Download ppt - Тема 10. Комплексные соединения

Тема 10. Комплексные соединенияТема 10. Комплексные соединенияЗанятие 2. Свойства комплексных Занятие 2. Свойства комплексных

соединенийсоединений

1. Природа химической связи в комплексных соединениях.

2. Реакции комплексных соединений. Устойчивость комплексных соединений и константа нестойкости.

Учебные вопросы:

Цели занятия:Цели занятия: 1. Рассмотреть природу химической связи в комплексных соединениях. 2. Изучить реакции комплексных соединений и факторы, влияющие на устойчивость. 3. Рассмотреть применение комплексных соединений в военно-химической практике.

Основная литература:Основная литература:1. Н.С. Ахметов. Общая и неорганическая химия. М.: Высшая

школа . 2003. С. 206-208.2. Общая и неорганическая химия. Учебное пособие. СВИРХБЗ. Ч 3. 2003. C. 83-96.

Дополнительная литература:Дополнительная литература:

1. Учебная программа по дисциплине «Общая и неорганическая химия». 2001. 19 с.

2. М.И. Сафарова. Общая и неорганическая химия в схемах и таблицах. Ч.1. Теоретические основы неорганической химии. Учебное пособие. Саратов. СВИРХБЗ. 2006. С. 80.

1. Природа химической связи в 1. Природа химической связи в комплексных соединенияхкомплексных соединениях

Способы описания Способы описания химической связи химической связи

в комплексных соединенияхв комплексных соединениях

1. Метод валентных связей (МВС).

2. Теория кристаллического поля (ТКП).

3. Метод молекулярных орбиталей (ММО).

Положения метода валентных связейПоложения метода валентных связей 1.1. В комплексе связь между комплексообразователем и лигандами координационная (ковалентная, донорно- акцепторная). Ионы внешней и внутренней сферы связаны ионной связью. Донор электронов - лиганд с неподеленными электронными парами. Акцептор электронов – комплексообразователь со свободными орбиталями. Степень перекрывания орбиталей - мера прочности связи. 2.2. В образовании связей участвуют гибридизованныеорбитали комплексообразователя, что определяет гео-метрию комплекса. 3.3. Магнитные свойства определяются наличием неспаренных электронов.

ГЭФ и БЦЭФ комплексообразователяГЭФ и БЦЭФ комплексообразователя

Атом Атом FeFe::

ss pp dd34

Fe0 1s22s22p63s23p6 4s23d6

Fe3+ 1s22s22p63s23p64s03d5

Ион Ион FeFe3+3+::

ss pp dd34

Ион Ион FF::

Ион СИон СNN::

F 1s22s22p5

С 1s22s22р2 N 1s22s22p3

CNCN 2s2s222p2p55

ss pp2

ss pp2

3

4

Спектрохимический рядСпектрохимический ряд

СO > CN– > NH3 > NO2– > H2O > OH > F > NО3

> SCN

Cl > Br > I

Внешнесферный комплекс [FeF6]3–

3

4

Внутрисферный комплекс [FeCN6]3–

[Co(H2O)6]2+ розовый

[Co(CH3COO)2] ярко-розовый

[Co(NO2)6]4- оранжевый

[Co(NH3)6]2+ буро-розовый

Уси

лен

ие

пол

я л

ига

ндо

вУ

сил

ени

е п

оля

ли

ган

дов

Влияние поля лигандов на окраску комплексовВлияние поля лигандов на окраску комплексов

2. Реакции комплексных 2. Реакции комплексных соединений.соединений.

Устойчивость комплексных Устойчивость комплексных соединений и константа соединений и константа

нестойкостинестойкости

K3[Fe(CN)6] 3K+ + [Fe(CN)6]3-

[Ag(NH3)2]Cl [Ag(NH3)2]+ + Cl-

Диссоциация КСДиссоциация КСпо внешней сферепо внешней сфере

(первичная диссоциация)(первичная диссоциация)

[Ag(NH3)]+ Ag+ + NH3

[Ag(NH3)2]+ [Ag(NH3)]+ + NH3

[Ag(NH3)2]+ Ag+ + 2 NH3

Диссоциация КС по внутренней сфереДиссоциация КС по внутренней сфере(вторичная диссоциация)(вторичная диссоциация)

Нуст К

1К

NH3 410 4,8K

1

Н

Ag

)Ag(NH 3]

K2

Н

)Ag(NH 3] NH3

)Ag(NH 3 ]

2

410 1,2

)(NH Ag

NH][AgK

2

23

3общ

Н.108,5 8

Реакции комплексных соединенийРеакции комплексных соединенийпо внешней сферепо внешней сфере

2K3[Fe(CN)6] + 3FeSO4 = Fe3[Fe(CN)6]2 + 3K2SO4

[CoCl2(NH3)4]Cl + AgNO3 = [CoCl2(NH3)4]NO3 + AgCl

K4[Fe(CN)6] + 4HCl = H4[Fe(CN)6] + 4KCl

H2[PtCl6] + 2CsOH = Cs2[PtCl6] + 2H2O

Fe4[Fe(CN)6]3 + 12 KOH = 4Fе(OH)3 + 3K4[Fe(CN)6]

Br- Br- 2Br-

Cu2+ [CuBr]+ [CuBr2] [CuBr4]2-

+ H2O + H2O + H2O

Ступенчатое образование и диссоциацияСтупенчатое образование и диссоциация бромидных комплексов меди (бромидных комплексов меди (IIII))

зеленый коричневый вишневый

Реакции комплексных соединений Реакции комплексных соединений с разрушением комплексас разрушением комплекса

1.1.Образование более прочного комплексаОбразование более прочного комплекса

Fe3+ + 6 SCN- = [[FeFe((SCNSCN))66]]3-3-

красная окраска красная окраска[Fe(SCN)6]3- + 6 F- = 6 SCN- + [FeF6]3-

отсутствие окраски[FeF6]3- + Al3+ = Fe3+ + [AlF6]3-;

отсутствие окраски Fe3+ + 6 SCN- = [[FeFe((SCNSCN))66]]3-3-

красная окраска красная окраска

3. 3. РазбавлениеРазбавление

K[AgCl2] = KCl + AgCl

5. 5. Окислительно-восстановительные реакцииОкислительно-восстановительные реакции

2K3[Cr(ОH)6] + 3Сl2 + 4KOH =

2K2CrO4 + 6KCl + 8H2O

4. 4. НагреваниеНагревание

t0

K3[Cr(ОH)6] = 3KOH + Cr(OH)3

2. 2. Образование малорастворимого соединенияОбразование малорастворимого соединения

[Ag(NH3)2]NO3 + KI = AgI + 2NH3 + KNO3

При разном координационном числе

1. Расчет средней константы нестойкости

2. Расчет концентрации комплексообразователя в растворе.

3. Сравнение ступенчатых констант нестойкости

Сравнение общих констант нестойкости

При одинаковом координационном числе

Сравнение прочности комплексов

нK

При одинаковом координационном числе

Сравнение прочности комплексовпо общим константам нестойкости

[Fe(SCN)6]3- + 6 F- = 6 SCN- + [FeF6]3-; [FeF6]3- + Al3+ = Fe3+ + [AlF6]3-

Комплекс Общая константа нестойкости,

[Fe(SCN)6]3- 5,9 . 10–4

[FeF6]3- 7,9 . 10-17

[AlF6]3- 2,1 . 10–21

Н

общK


1. Сравнение устойчивости комплексов по средней константе нестойкости

где n – координационное число

1n нобщн KK


2. Сравнение устойчивости комплексов по концентрации комплексообразователя

Пример. Осуществима ли реакция

[Ag(NH3)2]+ + Zn2+ + 2 NH3 [Zn(NH3)4]

2+ + Ag+ ?

Концентрации [Ag(NH3)2]+ и [Zn(NH3)4]2+ равны 0,1 моль/л.

;8 . 105,8 ])[Ag(NH К 23Нобщ

10210 8,3])[Zn(NHК .

43Нобщ


3. Сравнение устойчивости комплексов по ступенчатым константам нестойкости

Комплекс Ступенчатая

константа нестойкости

[AlF6]3– 7,9 . 10–8

[AlF5]2– 1,3 . 10–5

Процессы образования и разрушения Процессы образования и разрушения комплексов используются:комплексов используются:

- в аналитической химии;- при выделении химических элементов;- в гальванотехнике;- в борьбе с коррозией металлов;- в производстве ядерного горючего;- в практике дезактивации;- при индикации токсических соединений-при производстве веществ с заранее

заданными свойствами в качестве катализаторов и т.д.