Читайте также:
|
1. Определите заряды комплексообразователей и лигандов, а также их координационное число в комплексных соединениях 
] и [ 
.
Решение. Вначале следует определить величину заряда координационной сферы. Это легко установить по заряду частиц, не входящих в комплексный ион. В первом соединении с комплексным ионом связаны три катиона натрия 
, следовательно, заряд комплексного иона отрицательный (3-), в комплексном соединении он - анион [ 
. Во втором соединении с координационной сферой взаимодействуют два иона хлора 
, следовательно, заряд комплексного иона положительный (2+) и в комплексном соединении он - катион [ 
.
Для установления заряда центрального атома следует определиться с зарядами лигандов. Лигандом первого комплексного соединения является анион 
, кислотный остаток щавелевой кислоты 
. Алгебраическая сумма положительных и отрицательных зарядов формирует общий заряд комплекса, поэтому заряд комплексообразователя - кобальта будет равен трем [(-3) - 3·(-2)] или 
. Во втором соединении два лиганда, нейтральная молекула воды и анион 
. Заряд комплексообразователя – хрома равен трем [(2) - (5·0 – 1)], или 
.
Координационное число комплексообразователя определяется суммой произведений количества каждого из лигандов, входящих в координационную сферу, на величину его заряда, взятую по модулю. В случае нейтральных лигандов используется только их количество. Отсюда: к.ч. (Со) = 3·|-2| = 6; к.ч. (Cr) = 5+1·|-1| = 6.
Ответ: заряды комплексообразователей 
; к.ч. (
) = 6; к.ч. (
) = 6.
2. Дайте названия следующим комплексным соединениям, используя общепринятую рациональную номенклатуру: 
]; [ 
; [ 
].
Решение. ] – комплексное соединение, в котором координационная сфера является анионом. Следовательно, название будет складываться из трех слов с указанием в скобках степени окисления центрального атома. Это название - калия амминотрихлороплатинат (4). В соединении [ – координационная сфера является катионом, и тогда наименование комплекса - тетрааквадигидроксотитана (3) нитрат. Соединение [ 
] представляет собой нейтральную координационную сферу с центральным атомом меди, его наименование состоит из одного слова – диамминодитиоцианомедь.
3. Составьте координационные формулы следующих соединений: 
; 
; 
. Определите, к какому типу комплексов относится каждое из них.
Решение. Перед составлением формул комплексных соединений следует вначале установить, какой из атомов в сложной или двойной соли будет являться центральным, т.е. служить комплексообразователем (вспомним, что ими являются, как правило, d или f – элементы), а какие атомы или группы атомов будут лигандами.
В двойной соли элементом-комплексообразователем является переходной d -металл - золото (
), лигандами будут служить анионы хлора (
), а катионы калия К+ сформируют внешнюю сферу. Следовательно, этой соли соответствует комплексное соединение монодентатного типа 
] – калия тетрахлороауррат (3).
В двойной соли комплексообразователем может быть только ион d -элемента - железа (
), а лигандами выступают два типа ионов (
и 
). Катионы кальция Са2+ формируют внешнюю координационную сферу. Следовательно, соль является комплексным соединением 
] – кальция тетрацианотиоферрат (2). С одной стороны, по количеству мест, занимаемых в координационной сфере одним лигандом, это соединение можно отнести к смешанным – моно () и бидентатным () комплексам. С другой стороны, это соединение, как и предыдущее, можно отнести к ацидокомплексам, т.е. таким, в которых лиганды являются анионами соответствующих кислот 
.
В соединении комплексообразователем является катион меди (
), лигандами служат нейтральные молекулы аммиака (
), и ему соответствует монодентатное комплексное соединение амминного типа 
–тетраамминомеди (2) сульфат.
Ответ: ] – монодентатный ацидокомплекс по типу двойной соли; ] – моно и бидентатный смешанный ацидокомплекс по типу двойной соли; – монодентатный амминокомплекс.
4. Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: тетраамминокарбонатохрома (3) сульфат; магния трифторогидроксобериллат; триаквафосфатожелезо; гексаамминокобальта (3) гексацианохромат (3).
Решение. В первом соединении - тетраамминокарбонатохрома (3) сульфате – координационная сфера является катионом, комплексообразователем служит ион хрома (), лигандами – 4 молекулы аммиака () и карбонат-ион (
), следовательно, формула комплексного соединения 
.
Во втором соединении - магния трифторогидроксобериллате – координационная сфера является анионом, комплексообразователем служит катион бериллия (
), лигандами – 3 аниона фтора (
) и гидроксид-ион (
), следовательно, формула комплексного соединения - 
)].
Третье соединение – триаквафосфатожелезо – является нейтральным комплексом, состоит только из внутренней координационной сферы, комплексообразователем служит катион железа (
), лигандами – 3 молекулы воды (
) и фосфат-ион (
), следовательно, его формула - [ 
].
Четвёртое соединение - гексаамминокобальта (3) гексацианохромат (3) – представляет собой сложное комплексное соединение, состоящее из двух координационных сфер, в котором гексацианохромат (3) – анион, а гексаамминокобальт (3) - катион. В анионе центральным атомом является катион хрома (), лигандами – 6 анионов цианистой кислоты (
). В катионе комплексообразователем служит катион кобальта (
), лигандами – 6 нейтральных молекул аммиака (). Следовательно, искомая формула комплексного соединения – [ 
].
Ответ: ; )]; [ ]; [ ].
5. Составьте координационные формулы возможных изомеров комплексных соединений общей эмпирической формулы 
. Объясните, какой тип изомерии иллюстрируют эти комплексы. Координационное число комплексообразователя может быть равным 4 и 6.
Решение. Поскольку полярные молекулы аммиака , воды и аниона хлора обладают избыточной электронной плотностью, их вхождение в координационную сферу комплексообразователя равновероятно. Изомерия обуславливается постепенной заменой в координационной сфере одних лигандов на другие. С учетом природы лигандов такой тип изомерии можно назвать смешанным, он включает в себя гидратную и ионизационную между сферную изомерии. Многообразие комплексных соединений одной и той же эмпирической формулы обусловлено неодинаковым распределением молекул воды, аммиака и анионов хлора между внутренней и внешней координационными сферами соединений.
1) 12 изомеров комплексных соединений с координационным числом комплексообразователя 4 будут иметь следующие формулы:
[ 
; [ 
; [ 
[ 
; [ 
; [ 
; [ 
; [ 
; [ 
[ 
]·5 
[ 
[ 
2) 14 изомеров комплексных соединений с координационным числом комплексообразователя 6 будут иметь следующее строение:
[ 
; [ 
; [ 
; [ 
; [ 
; [ 
;
[ 
; [ 
; [ 
; [ 
; [ 
; [ 
;
; 
.
Ответ. Если координационное число комплексообразователя (кобальта) равно 4, то количество изомеров комплексных соединений эмпирической формулы равно 12; если же координационное число комплексообразователя (кобальта) равно6, то может образоваться 14 изомеров комплексных соединений. Все изомеры иллюстрируют гидратный и ионизационный между сферный тип изомерии.
6. Определите тип изомерии в следующих наборах комплексных соединений:
а) [ 
и [ 
;
б) цис- 
] и транс- ].
Дайте названия всем изомерам.
Решение. В варианте а) приведены формулы двух изомеров, отличающихся по типу ионизационной между сферной изомерии. Она заключается в неодинаковом распределении лигандов во внутренней и внешней координационных сферах комплекса.
[ – пентаамминохлороплатины (4) хлорид;
– тетраамминодихлороплатины (4) амминохлорид.
В варианте б) приведены формулы изомеров, отличающихся по типу пространственной внутри сферной изомерии октаэдрической конфигурации. На плоскости их можно изобразить следующим образом:
O2N O2N
K – Cl NO2 O2N Cl – K
Pt Pt
K - Cl NO2 K – Cl NO2
O2N цис-изомер O2N транс-изомер
Калия тетранитродихлороплатинат (4).
Ответ. В варианте а) пример ионизационной между сферной изомерии, в варианте б) – пространственной внутри сферной изомерии октаэдрической конфигурации.
Дата добавления: 2015-07-11; просмотров: 264 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Свойства комплексных соединений | | | Пример 2. Механизм образования химических связей в комплексных соединениях |