Номенклатура комплексных соединений

Содержание
  1. Комплексные соединения: номенклатура и классификация
  2. Координационная теория А. Вернера
  3. Методы определения координационных формул и названий веществ
  4. Как доказали структуру комплексных соединений платины
  5. Кристаллические соединения хрома
  6. Как центральный атом связан с лигандами
  7. Типы комплексных соединений
  8. Правила составления названий комплексных соединений
  9. Применение комплексных соединений
  10. Структура, классификация, номенклатура комплексных соединений
  11. Структура комплексных соединений
  12. Классификация комплексных соединений
  13. Номенклатура комплексных соединений
  14. Номенклатура комплексных соединений
  15. Номенклатура лигандов
  16. Номенклатура комплексообразователей
  17. Примеры
  18. Комплексные соединения
  19. Состав комплексных соединений
  20. Номенклатура комплексных соединений
  21. Реакции образования комплексных соединений
  22. Реакции разрушения комплексных соединений
  23. Диссоциация комплексных соединений
  24. Задачи для самостоятельного решения

Комплексные соединения: номенклатура и классификация

Номенклатура  комплексных соединений

Самым большим и наиболее разнообразным среди неорганических веществ является класс комплексных соединений. К нему можно отнести и группу металлоорганических веществ, таких как хлорофилл и гемоглобин.

Именно эти соединения являются тем мостом, который соединяет неорганическую и органическую химию в единую науку.

Неоценима роль комплексных веществ в развитии знаний в области аналитической химии и кристаллохимии, в изучении важнейших биологических процессов: фотосинтеза, внутреннего (клеточного) дыхания.

В данной статье нами будут изучены строение и номенклатура комплексных соединений, а также рассмотрены основные принципы их классификации.

Координационная теория А. Вернера

В конце XX столетия швейцарский ученый А. Вернер доказал, что в молекуле любого комплексного вещества находятся несколько структур, которые были соответственно названы центральным ионом, лигандами (аддендами) и внешней координационной сферой.

Чтобы нам стали ясны классификация и номенклатура комплексных соединений, разберем эти понятия более подробно. Итак, А. Вернером было доказано присутствие в молекуле иона (обычно положительно заряженного), занимающего центральное положение.

Он стал именоваться комплексообразователем, центральным ионом или атомом. Вблизи него могут располагаться как нейтральные молекулы, называемые лигандами, так и отрицательно заряженные частицы-анионы, которые формируют внутреннюю координационную сферу вещества.

Все оставшиеся частицы, не вошедшие в нее, образуют наружную оболочку молекулы.

Так, в формуле куприта натрия Na2[Cu(ОН)4], центральный атом меди в степени окисления +2 и четыре гидроксогруппы составляют внутреннюю сферу, а ионы натрия располагаются на некотором расстоянии от центрального атома во внешней сфере.

Методы определения координационных формул и названий веществ

До настоящего времени теория А. Вернера остается главной теоретической базой, на основе которой изучаются сложные комплексные соединения. Номенклатура, то есть названия этих веществ, определяются по правилам, принятым Международным обществом теоретической и прикладной химии.

Приведем несколько примеров формул веществ, в которых комплексообразователь представлен атомом платины – К2[PtCl6] или молекулами NH3 – [Ag(NH3)2]Cl. Как оказалось, формулы можно вывести с помощью следующих практических методов: реакциями двойного обмена, по молярной электропроводности растворов, рентгеноструктурным методом. Рассмотрим эти способы подробнее.

Как доказали структуру комплексных соединений платины

Вещества этой группы характеризуются присутствием в молекуле центрального атома платины.

Если на соединение PtCl4×6NH3 подействовать раствором азотнокислого серебра, то весь хлор, присутствующий в веществе, связывается с атомами металла и образуются белые хлопья AgCl.

Это значит, что все анионы хлора находились во внешней координационной сфере, тогда как молекулы аммиака были связаны с центральным атомом платины и совместно с ним образовали внутреннюю сферу.

Значит, координационная формула вещества будет записываться в таком виде: [Pt(NH3)6]Cl4 и называться хлорид гексаммин платины. Применяя рентгеноструктурный метод, химики изучили и другие комплексные соединения, номенклатура которых будет установлена нами в следующем разделе.

