Все неорганические соединения делятся на две группы:
1. соединения первого порядка, т.е. соединения подчиняющиеся теории валентности;
2. соединения высшего порядка, т.е. соединения, не подчиняющиеся понятиям теории валентности. К соединениям высшего порядка относятся гидраты, аммиакаты и т.д.
CoCl 3 + 6 NH 3 = Co(NH 3) 6 Cl 3
Вернер (Швейцария) ввел в химию представления о соединениях высшего порядка и дал им название комплексные соединения . К КС он отнес все наиболее устойчивые соединения высшего порядка, которые в водном растворе либо вообще не распадаются на составные части, либо распадаются в незначительной степени. В 1893 г Вернер предположил, что любой элемент после насыщения способен проявлять еще и дополнительную валентность – координационную . По координационной теории Вернера, в каждом КС различают:
Cl 3: комплексообразователь (КО = Со), лиганды (NH 3), координационное число (КЧ = 6), внутреннюю сферу , внешнюю среду (Cl 3), координационную емкость.
Центральный атом внутренней сферы, вокруг которого группируются ионы или молекулы, называется комплексообразователем. Роль комплексообразователей чаще всего выполняют ионы металлов, реже нейтральные атомы или анионы. Ионы или молекулы, координирующиеся вокруг центрального атома во внутренней сфере, называются лигандами . Лигандами могут быть анионы: Г - , ОН-, СN-, CNS-, NO 2 - ,CO 3 2- , C 2 O 4 2- , нейтральные молекулы: Н 2 О, СО, Г 2 , NH 3 , N 2 H 4 . Координационное число – число мест во внутренней сфере комплекса, которые могут быть заняты лигандами. КЧ обычно выше степени окисления. КЧ = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12. Чаще всего встречаются КЧ = 4, 6, 2. Эти числа соответствуют наиболее симметричной конфигурации комплекса – октаэдрической (6), тетраэдрической (4) и линейной (2). КЧ зависти от природы комплексообразователя и лигандов, а также от размеров КО и лигандов. Координационная емкость лигандов – число мест во внутренней сфере комплекса, занимаемых каждым лигандом. Для большинства лигандов координационная емкость равна единице (монодентатныелиганды ), реже двум (бидентатныелиганды ), существуют лиганды с большей емкостью (3, 4 ,6) – полидентатныелиганды . Заряд комплекса численно должен быть численно равен суммарному внешней сферы и противоположен ему по знаку. 3+ Cl 3 - .
Номенклатура комплексных соединений. Многие комплексные соединения сохранили свои исторические названия, связанные с цветом или с именем ученого их синтезирующего. В настоящее время применяется номенклатура ИЮПАК.
Порядок перечисления ионов . Первым называется анион, затем катион, при этом в названии аниона употребляется корень латинского наименования КО, а в названии катиона – его русское название в родительном падеже.
Cl – хлорид диамминсеребра; K 2 – трихлорокупрат калия.
Порядок перечисления лигандов . Лиганды в комплексе перечисляются в следующем порядке: анионные, нейтральные, катионные – без разделения дефисом. Анионы перечисляются в порядке H - , O 2- , OH - , простые анионы, сложные анионы, полиатомные анионы, органические анионы.
SO 4 – сульфат хлоронитродиамминэтилендиаминплатины (+4)
Окончание координационных групп. Нейтральные группы называются также, как и молекулы. Исключением являются аква (Н 2 О), амин (NH 3). К отрицательно заряженным анионам прибавляют гласную «О»
– гексоцианоферрат (+3) гексааминакобальта (+3)
Приставки, указывающие число лигандов.
1 – моно, 2 – ди, 3 – три, 4 – тетра, 5 – пента, 6 – гекса, 7 – гепта, 8 – окта, 9 – нона, 10 – дека, 11 – индека, 12 – додека, много – поли.
Приставки бис-, трис- используются перед лигандами со сложными названиями, где уже имеются приставки моно-, ди- и т.д.
