Химия элементов (лекция 4)

Содержание

Слайд 2

Простые и комплексные соединения

HgI2 + 2KI = K2[HgI4]
SO3(т) + K2O(т) =
=

Простые и комплексные соединения HgI2 + 2KI = K2[HgI4] SO3(т) + K2O(т)
K2SO4(т)

HgI2(т) + 2K+(р) + 2I–(р)=
= 2K+(р) + [HgI4]2–(р)
K2O(т) + SO3(т) =
= 2K+(р) + SO42–(р)

Слайд 3

Комплексные (координационные) соединения

Комплексами называют сложные частицы, образованные из реально существующих более простых,

Комплексные (координационные) соединения Комплексами называют сложные частицы, образованные из реально существующих более
способные к самостоятельному существованию:
в узлах кристаллической решетки
в растворе

Слайд 4

Координационная теория (1893 г. )

Внутренняя и внешняя сфера комплексного соединения [MLx]Yz
Комплексообразователь M±ν
Лиганды

Координационная теория (1893 г. ) Внутренняя и внешняя сфера комплексного соединения [MLx]Yz
L±ν
Координационное число КЧ
Дентатность лигандов
Многоядерные комплексы (мостиковые, смешанные, кластеры)

Слайд 5

Внутренняя сфера [комплекс] Внешняя сфера (противоион)

[Ni(NH3)6]Cl2
K4[Fe(CN)6]

[Cr(CO)6]
[Ni(NH3)6]2[Fe(CN)6]

Примеры

Внеш.сферы нет

Внутренняя сфера [комплекс] Внешняя сфера (противоион) [Ni(NH3)6]Cl2 K4[Fe(CN)6] [Cr(CO)6] [Ni(NH3)6]2[Fe(CN)6] Примеры Внеш.сферы нет

Слайд 6

Комплексообразователь, лиганды, КЧ и дентатность. Примеры

[NH4]Cl – КЧ 4, дент.1
[Al(H2O)6]Cl3 – КЧ

Комплексообразователь, лиганды, КЧ и дентатность. Примеры [NH4]Cl – КЧ 4, дент.1 [Al(H2O)6]Cl3
6, дент.1
K[I(I)2] – КЧ 2, дент.1
H2[SnCl6] – КЧ 6, дент.1
K2[Be(OH)4] – КЧ 4, дент.1
K[BiI4] – КЧ 4, дент.1
[Al(H2O)3(OH)3] – КЧ 6, дент.1
(NH4)2[Be(CO3)2] – КЧ 4, дент.2

[I—I—I]–

Слайд 7

Полидентатные лиганды

Полидентатные лиганды

Слайд 8

Многоядерные комплексы

КЧ 4, дент. 1 и 2

Мостиковый

Кластер

Смешанный тип

КЧ 6, дент. 1

Многоядерные комплексы КЧ 4, дент. 1 и 2 Мостиковый Кластер Смешанный тип
и 2

Слайд 9

Номенклатура комплексных соединений. 1. Названия лигандов

Номенклатура комплексных соединений. 1. Названия лигандов

Слайд 10

2. Формулы и названия компл. соединений. [M(L+)(L0)(L–)]±,0

Число лигандов – греч. числит.
1 –

2. Формулы и названия компл. соединений. [M(L+)(L0)(L–)]±,0 Число лигандов – греч. числит.
(моно)
2 – ди
3 – три
4 – тетра
5 – пента
6 – гекса
7 – гепта …

Число сложных лигандов: бис-, трис-, тетракис-, пентакис- …
[M(en)4] - тетракис(этилендиамин)…
[M(SO42-)2] бис(сульфато-)…

Название комплекса:
число лигандов каждого типа → название лигандов → название комплексообр. в нужной форме

Слайд 11

3. Названия комплексных соединений

А) Комплексы без внешней сферы
[MLn] n → L

3. Названия комплексных соединений А) Комплексы без внешней сферы [MLn] n →
→ M (в одно слово)
Примеры:
[Ni(CO)4] – тетракарбонилникель;
[Co2(CO)8] – октакарбонилдикобальт;
[Al2Cl6] – гексахлородиалюминий;
[Co+III(NH3)3Cl3] – трихлоротриамминкобальт(III)
[Co+II(H2O)4(NO2)2] – динитротетрааквакобальт(II)

Слайд 12

Названия комплексных соединений

Б) Комплексный катион
[MLn]+X–
«анион катиона»: n → L → M(ст.ок.)
Примеры:

Названия комплексных соединений Б) Комплексный катион [MLn]+X– «анион катиона»: n → L

[AgI(NH3)2]OH –
гидроксид диамминсеребра(I);
[CoIII(NH3)6](OH)2Cl –
хлорид-дигидроксид гексаамминкобальта(III);
[Cr2III(NH3)9(OH)2]Cl4 –
хлорид дигидроксононаамминдихрома(III)

Слайд 13

Названия комплексных соединений

В) Комплексный анион
X+[MLn]–
«анион катиона»:
анион n → L →

Названия комплексных соединений В) Комплексный анион X+[MLn]– «анион катиона»: анион n →
M(ст.ок.)-«ат»

Ag – аргент-
Au – аур-
Cu – купр-
Fe – ферр-
Hg – меркур-
Mn – манган-
Ni – никкол-
Pb – плюмб-
Sb – стиб-
Sn – станн-

Примеры:
[Fe(CN)6]3– – гексацианоферрат(III)-ион
[Ag(CN)2]– – дицианоаргентат(I)-ион
K2[HgI4] – тетраиодомеркурат(II) калия
K2[PtCl6] – гексахлороплатинат(IV) калия

Слайд 14

Упражнения:

Na3[AgI(SO3S)2] –
бис(тиосульфато)аргентат(I) натрия
[PtII(py)4]2[FeII(CN)6] –
гексацианоферрат(II) тетрапиридинплатины(II)
[K(H2O)6][Al(H2O)6](SO4)2 –
сульфат гексаакваалюминия-гексааквакалия
[(CO)5Mn-Mn(CO)5] –
бис(пентакарбонилмарганец)
[(H2O)4Al(OH)2Al(H2O)4](SO4)2

Упражнения: Na3[AgI(SO3S)2] – бис(тиосульфато)аргентат(I) натрия [PtII(py)4]2[FeII(CN)6] – гексацианоферрат(II) тетрапиридинплатины(II) [K(H2O)6][Al(H2O)6](SO4)2 – сульфат

сульфат ди(μ-гидроксо)бис(тетраакваалюминия)

Слайд 15

Комплексные соединения в растворах

Неэлектролиты (слабые электролиты) [Pt(NH3)2Cl2] (ср. H2O2, CO(NH2)2 )
Сильные электролиты
[Pt(NH3)4]Cl2

Комплексные соединения в растворах Неэлектролиты (слабые электролиты) [Pt(NH3)2Cl2] (ср. H2O2, CO(NH2)2 )
= [Pt(NH3)4]2+ + 2Cl–
соль
[Zn(NH3)4](OH)2 = [Zn(NH3)4]2+ + 2OH–
с. осн. pH >> 7
H[BF4] + H2O = H3O+ + [BF4]–
с. к-та pH << 7

Акватация: [ … ] + H2O ⮀ [ … ] + L

Слайд 16

[MLn] + H2O ⮀ [MLn-1(H2O)] + L0 (n = КЧ) [H2O] =

[MLn] + H2O ⮀ [MLn-1(H2O)] + L0 (n = КЧ) [H2O] =
Const, р-р разбавленный
Ступенчатая диссоциация комплекса:
[MLn] ⮀ [ML(n−1)] + L
[MLn-1] ⮀ [ML(n−2)] + L

[ML2] ⮀ [ML] + L
[ML] ⮀ M + L
Суммарное уравнение диссоциации комплекса:
[MLn] ⮀ M + nL

Реакции обмена лигандов

Слайд 17

Чем больше значение Ki(обр), тем сильнее смещено равновесие в сторону образования данного

Чем больше значение Ki(обр), тем сильнее смещено равновесие в сторону образования данного
комплекса.


Ступенчатая константа образования комплекса

Слайд 18

Полные (суммарные) константы образования

Характеристика устойчивости комплексного соединения: чем больше значение βn(обр), тем

Полные (суммарные) константы образования Характеристика устойчивости комплексного соединения: чем больше значение βn(обр),
более устойчив комплекс данного состава.

……

Слайд 19

Связь между полной и ступенчатой константами образования

βn(обр) = K1(обр)·K2(обр)·K3(обр)·… ·Kn(обр)

Связь между полной и ступенчатой константами образования βn(обр) = K1(обр)·K2(обр)·K3(обр)·… ·Kn(обр)

Слайд 20

Сравнение констант образования и устойчивости комплексов

Сравнение констант образования и устойчивости комплексов

Слайд 21

Сравнение устойчивости аммиачных комплексов

Ступени комплексообразования
[Cu(NH3)2]+ K2(обр) = 5,0·104
[Cu(NH3)]+ K1(обр) = 1,4·106
Природа

Сравнение устойчивости аммиачных комплексов Ступени комплексообразования [Cu(NH3)2]+ K2(обр) = 5,0·104 [Cu(NH3)]+ K1(обр)
комплексообразователя
[Cu(NH3)2]+ β2(обр) = 7,0·1010
[Ag(NH3)2]+ β2(обр) = 1,1·107
Комплекс Cu(I) устойчивее, чем комплекс Ag(I)
Степень окисления комплексообразователя
[CoII(NH3)6]2+ β6(обр) = 1,3·105
[CoIII(NH3)6]3+ β6(обр) = 3,2·1032
Комплекс Co(III) устойчивее, чем комплекс Co(II)