Кристаллические соединения хрома

Строение веществ этой группы было определено с помощью физического процесса дифракции рентгеновского излучения, лежащего в основе рентгеноструктурного анализа. Проходя через кристаллическую решетку, электромагнитные волны рассеиваются под действием злектронов исследуемого вещества.

Это дает возможность очень точно установить, какие группы атомов находятся в узлах кристаллической решетки. Для хромсодержащих кристаллов была создана соответствующая номенклатура комплексных соединений.

Примеры названий изомерных гидратов солей трехвалентного хрома, составленных с помощью рентгеноструктурного метода, будут следующими: хлорид тетрааквадихлорохрома (III), хлорид пентааквахлорохрома (III).

Было установлено, что в данных веществах атом хрома связан с шестью различными аддендами. Как же определяют этот показатель и какой фактор влияет на координационное число?

Как центральный атом связан с лигандами

Чтобы ответить на вопрос, прозвучавший выше, вспомним, что в непосредственной близости от комплексообразователя находятся несколько структур, названных аддендами или лигандами. Их общее количество и определяет координационное число. Согласно теории А.

Вернера, получение, классификация и номенклатура комплексных соединений напрямую зависят от этого показателя. Он же коррелятивно связан со степенью окисления центрального атома.

В соединениях платины, хрома, железа координационное число чаще всего равно шести; если комплексообразователь представлен атомами меди или цинка – четырем, если центральным атомом является серебро или медь – двум.

Типы комплексных соединений

В химии различают как основные классы, так и переходные ряды веществ между ними. Рассмотренные в предыдущих подзаголовках комплексные соединения, номенклатура которых указывает на присутствие в их структуре молекул воды, относятся к аквакомплексам.

К аммиакатам относят вещества, содержащие нейтральные частицы аммиака, например, трииод триамминродий. Своеобразен по строению молекул класс хелатных соединений. Их название происходит от биологического термина хелицеры – так называют клешни десятиногих раков.

Эти вещества содержат адденды, пространственная конфигурация которых охватывает комплексообразователь, подобно клешням.

К таким соединениям можно отнести оксалатный комплекс трехвалентного железа, этилендиамминовый комплекс платины со степенью окисления +4, соли аминоуксусной кислоты, в состав которых входят ионы родия, платины или меди.

Правила составления названий комплексных соединений

Наиболее часто встречающийся контрольный вопрос в заданиях по химии в курсе старшей школы звучит так: назовите комплексные соединения по ИЮПАК-номенклатуре. На конкретном примере разберем алгоритм составления названия вещества, имеющего такую формулу: (NH4)2[Pt(OH)2Cl4].

  1. Название начинают с определения состава внутренней координационной сферы. В ней находятся анионы гидроксильных групп и хлора. К их названиям прибавляем окончание –о. Получаем: дигидроксо-, тетрахлоро-.
  2. Теперь найдем комплексообразователь, используя для его обозначения латинское название, и прибавим к нему суффикс –ат, в круглых скобках укажем его степень окисления: платинат(IV).
  3. Закончив с обозначением внутренней сферы, перейдем к внешней части. Назовем ее катионы: в нашем примере это будут ионы аммония.

В итоге вещество будет иметь название, в котором указаны все вышеперечисленные структуры.

Применение комплексных соединений

В начале статьи мы называли важнейших представителей металлоорганических веществ, таких как гемоглобин, хлорофилл, витамины. Они играют ведущую роль в обмене веществ. Широко применяются комплексные соединения в технологических циклах выплавки черных и цветных металлов.

Важную роль в металлургии играют карбонилы – особые комплексные соединения, номенклатура которых указывает на присутствие в их молекулах монооксида карбона СО в виде адденда. Эти соединения при нагревании разлагаются и восстанавливают такие металлы, как никель, железо, кобальт из их руд.

Большинство комплексных соединений также используются как катализаторы в реакциях получения лаков, красок и пластмасс.

Источник: https://FB.ru/article/303792/kompleksnyie-soedineniya-nomenklatura-i-klassifikatsiya

Структура, классификация, номенклатура комплексных соединений

Номенклатура  комплексных соединений

Как известно, металлы имеют свойство терять электроны и, тем самым, образовывать катионы.

Положительно заряженные ионы металлов могут находиться в окружении анионов или нейтральных молекул, образуя частицы, называемые комплексными и способные к  самостоятельному существованию в кристалле или растворе. А соединения, содержащие в узлах своих кристаллов комплексные частицы, называются комплексными соединениями.

