Соединения типа ВF 3 , СН 4 , NН 3 , Н 2 О, СО 2 и др., в которых элемент проявляет свою обычную максимальную валентность, называются валентно-насыщенными соединениями или соединениями первого порядка . При взаимодействии соединений первого порядка друг с другом образуются соединения высшего порядка. К соединениям высшего порядка относятся гидраты, аммиакаты, продукты присоединения кислот, органических молекул, двойные соли и многие др. Примеры образования комплексных соединений:
PtCl 4 + 2KCl = PtCl 4 ∙2KCl или K 2
CoCl 3 + 6NH 3 = CoCl 3 ∙6NH 3 или Cl 3 .
А. Вернер ввел в химию представления о соединениях высшего порядка и дал первое определение понятию комплексного соединения. Элементы после насыщения обычных валентностей способны проявлять еще и дополнительную валентность – координационную . Именно за счет координационной валентности и происходит образование соединений высшего порядка.
Комплексные соединения – сложные вещества, в которых можно выделить центральный атом (комплексообразователь) и связанные с ним молекулы и ионы – лиганды.
Центральный атом и лиганды образуют комплекс (внутреннюю сферу), который при записи формулы комплексного соединения заключают в квадратные скобки. Число лигандов во внутренней сфере называется координационным числом. Молекулы и ионы, окружающие комплекс, образуют внешнюю сферу. Пример комплексной соли гексацианоферрат (III) калия К 3 (так называемая красная кровяная соль).
Центральными атомами могут быть ионы переходных металлов или атомы некоторых неметаллов (Р, Si). Лигандами могут служить анионы галогенов (F – , Cl – , Br – , I –), ОН – , СN – , СNS – , NO 2 – и др., нейтральные молекулы Н 2 О, NH 3 , СО, NO, F 2 , Cl 2 , Br 2 , I 2 , гидразин N 2 H 4 , этилендиамин NH 2 –CH 2 –CH 2 –NH 2 и др.
Координационная валентность (КВ) или координационное число – число мест во внутренней сфере комплекса, которые могут быть заняты лигандами . Координационное число обычно больше степени окисления комплексообразователя, зависит от природы комплексообразователя и лигандов. Чаще встречаются комплексные соединения с координационной валентностью 4, 6 и 2.
Координационная емкость лиганда – число мест во внутренней сфере комплекса, занимаемых каждым лигандом. Для большинства лигандов координационная емкость равна единице, реже 2 (гидразин, этилендиамин) и более (ЭДТА - этилендиамминтетраацетат).
Заряд комплекса должен быть численно равен суммарному заряду внешней сферы и противоположным ему по знаку, но существуют и нейтральные комплексы. Степень окисления комплексообразователя равна и противоположна по знаку алгебраической сумме зарядов всех остальных ионов.
Систематические названия комплексных соединений формируются следующим образом: вначале называется в именительном падеже анион, затем раздельно в родительном падеже – катион. Лиганды в комплексе перечисляются слитно в следующем порядке: а) анионные; б) нейтральные; в) катионные. Анионы перечисляются в порядке H – , О 2– , ОН – , простые анионы, полиатомные анионы, органически анионы – в алфавитном порядке. Нейтральные лиганды называются так же, как молекулы, за исключением Н 2 О (аква) и NH 3 (аммин); к отрицательно заряженным ионам прибавляют соединительную гласную «о ». Число лигандов указывают приставками: ди-, три, тетра-, пента-, гекса- и т.д. Окончанием для анионных комплексов является «-ат » или «‑овая », если называется кислота; для катионных и нейтральных комплексов типичных окончаний нет.
H – тетрахлороаурат (III) водорода
(ОН) 2 – гидроксид тетраамминмеди (II)
Cl 4 – хлорид гексаамминплатина (IV)
– тетракарбонилникель
– гексацианоферрат (III) гексаамминкобальта (III)
Классификация комплексных соединений основана на различных принципах:
По принадлежности к определенному классу соединений :
- комплексные кислоты – H 2 , H 2 ;
- комплексные основания – (ОН) 2 ;
- комплексные соли – Li 3 , Cl 2 .
По природе лигандов:
- аквакомплексы (лигандами выступает вода) – SO 4 ∙H 2 O, [Со(Н 2 О) 6 ]Сl 2 ;
- аммиакаты (комплексы, лигандами в которых служат молекулы аммиака) – [Сu(NH 3) 4 ]SO 4 , Cl;
- ацидокомплексы (оксалатные, карбонатные, цианидные, галогенидные комплексы, содержащие в качестве лигандов анионы различных кислот) – K 2 , K 4 ;
- гидроксокомплексы (соединения с ОН-группами в виде лигандов) – К 3 [Аl(ОН) 6 ];
- хелатные или циклические комплексы (би- или полидентатный лиганд и центральный атом образуют цикл) – комплексы с аминоуксусной кислотой, ЭДТА; к хелатам относят хлорофилл (комплексообразователь – магний) и гемоглобин (комплексообразователь – железо).
По знаку заряда комплекса : катионные, анионные, нейтральные комплексы.
Особую группу составляют сверхкомплексные соединения. В них число лигандов превышает координационную валентность комплексообразователя. Так, в соединении CuSO 4 ∙5Н 2 О у меди координационная валентность равна четырем и во внутренней сфере координированы четыре молекулы воды, пятая молекула присоединяется к комплексу при помощи водородных связей: SO 4 ∙Н 2 О.
Лиганды связаны с центральным атомом донорно-акцепторной связью. В водном растворе комплексные соединения могут диссоциировать с образованием комплексных ионов:
Cl ↔ + + Cl –
В незначительной степени, происходит диссоциация и внутренней сферы комплекса:
+ ↔ Ag + + 2NH 3
Мерой прочности комплекса есть константа нестойкости комплекса :
К нест + = C Ag + ∙ C2 NH 3 / C Ag(NH 3) 2 ] +
Вместо константы неустойчивости иногда пользуются обратной величиной, называемой константой устойчивости:
К уст = 1 / К нест
В умеренно разбавленных растворах многих комплексных солей существуют как комплексные, так и простые ионы. Дальнейшее разбавление может приводить к полному распаду комплексных ионов.
По простой электростатической модели В.Косселя и А.Магнуса, взаимодействие между комплексообразователем и ионными (или полярными) лигандами подчиняется закону Кулона. Устойчивый комплекс получается когда силы притяжения к ядру комплекса уравновешивают силы отталкивания между лигандами. Прочность комплекса увеличивается с ростом заряда ядра и уменьшением радиуса комплексообразователя и лигандов. Электростатическая модель очень наглядна, однако не в состоянии объяснить существование комплексов с неполярными лигандами и комплексообразователем в нулевой степени окисления; чем обусловлены магнитные и оптические свойства соединений.
