2020-10-10
474
| №варианта | Формулы соединений |
| 99 | I2 HI CrCl3 PbO (H2O)n |
| 100 | NH4Cl BaI2 AsH3 K2O F2 |
| 101 | Cl2 Mn2O3 CH4 ZnS SiO2 |
| 102 | Fe2O3 N2 NaBr NH4+ SO2 |
| 103 | Al MgO N2 H2S FeCl3 |
| 104 | PCl3 HF Mn2O3 Cl2 PI2 |
| 105 | CO2 H2S PbCl4 Fe2S3 Br2 |
| 106 | KOH Br2 ZnO AlBr3 H2O |
| 107 | CuCl2 HBr CO2 Cr2O3 I2 |
| 108 | O2 CaS Na2O H2S CCl4 |
| 109 | (HF)n SiBr4 Cl2 CuO AlI3 |
| 110 | Cu F2 Al2O3 KBr SiO2 |
| 111 | Br2 CH4 NaOH Cu2O Al2S3 |
| 112 | NH3 SiO2 MgBr2 Cr2O3 I2 |
| 113 | HBr Fe2O3 (H2O)n Cl2 FeCl3 |
| 114 | (HCl)n CCl4 Br2 MgO O2 |
| 115 | Al I2 Cr2O3 NaCl CO2 |
| 116 | H2 SO3 LiOH Rb2O Fe2O3 |
| 117 | PH3 SO2 CaI2 CuO N2 |
| 118 | HI ZnO (NH3)n Br2 AlCl3 |
|
|
|
119. Составьте структурные и электронные формулы соединений с фосфором: а) водорода; б) хлора; в) бора.
120. Составьте структурные и электронные формулы соединений с водородом: а) селена; б) йода; в) азота.
121. Поясните, за счёт электронов какого слоя осуществляется связь между атомами в ковалентных соединениях: H2; Cl2; O2; N2.
122. Пользуясь таблицей относительных электроотрицательностей, вычислите разность электроотрицательностей для связей K –Cl, H – O, Cl – O, Fe – Cl, Na – F, Cl – Cl, C – Br и дайте характеристику этих связей.
123. Какая из связей характеризуется наибольшей степенью ионности: K – Cl, Ca – Cl, Fe – Cl, Ge – Cl?
124. Какая из связей характеризуется наибольшей степенью ковалентности:
Li – F, Be – F, B – F, C – F?
125. Какой атом или ион служит донором электронной пары при образовании иона [BF4]─?
126. Определите ковалентность и степень окисления азота в соединениях KNO3, NaNO2, N2, NH3.
127. Определите в каком из оксидов элементов третьего периода периодической системы элементов Д.И.Менделеева связь «Элемент – кислород» наиболее приближается к ионной?
128. Какой атом или ион служит донором электронной пары при образовании иона [BН4]─?
|
|
|
129. Валентность и степени окисления. Всегда ли совпадают они по величине? Приведите примеры.
130. Влияние типа химической связи в молекуле на физические свойства вещества.
2.5. Комплексные соединения
Комплексными называются соединения высшего порядка, в которых хотя бы одна связь образована по донорно-акцепторному механизму. Комплексные соединения состоят из внутренней и внешней сфер. Внутренняя сфера содержит центральный атом – комплексообразователь, вокруг которого располагаются ионы (анионы) или нейтральные молекулы, называемые лигандами.
В качестве комплексообразователя чаще всего выступают металлы (d - и f -элементы).
В качестве лигандов могут быть анионы: F-, Cl-, Br-, I-, OH-, CN-, NO-2 или нейтральные молекулы: H2O, NH3, CO, NO и т.д. Заряд комплексного иона численно равен алгебраической сумме зарядов комплексообразователя и лигандов, например, степень окисления железа в соединении K3[Fe(CN)6] равна +3, а заряд цианогруппы равен -1, тогда заряд комплексного иона х равен: х=3+(-1)·6; х= - 3. Запишем заряд комплексного иона [Fe(CN)6]3─.
Различают катионные, анионные и нейтральные комплексы. Связь между комплексообразователем и лигандами осуществляется по донорно-акцепторному механизму, при этом комплексообразователь предоставляет свободные орбитали (акцептор), а лиганды – электронные пары (донор).