Структура комплексных соединений

  1. Большинство комплексных соединений имеют внутреннюю и внешнюю сферы. Записывая химические формулы комплексных соединений, внутреннюю сферу заключают в квадратные скобки.

    Например, в комплексных соединениях К[Al(OH)4] и [Ca(NH3)8]Cl2, внутренней сферой являются группы атомов (комплексы) — [Al(OH)4]— и [Ca(NH3)8]2+, а внешней сферой —  ионы К+ и Сl– соответственно.

  2. Центральный атом или ион внутренней сферы называют комплексообразователем.

    Обычно, в качестве комплексообразователей выступают атомы или ионы металлов с достаточным количеством свободных орбиталей – это p-, d-, f- элементы: Cu2+, Pt2+, Pt4+, Ag+, Zn2+, Al3+и др. Но это может быть и атомы элементов, образующих неметаллы.

    Заряд комплексообразователя обычно положительный, но также может быть отрицательным или равным нулю и равен сумме зарядов всех остальных ионов.  В приведенных выше примерах комплексообразователями являются ионы Al3+и Ca2+.

  1. Комплексообразователь окружен и связан сигма-связью с ионами противоположного знака или нейтральными молекулами, так называемыми лигандами. В качестве лигандов в комплексных соединениях могут выступать такие анионы, как F– , OH–, CN–, CNS–, NO2–, CO32–, C2O42–и др., или нейтральные молекулы Н2О, NН3, СО, NО и др.

    В наших примерах это – ионы OH— и молекулы NH3. Количество лигандов в различных комплексных соединениях лежит в пределах от 2 до 12. А само число лигандов (число сигма-связей) называется координационным числом (к.ч.) комплексообразователя. В рассматриваемых примерах к.ч. равно 4 и 8.

  1. Заряд комплекса (внутренней сферы) определяется как сумма зарядов комплексообразователя и лигандов.
  2. Внешнюю сферу образуют ионы, связанные с комплексом ионной или межмолекулярной связью и имеющие заряд, знак которого противоположен знаку заряда комплексообразователя. Числовое значение заряда внешней сферы совпадает с числовым значением заряда внутренней сферы. В формуле комплексного соединения записываются они за квадратными скобками. Внешняя сфера может и вовсе отсутствовать, в случае, если внутренняя сфера нейтральна. В приведенных примерах, внешнюю сферу образуют 1 ион K+ и 2 иона Cl— соответственно.

Классификация комплексных соединений

Основываясь на различных принципах, комплексные соединения можно классифицировать различными способами:

  1. По электрическому заряду: катионные, анионные и нейтральные комплексы.
  • Катионные комплексы имеют положительный заряд и образуются если вокруг положительного иона координированы нейтральные молекулы. Например, [Al(H2O)6]Cl3, [Ca(NH3)8]Cl2
  • Анионные комплексы имеют отрицательный заряд и образуются, если вокруг положительного иона координированы атомы с отрицательной степенью окисления. Например, К[Al(OH)4], K2[BF4]
  • Нейтральные комплексы имеют заряд равный нулю и не имеют внешней сферы. Они могут образоваться при координации вокруг атома молекул, а также при одновременной координации вокруг центрального положительно заряженного иона отрицательных ионов и молекул.
  1. По количеству комплексообразователей
  • Одноядерные – комплекс содержит один центральный атом, например, K2[Be(SO4)2]
  • Многоядерные — комплекс содержит два и более центральных атомов, например, [CrFe(NH3)6(CN)6]
  • Гидраты – содержат акво-комплексы, т.е. в качестве лигандов выступают молекулы воды. Например, [Cr(H2O)6]Br3, [Co(H2O)6]Br2
  • Аммиакаты – содержат аммин-комплексы, в которых в качестве лигандов выступают молекулы аммиака (NН3­). Например, [Zn(NH3)4]Cl2, [Ag(NH3)2]Cl
  • Карбонилы – в таких комплексных соединениях, в качестве лигандов выступают молекулы монооксида углерода. Например, [Ni(CO)4], .
  • Ацидокомплексы – комплексные соединения, содержащие в качестве лигандов кислотные остатки как кислородсодержащих, так и бескислородных кислот (F–, Cl–, Br–, I–, CN–, NO2–, SO42–, PO43–и др., а также ОН–). Например, K4[Ni(CN)6], Na2[FeCl4]
  • Гидроксокомплексы— комплексные соединения, в которых в качестве лигандов выступают гидроксид-ионы: K2[Zn(OH)4], Cs2[Sn(OH)6]