Наглядным способом описания комплексных соединений является метод валентных связей (МВС), предложенный Полингом. В основе метода лежит ряд положений:
Связь между комплексообразователем и лигандами донорно-акцепторная. Лиганды предоставляют электронные пары, а ядро комплекса – свободные орбитали. Мерой прочности связи служит степень перекрывания орбиталей.
Орбитали центрального атома, участвующие в образовании связей, подвергаются гибридизации. Тип гибридизации определяется числом, природой и электронной структурой лигандов. Гибридизация электронных орбиталей комплексообразователя определяет геометрию комплекса.
Дополнительное упрочнение комплекса обусловлено тем, что наряду с σ-связями могут возникать и π-связи.
Магнитные свойства, проявляемые комплексом, объясняются исходя из заселенности орбиталей. При наличии неспаренных электронов комплекс парамагнитен. Спаренность электронов обусловливает диамагнетизм комплексного соединения.
МВС пригоден для описания только ограниченного круга веществ и не объясняет оптические свойства комплексных соединений, т.к. не учитывает возбужденные состояния.
Дальнейшим развитием электростатической теории на квантово-механической основе является теория кристаллического поля (ТКП). Согласно ТКП, связь между ядром комплекса и лигандами ионная или ион-дипольная. Основное внимание ТКП уделяет рассмотрению тех изменений, которые происходят в комплексообразователе под влиянием поля лигандов (расщепление энергетических уровней). Представление об энергетическом расщеплении комплексообразователя может быть использовано для объяснения магнитных свойств и окраски комплексных соединений.
ТКП приложима лишь к комплексным соединениям, в которых комплексообразователь (d -элемент) имеет свободные электроны, и не учитывает частично ковалентный характер связи комплексообразователь-лиганд.
Метод молекулярных орбиталей (ММО) учитывает детальную электронную структуру не только комплексообразователя, но и лигандов. Комплекс рассматривается как единая квантово-механическая система. Валентные электроны системы располагаются на многоцентровых молекулярных орбиталях, охватывающих ядра комплексообразователя и всех лигандов. Согласно ММО, рост энергии расщепления обусловлен дополнительным упрочнением ковалентной связи за счет π-связывания.
Строение комплексных соединений
Силы притяжения действуют не только между атомами, но и между молекулами. Взаимодействие молекул часто приводит к образованию других, более сложных молекул. Например, газообразные вещества при соответствующих условиях переходят в жидкое и твердое агрегатное состояние, любое вещество в какой-то мере растворимо в другом веществе. Во всех этих случаях наблюдается взаимная координация взаимодействующих частиц, которую можно определить как комплексообразование. Причиной комплексообразования может быть как электростатическое, так и донорно-акцепторное взаимодействие, осуществляемое между ионами и молекулами, между молекулами.
Основы современных представлений о строении комплексных соединений были заложены швейцарским химиком Альфредом Вернером в 1893 г.
Комплексные соединения - это соединения, характеризующиеся наличием хотя бы одной ковалентной связи, возникшей по донарно-акцепторному механизму.
В центре каждого комплекса находится атом, называемый центральным или комплексообразователем. Атомы или ионы, непосредственно связанные с центральным атомом, называются лигандами. Число, показывающее, сколько лигандов удерживает комплексообразователь, называют координационным числом. Комплексообразователь и лиганды образуют внутреннюю сферу . Внутренняя сфера отделяется от внешней - квадратными скобками. Вне комплекса располагаются ионы, имеющие противоположный по знаку заряд по сравнению с зарядом самого комплекса - эти ионы составляют внешнюю сферу.
Например: К3
внешняя внутренняя
сфера
Fe 3+ - комплексообразователь; СN - лиганд; 6 - координационное число;
3- - комплексный ион.
Номенклатура комплексных соединений
Для наименования комплексных соединений используют сложную систему номенклатурных правил.
1. Названия комплексных соединений состоят из двух слов, обозначающих внутреннюю и внешнюю сферу.
2. Для внутренней сферы указывается:
Число лигандов;
Название лиганда;
Центральный атом с валентностью.
3. По международной номенклатуре сначала называется катион, затем анион.
4. Если в соединение входит комплексный катион, то дается русское название элемента комплексообразователя.
5. Если в соединение входит комплексный анион, то комплексообразователю дается латинское название элемента с окончанием «-ат».
6. В нейтральных комплексах степень окисления центрального атома не указывается.
7. Название лигандов в большинстве случаев совпадают с обычными названиями веществ. К анионным лигандам добавляется суффикс «-о».
Например: CN - - циано, NO2 - - нитро, CI - - хлоро, ОН - - гидроксо, Н + -гидро, О 2- - оксо, S 2- - тио, CNS - - родано или тицианато, С2О4 2- - оксалато и т.д.
8. Лиганды – нейтральные молекулы имеют специфические названия:
Вода – аква, аммиак – амин, оксид углерода (II) – карбонил.
9. Число лигандов указывается латинскими или греческими числительными:
| Моно | |
| Ди | |
| Три | |
| Тетра | |
| Пента | |
| Гекса | |
| Гепта | |
| Окта |
10. В смешанно-лигандных комплексах сначала перечисляются анионные лиганды, а потом молекулярные. При наличии нескольких разных анионных или молекулярных лигандов они перечисляются по алфавиту.
Примеры
CI - хлорид диамминсеребра(I)
К - дицианоаргенат (I) калия
CI3 - хлорид хлоропентаамминплатина (IV) или трихлорид хлоропентаамминплатина
К - пентахлороамминплатинат (IV) калия
SO4 - сульфат хлоронитротриамминплатина(II).
К3- гексацианоферрат (III) калия,
- тринитротриамминкобальт.
3. Классификация комплексов.
По характеру электрического заряда различают катионные, анионные и нейтральные комплексы. Заряд комплекса представляет собой алгебраическую сумму зарядов образующих его частиц.
Катионный комплекс образован в результате координации вокруг положительного иона нейтральных молекул (Н2О, NН3 идр.)
Соединения, содержащие амминокомплексы (NН3), называются аммиакатами, содержащие аквакомплексы (Н2О) - гидратами.
В роли комплексообразователя в анионном комплексе выступает атом с положительной степенью окисления (положительный ион), а лигандами являются атомы с отрицательной степенью окисления (анионы). Например: К2 - тетрафторобериллат (II) калия.
