Студопедия

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)

Р-Элементы VIII группы




Данные элементы: гелий (Не), неон (), аргон (Аr), криптон (Кr), ксенон

(Хе) и радон (Rn) называют инертными газами, так как они обладают очень низкой химической активностью. На внеш­нем энергетическом уровне гелия находится два электрона, а у остальных элементов по восемь электронов, что соответствует энергетически выгодной электронной конфигурации.

Неоном и аргоном заполняют лампы накаливания. Сварка в среде аргона нержавеющих сталей, титана, алюминия и алюминиевых сплавов обеспечивает исключительно чистый и прочный сварной шов.

Криптон, ксенон и радон способны вступать в соединение с другими элементами и прежде всего с фтором. Данные соединения (ХеF2, ХеF6, ХеО3 и др.) обладают сильными окислительными свойствами. Радон является радиоактивным элементом с периодом полураспада 3,8 суток. Однако в природе он постоянно образуется. По мольной массе он в 7,65 раза тяжелее воздуха, поэтому скапливается в подвальных, непроветриваемых помещениях. За сутки концентрация радона в непроветриваемом помещении возрастает в 6 раз, а при пользовании душем в ванной комнате в 40 раз. Большую часть облучения человек получает от радиоактивного распада радона.

 

18 Комплексные соединения

 

Комплексные соединенияэто соединения, содержащие сложный (комплексный) ион, способный к самостоятельному существованию в растворе. Большое количество возможных комплексообразователей и лигандов, а также такое явление, как изомерия, приводят к многообразию данных соединений.

 

18.1 Состав комплексных соединений

Для ответа на данный вопрос проведем сравнительный анализ диссоциации обычной соли, двойной соли и комплексного соединения:

1) диссоциация средних солей – сульфатов калия и алюминия

K2SO4 → 2K+ + SO42–,

Al2(SO4)3) → 2Al3+ + 3SO42–;

2) дисоциация двойной соли – алюмокалиевых квасцов

KAl(SO4)2 → K+ + Al3+ + 2SO42–;

3) диссоциация комплексного соединения – гексацианоферрата (III) калия

K3[Fe(СN)6] → 3K+ + [Fe(СN)6] 3–.



Из приведенных уравнений электролитической диссоциации видно, что продукты диссоциация двойной соли полностью совпадают с продуктами диссоциации сульфатов калия и алюминия. В случае комплексной соли в продуктах диссоциации присутствует сложная частица (комплексный ион), заключенная в квадратные скобки, и нейтрализующие её заряд простые ионы.

Комплексный ион в свою очередь диссоциирует по типу слабого электролита, то есть обратимо и ступенчато:

[Fe(CN)6]3– ↔ Fe3+ + 6CN.

Для комплексных ионов допускается запись в одном уравнении продуктов диссоциации по всем ступеням.

Продукты диссоциации комплексного иона:

1) Fe3+ – комплексообразователь,

2) 6СN– лиганды.

Таким образом, в состав комплексного соединения входят:

1) комплексообразователь – центральный атом,

2) лиганды – частицы координированные вокруг комплексообразователя,

3) частицы нейтрализующие заряд комплексного иона. Если заряд комплексного иона равен нулю, то он соответственно состоит только из комплексообразователя и лигандов.

Типичные комплексообразователи – катионы металлов побочных подгрупп: Ag+, Cu2+, Fe3+ и другие.

Типичные лиганды: NH3, H2O, CN, NO2, галогенид-ионы и другие.

Комплексообразователь посредством ковалентных связей и (или) электростатического взаимодействия образует прочную связь с лигандами.

Координационное число – это количество монодентантных лигандов, координированных вокруг комплексообразователя. Кординационное число, как правило, равно удвоенному заряду комплексообразователя.

Число связей, образуемых каждым лигандом с центральным атомом, называют дентантностью лиганда. Например:

1) монодентантные лиганды: F, Br, I, CN, OH, NH3, H2O и др.;

2) бидентантные лиганды: H2N–CH2–CH2–NH2 – этилендиамин, оксалат-ион, карбонат-ион и др.;

3) полидентантные лиганды – примером может служить этилендиаминтетраацетат-ион (ЭДТА). Комплексы с полидентантными лигандами называются хелатными. Они широко распространены в природе и играют важную роль в биологических процессах, например, гемоглобин крови (комплексообразователь Fe2+), хлорофилл (комплексообразователь Mg2+).

Название комплексного соединения состоит из названий аниона и катиона. Название соединения читается справа налево, при этом анион называют в именительном падеже, а катион – в родительном.

Число лигандов указывают греческими числительными: 1 – моно, 2 – ди, 3 – три, 4 – тетра, 5 – пента, 6 – гекса, 7 – гепта, 8 – окта. Названия наиболее распространённых лигандов: F – фторо, Cl – хлоро, Br – бромо, I – йодо, OH – гидроксо, SO32– – сульфито, NO2 – нитро, CN – циано,

CNS – родано, NH3 – аммин, en – этилендиамин, H2O – аква.

Название комплексообразователя зависит от заряда иона, в который он входит. В случае комплексного катиона или комплексной частицы без внешней сферы применяется русское название комплексообразователя, а в случае комплексного аниона – после названия лигандов добавляется корень латинского названия элемента-комплексообразователя и окончание «ат».

Если в состав внутренней сферы комплекса входят в качестве лигандов молекулы и анионы, то в первую очередь называют анионы (с окончанием на «о»), а затем молекулы. Если для комплексообразователя возможно несколько степеней окисления, то ее указывают в круглых скобках римской цифрой.

Примеры названий комплексных соединений:

1) анионного типа:

Na[Al(OH)4] – тетрагидроксоалюминат натрия,

K4[Fe(CN)6] – гексацианоферрат(II) калия;

2) катионного типа:

[CuNH3)4]SO4 — сульфат тетраамминмеди(II),

[Pt(NH3)4Cl2]Cl2 – хлорид дихлоротетраамминплатины(IV);

3) электронейтральных комплексов:

[Cr(H2O)3F3] – трифторотриаквахром,

[Fe(СО)5] – пентакорбонил железа.

Диссоциация комплексных соединений протекает по типу сильного электролита на комплексный ион и ионы внешней сферы. В свою очередь комплексный ион или электронейтральный комплекс диссоциируют по типу слабого электролита на коплексообразаватель и лиганды.

Количественно состояние равновесия характеризуется соответствующим значением Кр. Применительно к диссоциации комплексного иона константу равновесия (Кр) называют константа нестойкости (Кн). Чем меньше Кн, тем более устойчив комплекс. Например:

1) Диссоциации анионного комплекса

K3[Fe(CN)6] → 3K+ + [Fe(CN)6]3–,

[Fe(CN)6] 3- ↔ Fe3+ + 6CN,

 

2) Диссоциации катионного комплекса

[Cu(NH3)4]SO4 → [Cu(NH3)4] 2+ + SO42–,

[Cu(NH3)4] 2+ ↔ Cu2+ + 4NH3,

.

Более устойчив цианидный комплекс трехвалентного железа.

 

18.2 Реакции с участием комплексных соединений

Примеры реакций образования комплексных соединений с комплексным катионом (1), комплексным анионом (2) и нейтральным комплексом (3):

1) Ni(NO3)2 + 6NH3 → [Ni(NH3)6](NO3)2,

Ni2+ + 6NH3 → [Ni(NH3)6]2+;

2) Cr(OH)3 + 3KOHконц. ↔ K3[Cr(OH)6],

Cr(OH)3 + 3OH ↔ [Cr(OH)6]3–;

3) Fе + 5СО = [Fe(СО)5].

Вывод: комплексные соединения образуются, если в растворе присутствуют ионы комплексообразователя и лиганды.

В качестве примера перехода от одного комплексного соединения к

другому разберем реакцию превращения аммиачного комплекса меди в цианидный комплекс:

[Cu(NH3)4]SO4 + 4КСN ↔ К2[Cu(СN)4] + К2SO4 + 4NH3,

[Cu(NH3)4]2+ + SO42– + 4К+ + 4СN↔ [Cu(СN)4]2– + 4К+ + 4NH3 + SO42–,

Cu(NH3)4]2+ + 4СN↔ [Cu(СN)4]2– + 4NH3.

Равновесие данной реакции смещено вправо, так как

Кн([Cu(NH3)4]2+) = 5,0·104, а Кн([Cu(СN)4]2–) = 5,0·1028,

то есть образуется более прочный комплексный ион.

Разрушение комплексного соединения разберем на примере аммиачного комплекса серебра:

[Ag(NH3)2]NO3 + KI ↔ AgI¯ + 2NH3 + KNO3,

[Ag(NH3)2]+ + NO3+ K+ + I↔ AgI¯ + 2NH3 + NO3+ K+,

[Ag(NH3)2]+ + I↔ AgI¯ + 2NH3.

Равновесие данной реакции смещено вправо, так как

Кн([Ag(NH3)2]+) = 6,8·108, а ПР(AgI) = 1,5·1016,

то есть образуется плохо растворимое в воде соединение – йодид серебра.

Приведенные реакции характеризуют участие комплексных соединений в ионно-обменных реакциях.

В качестве примера окислительно-восстановительной реакции разберем реакцию превращения цианидного комплекса двухвалентного железа в цианидный комплекс трехвалентнного железа:

K4[Fe(СN)6] + О2 + Н2О → K3[Fe(СN)6] + KОН,

Fe+2 – 1е = Fe+3 | × 4,

О2 + 4е = 2О–2 | × 1.

4K4[Fe(СN)6] + О2 + 2Н2О → 4K3[Fe(СN)6] + 4KОН.





Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 331; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2022) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.025 сек.