Комплексні з’єднання
Комплексні сполуки - розділ Освіта, Періодична система: деякі теоретичні відомості Це З'єднання, які містять складні частинки (комплекси), утворені з.
Це сполуки, які містять складні частинки (комплекси), утворені з існуючих більш простих частинок. Комплексні з'єднання складаються з внутрішньої (власне комплекс) та зовнішньої сфери (у деяких комплексах вона відсутня). Утворення комплексної частки можна подати у вигляді схеми:
комплексоутворювачліганди внутрішня сфера компл. частинки
Комплексоутворювач (центральний атом) - це нейтральний атом або іон, який є акцептором електронних пар, надаючи свої вільні орбіталі, і займає центральне положення в частинці. Зазвичай, у ролі виступають d- і f – метали, мають багато вільних орбіталей і великий заряд ядра. Число зв'язків, які центральний атом утворює з лігандами, називають координаційним числом (КЧ) комплексоутворювача. Найчастіше КЧ приймають значення 2, 4 і 6 і, як зазначали раніше, найчастіше КЧ = 2 ст.ок. центальний атом. Схематично вище сказане можна наступним чином:
Ag + Cu 2+ Fe 3+
Ліганди – це молекули чи іони, які є донорами електронних пар безпосередньо пов'язані з комплексообразователем. Приклади лігандів та їх назви:
молекули - H2O - водний, CO - карбоніл, NH3 - амін та інші; іони – F - фторо, Cl - хлоро, OH - гідроксо, NO2 - нітро. Перелічені ліганди використовують одну неподілену пару (утворюють один хімічний зв'язок) при взаємодії з центральним атомом (монодентні) і тоді їх кількість у комплексній частинці дорівнює координаційному числу (деякі ліганди використовують дві і більшеелектронних пар, їх називають полідентні). Таким чином, внутрішня сфера – це центральний атом і ліганди, заряди цих частинок визначають величину і знак заряду комплексної частки. Зовнішня сфера – це негативно чи позитивно заряджені іони, пов'язані з комплексною частинкою іонної зв'язком, через яку, головним чином, відбувається дисоціація комплексного з'єднання.
Комплексні частинки бувають нейтральні, наприклад, Fe(CO)5; катіонного типу (позитивно заряджені) - [Ag(NH3)2] + , [Cu(H2O)4] 2+ та інші; аніонного типу (негативно заряджені), наприклад - [Al(OH)4] - , [HgI4] 2- . З точки зору кислотно-основних властивостей існують комплексні основи, кислоти та солі, наприклад:
Комплексні сполуки називають за систематичною номенклатурою:
-у комплексній частинці катіонного типуна першому місці вказують назву лігандів та їх кількість за допомогою грецьких приставок, на другому – українська (національна для даної країни) німенування центрального атома в родовому відмінку, при необхідності в дужках записують його ступінь окислення, наприклад:
[Cu(H2O)4] + - катіон тетрааквамеді (II)
Тоді з'єднання [Cu(H2O)4]Cl2 має назву – тетрааквамеді(II) хлорид, а [Zn(NH3)4](OH)2 – тетраамінцинку гідроксид.
-в комплексній частинці аніонного типуспочатку так само називають ліганди та їх кількість, далі слідує найменування центрального атома
від латинської назви елемента із зазначенням при необхідності його окисного числа, наприклад:
[Al(OH)4] - - тетрагідроксоалюмінат – іон
[Cr(OH)6] 3- - гексагідроксохромат (III) – іон або допустимо назва –гексагідроксохроміт- іон (відповідно до напівсистематичної номенклатури, тому що ступінь окислення хрому менший за максимальний ідорівнює +3),
[BeF4] 2- - тетрафтороберилат-іон.
Наведемо назви кількох комплексних сполук, що містять частинки аніонного типу: Na[Al(OH)4] – натрій тетрагідроксоалюмінат;
K2[HgI4] – калій тетраіодомеркурат (II) – комплексні сполуки ртуті традиційно називають меркурати, Na[Ag(CN)2] – диціаноаргентат натрію.
- назва нейтральної комплексної часткискладається з одного слова, при цьому його починають з найменування лігандів та їх числа, разом дописують українську назву центрального атома, наприклад:
Fe 0 (CO)5 – пентакарбонілзаліза.
Утворення комплексних з'єднань
Як відомо, реакції в розчинах електролітів протікають у напрямку найбільшого зв'язування іонів, у тому числі за рахунок утворення комплексних частинок:
Внаслідок утворення комплексів можливе розчинення багатьох погано розчинних речовин:
Основні властивості комплексних сполук
1.Дісоціація у водних розчинах:
Комплексні сполуки зазнають первинної та вторинної дисоціації. Первинна дисоціація пов'язана з руйнуванням іонних зв'язків між внутрішньою та зовнішньою сферою:
Вторинна дисоціація обумовлена розпадом внутрішньої сфери, рівновага цього процесу, на відміну первинної дисоціації, зміщено вліво, т.к. більшість комплексних частинок відрізняються досить високою стійкістю:
2. Руйнування комплексних частинок
Цей процес спостерігається в тих випадках, коли компоненти внутрішньої сфери зв'язуються в міцніший комплекс, малорозчинне з'єднання, слабкий електроліт:
3. Окисно-відновні реакції за участю компонентів комплексної частки:
4. Кислотно-основні властивості комплексних сполук:
Ці властивості проявляються за рахунок іонів Н+ та ОН - , які можуть бути присутніми у зовнішній сфері комплексного з'єднання, наприклад,
Комплексні сполуки поширені у природі. У нейтральному та кислому середовищі d і f – метали знаходяться у вигляді аквакомплексів, багато металів у лужному середовищі утворюють гідроксокомплекси (див. Амфотерність), а в аміачному середовищі - амінокомплекси. При перебігу реакцій виникають комплексні частинки різних типів; у присутності органічних речовин як ліганди можуть виступати складові цих сполук і виникають складні, так звані, хелатні комплекси. Такі комплекси можуть бути присутніми в природній воді, коли вона забруднена катіонами металів та органічними речовинами, а також утворюватися в живих організмах при зв'язуванні катіонів металів.
На закінчення проаналізуємо зміну кислотно-основних властивостей сполук у періодичній системі. Наприклад, розглянемо елементи другого періоду та властивості їх оксидів:
Li Be B C N O F
3. Записати ступінчасту дисоціацію наступних сполук: H2S, H4SiO4, Ni(OH)2, Cr(OH)3, назвати іони, що утворюються.
4.Визначте катіони солей кислотні залишки та їх заряд:
5. Назвіть солі, використовуючи систематичну, напівсистематичну та українську номенклатуру:
6. Напишіть, які солі можуть утворитися при взаємодії наведених нижче речовин, назвіть солі за міжнародною напівсистематичною номенклатурою:
7. Допишіть відсутні формули речовин у рівняннях хімічних реакцій і розставте коефіцієнти:
8. Отримайте з сульфату нікелю гідросульфат нікелю та сульфат гідроксонікелю, переведіть отримані гідро- та гідроксосолі в нормальні.
9. Запишіть двома-трьома способами рівняння реакцій одержання солей: а)гідросульфату барію; б) хлоридгідроксокальція.
10. Переведіть нормальні солі в гідросолі або гідроксосолі, там, де це можливо: Na2CO3, CuSO4, AgNO3, Al(NO3)3.
11.У чому хімічна сутність переведення гідросолів та гідроксолів у нормальні?
12. Яка основа сильніша: Сa(OH)2 або Ba(OH)2, поясніть відповідь.
13. Запишіть перераховані кислоти в порядку зростання їх сили та поясніть відповідь: H2SeO4, H2SO4, H2TeO4.
Ця тема належить розділу:
Періодична система: деякі теоретичні відомості
Періодична система деякі теоретичні відомості в періодичній системи пс можна виділити два.. мінімальний ступінь окислення металу iv viii.
Що робитимемо з отриманим матеріалом:
Всі теми цього розділу:
Періодична система: деякі теоретичні відомості Головними характеристиками речовини є його кислотно-основні та окисно-відновні властивості. Саме вони визначають, з якими речовинами в навколишньому середовищі, хімічною або біохімічною.
Номенклатура неорганічних сполук Міжнародний союз з теоретичної та прикладної хімії сформулював загальні правила для формування назв хімічних сполук – так звана систематична міжнародна номенклатура. Вона я
Хімічна номенклатура Формула сполуки систематична напівсисте- українська тривіальна матична НСl водень хлорид хлорид водню хлористий соляна кислота водень (водний розчин)
Оксиди +n -2 Сполуки елементів з киснем виду Е2Оn називаються оксидами (ступінь окислення атома Про в оксидах дорівнює «-2»). Систематична номенклатура оксидів: першому місці вказує
Основні способи отримання оксидів 1. Пряма взаємодія елементів або складних речовин з киснем (як правило, окислення відбувається при високих температурах - горіння): 2 Mg + O2 = 2 MgO C + O2
H2O оксид к-ту (формальний висновок), кислотний залишок входить до складу солі. Наприклад, SO2 + 2 NaOH = Na2SO3 + H2O
Число таких оксидів невелике, найбільш поширені з них такі: CO, N2O, NO, NO2. У наведених вище реакціях солеутворення такі оксиди не беруть участь.
Н2О амфотерний ф-ла кислотиоксид(основні св-ва) ↓ (формальний висновок, кислотний залишок входить до складу отриманої солі) Таким чином основні оксиди можуть реагувати
Кисневмісні кислоти Кисневмісні кислоти також відносяться до гідроксидів. Це електроліти, що утворюють при дисоціації у водних розчинах іони водню H+, або, точніше, іони гідроксо
Безкисневі кілоти Загальна формула таких кислот HхЕу. Ця група сполук за хімічними властивостями та характером дисоціації у водних середовищах (освіта іонів гідроксонію Н3
Нормальні (середні) солі Нормальні, або середні солі є продуктом повної нейтралізації кислоти основою (повне заміщення атомів водню катіонами основ) або повне заміщення гідроксид-іонів основи
Нітрат гідроксоалюмінію NO3-OH-Al3+ AlOH2+- катіон солі, формула - AlOH(NO3)2 Сульфітдиги