Cl 3 – хлорид трис(этилендиамин)железа (+3)
В названиях комплексных соединений вначале указывается анионная часть в именительном падеже и с суффиксом -ат, а затем катионная часть в родительном падеже. Однако, перед названием центрального атома как в анионной, так и в катионной части соединения перечисляются все координированные вокруг него лиганды с указанием их числа греческими числительными (1 - моно (обычно опускается), 2 - ди, 3 - три, 4 - тетра, 5 - пента, 6 - гекса, 7 - гепта, 8 - окта). К названиям лигандов добавляют суффикс -о, причем вначале называют анионы, а затем нейтральные молекулы: Сl- - хлоро, CN- - циано, ОН- - гидроксо, С2О42- - оксалато, S2O32- - тиосульфато, (СН3)2NH - диметиламино и т.д. Исключения: названия Н2О и NH3 в качестве лигандов следующие: «аква» и «аммин». Если центральный атом входит в состав катиона, то используют русское название элемента, после которого в скобках римскими цифрами указывают его степень окисления. Для центрального атома в составе аниона употребляется латинское название элемента и степень окисления указывается перед этим названием. Для элементов с постоянной степенью окисления ее можно опускать. В случае неэлектролитов степень окисления центрального атома также не указывают, так как она определяется, исходя из электронейтральности комплекса. Примеры названий:
Cl2 - хлорид дихлоро-тетраммин-платины(IV),
OH - гидроксид диаммин-серебра(I).
Классификация комплексных соединений. Применяется несколько различных классификаций КС.
1. по принадлежности к определенному классу соединений :
комплексные кислоты – Н 2
комплексные основания –
комплексные соли – K 2
2. По природе лигандов : аквакомплексы, аммиакаты. Цианидные, галогенидные и т.д.
Аквакомплексы - комплексы, в которых лигандами служат молекулы воды, например Cl 2 - хлорид гексааквакальция. Аммиакаты и аминаты - комплексы, в которых лигандами являются молекулы аммиака и органических аминов, например: SO 4 - сульфат тетрамминмеди(II). Гидроксокомплексы. В них лигандами служат ионы ОН-. Особенно характерны для амфотерных металлов. Пример: Na 2 - тетрагадроксоцинкат(II) натрия. Ацидокомплексы. В этих комплексах лигандами являются анионы-кислотные остатки, например K 4 - гексацианоферрат(II) калия.
3. по знаку заряда комплекса : катионные, анионные, нейтральные
4. по внутренней структуре КС : по числу ядер, составляющих комплекс :
моноядерные - Н 2 , двухядерные – Cl 5 и т.д.,
5. по отсутствию или наличию циклов: простые и циклические КС.
Циклические или хелатные (клешневидные) комплексы. Они содержат би- или полидентатныйлиганд, который как бы захватывает центральный атом М подобно клешням рака:Примеры: Na 3 - триоксалато-(III)феррат натрия, (NO 3) 4 - нитрат триэтилендиамино-платины(IV).
К группе хелатных комплексов относятся и внутрикомплексные соединения, в которых центральный атом входит в состав цикла, образуя связи с лигандами разными способами: по обменному и донорно-акцепторному механизмам. Такие комплексы очень характерны для аминокарбоновых кислот, например, глицин образует хелаты с ионами Cu 2+ , Pt 2+ :
Хелатные соединения отличаются особой прочностью, так как центральный атом в них как бы блокирован циклическим лигандом. Наибольшей устойчивостью обладают хелаты с пяти- и шестичленными циклами. Комплексоны настолько прочно связывают катионы металлов, что при их добавлении растворяются такие плохо растворимые вещества, как CaSO 4 , BaSO 4 , CaC 2 O 4 , CaCO 3 . Поэтому их применяют для умягчения воды, для связывания ионов металлов при крашении, обработке фотоматериалов, в аналитической химии. Многие комплексы хелатного типа имеют специфическую окраску и поэтому соответствующие соединения-лиганды являются очень чувствительными реагентами на катионы переходных металлов. Например, диметилглиоксим [С(СН 3)NOH] 2 служит прекрасным реактивом на катионы Ni2+, Pd2+, Pt2+, Fe2+ и др.
Устойчивость комплексных соединений. Константа нестойкости. При растворении КС в воде происходит распад, причем внутренняя сфера ведет себя как единое целое.
K = K + + -
Наряду с этим процессом в незначительной степени происходит диссоциация внутренней сферы комплекса:
Ag + + 2CN -
Для характеристики устойчивости КС вводится константа нестойкости , равная:
Константа нестойкости – мера прочности КС. Чем меньше К нест, тем более прочно КС.
Изомерия комплексных соединений. Для комплексных соединений изомерия очень распространена и различают:
1. сольватная изомерия обнаруживается в изомерах, когда распределение молекул воды между внутренней и внешней сферами оказывается неодинаковой.
Cl 3 Cl 2 H 2 O Cl(H 2 O) 2
Фиолетовый светло-зеленый темно-зеленый
2. Ионизационная изомерия связана с различной легкостью диссоциации ионов из внутренней и внешней сферы комплекса.
