2018-01-08
747
Комплексные соединения являются сложными соединениями, у которых имеются ковалентные связи, образованные по донорно-акцепторному механизму. Они состоят из двух сфер: внешней и внутренней Внутренняя сфера включает центральный ион или атом (он называется комплексообразователем) и лиганды. Лиганды могут быть нейтральными частицами (молекулы воды, аммиака, аминов и др.) и анионами (гидроксид-, цианид-, галогенид-ионы и др.). Лиганды могут быть монодентатными, бидентатными и полидентантными, что определяется числом донорных атомов, доступных для координации. Координационное число характеризует суммарное число связей центрального атома (иона) с лигандами. Центральный атом и связанные с ним лиганды образуют внутреннюю координационную сферу (в формулах ее заключают в квадратные скобки). В зависимости от заряда внутренней сферы различают анионные комплексы (например [Fe(CN)6] 3+), катионные комплексы (например[Ag(NH3)2]-) и нейтральные комплексы (например Ni (CO)4).
Комплексные соединения, имеющие комплексные ионы, являются, электролитами. Диссоциация по внешней координационной сфере протекает практически полностью, например:
|
|
|
[Ag(NH3)2]Cl → [Ag(NH3)2]+ + Cl-
K3[Fe(CN)6] → 3K+ + [Fe(CN)6]3-
Нейтральные комплексы - неэлектролиты (например [Pt(NH3)2Cl2].-дихлордиамминоплатина).
Диссоциация комплексной частицы по внутренней координационной сфере всегда протекает частично; чем в меньшей степени это происходит, тем прочнее комплекс. Количественно прочность (устойчивость) комплекса характеризуется константой устойчивости (К) или константой нестойкости 1/К
[Ag(NH3)2]+ ↔ 2 NH3 + Ag +
К=[ [Ag]+ ] [ NH3]2 /[ [Ag(NH3)2]+]
Комплексные частицы, имеющие в составе несколько лигандов, диссоциируют ступенчато, подобно многоосновным кислотам. Чем больше значение константы устойчивости и чем меньше константа нестойкости тем прочнее комплекс. Константы нестойкости позволяют прогнозировать направление процессов комплексообразования.
[Zn(H2O)4]2+ + 4NH3 ↔ [Zn(NH3)4]2+ + 4Н2О
[Сг(Н2О)6]3+ + 4ОН- ↔ [Сг(ОН)4(Н2О)2]- + 4Н2О
Если в растворе имеется несколько лигандов, то образуется наиболее прочное комплексное соединение.
Цель работы: изучить реакции ионов металлов с неорганическими лигандами и свойства комплексных соединений
Опыт. Образование и свойства комплексных соединений
а) К растворам солей, содержащих (по отдельности) ионы Ag+, Cu2+, Ni2+, Zn2+, добавьте по каплям раствор гидроксида аммония. Полученные осадки гидроксидов растворите в избытке аммиака. Образуются ионы [Ag(NH3)2]+, [Cu(NH3)4]2+, [Ni(NH3)4]2+, [Zn(NH3)4]2+.
Напишите уравнения реакций.
К полученным растворам добавьте раствор щёлочи. Выпадают ли осадки гидроксидов металлов?
|
|
|
Раствор комплекса серебра оставьте для выполнения опыта д.
б) В тигле нагрейте кристаллогидраты CoCl2 ·6H2O, CuSO4 ·5H2O, CrCl3 ·6H2O, NiSO4 ·7H2O. При этом образуются безводные соли. Отметьте цвет соединений. После охлаждения прибавьте воду, наблюдайте образование аквакомплексов: [Co(H2O)4]2+, [Cu(H2O)6]2+, [Cr(H2O)6]3+, [Ni(H2O)6]2+.
в) К растворам солей Zn2+, Al3+ прибавьте раствор щёлочи. Образующиеся осадки гидроокисей растворите в избытке щёлочи.
Напишите реакции образования гидроксокомплексов.
г) Обменной реакцией получите осадок гидроксида железа (III). К осадку прилейте раствор щавелевой кислоты и нагрейте. Образуется комплексное соединение [Fe(HC2O4)3].
Напишите структурную формулу соединения.
На полученный раствор подействуйте реактивами на ион трёхвалентного железа – растворами KSCN и K4[Fe(CN)6].
Удаётся ли обнаружить присутствие иона Fe3+?
д) К аммиакату серебра, полученному в опыте 11.2а, добавьте металлический цинк.
Напишите уравнение реакции восстановления серебра.
Вопросы к допуску
1. Какие соединения можно отнести к комплексным?
2. Пользуясь положениями координационной теории Вернера, дайте определения следующим понятиям: а) комплексообразователь; б)лиганды; в)координационное число; г)внутренняя и внешняя сфера комплекса.
3. Как определяется заряд комплексного иона и степень окисления комплексообразователя?
4. Какая связь между строением атома элемента и их способностью комплексообразованию?
5. Приведите примеры типичных лигандов. Какие лиганды называются монодентантными и полидентантными?
6. Приведите примеры комплексных соединений: 1)с комплексным анионом, 2)с комплексным катионом, 3)являющихся неэлектролитами. Дайте им название.
Вопросы к защите
1. Назвать комплексные соли и определить степень окисления комплексообразователя: [Pd(H2O)(NH3)2С1]С1, [Co(H2О)(NH3)4]CNBr [Co(NH3)5SO4]N03, [Pd(NH3)3Cl]Cl, K4[Fe(CN)6], (NH4)3[RhCl6], Na2[PdI4], K2[Pt(OH)5Cl], K2[Cu(CN)4]; нейтральные: [Cr(H2O)4PO4], [Cu(NH3)2(SCN)2], [Rh(NH3)3(NО2)3], [Pt(NH3)2Cl4].
2. Написать координационные формулы следующих комплексных соединений: а) дицианоаргентат калия; б) гексанитрокобальтат (ІІІ) калия; в) хлорид гексаамминникеля (II); г) гексацианохромат (ІІІ) натрия; д) бромид гексаамминкобальта (ІП); е) нитрат диакватетраамминникеля (ІІ); ж) трифторогидроксобериллат магния; нейтральные: з) тетраамминфосфатохром; и) диамминдихлороплатина; к) триамминтрихлорокобальт; л) диамминтетрахлороплатина.
3. Ион [NiCl4]2- парамагнитен, а ион [Ni(CN)4]2- —диамагнитен. Определить тип гибридизации АО иона Ni2+ и пространственную структуру каждого комплексного иона.
4. Какими магнитными свойствами обладают ионы: a) [Fe(CN)6]3- и б) [Fe(CN)6]4-?
Работа 7
