Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Координационные соединения

Координационные (комплексные) соединения – соединения, содержащие в одном из агрегатных состояний группу атомов или молекул(лигандов), в определённом порядке присоединённых к атому-комплексообразователю. Система комплексообразователь(К)-лиганды(Л) называется внутренней координационной сферой, она заключается в квадратные скобки. Ионы, непосредственно не связанные с К, составляют внешнюю координационную сферу. Записывается сначала центральный атом, затем анионные, затем нейтральные Л, напр. [CrCl(NH3)5]Cl2. КС бывают катионные (когда []⁺), анионные и нейтральные. Примеры названий: [Cr(H2O)6]Cl3 – хлорид гексааквахрома(III), [PtCl4(H2O)2]-диакватетрахлорплатина(IV). Cl-хлор, H2O-аква, NH3-амин, NO2-нитро, CN-циано.

1) Координационная теория Вернера. Пространственное строение и изомерия комплексных соединений.

2) Координационные соединения. Структура соединений, координационное число, лиганды. Природа химической связи в координационных соединениях. Устойчивость соединений в растворах, константа устойчивости, константа нестойкости.

Основные положения теории Вернера: 1. Большинство элементов проявляет два типа валентности – главную и побочную. 2. Атом элемента стремится насытить не только главные, но и побочные валентности. 3. Побочные валентности атома строго фиксированы в пространстве и определяют геометрию комплекса и его различные свойства. В современной химии синонимом главной валентности является степень окисления элемента, а побочная валентность определяется как координационное число, то есть количество атомов непосредственно связанных с металлом при насыщении его побочной валентности. Координационные (комплексные) соединения – соединения, содержащие в одном из агрегатных состояний группу атомов или молекул(лигандов), в определённом порядке присоединённых к атому-комплексообразователю. Система комплексообразователь(К)-лиганды(Л) называется внутренней координационной сферой, она заключается в квадратные скобки. Ионы, непосредственно не связанные с К, составляют внешнюю координационную сферу. Записывается сначала центральный атом, затем анионные, затем нейтральные Л, напр. [CrCl(NH3)5]Cl2. КС бывают катионные (когда []⁺), анионные и нейтральные. Примеры названий: [Cr(H2O)6]Cl3 – хлорид гексааквахрома(III), [PtCl4(H2O)2]-диакватетрахлорплатина(IV). Cl-хлор, H2O-аква, NH3-амин, NO2-нитро, CN-циано, en-этилендиамин(H2N-CH2-CH2-H2N). Пространственное строение: октаэдрическое(d2sp3 или sp3d2 гибридизация орбиталей), квадратное(dsp2, spd2-гибридизация), бипирамидальное(dsp3, sp3d), тетраэдрическое(sp3). Изомерия: Гидратная(различное распределение анионных лигандов и воды в координационной сфере), Ионизационная(различное распределение ионов в координационной сфере), Координационная(различное распределение лигандов во внутренних сферах(должно быть хотя бы 2 КС)), Геометрическая(цис-транс)(Различное пространственное распределение лигандов), Оптическая(«зеркальная», различное направление плоскости поляризации). Константы. Mⁿ⁺+mL=[ML_m]ⁿ⁺. Константа равновесия: К_р­­=([ML_m]ⁿ⁺)/([Mⁿ⁺]*[L]^m) Называется константой устойчивости комплекса. Константа нестойкости: К_нест=1/К_р. Чем больше константа устойчивости, тем прочнее комплекс, т.к. dG₀=-RT*lnК_р­. Природа связи: Согласно Методу Валентных Связей(МВС), образование КС осуществляется за счёт донорно-акцепторного взаимодействия между комплексообразователем и лигандами. Согласно Теории Кристаллического Поля(ТКП) из-за расщепления орбиталей, приводящего к выигрышу в энергии. Лиганды делятся на лиганды слабого(I^-,Br^-,Cl^-,OH^-,F^-), среднего(H2O, NCS^-,CH3COO^-,NH3) и сильного(NO2^-,CO, CN^-) поля.

3) Химическая связь в координационных соединениях с позиций теории кристаллического поля. Энергетическое расщепление электронов d -подуровня и факторы, влияющие на параметр расщепления.

5) Теория кристаллического поля для описания связи в комплексных соединениях, основные положения. Энергия стабилизации кристаллическим полем. Строение комплексных соединений в рамках метода ТКП.

ТКП говорит нам, что природа лигандов и их расположение вокруг комплексообразователя снимает вырождение d-орбиталей и меняет их энергию. ТКП основана на кулоновском взаимодействии. При октаэдрическом строении комплекса орбитали d_x2-y2 и d_z2 отталкиваются от d_xy,xz,yx, попавших в область с минимальной энергией_­, вследствие чего снимается вырожденность d-орбиталей. d_x2-y2 и d_z2 обозначают d_γ, а d_xy,xz,yx - d_ξ. Разность между энергиями d_γ и d_ξ уровнями(Параметр расщепления) обозначается как Δ. Согласно ТКП сумма этих энергий даёт среднюю энергию атомной орбитали в гипотетическом среднем поле, принятую за ноль отсчёта. Выигрыш энергии за счёт заселения более энергетически выгодных орбиталей называется энергией стабилизации кристаллического поля(ЭСКП). ЭСКП_окт=(0,4n-0,6m) Δ_окт, ЭСКП_тетр=(0,6n-0,4m)Δ_тетр.(n-число на нижнем расщеплённом подуровне, m-на верхнем). Δ_окт=(9/4) Δ_тетр. Параметр расщепления зависит от природы, СО, размеров центрального атома, а также от природы лиганда. Δ обычно выражают в волновых числах. Δ~1/λ, что полезно для просмотра изменения полосы поглощения света.

4) Строение комплексных соединений в рамках метода МВС.

Согласно Методу Валентных Связей(МВС), образование КС осуществляется за счёт донорно-акцепторного взаимодействия между комплексообразователем и лигандами, при

Том К гибридизуется. МВС позволяет определить тип гибридизации центрального атома. Лиганды – доноры, К – акцептор. Октаэдрическое(d2sp3 или sp3d2 гибридизация орбиталей), квадратное(dsp2, spd2-гибридизация), бипирамидальное(dsp3, sp3d), тетраэдрическое(sp3). К может быть не только положительным ионом ме, но и ме в нулевой степени окисления, тогда комплексы называют карбонилами(например ([Me(CO)n]) [Fe(CO)5], [Co2(CO)8]).

6) Модель описания химической связи в координационных соединениях и схемы молекулярных орбиталей в рамках метода молекулярных орбиталей (ММО).

ММО даёт наиболее общий подход к описанию строения и свойств комплексных соединений, соединяя в себе МВС и ТКП. Сказать, какие орбитали в ММО соответствуют каким в ТКП и МВС. Позволяет определить пара- или диамагнитность. Дополнительно: замена лиганда на более слабый уменьшает параметр расщепления.