4 Cl 2 ]Br 2 4 Br 2 ]Cl 2
SO 4 и Br - сульфатбромо-пентаммин-кобальта(III) ибромидсульфато-пентаммин-кобальта(III).
Clи NO 2 - хлориднитро-хлоро-диэтилендиамино-кобальта(III) инитритдихлоро-диэтилендиамино-кобальта(III).
3. Координационная изомерия встречается только у бикомплексных соединений
[Со(NH 3) 6 ] [Со(CN) 6 ]
Координационная изомерия встречается в тех комплексных соединениях, где и катион и анион являются комплексными.
Например, - тетрахлоро-(II)платинат тетраммин-хрома(II) и - тетрахлоро-(II)хромат тетраммин-платины(II) являются координационными изомерами
4. Изомерия связи возникает только тогда, когда монодентатныелиганды могут координироваться через два разных атома.
5. Пространственная изомерия обусловлена тем, что одинаковые лиганды располагаются вокруг КО либо рядом (цис ), либо напротив (транс ).
Цис-изомер (оранжевые кристаллы) транс-изомер (желтые кристаллы)
Изомеры дихлоро-диаммин-платины
При тетраэдрическом расположении лигандовцис-транс-изомерия невозможна.
6. Зеркальная (оптическая) изомерия , например в катионе дихлоро-диэтилендиамино-хрома(III) + :
Как и в случае органических веществ, зеркальные изомеры имеют одинаковые физические и химические свойства и различаются ассиметрией кристаллов, направлением вращения плоскости поляризации света.
7. Изомерия лигандов , например, для (NH 2) 2 (CH 2) 4 возможны следующие изомеры: (NH 2)-(CH 2) 4 -NH 2 , CH 3 -NH-CH 2 -CH 2 -NH-CH 3 , NH 2 -CH(CH 3) -CH 2 -CH 2 -NH 2
Проблема связи в комплексных соединениях. Характер связи в КС различен и для объяснения в настоящее время используют три подхода: метод ВС, метод МО и метод теории кристаллического поля.
Метод ВС ввел Полинг. Основные положения метода:
1. Связь в КС образуется в результате донорно-акцепторного взаимодействия. Лиганды предоставляют электронные пары, а комплексообразователь – свободные орбитали. Мера прочности связи – степень перекрывания орбиталей.
2. Орбитали КО подвергаются гибридизации, тип гибридизации определяется числом, природой и электронной структурой лигандов. Гибридизация КО определяется геометрию комплекса.
3. Дополнительное упрочнение комплекса происходит за счет того, что наряду с s-связью образуется p связывание.
4. Магнитные свойства комплекса определяются числом неспаренных электронов.
5. При образовании комплекса распределение электронов на орбиталях может оставаться как у нейтральных атомов, так и претерпевать изменения. Это зависит от природы лигандов, его электростатического поля. Разработан спектрохимический ряд лигандов. Если лиганды обладают сильным полем, то они смещают электроны, вызываю их спаривание и образование новой связи.
Спектрохимический ряд лигандов:
CN - >NO 2 - >NH 3 >CNS - >H 2 O>F - >OH - >Cl - >Br -
6. Метод ВС дает возможность объяснить образование связи даже в нейтральных и класстерных комплексах
K 3 K 3
1. У первого КС лиганды создают сильное поле, у второго – слабое
2. Нарисовать валентные орбитали железа:
3. Рассмотреть донорные свойства лигандов: CN - имеют свободные электронные орбитали и могут быть донорами электронных пар. CN - обладает сильным полем, действует на 3dорбитали, уплотняя их.
В результате образуются 6 связей, при этом в связи участвуют внутренние 3 dорбитали, т.е. образуется внутриорбитальный комплекс. Комплекс является парамагнитным и низкоспиновым, т.к. есть один неспаренный электрон. Комплекс устойчивый, т.к. заняты внутренние орбитали.
Ионы F - имеют свободные электронные орбитали и могут быть донорами электронных пар, обладают слабым полем, поэтому не может уплотнить электроны на 3d уровне.
В результате образуется парамагнитный, высокоспиновой, внешнеорбитальный комплекс. Малоустойчивый и реакционноспособный.
Достоинства метода ВС : информативность
Недостатки метода ВС : метод пригоден для определенного круга веществ, метод не объясняет оптических свойств (окраска), не делает энергетической оценке, т.к. в некоторых случаях образуется квадратичный комплекс вместо более энергетически выгодного тетраэдрического.