Комплексные соединения могут содержать лиганды, относящиеся к различным классам приведенной классификации. Например: К[Pt(H2O)­3Br3], [Cr(NH3)4Br2]Br

  1. По химическим свойствам: кислоты, основания, соли, неэлектролиты:
  • Кислоты — H[AuBr4], H2[PtCl6]
  • Основания — [Cu(NH3)4](OH)2,[Ag(NH3)2]OH
  • Соли — Cs3[Al(OH)6], [Ni(H2O)4]Cl2
  • Неэлектролиты — [Pt(NH3)2Cl2]
  1. По количеству мест, занимаемых лигандом в координационной сфере

В координационной сфере лиганды могут занимать одно или несколько мест, т.е. образовывать с центральным атомом одну или несколько связей. По этому признаку различают:

  • Монодентатные лиганды – это такие лиганды как молекулы Н2О, NH3, CO, NO и др. и ноны CN−, F−, Cl−, OH−, SCN−, и др.
  • Бидентатные лиганды. К такому типу лигандов относятся ионы H2N—CH2—COO−, СО32−, SO42−, S2O32−, молекула этилендиамина H2N—CH2—CH2—H2N (сокращенно en).
  • Полидентатные лиганды. Это, например, органические лиганды, содержащие несколько групп — CN или  -COOH (ЭДТА). Некоторые полидентантные лиганды способны образовать циклические комплексы, называемые хелатными (например, гемоглобин, хлорофилл и др.)

Номенклатура комплексных соединений

Чтобы записать формулу комплексного соединения, необходимо помнить, что, как и любое ионное соединение, вначале записывается формула катиона, а после – формула аниона. При этом, формулу комплекса записывают в квадратных скобках, где вначале записывают комплексообразователь, затем лиганды.

А вот несколько правил, следуя которым составить название комплексного соединения не составит никакого труда:

  1. В названиях комплексных соединений, как и ионных солей, первым указывают анион, а затем – катион.
  2. В названии комплекса сначала указывают лиганды, а после – комплексообразователь. Лиганды перечисляют в алфавитном порядке.
  3. Нейтральные лиганды называются также, как молекулы, к анионным лигандам прибавляют окончание –о. В таблице ниже даны названия наиболее распространенных лигандов
ЛигандНазвание лигандаЛигандНазвание лиганда
enэтилендиаминO2-Оксо
H2OАкваH—Гидридо
NH3АмминH+Гидро
COКарбонилOH—Гидроксо
NOНитрозилSO42-Сульфато
NO—НитрозоCO32-Карбонато
NO2—НитроCN—Циано
N3—АзидоNCS—Тиоционато
Cl—ХлороC2O42-Оксалато
Br—Бромо
  1. Если количество лигандов больше единицы, то их число указывают греческими приставками:

2-ди-, 3-три-, 4-тетра-, 5-пента-, 6-гекса-, 7-гепта-, 8-окта-, 9-нона-, 10-дека-.

Если же в названии самого лиганда уже присутствует греческая приставка, то название лиганда записывают в скобках и к нему прибавляют приставку типа:

2-бис-, 3-трис-, 4-тетракис-, 5-пентакис-, 6-гексакис-.

Например, соединение [Co(en)3]Cl3 называют – трис(этилендиамин)кобальт(III).

  1. Названия комплексных анионов оканчиваются суффиксом – ат
  2. После названия металла в скобках указывают римскими цифрами его степень окисления.

Например, назовем следующие соединения:

Начнем с лигандов: 4 молекулы воды обозначаются как тетрааква, а 2 хлорид-иона – как дихлоро.

Далее указываем комплексообразователь – это хром и его степень окисления равна III.

Наконец, анионом в данном соединении является хлорид-ион.

Итак, полное название таково – хлорид тетрааквадихлорохрома(III)

Начнем с лигандов: в комплексном анионе содержится 4 лиганда CN—, которые называются тетрациано.

Далее указываем комплексообразователь – это никель и его степень окисления равна нулю.

Так как металл входит в состав комплексного аниона, то он называется никелат(0).

Итак, полное название таково – тетрацианоникелат(0) калия

Источник: http://zadachi-po-khimii.ru/obshaya-himiya/struktura-klassifikaciya-nomenklatura-kompleksnyx-soedinenij.html

Номенклатура комплексных соединений

Номенклатура  комплексных соединений

Для составления названия комплексной частицы (катиона, аниона, молекулы) указывают в следующем порядке: число лигандов, названия лигандов, центральный атом.

Номенклатура лигандов

Для указания числа лигандов используют греческие числовые приставки: ди-, три-, тетра-, пента-, гекса- и т.д. При наличии одного лиганда, приставка обычно опускается. Если в названии лиганда имеется числовая приставка, например этилендиамин, триметиламин и др.

, то перед названиями таких лигандов используют умножающие приставки бис- вместо ди-, трис- вместо три-, тетракис- вместо тетра- и т.д.

К названиям анионных лигандов добавляется гласная -о-: S2O32- – тиосульфато-, SO32- сульфито-, C2O42- оксалато-. Аналогично для анионов органических кислот: салицилато-, цитрато-, тартрато- и т.д.

Суффикс -ид в названиях анионов заменяется на гласную -о-: F- – фторо-, Cl- – хлоро-, CN- – циано-, ОН- – гидроксо-. Для гидросульфид-иона HS- применяется название меркапто-, для сульфид-иона S2- – тио-. Некоторые ионы, такие, как тиоцианат SCN-, нитрит NO2- и др.

, имеют по два разных донорных атома, их названия как лигандов зависят от способа координации и будут приведены ниже. Для нейтральных лигандов используются модифицированные названия: пиридин, метиламин, мочевина и др. Исключения составляют: вода – аква- и аммиак – аммин.

Группы CO и NO, если они связаны непосредственно с атомом металла, называются соответственно карбонил- и нитрозил-. В том случае если во внутренней координационной сфере находятся несколько лигандов, их перечисляют в алфавитном порядке, но сначала анионные, а затем – нейтральные.

Таблица наименований нейтральных и анионных лигандов

ЛигандНазвание
H-гидридо
F-фторо
Cl-хлоро
Br-бромо
I-иодо
ClO-гипохлорито
ClO2-хлорито
ClO3-хлорато
O2-оксо
O22-пероксо
O2-надпероксо
OH-гидроксо
HO2-гидропероксо
H2Oаква
S2-тио (или сульфидо)
HS-тиоло (меркапто)
S22-дисульфидо
SO32-сульфито
HSO3-гидросульфито
S2O32-тиосульфато
SO42-сульфато
Se2-селено
SeO32-селенито
SeO42-селенато
Te2-теллуро
N3-нитридо
N3-азидо
NH2-имидо
NH2-амидо
NH3аммин
NHOH-гидроксиламидо
N2H3-гидразидо
NOнитрозил
NO2-нитро
ONO- (NO2-)нитрито
NO3-нитрато
N2O22-гипонитрито
P3-фосфидо
PH2O2- (H2PO2-)гипофосфито
PHO32- (HPO32-)фосфито
PO43-фосфато
AsO43-арсенато
COкарбонил
CH3O-метоксо
C2H5O-этоксо
CH3S-метантиолато
C2H5S-этантиолато
CN-циано
OCN-цианато
SCN-тиоцианато
SeCN-селеноцианато
TeCN-теллуроцианато
CO32-карбонато
HCO3-гидрокарбонато
C2O42-оксалато
C5H5-циклопентадиенил

 
 

Номенклатура комплексообразователей

Центральный атом в катионных и молекулярных комплексах называется так, как называется данный элемент в периодической системе и не имеет отличительного суффикса. Название центрального атома в анионных комплексах производят от латинского корня с добавлением суффикса — ат.

 

Feферрат
Cuкупрат
Agаргентат
Auаурат
Niникелат (николлат)
Snстаннат
Mnманганат
Hgмеркурат (гидраргират)

После названия комплексообразователя в круглых скобках римской цифрой указывают степень его окисления. Для элементов с постоянной степенью окисления в соединениях (магний, цинк, алюминий и др.) этого не требуется.

Примеры

Используем приведенные номенклатурные правила, чтобы назвать комплексные соединения:
 

K[Al(OH)4]тетрагидроксоалюминат калия
[Zn(NH3)4](OH)2гидроксид тетраамминцинка
[Pt(NH3)2Cl2]дихлородиамминплатина
[Fe(CO)5]пентакарбонилжелезо
[ClO2][SbF6]гексафторостибата(V) диоксохлора(V)
[H3O][SbF6]гексафторостибат(V) гидроксония

 
[Pt(NH3)2Cl2] – платина имеет переменную степень окисления, однако в данном случае она однозначно определяется как +2 из электронейтральности комплекса.Список использованной литературы

  1. Попков В. А., Пузаков С. А. Общая химия: учебник. – М.: ГЭОТАР-Медия, 2010. – 976 с.: ISBN 978-5-9704-1570-2. [с. 310-311]
  2. Волков, А.И., Жарский, И.М. Большой химический справочник / А.И. Волков, И.М. Жарский. – Мн.: Современная школа, 2005. – 608 с ISBN 985-6751-04-7. [c. 24-25]

Источник: https://chemiday.com/ru/encyclopedia/nomenclature_complex

Комплексные соединения

Номенклатура  комплексных соединений

Материалы портала onx.distant.ru

Состав комплексных соединений

Номенклатура комплексных соединений

Реакции образования комплексных соединений

Реакции разрушения комплексных соединений

Диссоциация комплексных соединений

Примеры решения задач

Задачи для самостоятельного решения

Состав комплексных соединений

Рис. 1. Состав комплексного соединения

Комплексное соединение, рисунок 1, состоит из внутренней и внешней сферы. Центральная частица, вокруг которой расположены окружающие ее лиганды, называется комплексообразователем. Число лигандов комплексообразователя называется координационным числом.

Номенклатура комплексных соединений

Комплексное соединение может состоять из комплексного катиона, комплексного аниона или может быть нейтральным.

Соединения с комплексными катионами. Вначале называют внешнесферный анион, затем перечисляют лиганды, затем называют комплексообразователь в родительном падеже (ему дается русское название данного элемента). После названия комплексообразователя в скобках римской цифрой указывается его степень окисления.

К латинскому названию анионного лиганда добавляется окончание “о” (F— — фторо, Cl— -хлоро, ОН— — гидроксо, CN— — циано и т.д). Аммиак обозначают термином “аммин”, СО – карбонил, NO – нитрозил, H2O – аква.

Число одинаковых лигандов называют греческим числительным: 2 –ди, 3 – три, 4 – тетра, 5 – пента, 6 – гекса, 7 – гепта и т.д.

[Cu(NH3)4]SO4 – сульфат тетраамминмеди (II), [Ni(H2O)6]Cl2 – хлорид гексаакваникеля (II).

Вначале перечисляют лиганды анионные, затем нейтральные, затем катионные. Например,

[Pt(NH3)5Cl]Cl3 – хлорид хлоропентаамминплатины (IV) .

Если в комплексе имеются несколько лигандов одинакового знака заряда, то они называются в алфавитном порядке:

[CoCl2(H2O)(NH3)3]Cl – хлорид дихлороакватриамминкобальта (III).

Соединения с комплексными анионами. Вначале называют комплексный анион в именительном падеже: перечисляют лиганды, затем комплексообразователь (ему дается латинское название и к названию добавляется окончание “ат”). После названия комплексообразователя указывается его степень окисления. Затем в родительном падеже называется внешнесферный катион.

Na2[Zn(OH)4] – тетрагидроксоцинкат (II) натрия;

K4[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (II) калия;

K2[СuCl4] – тетрахлорокупрат (II) калия.

Соединения без внешней сферы. Вначале называют лиганды, затем комплексообразователь в именительном падеже с указанием его степени окисления. Все название пишется слитно.

[Ni(CО)4] – тетракарбонилникель (0); [Pt(NH3)2Cl4] – тетрахлородиамминплатина (IV).

Реакции образования комплексных соединений

Комплексные соединения обычно получают действием избытка лигандов на содержащее комплексообразователь соединение. Координационное число, как правило, в 2 раза больше степени окисления комплексообразователя. Из этого правила бывают, однако, исключения.

Образование гидроксокомплексов.

AlCl3 + 6NaOH(изб) = Na3[Al(OH)6] + 3NaCl

AlCl3 + 4NaOH(изб) = Na[Al(OH)4] + 3NaCl

ZnSO4 + 4NaOH(изб) = Na2[Zn(OH)4] + Na2SO4

Образование комплексных солей.

Если комплексообразователем является Fe2+ или Fe3+, то координационные числа в обоих случаях равны шести:

FeCl2 + 6KCN(изб) = K4[Fe(CN)6] + 2KCl

Fe2(SO4)3 + 12KCN(изб) = 2 K3[Fe(CN)6] + 3K2SO4

Координационные числа ртути и меди, как правило, равны четырем:

Hg(NO3)2 + 4KI(изб) = K2[HgI4] + 2KNO3

CuCl2 + 4NH3(изб) = [Cu(NH3)4]Cl2

Для большинства аква- и амминных комплексов ионов d-элементов координационное число равно шести:

NiCl2 + 6NH3 (изб) = [Ni(NH3)6]Cl2

Реакции разрушения комплексных соединений

Разрушение комплексных соединений происходит в результате:

      • образования малорастворимого соединения с комплексообразователем:

[Cu(NH3)4]SO4 + Na2S = CuS↓ + 4NH3↑ + Na2SO4

      • образования более прочного комплексного соединения с комплексообразователем или с лигандом:

[Cu(NH3)4]SO4 + 4KCN(изб) = K2[Cu(CN)4] + 4NH3↑ + K2SO4

[Cu(NH3)4]SO4 + 4HCl = 4NH4Cl + CuSO4

      • образования малодиссоциированного электролита:

Na2[Zn(OH)4] + 4HCl(изб) = 2NaCl + ZnCl2 + 4H2O

      • действия любой сильной кислоты на гидрокомплексы; в этом случае образуется соль и вода:

К3[Al(OH)6] + 6HCl(изб) = 3KCl + AlCl3 + 6H2O

      • нагревания некоторых комплексных соединений:

[Cu(NH3)4]SO4 → CuSO4 + 4NH3↑

Na3[Al(OH)3] → Na3AlO3 + 3H2O

      • окислительно-восстановительных реакций:

2Na[Ag(CN)2] + Zn = Na2[Zn(CN)4] + 2Ag

6K4[Fe(CN)6] +K2Cr2O7 +7H2SO4=6K3[Fe(CN)6] +Cr2(SO4)3 +4K2SO4 +7H2O

Диссоциация комплексных соединений

Комплексные соединения в водных растворах практически полностью диссоциируют на внешнюю и внутреннюю сферы.

В то же время комплексный ион диссоциирует в незначительной степени как ассоциированный электролит.

Количественной характеристикой диссоциации внутренней сферы в растворе является константа нестойкости, представляющая собой константу равновесия процесса диссоциации комплексного иона.

Например, в растворе комплексное соединение [Ni(NH3)6]SO4 диссоциирует следующим образом:

[Ni(NH3)6]SO4 = [Ni(NH3)6]2+ + SO42-

Для комплексного иона [Ni(NH3)6]2+, диссоциирующего по уравнению

[Ni(NH3)6]2+ → Ni2+ + 6NH3 

константа равновесия процесса диссоциации носит название константы нестойкости Кн. Для рассматриваемого процесса Кн равна

Кн = [Ni2+]·[NH3]6 / [[Ni(NH3)6]2+]                      (1)

Величина, обратная Кн, называется константой устойчивости:

Ку = 1/Кн                      (2)

Она представляет собой константу равновесия процесса образования комплексного иона:

Ni2+ + 6NH3 ↔ [Ni(NH3)6]2+

Константа нестойкости Кн связана с изменением энергии Гиббса процесса диссоциации комплекса уравнением:

ΔGTо = — RTln Кн                      (3)

Примеры решения задач:

Задача 1. Вычислите:

1) Концентрацию ионов NO3— в 0,01 М растворе [Ag(NH3)2]NO3.

2) Концентрацию Ag+ в 0,01 М растворе [Ag(NH3)2]NO3, содержащем 2 моль/л избыточного аммиака,
если Кн[Ag(NH3)2]+ = 5,7× 10— 8 при 298 К.

3) Величину ΔGo298 процесса диссоциации комплексного иона.

Решение:

1)

[Ag(NH3)2]NO3 = [Ag(NH3)2]+ + NO3— 

[NO3— ] = 0,01М, поскольку комплекс диссоциирует как сильный электролит на комплексный ион и ионы внешней сферы.

2) Комплексный ион диссоциирует незначительно:

[Ag(NH3)2]+ → Ag+ + 2NH3

Положение равновесия комплексного иона в присутствии избытка NH3 еще больше смещено влево.

Пусть продиссоциировало x моль/л комплексного иона, тогда образовалось x моль/л ионов Ag+ и 2x моль/л аммиака. Суммарная концентрация аммиака равна (2x+2) моль/л. Концентрация недиссоциированного комплексного иона [Ag(NH3)2]+ составляет: (0,01–x) моль/л.

Концентрация аммиака, связанная с диссоциацией комплексного иона, ничтожно мала по сравнению с избытком аммиака. Доля комплексного иона, подвергшегося диссоциации, также ничтожно мала. Значит,

x = 1,43× 10— 10

Следовательно, [Ag+] = 1,43× 10— 10 моль/л.

Константа нестойкости связана с изменением энергии Гиббса процесса диссоциации [Ag(NH3)2]+ уравнением:

ΔGоT = — RTln Кн .

Значит, при Т = 298 К получаем:

ΔGо298 = — 8,314× 298× ln5,7× 10— 8 = 41326 Дж = 413,3 кДж.

Задача 2. Произойдет ли осаждение AgCl при сливании 0,01М раствора [Ag(NH3)2]NO3, содержащего 2 моль/л избыточного NH3, с равным объемом 0,5М раствора KCl, если при 298 К ПР(AgCl) = 1,73× 10— 10, Кн.[Ag(NH3)2]+ = 5,7× 10— 8.

Решение. Осадок выпадет при условии: [Ag+][Сl— ] > ПР(AgCl), т.е. если произведение концентраций ионов Ag+ и Сl— в растворе будет больше ПР, то раствор окажется пересыщенным и из него будет выпадать осадок.

После смешения равных объемов растворов концентрации [Ag(NH3)2]NO3, NH3 и KCl уменьшатся в 2 раза и станут равными 5× 10-3, 1 и 0,25 М соответственно.

Найдем концентрацию [Ag+] тем же способом, что и в предыдущей задаче,

откуда x = 2,85× 10— 10.

Значит, [Ag+] = 2,85× 10— 10 моль/л, а [Сl— ] = 0,25 моль/л.

Следовательно, произведение концентраций ионов равно:

[Ag+][Сl— ] = 2,85× 10— 10× 0,25 = 7,1× 10— 11(моль/л)2.

Поскольку [Ag+][Сl— ] = 7,1× 10— 11  ПР(CdS), т.е. если произведение концентраций ионов Cd2+ и S2- в растворе будет больше ПР. Следовательно, выпадение осадка начнется при [S2-] > ПР(CdS):[Cd2+].

Na2[Cd(CN)4] = [Cd(CN)4]2- + 2Na+

Комплексный ион диссоциирует незначительно:

[Cd(CN)4]2- → Cd2+ + 4CN—

Пусть продиссоциировало x моль/л комплексного иона, тогда образовалось x моль/л ионов Cd2+ и 4x моль/л ионов CN— . Суммарная концентрация ионов CN— равна (4x + 0,04) моль/л. Концентрация недиссоциированного комплексного иона [Cd(CN)4]2- составляет: (0,6 – x) моль/л.

Кн[Cd(CN)4]2- = [Cd2+ ] · [CN—]4/ [[Cd(CN)4]2-]

x = 1,8·10— 12 .

Следовательно, [Cd2+] = 1,8·10— 12 моль/л.

Выпадение осадка начнется при [S2- ] > 7,9·10— 27: 1,8·10— 12 > 4,39·10— 15 моль/л.

Задачи для самостоятельного решения

1. Назовите следующие комплексные соединения:

Na2[Pt(CN)4Cl2],

[Cu(NH3)4](NO3)2, [Cu(H2O)4]SO4

Na2[Pt(CN)4Cl2] – дихлоротетрацианоплатинат (IV) натрия;

[Cu(NH3)4](NO3)2 – нитрат тетраамминмеди (II); [Cu(H2O)4]SO4 – сульфат тетрааквамеди (II);

Источник: https://chemege.ru/complex/

Ваш педагог
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: