КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Номенклатура комплексных соединений
Сначала в именительном падеже называют анион, а затем в родительном катион. Причем, вся внутренняя сфера пишется одним словом, с указанием в скобках степени окисления комплексообразователя (I,II,III,IV и т.д.) и числа лигандов на греческом языке (2-ди, 3-три, 4–тетра, 5–пента, 6-гекса, 7- гепта и т.д.). Название комплексного аниона заканчивается суффиксом –ат. Например, К3 [Fe (CN)6] – гексацианоферрат (III) калия Ag(NH3)2]Cl - хлорид диамминсеребра (I) [PtCl4(NH3)2] - диамминтетрахлороплатина (в названии нейтральных комплексов степень окисления комплексообразователя не указывается) [Pt(NH3)3Cl][PtNH3Cl3] трихлороамминплатинат (II) хлоротриаммин платины (II) Комплексные соединения находят широкое применение в химическом анализе, медицине. Многие биоорганические соединения, играющие первостепенную роль в процессах жизнедеятельности растений и животных, являются комплексными. Наиболее распространены в живой природе тетрадентантные макроциклы – порфирины и близкие им по структуре корриноиды (хлорофилл, гемоглобин, витамин В12).
Задания для контроля усвоения темы 1. Назовите комплексные соединения. Определите, чему равны координационное число и заряд комплексообразователя в соединениях. K2[PtCl6]; K[Cr(H2O)2Br4]; [Pt(NH3)2Cl2]; [Cu(NH3)4]SO4; [Pt(NH3)4Br2]Cl2 2.Составьте формулы комплексных ионов, образованных ионом Cr3+ с координационным числом равным 6 и лигандами: а) H2O; б) CN- ; в) 4H2O и 2Cl- ; г) 2H2O и 4NH3; д) NCS- Рассчитайте заряд комплексного иона. 3. Напишите формулы следующих соединений: 1) Хлорида хлоропентааминиридия (III); 2) Хлорида диаминсеребра (I) 3) Бромида трихлоротриамминплатины (IV) 4) Бромида гексаамминосмия (III) 5) Нитрата роданопентаамминкобальта (III) 6) Трифторотриаквакобальта (III) 7) Тетраиододиамминплатины (IV) 8) фосфатопентаамминкобальта (III) 9) динитродихлородиамминплатины (IV) 10) сульфитодиамминплатины (IV) 11) трироданотриаквахрома (III) 12) тринитрокупрата (II) калия
4.Составьте координационные формулы следующих комплексных соединений платины (II), координационное число которой равно 4: а) PtBr2 · 2KBr; б) PtCl2 · 3NH3; в) PtCl2 · KCl · 4NH3; г) Pt(NO2)2 · 3NH3; д) PtSO4 · 4NH3. Напишите уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах. 5.Напишите выражения для константы нестойкости следующих комплексных ионов [Cu(CN)4]2- ; [Pt(NH3)4]2+ ; [Zn(NH3)4]2+ ; [Ag(SCN)2]- ; [Сd (CN)4]2- ; [AgBr4-]3 [Co(NH3)6]3+. Чему равны степень окисления и координационное число комплексообразователей в этих ионах? 6.Формуле Co · Cl · SO4 · 5NH3 соответствуют два комплексных соединения кобальта (III). Раствор одной из них реагирует с хлоридом бария с образованием осадка BaSO4 и не реагирует с нитратом серебра. Раствор другой соли не реагирует с хлоридом бария, но с нитратом серебра образует осадок AgCl. Напишите координационные формулы этих солей и уравнения соответствующих реакций. Задания с профессиональной направленностью 1. В аналитической практике для определения жесткости воды используется соль Na2ЭДТА (трилон-Б), где лигандом является ЭДТА (этилендиаминтетраацетат). С какими ионами: Со3+(1); Мg2+ (2); Fe2+(3); Fe3+(4) он образует менее прочное комплексное соединение? Расположите комплексы по убыванию их прочности. Кн1= 2,51 10-41, Кн2= 7,59 10-10, Кн3= 6,31 10-15, Кн4= 5,89 10-25. 2. Гидроксид хрома (III) обладает амфотерными свойствами. Легко переходит в коллоидное состояние. Растворяясь в кислотах образует аква- или гидроксо комплексы. Составьте формулы соответствующих комплексных соединений хрома(III) при растворении в серной кислоте и гидроксиде калия. Координационное число хрома = 6. 3. Молибден концентрируется в клубеньках бобовых растений и способствует усвоению азота клубеньковыми бактериями, а также азотбактером и другими азотусвояющими микроорганизмами. Молибден участвует в процессах превращения нитратов в аммиак. Растительные клетки при недостатке молибдена не могут усваивать нитратный азот. Поэтому предпосевная обработка семян слабыми растворами солей молибдена повышает урожай. В биохимических процессах молибден участвует в форме оксокомплекса [MoO3(OH)2] в составе ферментов, обеспечивающих перенос оксогрупп. Назовите данную соль, укажите лиганд, комплексообразователь, координационное число, заряд комплексного иона. 4. Дефицит марганца в почве вызывает серую пятнистость злаков, пятнистую желтуху сахарной свеклы, хлорозы, а также отсутствие плодоношения с/х культур. На щелочных почвах растения могут испытывать недостаток марганца вследствие перехода его в труднорастворимые соединения. Поэтому марганцевые удобрения вносят в первую очередь на слабощелочных черноземах и солонцеватых почвах. Растворение оксида марганца (II) в растворах кислот с образованием аквакомплекса характеризует процессы происходящие в почве. Составьте формулу аквакомплекса Мn2+ в растворе серной кислоты, если координационное число = 6. 5. Недостаток комплексообразователей приводит к возникновению у растений болезни – хлороза – даже на почвах, богатых железом (ионы Fe3+ Fe2+ образуют нерастворимые гидроксиды) Гидроксид железа (III) обладает слабовыраженными амфотерными свойствами. При его растворении в щелочи образуются гидроксоанионы (координационное число =6). Составьте уравнение реакции образования комплексного соединения Fe (III) при растворении в гидроксиде аммония. 6. Медь регулирует содержание в растениях ингибиторов роста, что повышает их устойчивость к полеганию, а также засухо-, морозо- и жароустойчивость. Дефицит меди вызывает задержку роста и цветения, потерю тургора и увядание растений, гибель урожая. Наиболее эффективно использование медных удобрений на болотных, песчаных и суперпесчанных почвах. Известкование уменьшает поступление меди в растения, поскольку приводит к ее закреплению. Усвоение меди лучше всего происходит в форме комплексных солей. Гидроксид меди(II) растворяется в аммиаке образуя комплекс, окрашивающий раствор в синий цвет: Cu(OH)2 + 4NH3 + 2H2O → [Cu(NH3)4(H2O)2](OH)2 Назовите комплексное соединение. Определите заряд комплексного иона и комплексообразователя, координационное число, лиганды. 7. Цинк влияет на утилизацию растениями фосфора. При цинковом голодании резко подавляется деление клеток, рост растений задерживается. Недостаток цинка может проявляться на кислых легких почвах. Цинк не проявляет переменной валентности. Поэтому его биокомплексы принимают участие во многих биохимических реакциях гидролиза, идущих без переноса электронов. Ион цинка входит в состав более 40 металлоферментов, катализирующих гидролиз эфиров и белков. Напишите ступенчатую диссоциацию комплекса тетрагидроксоцинката калия. Запишите в общем виде константу нестойкости для последней ступени диссоциации комплексного иона. 8. Комплекс [Ru(NH3)4(OH)Cl]Cl – рутениевый красный применяют для гистологических исследований. Его раствор (1:5000) окрашивает в розовокрасные тона пектин. Назовите комплекс, определите заряд комплексного иона и комплексообразователя, координационное число, укажите лиганды. 9. Исключительна роль природных комплексов в процессах фотосинтеза, дыхания, биологического окисления и в ферментативном катализе. Так, например, ион Mg2+ , как комплексообразователь входит в состав хлорофилла, способствующего фотосинтезу. Хлорид магния образует с водой гидраты, которые содержат 2,4,6,8 и 12 молекул воды. Какой из них наиболее устойчив и почему? 10. Укажите степень окисления железа в гемоглобине и координационное число. 11. В кислых водных растворах ионы Н3О+ не входят во внутреннюю сферу комплексов. Объясните, почему не протекает процесс: Fe3+ + 6H3O+ = [Fe(H3O)6]9+ 12. Недостаток комплексообразователей в почве, приводит к возникновению у растений болезни – хлороза – даже на почвах, богатых железом. Объясните данное явление. Приведите формулу комплексной соли, образующейся при растворении гидроксида железа (III) в щелочи КОН. 13. Для стерилизации и консервации пищевых продуктов применяется «серебряная вода» - обработанная кристаллами хлорида серебра (I) дистиллированная вода. Составьте формулу аквакомплекса хлорида серебра (I), к.ч. = 2. 14. Цинк - необходимый элемент всех растений и животных. Недостаток его приводит к нарушению белкового и углеводного обмена, тормозит синтез хлорофилла и витаминов. В качестве цинковых удобрений применяют сульфат цинка. Составьте формулы возможных комплексных солей цинка, образующихся при растворении сульфата цинка в воде и в растворе щелочи. 15. Молибден является важным микроэлементом в питании растений, особенно в период роста, т.к. биологически активные вещества с его участием обеспечивают фиксацию азота. В качестве удобрения часто используется молибденизированный суперфосфат, в основе которого лежит фосфоромолибдат аммония (NH4)3 H4[P(Mo2O7)6]. Укажите комплексообразователь, ионы внешней и внутренней сферы, заряд комплексного иона, лиганды и координационное число.
4.7 Раздел: Общая характеристика металлов. Сплавы Цель: изучить общие свойства металлов и их соединений.
Если в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева провести диагонали от бора к астату, то в правой части периодической системы будут находиться неметаллы (исключая элементы побочных подгрупп), а в левой нижней – металлы. Элементы, расположенные вблизи диагонали, обладают двойственным характером (промежуточными свойствами). Согласно современным представлениям, металлическое состояние вещества характеризуется наличием у них легкоподвижных электронов и как следствие – проявление восстановительных свойств в –химических реакциях. Подвижность валентных электронов металлов обусловлена строением их атомов. Атомы металлических элементов, в отличие от неметаллов, обладают значительно большими размерами атомных радиусов и малым количеством электронов на внешнем энергетическом уровне. Поэтому атомы металлов сравнительно легко отдают при химических реакциях эти электроны, образуя положительно заряженные ионы, а в соединениях проявляют только положительную степень окисления. Ме0 - ne ® Me+ne Металлическую кристаллическую решетку можно представить как совокупность катионов металла, расположенных в узлах (часть атомов остается в нейтральном состоянии), и связанных обобществленными валентными электронами (отрицательно заряженным «электронным газом).
металлическая кристаллическая решетка
Металлическая связь сохраняется при переходе металла в жидкое состояние.
Общие физические свойства:
1) Пластичность - способность изменять форму при ударе, вытягиваться в проволоку, прокатываться в тонкие листы. В ряду - Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe уменьшается.
Все металлы являются восстановителями. Для металлов главных подгрупп восстановительная активность (способность отдавать электроны) возрастает сверху вниз и справа налево. Например, Натрий и кальций вытесняют водород из воды уже при обычных условиях: Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2; 2Na + 2H2O = 2NaOH + H20
А магний при повышении температуры: Mg + H2O =t= MgO + H2
Восстановительная способность и химическая активность элементов побочных подгрупп увеличивается снизу вверх по группе (например, серебро на воздухе окисляется, а золото нет; медь вытесняет серебро из его соли): Cu + 2AgNO3 → 2Ag ↓ + Cu(NO3)2 Cu0 -2 ē → Cu+2 1 О.О.В. Ag+ + ē → Ag0 2 В.В.О.
Восстановительная способность металлов находятся в прямой зависимости от числа электронов на внешнем энергетическом уровне. Наиболее активным восстановителями являются металлы главной подгруппы I группы (щелочные). О степени активности металлов можно судить по значениям их стандартных электродных потенциалов (Табл.). Электродные потенциалы мало активных металлов выражаются положительными значениями, а более активных металлов – отрицательными. Расположив металлы в порядке возрастания величин стандартных потенциалов получают ряд напряжений металлов: Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, H2, Cu, Hg, Ag, Pt, Au Восстановительная способность увеличивается В этом ряду 1) каждый металл вытесняет все последующие металлы из растворов их солей: CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4; все металлы, расположенные левее водорода, вытесняют его из кислот, не обладающих окислительными свойствами: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2; с кислотами-окислителями (НNO3разб., НNO3конц., H2SO4конц.) взаимодействуют все металлы (кроме Au, Pt, Zr, Rh и Ta), но водород при этом не выделяется. Состав продуктов реакции зависит от активности металла и условий протекания.
Например, Cu + 4HNO3конц. = Cu(NO3)2 + 2NO2 + H2O 3Cu + 8HNO3разб. = 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O Cu + 2H2SO4конц. = CuSO4 + SO2 + 2H2O На холоду и при обычной температуре HNO3конц. и H2SO4конц. не действуют на Fe, Co, Ni, Cr и Al, а также на нержавеющие стали вследствие пассивации. Самые активные металлы (от Сs до Са) при обычных условиях реагируют с водой: 2Na0 + 2H2+O = 2Na+OH + H20 щелочь Металлы, гидроксиды которых амфотерны взаимодействуют с растворами и кислот, и щелочей: 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 Al + KOH + H2O = K[Al(OH)4] + H2 тетрагидроксоалюминат калия Металлы, как восстановители вступают в реакции с различными простыми веществами: 2Fe + O2 = 2FeO Ca + Cl2 = CaCl2 3Ca + 2Р = Ca3P2 Ca + H2 = CaH2 Fe + S = FeS 3Mg + N2 = Mg3N2 Высшая положительная степень окисления для металлов главных подгрупп в их соединениях равна номеру группы (например, NaCl, MgCl2, AlCl3, SnCl4), а для металлов побочных подгрупп в их кислородосодержащих соединениях также часто совпадает с номером группы (например, ZnO, TiO2, V2O5, CrO3, KMnO4). Свойства оксидов металлов слева направо по периоду и снизу вверх по группе изменяются от основных к амфотерным для металлов главных подгрупп (Na2O и MgO – основные оксиды, Al2O3 и BeO – амфотерные). Для металлов побочных подгрупп свойства оксидов, в которых металлы проявляют свою высшую степень окисления, изменяются от основных через амфотерные к кислотным (CuO - основной, ZnO - амфотерный, CrO3 - кислотный). Сила оснований, образуемых металлами главных подгрупп увеличивается справа налево по периоду и сверху вниз по группе (Be(OH)2 и Al(OH)3– амфотерные гидроксиды, Mg(OH)2 - слабое основание, NaOHи – Ca(OH)2 сильные основания). Гидраты оксидов металлов побочных подгрупп с высшими степенями окисления металла вдоль периода слева направо меняют свои свойства от оснований через амфотерные гидроксиды к кислотам (Cu(OH)2 - основание, Zn(OH)2 - амфотерный гидроксид, H2CrO4 - кислота). В природе металлы встречаются в основном в виде соединений – оксидов или солей. Исключение составляют такие малоактивные металлы, как серебро, золото, платина, которые встречаются в самородном состоянии. Все способы получения металлов основаны на процессах их восстановления из природных соединений. Способы получения металлов. Многие металлы широко распространены в природе. Так, содержание некоторых металлов в земной коре следующее: алюминия — 8,2%; железа — 4,1%; кальция — 4,1%; натрия — 2,3%; магния — 2,3%; калия - 2,1%; титана — 0,56%. Большое количество натрия и магния содержится в морской воде: — 1,05%, — 0,12%. Многие металлы часто сопутствуют основным природным минералам: скандий входит в состав оловянных, вольфрамовых руд, кадмий — в качестве примеси в цинковые руды, ниобий и тантал — в оловянные.
Химические свойства металлов I. Реакции с неметаллами 1) С кислородом: 2Mg0 + O2= 2Mg+2 O 2) С серой: Hg0 + S = Hg+2 S 3) С галогенами: Ni + Cl2 –t= Ni+2Cl2
4) С азотом: 3Ca0 + N2 –t= Ca3+2N2
5) С фосфором: 3Ca0 + 2P –t= Ca3P2
6) С водородом (реагируют только щелочные и щелочноземельные металлы): 2Li0 + H2 = 2Li+1H Ca0 + H2 = Ca+2H2
II. Реакции с кислотами 1) Металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений до H восстанавливают кислоты-неокислители до водорода:
Mg0 + 2HCl = Mg+2Cl2 + H20 (Mg0 + 2H+ → Mg2++ H20) 2Al0+ 6HCl = 2AlCl3 + 3H20 (2Al0 + 6H+ → 2Al3+ + 3H20) 6Na0 + 2H3PO4 = 2Na3+1PO4 + 3H2 (6Na0 + 6H+ → 6Na+ + 3H20)
III. Взаимодействие с водой 1) Активные (щелочные и щелочноземельные металлы) образуют растворимое основание и водород: 2Na0 + 2H2O = 2Na+1OH + H20 (2Na0 + 2H2O → 2Na1+ + 2OH1- + H20) Ca0 + 2H2O = Ca+2(OH)2 + H20 (Ca0 + 2H2O → Ca2+ + 2OH1- + H20)
2) Металлы средней активности окисляются водой при нагревании до оксида: Zn0 + H2O –t= Zn+2O + H02
3) Неактивные (Au, Ag, Pt) - не реагируют.
4) Вытеснение более активными металлами менее активных металлов из растворов их солей: Cu0 + Hg+2Cl2 = Hg0 + Cu+2Cl2 (Cu0 + Hg2+ → Cu2+ + Hg0) Fe0 + Cu+2SO4 = Cu0 + Fe+2SO4 (Fe0 + Cu2+ → Cu0 + Fe2+)
Дата добавления: 2014-10-23; Просмотров: 3167; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |