напишите выражения для констант нестойкости указанных комплексных ионов. 220. При прибавлении раствора KCN к раствору [Zn(NH3)4]SO4 образуется растворимое комплексное соединение K2[Zn(CN)4]. Напишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнение реакции. Константа нестойкости какого иона [Zn(NH3)4]2+ или [Zn(CN)4]2- больше? Почему?
Литература
Варианты контрольных заданий Каждый студент выполняет вариант контрольных заданий, обозначенный двумя последними цифрами номера студенческого билета. Например, номер зачетной книжки — 1140046, две последние цифры — 46, им соответствует вариант контрольного задания 46. Варианты контрольных заданий:
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (686)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |