Пример 3. Составьте формулы комплексных ионов для Ag+, Cu2+, Au3+, в которых их координационные числа равны четырем

Пример 2.

Пример 1.

Составьте формулы комплексных ионов для Ag⁺, Cu²⁺, Au³⁺, в которых их координационные числа равны четырем, а лигандами являются следующие нейтральные молекулы и ионы: NH₃, Cl^–, S₂O₃^2–.

Решение.

Комплексные соединения состоят из центрального атома в той или иной степени окисления (чаще это бывают переходные металлы), называемого комплексообразователем. Вокруг него координируются ионы противоположного знака или нейтральные молекулы, называемые лигандами, число которых определяется координационным числом комплексообразователя. Комплексообразователь и лиганды образуют внутреннюю координационную сферу, которая при записи заключается в квадратные скобки. Все, что находится за скобками, – это внешняя координационная сфера. Заряды внутренней и внешней координационных сфер равны по величине и противоположны по знаку, т. е. в комплексном соединении, как и в любой молекуле, сумма степеней окисления равна нулю.

В условии задачи даны ионы комплексообразователи Ag⁺, Cu²⁺, Au³⁺, а их координационные числа равны 4, т. е. они присоединяют четыре лиганда. Комплексные ионы будут иметь вид:

[Cu(NH₃)₄]²⁺; [Ag(NH₃)₄]⁺;

[CuCl₄]^2–; [AgCl₄]^3–;

[Cu(S₂O₃)₄]^6–; [Ag(S₂O₃)₄]^7–;

[Au(NH₃)₄]³⁺; [Au(S₂O₃)₄]^5–;

[AuCl₄]^–.

Составьте формулы всех возможных комплексных соединений, используя в качестве комплексообразователя Co³⁺ (координационное число его равно шести), в качестве лигандов – NH₃, NO₂^–, внешней сферы – K⁺, NO₂^–.

Решение.

Поскольку координационное число иона кобальта равно 6, во внутренней координационной сфере должно быть 6 лигандов. Заряды внутренней и внешней координационных сфер в сумме равны нулю. Учитывая эти правила, можно составить следующие комплексные ионы и соответствующие им комплексные соединения:

1. [Co(NH₃)₆]³⁺, [Co(NH₃)₆](NO₂)₃.

2. [Co(NH₃)₅(NO₂)]²⁺, [Co(NH₃)₅(NO₂)](NO₂)₂.

3. [Co(NH₃)₄(NO₂)₂]⁺, [Co(NH₃)₄(NO₂)₂](NO₂).

4. [Co(NH₃)₃(NO₂)₃]⁰, [Co(NH₃)₃(NO₂)₃].

5. [Co(NH₃)₂(NO₂)₄]^–, K[Co(NH₃)₂(NO₂)₄].

6. [Co(NH₃)(NO₂)₅]^2–, K₂[Co(NH₃)(NO₂)₅].

7. [Co(NO₂)₆]^3–, K₃[Co(NO₂)₆].

Распишите, как диссоциируют в растворе следующие комплексные соединения, напишите выражения для констант нестойкости их комплексных ионов: [Zn(NH₃)₄]Cl₂; K₂[PtCl₆]; K₄[Mo(CN)₈]; Ba[Pt(NO₃)₄Cl₂]; [Co(NH₃)₃(H₂O)₃]Cl₃; [Cr(H₂O)₃Cl₃].

Решение.

Диссоциация комплексных соединений определяется характером связи в них. Между внутренней и внешней сферами связь ионного типа, поэтому по первой ступени идет полностью диссоциация с образованием комплексного иона и ионов внешней координационной сферы.

Во внутренней сфере связь между комплексообразователем и лигандами ковалентная (образована по донорно-акцепторному механизму), прочная, поэтому диссоциация по второй ступени идет незначительно и также ступенчато. Диссоциация комплексного иона, как и любого слабого электролита, процесс обратимый и характеризуется константой равновесия, называемой в данном случае константой нестойкости комплексного иона (К_Н).

Учитывая вышесказанное, напишем уравнения диссоциации и константы нестойкости комплексных ионов:

1. [Zn(NH₃)₄]Cl₂ ® [Zn(NH₃)₄]²⁺ + 2Cl^–.

2. [Zn(NH₃)₄]²⁺ D Zn²⁺ + 4NH₃,

K_H = [Zn²⁺] ´ [NH₃]⁴ / [Zn(NH₃)₄]²⁺.

1. K₂[PtCl₆] ® 2K⁺ + [PtCl₆]^2–.

2. [PtCl₆]^2– D Pt⁴⁺ + 6Cl^–,

K_H = [Pt⁴⁺] ´ [Cl^– ]⁶ / [PtCl₆]^2–.

1. K₄[Mo(CN)₈] ® 4K⁺ + [Mo(CN)₈]^4–.

2. [Mo(CN)₈]^4– D Mo⁴⁺ + 8CN^–,

K_H = [Mo⁴⁺] ´ [CN^–]⁸ / [Mo(CN)₈]^4–.

1. Ba[Pt(NO₃)₄Cl₂] ® Ba²⁺ + [Pt(NO₃)₄Cl₂]^2–.

2. [Pt(NO₃)₄Cl₂]^2– D Pt⁴⁺ + 4NO₃^– + 2Cl^–,

K_H = [Pt⁴⁺] ´ [NO₃^–]⁴ ´ [Cl^–]² / [Pt(NO₃)₄Cl₂]^2–.

1. [Co(NH₃)₃(H₂O)₃]Cl₃ ® [Co(NH₃)₃(H₂O)₃]³⁺ + 3Cl^–.

2. [Co(NH₃)₃(H₂O)₃]³⁺ D Co³⁺ + 3NH₃ + 3H₂O,

K_H = [Co³⁺] ´ [NH₃]³ ´ [H₂O]³ / [Co(NH₃)₃(H₂O)₃]³⁺.

1. [Cr(H₂O)₃Cl₃] D Cr³⁺ + 3H₂O + 3Cl^–,

K_H = [Cr³⁺] ´ [H₂O]³ ´ [Cl^–]³ / [Cr(H₂O)₃Cl₃].

Последнее комплексное соединение относится к типу комплексных неэлектролитов, практически очень трудно разрушить его внутреннюю сферу.

Дата добавления: 2014-10-31