Нейтральные комплексы образуются при координации вокруг атома молекул, а также при одновременной координации вокруг положительного иона-комплексообразователя отрицательных ионов и молекул. Например: - дихлородиамминплатина (II). Электронейтральные комплексы являются комплексными соединениями без внешней сферы.
Роль комплексообразователя может играть любой элемент периодической системы. Неметаллические элементы обычно дают анионные комплексы. Металлические элементы образуют комплексы катионного типа.
Лиганды. Различные комплексообразователи могут координировать около себя лиганды трех типов:
1. Лиганды анионного типа - элементарные и сложные отрицательно заряженные ионы, например гилид-, оксид-, гидроксид-, нитрат-, карбонат-ионы и др.
2. Нейтральными лигандами могут быть полярные молекулы воды, аммиака и т.д.
3. Лиганды катионного типа встречаются редко и координируются только вокруг отрицательно поляризованных атомов. Пример: положительно поляризованный атом водорода.
Лиганды, образующие одну связь с центральным атомом, называются бидентатными . Лиганды, способные образовывать три и более связей с центральным атомом, называются полидентатными. Комплексные соединения с би- и полидентатными лигандами называют хелатными комплексами .
Обычные лиганды, образующие одну связь с металлом называют монодентатными.
4. Диссоциация комплексных соединений. Константа нестойкости.
Комплексные соединения - электролиты, при диссоциации в водных растворах образуют комплексные ионы, например:
CI = + + CI -
Такая диссоциация протекает полностью. Комплексные ионы в свою очередь подвергаются вторичной диссоциации.
Среди биологически активных веществ, содержащихся в организме, ионы металлов занимают особое место. Так, биокатионы являются наиболее чувствительными "химическими точками" организма. Эти биогенные элементы жизни находятся в организме, главным образом, в виде водных растворов их солей и комплексных (координационных) соединений.
Комплексными соединениями называются соединения, в узлах кристаллической решетки которых находятся сложные частицы (комплексные ионы), состоящие из центрального атома или иона и окружающих его нейтральных молекул или ионов. Комплексные ионы не разрушаются при переходе их в раствор или расплав.
Строение комплексных соединений получило объяснение в координационной теории А. Вернера (1893г). По координационной теории Вернера комплексные соединения характеризуются особым пространственным расположением частиц, составляющих их молекулы. Например: K + | CN - CN - | K +
| CN - Fe 2+ CN - | K 4
K + | CN - CN - | K +
Из приведенной координационной формулы видно, что один из ионов занимает центральное положение. Такой атом или ион называется комплексообразователем . Чаще всего комплексообразователями являются положительно заряженные ионы металлов, чаще металлы побочных подгрупп (d- и f-элементов), значительно реже - нейтральные атомы металлов (Fe, Ni) и отрицательно заряженные атомы неметаллов (N -3 , O -2 , S). Типичными комплексообразователями являются такие металлы, как Fe, Cu, Ag, Au, Hg, Co, Cr, Mn, Cd, Ni, Pt, и др. d- и f-элементы. Вблизи комплексообразователя в определенном порядке расположены полярные молекулы или ионы другого знака, иногда те и другие, их называют лигандами (аддендами), что значит "связанные". Важнейшими лигандами являются:
a) Нейтральные молекулы, имеющие дипольный характер: H 2 O, NH 3 , CO, NO, C 2 H 4 .
б) Ионы: H - , O -2 , OH - , Cl - , J - , Br - , CN - , HCO 3 - , а также биолиганды в виде макромолекул аминокислот и их производных, пептидов, белков, ферментов, гормонов, нуклеиновых кислот и их фрагментов.
Комплексообразователь и лиганды образуют внутреннюю сферу (обозначается квадратными скобками), а ионы, не вошедшие во внутреннюю сферы, образуют внешнюю сферу. Внутреннюю сферу часто заключают в квадратные скобки. Заряд комплексного иона равен алгебраической сумме зарядов комплексообразователя и лигандов. Число лигандов, располагающихся в непосредственной близости от центрального иона, называютсякоординационным числом иона (к.ч.). Часто встречаются координационные числа 2, 4, 6. Обычно координационное число в два раза больше заряда комплексообразователя, исключением является ион Fe 2+ , для которого к.ч. равно 6, для Pt 4+ - 6.
Если лиганды связаны с комплексообразователем одной связью и занимают одно координационное место во внутренней сфере комплекса, такие лиганды называются монодентантными (OH - , Cl - , J - , Br - , CN), две - бидентантными (CO 3 2- , С 2 О 4 2-) - они занимают 2 координационных места. Некоторые лиганды присоединяются к центральному иону и большим числом координационных связей. Так, среди сложных органических соединений есть такие, которые могут выступать в роли три, тетра - и более - их называют полидентантными. Полидентантные органические лиганды, замыкаясь двумя или несколькими координационными связями, могут образовывать циклические комплексы.
Молекулы комплексных соединений отличаются вполне определенной геометрической структурой. Так, два лиганда часто располагаются около иона металла таким образом, что центральный ион и 2 лиганда оказываются на одной прямой. Три лиганда размещаются по углам треугольника, четыре - по углам квадрата или четырехгранника (тетраэдра), шесть - по углам восьмигранника (октаэдра), восемь - по углам куба. Если лиганды неодинаковы, то геометрические формы могут быть и не совсем правильными (искаженными), но, тем не менее, лиганды остаются фиксированными в определенных точках пространства вокруг центрального иона.
Комплексные соединения классифицируют по заряду комплексного иона и по типу лигандов. По заряду комплексного иона комплексы бывают катионными (комплекс с положительным зарядом), анионными (комплекс с отрицательным зарядом), нейтральными (комплекс с нулевым зарядом).
По типу лигандов комплексы бывают: ацидокомплексы, - лигандами являются остатки кислот (Cl - , J - , Br - , CN - , HCO 3 - , CO 3 2- , С 2 О 4 2-); гидроксикомплексы (ОН -); аквакомплексы (H 2 O); аминокомплексы (NH 3); смешанные, когда в комплекс входят несколько типов лиганд.
Отсюда, для правильного написания формулы комплексного соединения нужно знать: заряд (степень окисления) комплексообразователя; заряд лигандов; координационное число комплексообразователя; ионы внешней сферы.
При написании формул комплексного иона первым указывается символ комплексообразователя, затем указываются нейтральные лиганды в порядке H 2 O, NH 3 . После нейтральных лигандов следуют анионные лиганды. Анионные лиганды перечисляются в порядке: Н - , О -2 , ОН - , простые анионы, сложные анионы неорганических кислот, анионы органических кислот.
Формулы комплексных соединений читают строго справа налево, соблюдая в формуле порядок расположения лигандов. В названиях комплексных соединений сначала называют анион в именительном падеже, а затем катион в родительном падеже.
I. Если в соединение входит комплексный катион , то сначала называют лиганды по порядку расположения в комплексе, после чего следует название комплексообразователя (русское название элемента). В скобках римскими цифрами показывают степень окисления комплексообразователя. Нейтральные молекулы, выступающие в качестве лигандов, имеют свое обычное название, кроме аммиака - амин, воды - аква, СО - карбонил, NO - нитрозил. Отрицательно заряженные лиганды называют с окончанием на «о». Например, Н - - гидридо, О -2 - оксо, ОН - - гидроксо, F - - фторо, Cl - - хлоро, S -2 - тио, CN - - циано, SO 4 -2 - сульфато, СН 3 СОО - - ацетато, CNS - - тиоцианато, С 2 О 4 -2 - оксалато. Если лигандов несколько, то вначале называют ион внешней сферы, затем лиганды греческими числами: - 2-ди, 3-три и т.д.
Например: названия комплексных катионов
[Со Н 2 О (NH 3) 5 ] Cl 3 - хлорид пентаамминаквакобальта (III)
Cl 3 - хлорид хлоропентаамминплатины (IV)
NO 3 - нитрат гидроксодиамминакваплатины (II)
SO 4 - сульфат тетрааквамеди (II)
II. Если в соединение входит комплексный анион , то сначала называют лиганды по указанному выше порядку. Далее называют комплексообразователь, используя корень его латинского названия с добавлением слога – «ат», после чего в скобках римскими цифрами указывают степень окисления комплексообразователя. В последнюю очередь называется катион внешней сферы в родительном падеже. Например:
K - дицианоаргентат (I) калия
K 2 - тетрахлорокупрат (II) калия
K 3 - гексацианоферрат (III) калия
K 2 - динитродихлороплатинат (IV) калия
Наименование нейтральных комплексов составляются из названия лигандов и русского названия комплексообразователя в именительном падеже. При этом валентность комплексообразователя не указывается. Например: - трихлоротриамминкобальт.
Тетрахлородиамминплатина.
Внутренняя и внешняя сфера в молекулах комплексных соединений связана ионной связью. Комплексообразователь и лиганды связаны ковалентной связью по донорно-акцепторному механизму: лиганды играют роль донора электронной пары, а комплексообразователь - роль акцептора , на свободной орбитали которого располагается электронная пара лиганда.
Диссоциация комплексных соединений идет в две ступени. Первичная диссоциация комплексных соединений идет по типу ионизации сильных электролитов и протекает нацело: Cl → + + Cl -
Лиганды с комплексообразователем связаны более прочной связью и диссоциация комплексного иона протекает в меньшей степени. Этот вид диссоциации называется вторичной .
+ → Ag + + 2NH 3
Мерой устойчивости комплексного иона служит его константа нестойкости и обозначается К н.
Чем меньше константа нестойкости, тем устойчивее комплекс.
Комплексные соединения играют огромную роль в процессах жизнедеятельности растений и животных. В организме животных и растений комплексные соединения выполняют самые разнообразные функции: накопление и перемещение различных веществ и энергии; образование и расщепление химических связей; участие в процессах дыхания, фотосинтеза, биологического окисления и ферментативном катализе. Такие важнейшие в биологическом отношении вещества, как гемоглобин, хлорофилл, цианкоболамин, являются внутрикомплексными, хелатными соединениями. В них четыре координационных места занимает одна частица, называемая порфином, а комплексообразователем в гемоглобине является - Fe +2 , а в хлорофилле - Mg 2 , в витамине B 12 - Cо +3 .
Комплекс железа с порфирином имеет плоское строение, в котором ион железа соединен 4 координационными связями с 4 пиррольными кольцами, 5 связь идет на присоединение белка глобина, но шестое место в координационной сфере свободно. Это место и занимает молекула кислорода, переносимого гемоглобином в процессе дыхания.
В последнее время установлено, что комплексные соединения платины и палладия оказывают тормозящее действие на развитие злокачественных опухолей и с успехом могут применяться для терапевтических целей, образование хелатных (внутрикомплексных) соединений, используются при растворении солей в почечных камнях и снижении жесткости воды, обусловленной присутствием ионов кальция и магния. Известна высокая бактерицидная активность некоторых комплексных соединений серебра. Трилон Б (ЭДТА) способен образовывать комплексы со многими металлами, в том числе с Са +2 . Это дает возможность применять его при заболеваниях, сопровождающихся избыточным отложением солей кальция в организме.
Биогенные элементы
Изучение распространенности отдельных элементов и их изотопов позволяет отметить следующие закономерности.
1. Элементы с чётными порядковыми номерами характеризуются повышенной распространенностью. На Земле содержание чётных элементов составляет 97,21 % от массы всех элементов.
2. Наиболее распространены элементы, изотопы которых имеют массовое число, кратное 4. Примерами таких элементов могут служить He, O, Ne, Si, S, Ar, Fe, Ni и др.
На Земле непрерывно происходят ядерные процессы, ведущие, в конечном счёте, к изменению их изотопного состава. Однако, все эти процессы идут медленно. Результаты анализа вещества земной коры показывают, что изотопный состав элементов на Земле практически постоянен. Первые исследования о взаимосвязи земной коры и химического состава живых организмов сделаны русским учёным В.И Вернадским. Он, считал, что земная кора и живые организмы составляют единую систему. Единство живого и неживого заключается, прежде всего, в общности их элементарного состава. Вещества живой и неживой природы состоят из одних и тех же химических элементов, связанных ковалентной, ионной, водородной связями.
В результате длительного непрерывного воздействия на организм определённого по химическому составу потока атомов происходит подбор и распределение организмов по разным зонам Земли, а наряду с этим наступает и изменчивость организмов. Так, например, недостаточность йода в гористых местностях и по долинам рек, вызывает увеличение щитовидной железы и зоб у животных и человека. С ростом цивилизации в организм человека поступает всё больше биологически активных ненужных веществ, таких как: ртуть (из зубных пломб), свинец, сурьма, мышьяк (из газет), ионы металлов (из кухонной посуды).
Исследования учёных США указали на недостаток хрома в тканях организма жителей, в сравнении с обитателями Африки и Азии. Это вызвано излишком рафинированного сахара и других очищенных продуктов в рационе человека. Недостаток хрома объясняет рост числа сердечных заболеваний.
Элементы, играющие важную роль в физиологических и патологических процессах, в организме человека называются
менее 10 -5
| Li, Be, Pb, Mo, W, Cd, Ni, Ag | Se |
В зависимости от строения (электронной конфигурации) атома, биогенные элементы подразделяются на s, p, d -биоэлементы.
s-элементы ns 2: H, Na, Mg, Ca, Sr, Ba (6)
p-элементы ns 2 np 1-6: Al, C, Si, Sn, Pb, N, P, O, S, Se, F, Cl, I, Br, B (15)
d-элементы (n-1)d 1-10 ns 2: Cu, Zn, Cr , Mn, Fe, Co, Ni (7)
Занятие, представленное на конкурс «Я иду на урок», я провожу в 11-м биолого-химическом классе, где на изучение химии отводится 4 часа в неделю.
Тему «Комплексные соединения» я взяла, во-первых, потому что эта группа веществ имеет исключительно большое значение в природе; во-вторых, многие задания ЕГЭ включают понятие о комплексных соединениях; в-третьих, учащиеся из этого класса выбирают профессии, связанные с химией, и будут встречаться с группой комплексных соединений в будущем.
Цель. Сформировать понятие о составе, классификации, строении и основах номенклатуры комплексных соединений; рассмотреть их химические свойства и показать значение; расширить представления учащихся о многообразии веществ.
Оборудование. Образцы комплексных соединений.
План урока
I. Организационный момент.
II. Изучение нового материала (лекция).
III. Подведение итогов и постановка домашнего задания.
План лекции
1. Многообразие веществ.
2. Координационная теория А.Вернера.
3. Строение комплексных соединений.
4. Классификация комплексных соединений.
5. Природа химической связи в комплексных соединениях.
6. Номенклатура комплексных соединений.
7. Химические свойства комплексных соединений.
8. Значение комплексных соединений.
ХОД УРОКА
I. Организационный момент
II. Изучение нового материала
Многообразие веществ
Мир веществ многообразен, и мы уже знакомы с группой веществ, которые принадлежат к комплексным соединениям. Данными веществами стали заниматься с XIX в., но понять их строение с позиций существовавших представлений о валентности было трудно.
Координационная теория А.Вернера
В 1893 г. швейцарским химиком-неоргаником Альфредом Вернером (1866–1919) была сформулирована теория, позволившая понять строение и некоторые свойства комплексных соединений и названная координационной теорией*. Поэтому комплексные соединения часто называют координационными соединениями.
Соединения, в состав которых входят сложные ионы, существующие как в кристалле, так и в растворе, называются комплексными, или координационными.
Строение комплексных соединений
Согласно теории Вернера центральное положение в комплексных соединениях занимает, как правило, ион металла, который называют центральным ионом, или комплексообразователем.
Комплексообразователь – частица (атом, ион или молекула), координирующая (располагающая) вокруг себя другие ионы или молекулы.
Комплексообразователь обычно имеет положительный заряд, является d -элементом, проявляет амфотерные свойства, имеет координационное число 4 или 6. Вокруг комплексообразователя располагаются (координируются) молекулы или кислотные остатки – лиганды (адденды).
Лиганды – частицы (молекулы и ионы), координируемые комплексообразователем и имеющие с ним непосредственно химические связи (например, ионы: Cl – , I – , NO 3 – , OH – ; нейтральные молекулы: NH 3 , H 2 O, CO).
Лиганды не связаны друг с другом, так как между ними действуют силы отталкивания. Когда лигандами являются молекулы, между ними возможно молекулярное взаимодействие. Координация лигандов около комплексообразователя является характерной чертой комплексных соединений (рис. 1).
Координационное число – это число химических связей, которые комплексообразователь образует с лигандами.
 |
Рис. 2. Тетраэдрическая структура иона – |
Значение координационного числа комплексообразователя зависит от его природы, степени окисления, природы лигандов и условий (температура, концентрация), при которых протекает реакция комплексообразования. Координационное число может иметь значения от 2 до 12. Наиболее распространенными являются координационные числа 4 и 6. Для координационного числа 4 структура комплексных частиц может быть тетраэдрической – (рис. 2) и в виде плоского квадрата (рис. 3). Комплексные соединения с координационным числом 6 имеют октаэдрическое строение 3– (рис. 4).
 |
Рис. 4. Ион 3 – октаэдрического строения |
Комплексообразователь и окружающие его лиганды составляют внутреннюю сферу комплекса. Частица, состоящая из комплексообразователя и окружающих лигандов, называется комплексным ионом. При изображении комплексных соединений внутреннюю сферу (комплексный ион) ограничивают квадратными скобками. Остальные составляющие комплексного соединения расположены во внешней сфере (рис. 5).
Суммарный заряд ионов внешней сферы должен быть равен по значению и противоположен по знаку заряду комплексного иона:
Классификация комплексных соединений
Большое многообразие комплексных соединений и их свойств не позволяет создать единую классификацию. Однако можно группировать вещества по некоторым отдельным признакам.
1) По составу.
2) По типу координируемых лигандов.
а) Аквакомплексы – это комплексные катионы, в которых лигандами являются молекулы H 2 O. Их образуют катионы металлов со степенью окисления +2 и больше, причем способность к образованию аквакомплексов у металлов одной группы периодической системы уменьшается сверху вниз.
Примеры аквакомплексов:
Cl 3 , (NO 3) 3 .
б)Гидроксокомплексы – это комплексные анионы, в которых лигандами являются гидроксид-ионы OH – . Комплексообразователями являются металлы, склонные к проявлению амфотерных свойств – Be, Zn, Al, Cr.
Например: Na, Ba.
в) Аммиакаты – это комплексные катионы, в которых лигандами являются молекулы NH 3 . Комплексообразователями являются d -элементы.
Например: SO 4 , Cl.
г) Ацидокомплексы – это комплексные анионы, в которых лигандами являются анионы неорганических и органических кислот.
Например: K 3 , Na 2 , K 4 .
3) По заряду внутренней сферы.
Природа химической связи в комплексных соединениях
Во внутренней сфере между комплексообразователем и лигандами существуют ковалентные связи, образованные в том числе и по донорно-акцепторному механизму. Для образования таких связей необходимо наличие свободных орбиталей у одних частиц (имеются у комплексообразователя) и неподеленных электронных пар у других частиц (лиганды). Роль донора (поставщика электронов) играет лиганд, а акцептором, принимающим электроны, является комплексообразователь. Донорно-акцепторная связь возникает как результат перекрывания свободных валентных орбиталей комплексообразователя с заполненными орбиталями донора.
Между внешней и внутренней сферой существует ионная связь. Приведем пример.
Электронное строение атома бериллия:
Электронное строение атома бериллия в возбужденном состоянии:
Электронное строение атома бериллия в комплексном ионе 2– :
Пунктирными стрелками показаны электроны фтора; две связи из четырех образованы по донорно-акцепторному механизму. В данном случае атом Be является акцептором, а ионы фтора – донорами, их свободные электронные пары заполняют гибридизованные орбитали (sp 3 -гибридизация).
Номенклатура комплексных соединений
Наибольшее распространение имеет номенклатура, рекомендованная IUPAC. Название комплексного аниона начинается с обозначения состава внутренней сферы: число лигандов обозначается греческими числительными: 2–ди, 3–три, 4–тетра, 5–пента, 6–гекса и т.д., далее следуют названия лигандов, к которым прибавляют соединительную гласную «о»: Cl – – хлоро-, CN – – циано-, OH – – гидроксо- и т.п. Если у комплексообразователя переменная степень окисления, то в скобках римскими цифрами указывают его степень окисления, а его название с суффиксом -ат: Zn – цинкат , Fe – феррат (III), Au – аурат (III). Последним называют катион внешней сферы в родительном падеже.
K 3 – гексацианоферрат(III) калия,
K 4 – гексацианоферрат(II) калия,
K 2 – тетрагидроксоцинкат калия.
Названия соединений, содержащих комплексный катион , строятся из названий анионов внешней среды, после которых указывается число лигандов, дается латинское название лиганда (молекула аммиака NH 3 – аммин, молекула воды H 2 O – аква от латинского названия воды) и русское название элемента-комплексообразователя; римской цифрой в скобках указывается степень окисления элемента-комплексообразователя, если она переменная. Например:
SO 4 – сульфат тетраамминмеди(II),
Cl 3 – хлорид гексаакваалюминия.
Химические свойства комплексных соединений
1. В растворе комплексные соединения ведут себя как сильные электролиты, т.е. полностью диссоциируют на катионы и анионы:
Cl 2 = Pt(NH 3) 4 ] 2+ + 2Cl – ,
K 2 = 2K + + 2– .
Диссоциация по такому типу называется первичной.
Вторичная диссоциация связана с удалением лигандов из внутренней сферы комплексного иона:
2– PtCl 3 – + Cl – .
Вторичная диссоциация происходит ступенчато: комплексные ионы ( 2–) являются слабыми электролитами.
2. При действии сильных кислот происходит разрушение гидроксокомплексов, например:
а) при недостатке кислоты
Na 3 + 3HCl = 3NaCl + Al(OH) 3 + 3H 2 O;
б) при избытке кислоты
Na 3 + 6HCl = 3NaCl + AlCl 3 + 6H 2 O.
3. Нагревание (термолиз) всех аммиакатов приводит к их разложению, например:
SO 4 CuSO 4 + 4NH 3 .
Значение комплексных соединений
Координационные соединения имеют исключительно большое значение в природе. Достаточно сказать, что почти все ферменты, многие гормоны, лекарства, биологически активные вещества представляют собой комплексные соединения. Например, гемоглобин крови, благодаря которому осуществляется перенос кислорода от легких к клеткам ткани, является комплексным соединением, содержащим железо (рис. 6), а хлорофилл, ответственный за фотосинтез в растениях, – комплексным соединением магния (рис. 7).
Значительную часть природных минералов, в том числе полиметаллических руд и силикатов, также составляют координационные соединения. Более того, химические методы извлечения металлов из руд, в частности меди, вольфрама, серебра, алюминия, платины, железа, золота и других, также связаны с образованием легкорастворимых, легкоплавких или летучих комплексов. Например: Na 3 – криолит, KNa 3 4 – нефелин (минералы, комплексные соединения, содержащие алюминий).
Современная химическая отрасль промышленности широко использует координационные соединения как катализаторы при синтезе высокомолекулярных соединений, при химической переработке нефти, в производстве кислот.
III. Подведение итогов и постановка домашнего задания
Домашнее задание.
1) Приготовиться по лекции к уроку-практикуму по теме: «Комплексные соединения».
2) Письменно дать характеристику следующим комплексным соединениям по строению и классифицировать по признакам:
K 3 , (NO 3) 3 , Na 2 , OH.
3) Написать уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить превращения:
* За открытие этой новой области науки А.Вернер в 1913 г. был удостоен Нобелевской премии.
Класс: 11
Ключевые слова: соединения , комплексные ионы
Структура модуля
УЭ-0. Интегрирующие дидактические цели.
УЭ-1. Повторение. Химическая связь, схема ее образования.
УЭ-2. Координационная теория Альфреда Вернера.
УЭ-3. Классификация комплексных соединений.
УЭ-4. Получение комплексных соединений.
УЭ-5. Применение, значение комплексов.
УЭ-6. Свойства комплексных соединений.
УЭ-7. Резюме.
УЭ-8. Контроль.
Оборудование к уроку. На демонстрационном столе:
УЭ-0. Интегрирующие дидактические цели
УЭ-1. Механизм образования ковалентной связи
Частные дидактические цели:
Руководство. Запишите схему образования молекул: воды, иона гидроксония и аммония. Объясните механизм образования иона аммония.
Донорно-акцепторная связь в ионе аммония. Что является донором, а что является акцептором?
УЭ-2. Координационная теория Альфреда Вернера
Частные дидактические цели:
1. Руководство
В 1597 году немецкий алхимик и врач Либавий проводил опыты с медным купоросом в поисках лекарства для лечения ран, кожных болезней. Повторите старинный опыт, которому в 2007 году исполнилось 410 лет.
Налейте в химический стакан на 1/4 объема раствор сульфата меди(II) и небольшими порциями добавьте раствор аммиака.
Запишите уравнение химической реакции. Ваши наблюдения?
CuSO4 + NH3*H2O= ? + ?
Совпадают ли Ваши наблюдения с предполагаемым продуктом реакции? Объясните Ваши наблюдения, укажите цвет и агрегатное состояние полученного вещества.
Что кроется за калейдоскопом цветов?
Либавий не нашел объяснения случившемуся, бессильны оказались и все его современники. Так Либавий получил первое комплексное соединение, природу которого химики выяснили только в конце ХIХ века. Классическое учение о валентности, разработанное А. Кекуле, Э. Франклендом не могло объяснить, за счет чего объединяются валентно насыщенные молекулы.
Сможете ли вы объяснить проведенные опыты?
2. Ознакомьтесь с теоретическим материалом, запишите основные понятия в тетрадь, ответьте на вопросы самоконтроля
Опорный конспект
В конце XIX века швейцарский химик А.Вернер в 1893 году разработал координационную теорию, в основе которой положения теории пространственного строения веществ и теория электролитической диссоциации.
Были ведены следующие понятия:1) комплексные соединения; 2) атом-комплексообразователь (или центральный атом); 3) лиганды (атомы, ионы, полярные молекулы или неполярные молекулы, связанные с центральным атомом);
4) координационное число центрального атома (число лигандов).
Комплексный ион - это ион, состоящий из комплексообразователя и лигандов(внутренняя сфера).
Комплексообразователь (центральный атом или ион) - это атом (или ион), к которому присоединено определённое число молекул или ионов.
Лиганд - молекула или ион, входящий в состав комплексного иона, связанный с центральным атомом (ионом) донорно-акцепторной связью. "Лиганд" переводится как "связанный".
Вакансия - свободная электронная ячейка d-металла, которая может быть использована для образования донорно-акцепторной связи с лигандами.
Комплексное соединение - сложное вещество, в состав которого входит комплексный ион.
1. Соединения, имеющие в своём составе комплексные ионы, относятся к комплексным соединениям.
Координационное число (К.Ч.) - число, указывающее количество лигандов, которое способен присоединить к себе комплексообразователь. Может иметь значения 2, 4, 6, 8, 10 и другие.
Суммарный заряд образовавшегося комплексного иона равен алгебраической сумме зарядов центрального атома (иона) и лигандов.
Названия комплексных соединений: Na - тетрагидроксоалюминат натрия,
SO 4 - сульфат тетраамминмеди (II).
Вывод. Связи между комплексообразователем и лигандами осуществляются с помощью электронных пар. Оба электрона каждой связи предоставляются одним атомом, то есть связи образуются по донорно-акцепторному механизму. Донор электронов - лиганды (молекулы аммиака), а акцептор - центральный атом (ион - комплексообразователь Zn 2+) .
Пространственное строение комплексных соединений.
Ионы-комплексообразователи (акцепторы) предоставляют свои свободные орбитали, а лиганды (доноры) оба электрона. Пространственное строение комплексного иона определяется типом гибридизации орбиталей.
- , +
линейная молекула -- sp-гибридизация, тетраэдр sp-гибридизация.
Проверьте свои знания
Самоконтроль (УЭ-2)
I уровень
K 2 , Na 4 , (N0 3) 2 . (1балл)
Пример ответа: K 2 = 2К + + 2- .
2. Составить формулу комплексного соединения, если известно, что его молекула содержит ионы Ni 2+ , 3C1 , а также три молекулы NH 3 . (2балл а)
3. Определить внутреннюю и внешнюю сферы комплексного соединения, координационное число (к. ч.) металла, заряд центрального иона металла, заряд комплексного иона для соединений:
H 4 , S0 4 , K 4 , Cl 3 . (2балла)
Пример ответа: H 4 + , к. ч. = 6. внешняя, внутренняя сфера
II уровень
1. Написать уравнения диссоциации веществ:
K 4 ,
Na 2 ;
Cl 2 ;
[А1(Н 2 О) 6 ] С1 3 (1балл)
2. Напишите формулу комплексного иона, в котором комплексообразователь - ион Fe 3 + с к. ч. равным 6, а лиганды - ионы F. Каков заряд комплексного иона? (2балла)
3. Определите координационное число центрального атома в комплексах, внутреннюю и внешнюю сферу, заряд комплексного иона: C1; K 4 ; [Со(NН 3) 3 ]С1 3 . Запишите диссоциацию данных веществ. (2 балла )
Если вы набрали 4-5 баллов, приступайте к изучению следующего учебного элемента.
Если же вы набрали меньше 4 баллов, то вернитесь и прочитайте еще раз УЧЕБНЫЙ ЭЛЕМЕНТ-1 (УЭ-1), поработайте с опорным конспектом.
Ознакомьтесь с теоретическим материалом УЭ-3, проверьте свои знания самоконтролем.
УЭ-3. Классификация комплексных соединений
Частные дидактические цели:
1. Познакомиться с классификацией комплексных соединений по составу внутренней и внешней сферы;
В зависимости от природы лиганда различают:
1) аквакомплексы (Н 2 О): [Сг(Н 2 О) 6 ]С1 3 ;
2) аммиакаты (NH 3): SO 4 , Cl;
3) гидроксокомплексы (ОН~): K 2 , Na2;
4) ацидокомплексы (кислотные остатки): K 4 , K 2 ;
5) комплексы смешанного типа: Cl, C1 4 , C1О 4 .
Центральным атомом могут быть как ионы металла так и ионы неметалла.
Центральный атом - неметалл: К - тетрафтороборат(III) калия.
Центральный атом - металл: Na -тетрагидроксоалюминат натрия.
Состав комплексных соединений
| Состав | |||||
| Внутренняя сфера | (комплексный ион) | внешняя сфера | К.ч. центрального атома (иона) | ||
| комплексные соединения | названия комплексных соединений | центральный атом | лиганды | ||
| NH 4 C1 | Хлорид аммония | Н + | NH 3 | Cl | 1 |
| Na | Тетрагидроксоалюминат натрия | А1 3+ | 4ОН | Na+ | 4 |
| S0 4 | Сульфат тетраамминмеди (II) | Си 2+ | 4NH 3 | S0 | 4 |
| K 3 | Гексацианоферрат (III) калия | Fe | 6CN | ЗК + | 6 |
| Fe 3 2 | Гексацианоферрат (III) железа (II) | Fe | 6CN | 3Fe 2 + | 6 |
Проверьте свои знания
Самоконтроль (УЭ-3)
I уровень
1.Из предложенных ниже ответов выберите тот, который характеризует ион-комплексообразователь и его заряд в соединении Na 4 :
a) Fe 3+ ; б) CN; в) Fe 2 + ; г) Na + ; д) Na.
2. Какая из приведенных ниже формул соответствует гексагидроксоалюминату натрия:
а) [А1(Н 2 О) 6 ] С1 3 ; б) Na; в) Na [А1(ОН) 4 (Н 2 0) 2 ]; г) NaAlO 2 ; д) Na 3 ?
3.Какие ионы образует при электролитической диссоциации в воде хлорид тетраамминмеди (II) : C1 2: a) Си 2+ , Сl; б) 2+ , Сl; в) Cu 2+ , NH 3 , Сl; г) Сl; д) +, Сl?
II уровень
1. Из предложенных ниже ответов выберите тот, который характеризует центральный ион и его заряд в соединении Cl 2: a) Zn 2+ ; б) NН 3 ; в) 2+ ; г) Сl; д) N -3 .
2. Какая из приведенных ниже формул соответствует сульфату тетраамминмеди (II):
a) SO 4 -H 2 O;
б) К ;
в) Cl 2 ;
г) SO 4 ;
д) SO 4 ?
3. Какие ионы образует при электролитической диссоциации в воде диакватетрагидроксоалюминат натрия Na :
a) Na + ; б) Аl, ОН", Na + ;
в) Na + , - ;
г) Na + , ОН";
д) Na + , - ?
За каждый правильный ответ (1 балл)
УЭ-4. Получение комплексных соединений
Частные дидактические цели:
1. На практике получить комплексные соединения, исследовать их свойства.
2. Записывать химические реакции в молекулярном и ионном виде.
3. Уметь составлять химические формулы комплексных соединений, называть комплексы.
Опыт № 1 . Растворение амфотерных гидроксидов в избытке щелочи.
К раствору сульфата алюминия по капле добавьте щелочь, получите осадок, затем растворите его в избытке щелочи.
1. Объясните результаты проведенных опытов.
2. Запишите уравнения проведённых реакций.
3. Какое пространственное строение комплексного иона?
К раствору хлорида цинка добавьте по каплям гидроксид калия до появления белого студенистого осадка гидроксида цинка. Разделите в две пробирки: в одну добавьте избыток КОН, а в другую - раствор аммиака. Что наблюдаете?
1. Составьте уравнения всех проведенных реакций.
2. Определите координационное число иона Zn 2+ , заряд комплексного иона, внешнюю сферу.
К раствору роданита калия (KCNS ) добавьте хлорид железа(III), получите красную кровяную соль, запишите её формулу, назовите полученный комплекс.
KCNS + FeCl 3 = ? + KCl роданит калия
1. Допишите уравнение проведенной реакции.
2. Запишите краткое ионное уравнение.
3. Каково пространственное строение комплексного иона?
За каждый правильно оформленный опыт Вы получаете по 2 балла.
Задание. Уравняйте методом электронного баланса или методом полуреакций окислительно-восстановительные реакции, каждое уравнение (3балла).
В настоящее время золото извлекают из руд цианидным методом предложенным князем Петром Романовичем Багратионом - племянником героя войны 1812 г.
Пример 1: Au + NaCN + H 2 O + O 2 -> Na + NaOH
Пример 2: Растворение золота в "царской водке".
Au + HNO 3 + HCl -> H + NO + H 2 O
УЭ-5. Практическое применение, значение комплексных соединений
Частные дидактические цели:
1. Ознакомиться с применением комплексных соединений.
2.Качественные реакции на ионы металлов.
3. Природные комплексы (хлорофилл и гемоглобин).
Руководство. Познакомьтесь с применением комплексных соединений.
Великий Гете сказал: "Просто знать - еще не все, знания нужно уметь использовать".
Ряд комплексных соединений применяют для распознавания тех или иных ионов.
Желтая кровяная соль (K 4 ) служит реагентом на катионы железа Fe, а красная кровяная соль (K 3 ) реагентом на катионы железа Fe.
Опыт №4. Качественная реакция на ионы Fe .
К раствору хлорида железа(Ш) прилейте 2-3 капли раствора желтой кровяной соли K 4 4K + + 4--
4Fe 3+ +3 4- -> Fe 4 3+ 3 4--
берлинская лазурь (темно-синий осадок)
Образуется темно-синий осадок берлинской лазури, или гексацианоферрата(П) железа(Ш). Берлинская лазурь была случайно получена в 1704 г. немецким мастером Дисбахом, готовившим краски для художников. В России ее применяли для окраски тканей, бумаги, в иконописи и при создании фресок.
Желтая кровяная соль (синильно-кислый поташ, синь-кали) - вещество ядовитое. Это соединение получали из животных отбросов (кровь, копыта, шкуры, сухая рыба, кожа, мясо, шерсть и другое), поэтому оно имеет такое название. Закупать ее в России можно было только с разрешения полиции.
Опыт №5 . Качественная реакция на ионы Fe 2+ .
К раствору сульфата железа(П) прильем несколько капель раствора красной кровяной соли K 3 . В растворе эта соль диссоциирует на ионы.
K 3 3K + з-
3Fe +2 = Fe 3 2
турнбулева синь
Образуется темно-синий осадок турнбулевой сини, или гексацианоферрата(Ш) железа(П). Турнбулева синь названа в честь Турнбуля (дед английского физика и химика У. Рамзая), владевшего заводом, на котором производились вещества, применяемые для крашения тканей.
Таким образом, соединения K 4 являются важными аналитическими реагентами соответственно на катионы Fe 3+ и Fe 2+ .
Вывод: комплексные соединения чрезвычайно разнообразны по составу и строению, поскольку может быть много различных комбинаций не только из разных, но и из одних и тех же компонентов.
УЭ-6.Свойства комплексных соединений
Цели: рассмотреть влияние строения комплексов на их свойства.
1) Изучение влияния строения иона металла на окраску комплексов
Разное количество d-электронов, разное координационное число, отсюда, разная окраска.
2) Сравнение интенсивности окраски комплексных соединений меди.
Окраска зависит от силы влияния частиц, т.е. лигандов во внутренней сфере, изменяется цвет.
3) Цвет комплексов зависит от природы и числа лигандов, окружающих центральный атом (катион).
Получено и широко используется на практике несколько комплексных соединений кобальта, которые имеют одинаковый качественный состав, но различаются числом и характером связи компонентов. Эти вещества входят в состав красителей (кобальтовые краски). Они по-разному окрашены:
Цвет комплексов зависит от природы и числа лигандов, окружающих центральный атом (катион).
УЭ-7. Резюме. Подведение итогов урока.
1.Прочитайте цели урока (УЭ-0).
2. Достигли ли цели урока?
3. К чему пришли в результате овладения темой.
УЭ-8. Контроль
I уровень
1. Определите внешнюю и внутреннюю сферу, заряд комплексного иона, диссоциация комплекса:
3.* Уравняйте методом полуреакции:
Zn + NaOH + H 2 O -> Na 2 + H 2
Be + KOH + H 2 O -> K 2 +H 2
Задача. Какой объем водорода выделится, если "растворить": 140 г цинка с 10% примесей? 36 г бериллия, при выходе водорода 70%(н.у.)
II уровень
1. Запишите диссоциацию, определите степень окисления центрального иона, координационное число, назовите соединения:
3*. Уравняйте методом полуреакции:
I вариант
а) Si + HNO 3 + HF -> H 2 + NO + H 2 O
Задача. Какая масса кремния с 20% примесей растворится, если выделилось 67,5 л оксида азота(II) (н.у.)?
II вариант
а) Cu + KCN + H 2 O -> K + KOH + H 2
б) Какой объем водорода выделится при выходе 60%, если растворили 69 г меди с 10% примесей?