Номенклатура комплексных соединений является составной частью номенклатуры неорганических веществ. Правила составления названий комплексных соединений являются систематическими (однозначными). В соответствии с рекомендациями ИЮПАК эти правила универсальны, так как при необходимости могут быть применены и к простым неорганическим соединениям, если для последних отсутствуют традиционные и специальные названия. Названия, построенные по систематическим правилам, адекватны химическим формулам. Формула комплексного соединения составляется по общим правилам: сначала пишется катион - комплексный или обычный, затем анион - комплексный или обычный. Во внутренней сфере комплексного соединения сначала пишут центральный атом-комплексообразователь, затем незаряженные лиганды (молекулы), затем отрицательно заряженные лиганды-анионы.
Одноядерные комплексы
В названиях катионных, нейтральных и большинства анионных комплексов центральные атомы имеют русские наименования соответствующих элементов. В некоторых случаях для анионных комплексов используют корни латинских наименований элементов центрального атома-комплексообразователя. Например, – дихлордиамминплатина, 2- - тетрахлороплатинат(II) –ион, + - катион диамминсеребра(I), - - дицианоаргенат(I)-ион.
Название комплексного иона начинают с указания состава внутренней сферы. Прежде всего, в алфавитном порядке перечисляют находящиеся во внутренней сфере анионы, прибавляя к их латинскому названию окончание «о». Например, ОН - – гидроксо, Cl - - хлоро, CN - - циано,CH 3 COO - - ацетато,CO 3 2- - карбонато,C 2 O 4 2- -оксалато,NCS - -тиоцианато,NO 2 - -нитро, O 2 2- - оксо, S 2- - тио,SO 3 2- - сульфито, SO 3 S 2- - тиосульфато,C 5 H 5 – циклопентадиенил и т.д. Затем в алфавитном порядке указывают внутрисферные нейтральные молекулы. Для нейтральных лигандов используются однословные названия веществ без изменений, например N 2 -диазот,N 2 H 4 -гидразин, С 2 Н 4 - этилен. Внутрисферные NH 3 называют аммино-, H 2 O – аква, CO- карбонил, NO- нитрозил. Число лигандов указывают греческими числительными: ди, три, тетра, пента, гекса и т.д. Если названия лигандов более сложные, например, этилендиамин, перед ними ставят префиксы «бис», «трис», «тетракис» и т.д.
Названия комплексных соединений с внешней сферой состоят из двух слов (в общем виде «анион катиона»). Название комплексного аниона заканчивается суффиксом–ат. Степень окисления комплексообразователя указывают римскими цифрами в скобках после названия аниона. Например:
K 2 – тетрахлороплатинат(II) калия,
Na 3 [ Fe(NH 3)(CN) 5 ] – пентацианомоноамминферрат(II) натрия,
H 3 O – тетрахлороаурат(III) оксония,
K – дииодоиодат(I) калия,
Na 2 – гексагидроксостаннат(IV) натрия.
В соединениях с комплесным катионом степень окисления комплексообразователя указывают после его названия римскими цифрами в скобках. Например:
Cl – хлорид диамминсеребра (I),
Br – бромид трихлоротриамминплатины(IV),
NO 3 -
Нитрат хлоронитротетраамминкобальта(III).
Названия комплексных соединений – неэлектролитов без внешней сферы состоят из одного слова, степень окисления комплексообразователя не указывается. Например:
– трифторотриаквокобальт,
- тетрахлородиаммин платина,
– бис (циклопентадиенил)железо.
Название соединений с комплексными катионом и анионом складывается из названий катиона и аниона, например:
гексанитрокобальтат(III) гексаамминкобальта(III),
трихлороамминплатинат (II) хлоротриаммин платины(II).
Для комплексов с амбидентатными лигандами в названии указывается символ атома, с которым этот лиганд связан с центральным атомом-комплексообразователем:
2- - тетракис(тицианато-N) кобальтат(II) –ион,
2- - тетракис(тиоцианато-S) меркурат(II) – ион.
По традиции амбидентатный лиганд NO 2 - называют нитро-лигандом, если донорным атомом является азот, и нитрито-лигандом, если донорным атомом является кислород (–ONO -):
3- - гексанитрокобальтат(III)-ион,
3- - гексанитритокобальтат(III)-ион.
Классификация комплексных соединений
Комплексные ионы могут входить в состав молекул различных классов химических соединений: кислот, оснований, солей и др. В зависимости от заряда комплексного иона различают катионные, анионные и нейтральные комплексы.
Катионные комплексы
В катионных комплексах центральным атомом-комплексо-образователем являются катионы или положительно поляризованные атомы комплексообразователя, а лигандами - нейтральные молекулы, чаще всего воды и аммиака. Комплексные соединения, в которых лигандом выступает вода, называются аквакомплексами. К таким соединениям относятся кристаллогидраты. Например: MgCl 2 ×6H 2 O
или Cl 2 ,
CuSO 4 ×5H 2 O или ∙SO 4 ∙ Н 2 O, FeSO 4 ×7H 2 O или SO 4 ×H 2 O
В кристаллическом состоянии некоторые аквакомплексы (например, медный купорос) удерживают и кристаллизационную воду, не входящую в состав внутренней сферы, которая связана менее прочно и легко отщепляется при нагревании.
Один из наиболее многочисленных классов комплексных соединений - амминокомплексы (аммиакаты) и аминаты. Лигандами в этих комплексах являются молекулы аммиака или амина. Например: SO 4 , Cl 4,
Cl 2 .
Анионные комплексы
Лигандами в таких соединениях являются анионы или отрицательно поляризованные атомы и их группировки.
К анионным комплексам относятся:
а) комплексные кислоты H, H 2 , H.
б) двойные и комплексные соли PtCl 4 ×2KCl или K 2 ,
HgI 2 · × 2KI или K 2 .
в) кислородсодержащие кислоты и их соли H 2 SO 4 , K 2 SO 4 , H 5 IO 6 , K 2 CrO 4 .
г) гидроксосоли K, Na 2 .
д) полигалогениды: K, Cs.
Нейтральные комплексы
К подобным соединениям относятся комплексные соединения, не имеющие внешней сферы и не дающие в водных растворах комплексных ионов: , , карбонилкомплексы , .
Катионно-анионные комплексы
Соединения одновременно содержат как комплексный катион, так и комплексный анион:
, .
Циклические комплексы (хелаты)
Координационные соединения, в которых центральный атом (или ион) связан одновременно с двумя или более донорными атомами лиганда, в результате чего замыкается один или несколько гетероциклов, называются хелатами . Лиганды, образующие хелатные циклы, называются хелатирующими (хелатообразующими) реагентами. Замыкание хелатного цикла такими лигандами называется хелатированием (хелатообразованием). Наиболее обширный и важный класс хелатов – хелатные комплексы металлов. Способность координировать лиганды присуща металлам всех степеней окисления. У элементов основных подгрупп центральный атом-комплексообразователь обычно находится в высшей степени окисления.
Хелатирующие реагенты содержат два основных типа электродонорных центров: а)группы, содержащие подвижный протон, например, -COOH, -OH, -SO 3 H; при их координации к центральному иону возможно замещение протона и б)нейтральные электронодонорные группы, например R 2 CO, R 3 N. Бидентатные лиганды занимают во внутренней координационной сфере хелата два места, как, например, этилендиамин (рис.3).
Согласно правилу циклов Чугаева, наиболее устойчивые хелатные комплексы образуются в том случае, когда в состав цикла входит пять или шесть атомов. Например, среди диаминов состава H 2 N-(CH 2)n-NH 2 наиболее устойчивые комплексы образуются для n=2 (пятичленный цикл) и n=3 (шестичленный цикл).
Рис.3. Катион бисэтилендиамин меди(II).
Хелаты, в которых при замыкании хелатного цикла лиганд использует протон-содержащую и нейтральную электронодонорные группы и формально связан с центральным атомом ковалентной и донорно-акцепторной связью, называются внутрикомплексными соединениями. Так, полидентатные лиганды с кислотными функциональными группами могут образовывать внутрикомплексные соединения. Внутрикомплексные соединения – это хелат, в котором замыкание цикла сопровождается вытеснением из кислотных функциональных групп одного или нескольких протонов ионом металла, в частности, внутрикомплексным соединением является глицинат меди(II):
Рис.4. Внутрикомплексное соединение 8-оксихинолина с цинком.
Гемоглобин и хлорофилл также являются внутрикомплексными соединениями.
Важнейшая особенность хелатов – их повышенная устойчивость по сравнению с аналогично построенными нециклическими комплексами.
Комплексные соединения классифицируются по заряду комплексов: катионные - 2+, анионные - 3-, нейтральные - 0;
по составу и химическим свойствам: кислоты - H, основания - OH, соли - SO4;
по типу лигандов: гидроксокомплексы - K2, аквакомплексы - Cl3, ацидокомплексы (лиганды - анионы кислот) - K4, комплексы смешанного типа - K, Cl4.
Названия комплексов строятся по общим правилам IUPAC: читаются и записываются справа налево, лиганды - с окончанием - о, анионы - с окончанием - ат. Некоторые лиганды могут иметь особые названия. Например, молекулы - лиганды Н2О и NH3 называют акво- и аммин, соответственно.
Комплексные катионы. Вначале называют отрицательно заряженные лиганды внутренней сферы с окончанием "о" (хлоро-, бромо-, нитро-, родано- и т.д.). Если их число больше одного, то перед названиями лигандов добавляют числительные ди-, три-, тетра-, пента-, гекса- и т.д. Затем называют нейтральные лиганды, причем молекулу воды называют "акво", молекулу аммиака - "аммин". Если число нейтральных лигандов больше одного, то добавляют числительные ди-, три-, тетра- и т.д.
Номенклатура комплексных соединений
При составлении названия комплексного соединения его формула прочитывается справа налево. Рассмотрим конкретные примеры:
Анионные комплексы
Катионные комплексы
K3 гексацианоферрат(III) калия
Na тетрагидроксоалюминат натрия
Na3 гексанитрокобальтат(III) натрия
SO4 сульфат тетраамминмеди(II)
Cl3 хлорид гексааквахрома(III)
OH гидроксид диамминсеребра(I)
В названиях комплексных соединений число одинаковых лигандов указывают числовыми приставками, которые пишут слитно с названиями лигандов: 2 - ди, 3 - три, 4 - тетра, 5 - пента, 6 - гекса, 7 - гепта, 8 - окта.
Названия отрицательно заряженных лигандов, анионов различных кислот, состоят из полного названия (или корня названия) аниона и окончания с гласной буквой -о. Например:
I- иодо-
H- гидридо-
CO32- карбонато-
Некоторые анионы, выполняющие роль лигандов, имеют специальные названия:
ОН- гидроксо-
S2- тио-
CN- циано-
NO- нитрозо-
NO2- нитро-
В названия нейтральных лигандов обычно специальные приставки не используются, например: N2H4 - гидразин, С2Н4 - этилен, С5Н5N - пиридин.
По традиции оставлены специальные названия у небольшого числа лигандов: H2O - аква-, NH3 - амин, CO - карбонил, NO - нитрозил.
Названия положительно заряженных лигандов оканчивается на -ий: NO+ - нитрозилий, NO2+ - нитроилий и т.д.
Если элемент, являющийся комплексообразователем, входит в состав комплексного аниона, то к корню названия элемента (русского или латинского) добавляется суффикс -ат и в скобках указывается степень окисления элемента-комплексообразователя. (Примеры приведены в таблице выше). Если элемент, являющийся комплексообразователем, входит в состав комплексного Катина или нейтрального комплекса без внешней сферы, то в названии остается русское название элемента с указанием его степени окисления. Например: - тетракарбонилникель(0).
Многие органические лиганды имеют сложный состав, поэтому при составлении формул комплексов с их участием для удобства используют их буквенные обозначения:
C2O42- оксалато- ox
C5H5N пиридин py
(NH2)2CO карбамид ur
NH2CH2CH2NH2 этилендиамин en
C5H5- циклопентадиенил- cp
Тест по химии - комплексные соединения - СРОЧНО! и получил лучший ответ
Ответ от Ник[гуру]
Некоторые вопросы заданы некорректно, к примеру 7,12,27. Поэтому ответы содержат оговорки.
1. Чему равно координационное число комплексообразователя в комплексном ионе +2?
В) 6
2. Чему равно координационное число комплексообразователя в комплексном ионе 2+ ?
Б) 6
3. Чему равно координационное число комплексообразователя в комплексном ионе 2+
Б) 4
4. Чему равно координационное число Сu²+ в комплексном ионе + ?
Б) 4
5. Чему равно координационное число комплексообразователя в комплексном ионе: +4?
Б) 6
6. Определите заряд центрального иона в комплексном соединении K4
Б) +2
7. Чему равен заряд комплексного иона ?
Б) +2 – если считать, что комплексообразователь – Сu (II)
8. Среди солей железа определите комплексную соль:
А) K3
9. Чему равно координационное число Pt4+ в комплексном ионе 2+?
А) 4
10. Определите заряд комплексного иона K2?
В) +2
11. Какой молекуле соответствует название дихлорид тетрааммин меди (II)?
В) Cl2
12. Чему равен заряд комплексного иона ?
Г) +3 – если считать, что комплексообразователь – Сr (III)
13. Среди солей меди (ІІ) определите комплексную соль:
Б) K2
14. Чему равно координационное число Со3+ в комплексном ионе + ?
Б) 6
15. Определите заряд комплексообразователя в комплексном соединении K3?
Г) +3
16. Какой молекуле соответствует название тетраиодогидрат (II) калия?
А) K2
17. Чему равен заряд комплексного иона ?
В) -2
18. Среди солей никеля (II) определите комплексную соль:
Б) SO4
19. Чему равно координационное число Fe3+ в комплексном ионе -3?
В) 6
20. Определите заряд комплексообразователя в комплексном соединении К3?
В) +3
21. Какой молекуле соответствует название хлорид диамин серебра (I)?
В) Cl
22. Чему равен заряд комплексного иона K4?
Б) -4
23. Среди солей цинка определите комплексную соль
В) Na2
24. Чему равно координационное число Pd4+ в комплексном ионе 4+?
Г) 6
25. Определите заряд комплексообразователя в комплексном соединении H2?
В) +2
26. Какой молекуле соответствует название гексацианоферрат (II) калия?
Г) K4
27. Чему равен заряд комплексного иона ?
Г) -2 – если считать, что комплексообразователь – Сo (II)
27. Среди соединений хрома (III) определите комплексное соединение
В) [Сr (Н2О) 2(NH3)4]Cl3
28. Чему равно координационное число кобальта (III) в комплексном ионе NO3?
Б) 6
29. Определите заряд комплексообразователя в комплексном соединении Cl2
А) +3
30. Какой молекуле соответствует название тетраиодопалладат (II) натрия?
Г) Na2
Ответ от James Bond
[новичек]
О боже
Ответ от Котенька...
[гуру]
№30 последней
Сегодня трудился над этим лит обзором. Если кому-то пригодится - буду рад. Если кто-то не понял - ничего страшного.
Аммиакаты - это комплексные соединения, в которых функции лигандов выполняют молекулы аммиака NH 3 . Более точное название комплексов, содержащих аммиак во внутренней сфере - аммины ; однако молекулы NH 3 могут находиться не только во внутренней , но и во внешней сфере соединения - аммиаката .
Соли аммония и аммиакаты обычно рассматривают как два близких по составу и многим свойствам вида комплексных соединений, первые — аммиака с кислотами, вторые — аммиака с солями преимущественно тяжелых металлов.
Аммиачные комплексы обычно получают при взаимодействии солей или гидроксидов металлов с аммиаком в водных или неводных растворах , либо обработкой тех же солей в кристаллическом состоянии газообразным аммиаком : Например, аммиачный комплекс меди образуется в результате реакции:
Cu 2+ + 4NН 3 → 2+
Химическая связь молекул аммиака с комплексообразователем устанавливается через атом азота , который служит донором неподеленной пары электронов .
Образование амминокомплексов в водных растворах происходит путем последовательного замещения молекул воды во внутренней сфере аквакомплексов на молекулы аммиака :
2+ + NH 3 . H 2 O 2+ + 2 H 2 O;
2+ + NH 3 . H 2 O 2+ + 2H 2 O
Не следует забывать и о взаимодействии аммиака с анионом соли. Реакция образования тетрааммиаката меди из медного купороса и водного раствора аммиака выглядит следующим образом:
CuSO 4 + 2NH 3 +2H 2 O = Cu(OH) 2 + (NH 4) 2 SO 4
Cu(OH) 2 + 4NH 3 = (OH) 2
Другое название получившегося соединения - реактив Швейцера, в чистом виде - взрывоопасное соединение, часто применяемое как растворитель целлюлозы и в производстве медно-аммиачных волокон.
Самые устойчивые среди аммиачных комплексов:
3+ (b 6 = 1,6 . 10 35),
-[Cu(NH 3) 4 ] 2+ (b 4 = 7,9 . 10 12 ),
2+ (b 4 = 4,2 . 10 9) и некоторые другие.
Аммиакаты разрушаются при любых воздействиях, которые удаляют (при нагревании) или разрушают (действием окислителя) молекулу аммиака , переводят аммиак в кислотной среде в катион аммония (катион аммония не содержит неподеленных пар электронов и поэтому не может выполнять функции лиганда), либо связывают центральный атом комплекса, например, в виде малорастворимого осадка:
Cl 2 = NiCl 2 + 6 NH 3 (г)
SO 4 + 6 Br 2 = CuSO 4 + 12 HBr + 2 N 2 (г)
SO 4 + 3 H 2 SO 4 = NiSO 4 + 3 (NH 4) 2 SO 4
(OH) 2 + Na 2 S + 4 H 2 O = CuS ¯ + 2 NaOH + 4 NH 3 . H 2 O (4)
Аммиакаты различаются как по составу + , 2+ , так и по устойчивости в водных растворах, используются в аналитической химии для обнаружения и разделения ионов металлов .
При нагревании (в зависимости от давления - от 80 до 140 ºС) и пониженном давлении аммиакаты меди могут терять аммиак и переходить из формы тетраамиаката к диамиакату, что показано на примере аммиакатов нитрата меди в экспериментальной работе (2).
При более интенсивном химическом разложении нитрат меди может разложиться до воды, азота и меди. В таблице 1 приведены сравнительные характеристики тетраамиаката нитрата меди и нитрата аммония.
Таблица 1: Сравнительные характеристики тетрааммиаката нитрата меди и нитрата аммония (3)
Вещество | Формула | Плот-ность (г/см э) | Теплота образо-вания (кал /моль) | Уравнение реакции разложения | Теплота реакции разложения | Объем газов (л/кг) |
|
ккал/молы | ккал/кг |
||||||
Нитрат аммония | NH 4 NO 3 | 1,73 | 87.3 | 2H 2 O пар +N 2 +1/2O 2 | |||
Тетрааммиакат нитрата меди | [Си(NН3) 4 ] (N0 3) 2 | 6H2O+3N 2 +Cu ж | |||||
Значительно большая (в 1.6—1.7 раза, считая на единицу веса) по сравнению с NH 4 N0 3 теплота термического разложения тетрааммиаката нитрата меди позволяет предполагать, что в них сравнительно легко могут быть инициированы реакции горе-ния или взрыва. В 1964 г. Преллером (4) были изучены чувствительность и некоторые взрывчатые свойства аммиакатов меди (II,. кобальта (III) и никеля (II). Оказалось, что эти соединения обладают значительными взрывчатыми свой-ствами и скорость их детонации соста-вляет 2400—3500 м/сек.
Исследователи провели также изучение горения тетрааммиаката нитрата меди. Температура вспышки этого соединения составила 288ºС при скорости нагревания 20 град./мин. Экспериментально установлена способность аммиаката меди к горению при повышенном давлении (не менее 60 атм.). Этот факт еще раз подтверждает выдвинутое по-ложение, согласно которому всякая химическая система, в которой может протекать экзотермическая химическая реакция, при подборе соответствующих условий должна оказаться способной к распространению в ней реакции горения.
Находящаяся в тетраммиакате медь (II ) может восстанавливаться до (I ) с получением диаммиаката одновалентной меди. Пример подобной реакции - взаимодействие синего тетрааммиаката меди с медной стружкой при комнатной температуре, небольшом перемешивании и отсутствии взаимодействия с воздухом. В ходе реакции синий цвет исчезает.
(OH) 2 + Cu = 2(OH)
Диаммиакат одновалентной меди легко окисляется до тетраммиаката при взаимодействии с кислородом воздуха.
4(OH) + 2H 2 O + O 2 + 8NH 3 = 4(OH) 2
Заключение: подобную работу следовало провести давно. Затронут огромный пласт знаний по аммиакатам тяжелых металлов, в частности - меди, которые, возможно, стоит изучать и дальше в дополнение к нашим наработкам и исследованиям.
Ярким примером этому служит диссертация СЕРГЕЕВААЛЕКСАНДРА АЛЕКСАНДРОВНА на тему: « ВЛИЯНИЕАММИАКАТОВНА ФОТОСИНТЕЗ, ПРОДУКТИВНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ИЭФФЕКТИВНОСТЬИСПОЛЬЗОВАНИЯУДОБРЕНИЙ» где обстоятельно доказывается польза применения аммиакатов тяжелых металлов в качестве удобрения для улучшения продуктивности и фотосинтеза растений.
Список использованной литературы:
- Материалы с сайта http://ru.wikipedia.org
- Аммиакаты нитрата меди (II) Cu(NH3)4(NO3)2 и Cu(NH3)2(NO3)2. Термолиз при пониженном давлении. С.С. Дюкарев, И.В. Морозов, Л.Н. Решетова, О.В. Гузь, И.В. Архангельский, Ю.М. Коренев, Ф.М. Спиридонов. Журнал Неорг.Хим. 1999
- Ж 9, 1968 г. УДК 542.4: 541.49ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБНОСТИ К ГОРЕНИЮ АММИАКАТОВ НИТРАТОВ МЕДИ И КОБАЛЬТА А. А. Шидловский и В. В. Горбунов
- Н. Р г е 11 е г, Explosivsto"f. , 12, 8, 173 (1964)
- Материалы с сайта http://www.alhimik.ru . Методическое пособие для учащихся(МИТХТ)
- Мастериалы с сайта http://chemistry-chemists.com