Комплексообразователь может присоединять различное число лигандов. Число, показывающее сколько связей может образовать комплексообразователь, называется координационным числом. Чаще всего координационное число в два раза больше степени окисления комплексообразователя и равно 2, 4, 6.
Связь между комплексообразователем и лигандами можно объяснить с позиции кристаллического поля, метода молекулярных орбиталей (МО) и метода валентных связей (ВС).
Теория ВС объясняет строение комплекса возникновением донорно-акцепторной связи между комплексообразователем и лигандами. При образовании иона [Zn(NH3)4]2+ каждая из молекул аммиака предоставляет для образования химической связи неподелённую пару электронов, а ион Zn2+ - четыре sp 3-гибридные орбитали. Комплекс имеет тетраэдрическое строение.
Теория ВС также объясняет строение карбонилов металлов, в которых степень окисления металла равна нулю. Распределение электронов по (n-1) d, n s – орбиталям в возбуждённом состоянии атома возможно не только за счёт распаривания электронов, но и за счёт их спаривания. После спаривания 3 d -электронов внутри атомов хрома, железа и никеля имеются свободные орбитали: у атома хрома - шесть (две 3 d -: одна 4 s - и три 4 p -); у атома железа – пять свободных орбиталей (одна 3 d -; одна 4 s - и три 4 p -), у атома никеля четыре свободных орбитали (одна 4 s -; три 4 p -). Следовательно, хром является акцептором шести, железо пяти, а никель четырёх электронных пар. Донором электронных пар является оксид углерода (II) СО. Формулы карбонилов: Cr(CO)6 – октаэдр, sp3d 2 – гибридизация; Fe(CO)5 – тригональная бипирамида, sp3d –гибридизация.
Устойчивость комплексных соединений характеризует константа нестойкости комплекса Кнес т и константа устойчивости Куст (это обратные величины Кнест=1/Куст). При растворении в воде комплексные соединения диссоциируют практически полностью на внешнюю и внутреннюю сферы: [Zn(NH3)4](OH)2 
[Zn(NH3)4]2++2OH─.
Образовавшийся комплексный катион или анион может диссоциировать далее по типу слабого электролита, при этом устанавливается равновесие в растворе: [Zn(NH3)4]2+ Zn2++4NH3.
Константа равновесия является константой нестойкости комплексного иона:
Kнест=[Zn2+] [NH3] 4 / [Zn(NH3)42+]
Чем меньше величина константы нестойкости, тем более устойчив данный комплексный ион.
Существуют комплексные соединения с малоустойчивой внутренней сферой, которые распадаются в водных растворах почти полностью на простые ионы и молекулы и называются двойными солями.
|
|
|
Основное отличие комплексных соединений от двойных солей заключается в том, что двойные соли при диссоциации дают все те ионы, которые имелись в растворах солей, послуживших для их образования. Диссоциация двойных солей происходит в одну стадию и константа диссоциации их очень большая: (NH4)2Fe(SO4)2 2NH4+ + Fe2++2SO42-
Усилить диссоциацию комплексного иона можно сильным разбавлением раствора, нагреванием, добавлением реагентов, дающих малорастворимые соединения даже с небольшим количеством простых ионов, которые образуются при диссоциации комплексного соединения. Так, комплексный ион [Ni(NH3)6]2+ в растворе можно разрушить добавлением сульфида натрия.
[Ni(NH3)6]2++S2-=NiS↓+6NH3 или какой-нибудь кислоты
[Ni(NH3)6]2++6H+-=Ni2++6NH4+, при этом образуется более прочный комплекс NH4+.
Соли некоторых металлов, особенно в концентрированных растворах, способны образовывать аутокомплексы, за счёт чего концентрация соответствующих катионов и анионов в растворе уменьшается.
Например, 2CuCl2 Cu[CuCl4].
Таким образом, аутокомплексы образуются при сочетании молекул одного и того же вещества
Контрольные задания
131-155. Для вашего варианта:
- Укажите комплексообразователь, определите его степень окисления и координационное число в комплексном соединении.
- Определите заряд комплексного иона и составьте две формулы комплексных соединений с данными ионами.
- Напишите уравнение диссоциации соединения и выражение константы нестойкости комплексного иона.
- Представьте указанное в вашем варианте вещество в виде комплексного соединения.
