982
.pdf11
Таблица 3
Наиболее распространенные монодентатные лиганды
Донорный атом |
Лиганды |
|
|
O |
H2O, OH-, CO32-, SO42- |
S |
SCN-, S2- |
N |
NH3, NO2-, N2H4, C5H5N, R-NH2, NCS- |
X |
X: F-, Cl-, Br-, I-, H- |
C |
CO, CN-, R-NC |
Хелаты образуют полидентатные лиганды (dentate-зубчатый). Полидентат-
ные лиганды содержат в молекуле два, а иногда и больше атомов-доноров, по-
этому одна молекула лиганда может образовывать с атомом - комплексообра-
зователем две или более связи. Центральный атом - комплексообразователь входит в состав цикла. Циклическая группировка «захватывает» комплексооб-
разователь подобно тому, как рак клешнями захватывает свою добычу (грече-
ское слово «хелат» (xeλη) - клешня). Так, ион меди (II) образует с этилендиа-
мином хелат состава:
|
|
|
|
|
2 + |
|
H |
H |
H |
H |
|
||
H2C - |
N |
|
N - CH2 |
|
||
|
|
Cu |
|
|
|
|
H2C - N |
|
N - CH2 |
|
|||
H |
H |
H |
H |
|
|
Если в комплексах с монодентатными лигандами наиболее распространен-
ные координационные числа 2, 4, 6, то наиболее устойчивые циклы в хелатах пяти- и шестичленные.
Номенклатура комплексных соединений.
Правила наименования комплексных соединений таковы:
1. В названии комплексных соединений первым всегда указывают анион в именительном падеже (независимо от того комплексный он или простой).
Вторым - катион в родительном падеже.
12
2. В названии комплексного иона первыми указывают названия лигандов.
Число лигандов каждого сорта (если оно больше единицы) указывают грече-
скими приставками (ди-, три-, тетра-, пента-, гексадля 2, 3, 4, 5, 6 соответст-
венно).
3. При названии комплексного аниона к корню названия большинства ли-
гандов прибавляют окончание «о», а некоторые имеют специальные названия:
CN- - циано; |
СО32- - карбонато; |
SCN- - родано; |
NO – нитрозил; |
SO42- - сульфато; |
CO – карбонил; |
HS- - меркапто; |
SO2 – диоксосера; |
S2- - тио; |
NH3 – аммин; |
S2O32- - тиосульфато; |
N2H4 – гидразин; |
NO2- - нитро; |
Н2О - аква; |
Cl- - хлоро; |
ОН- - гидроксо. |
К латинскому корню в названии металла прибавляют суффикс «ат». Сте-
пень окисления |
металла указывают в скобках римскими цифрами сразу за на- |
|
званием металла. Например: K4[Fe(CN)6] -гексацианоферрат (II)калия. |
||
4. В названии комплексного катиона после указания |
названия лигандов |
|
дают русское |
название металла в родительном |
падеже. Например: |
[Ag(NH3)2]Cl -хлорид диамминсеребра (I).
В хелатах называют сначала лиганд, прибавляя окончание «ат», а затем ме-
талл. Например, диметиглиоксимат никеля;сульфоализаринат алюминия.
! Дайте название следующим комплексным соединениям: K3[Fe(CN)6], Na3[Al(OH)6], [Ni(NH3)4]SO4.
13
Лабораторная работа.
Получение и изучение свойств комплексных соединений.
Цель работы: изучить способы получения и свойства различных групп
комплексных соединений.
1.Получение комплексных соединений
1.1Гидроксокомплексы
Вотдельные пробирки поместите 2-3 капли растворов солей Al3+, Cr3+ и
Zn2+. Добавьте по одной капле 2н раствора КОН. Выпадают осадки гидрокси-
дов. Запишите уравнения реакций, отметьте отличия в цвете осадков.
К осадкам добавьте избыток раствора КОН до полного их растворения:
Al(OH)3 + 3KOH |
K3[Al(OH)6] |
Cr(OH)3 + 3KOH |
K3[Cr(OH)6] |
Zn(OH)2 + 2KOH |
K2[Zn(OH)4] |
Отметьте внешние эффекты при растворении. Дайте названия комплексным соединениям по правилам номенклатуры.
1.2Амминокомплексы
В3 разные пробирки поместите по 2-3 капли растворов солей Сu2+, Ni2+, Co2+, добавьте такое же количество 2н раствора NH3×H2O. Наблюдайте образо-
вание основных солей Cu(OH)NO3, Co(OH)NO3 и Ni(OH)2. Отметьте цвет осад-
ков. Затем в каждую пробирку добавьте избыток раствора аммиака до полного растворения осадков. Напишите уравнения происходящих реакций, если обра-
зующиеся комплексы имеют состав [Cu(NH3)4]2+, [Ni(NH3)6]2+, [Co(NH3)6]2+.
2.Электролитическая диссоциация комплексных соединений
(на примере ацидокомплексов)
Возьмите 2 пробирки, поместите в первую - 3-4 капли раствора сульфата железа (II), во вторую - гексацианоферрата(II)калия. Прибавьте в каждую про-
бирку по 2-3 капли раствора КОН. Почему не выпадает осадок гидроксида же-
леза во второй пробирке?
14
В отдельных порциях раствора K4[Fe(CN)6] докажите наличие ионов К+ и
[Fe(CN)6]4-. Для этого в одну пробирку поместите 3-4 капли раствора К4[Fe(CN)6], 2-3 капли раствора уксусной кислоты и затем 3-4 капли раствора
Na3[Co(NO2)6]. При наличии в растворе ионов К+ выпадает желтый кристалли-
ческий осадок K2Na[Co(NO2)6].
В другую пробирку с раствором K4[Fe(CN)6] добавьте каплю раствора FeCl3.
Если в растворе есть ионы [Fe(CN)6]4-, то выпадает осадок Fe4[Fe(CN)6]3. За-
пишите уравнение происходящей реакции, отметьте цвет осадка и дайте на-
звание в соответствие с номенклатурой комплексных соединений Найдите в таблице 1 значение константы нестойкости комплексного иона
[Fe(CN)6]4-. Сделайте вывод об устойчивости комплекса.
3.Хелаты
В пробирку возьмите 5-6 капель раствора соли Ni2+ и добавьте такое же ко-
личество аммиачного раствора диметилглиоксима:
HON = C - CH3
Ni2+ + 2NH3×H2O + 2 ®
HON = C - CH3
H3C - C = N - O |
|
HO - N = C - CH3 |
||
® |
|
Ni |
|
¯ + 2 NH4+ + 2H2O |
|
|
|||
|
||||
H3C - C = N - OH |
|
O - N = C - CH3 |
Каков цвет осадка? Чем структура хелатов отличается от структуры обыч-
ных комплексных солей?
Выводы: ........................................................................................................
Вопросы
1.Напишите выражение для полной константы нестойкости комплексного иона [Hg(SCN)4]2-.
2.Определите заряд комплексообразователя в комплексных соединениях
K3[Co(NO2)6] и H[AuCl4].
3. Какой из следующих комплексов имеет структуру тетраэдра [HgI4]2-, [Ni(NH3)6]2+, [Ag(NH3)2]+?
15
4. Какие и сколько орбиталей занимают лиганды при образовании донор-
но-акцепторной связи в комплексном ионе [Pt(NH3)4]2+ , если известно, что этот комплекс имеет структуру плоского квадрата?
1.6s6p
2.5d6s6p
3.3d4s4p
4.6s6p6d
5.Какой тип гибридизации орбиталей осуществляется в ионе Zn2+ при обра-
зовании комплексного иона [Zn(NH3)4]2+
а) sp3 б) sp3d2 в) dsp2
6.В каком из 2-х комплексных ионов [FeF6]3- или [Fe(CN)6]3- с одинаковым зарядом комплексообразователя в растворе одинаковой концентрации больше свободных ионов Fe3+?
7.Аммиак взаимодействует с кислотами (с ионом водорода) с образованием
комплексного иона NH4+ (NH3 + H+ |
NH4+) |
Kнест.NH4+ = 5,4 × 10-10 |
|
Kнест. [Ag(NH3)2]+ = 6,8 × 10-8 |
|
Kнест. [Pt(NH3)4]2+ = 5,0 × 10-34. |
|
Какой из комплексов (аммиакат серебра или аммиакат платины) можно разрушить кислотой?
Варианты контрольных заданий.
Вариант 1.
1.Укажите значение координационного числа в каждом из следующих комплексных соединений:
[Zn(NH3)4]Cl2; [Cr(NH3)4Cl2]Cl; Na2[Ni(CN)4].
2.Рассчитайте степень окисления иона-комплексообразователя в соедине-
ниях: K3[Fe(CN)6]; Na3[Ag(S2O3)2]; [Pt(NH3)4]Cl2.
3. Дайте название комплексных соединений: K[PtCl3(NH3)], [Ag(NH3)2]Cl.
Напишите выражения для констант нестойкости комплексных ионов.
16
Вариант 2.
1. Дайте название комплексных солей: [Pd (Cl)(H2O)(NH3)2]Cl, K3[Cu(CN)4].
Напишите уравнения реакций их диссоциации.
2. Координационное число иона Co3+ равно шести. Напишите формулы комплексных солей, выделив комплексный и внешнесферный ионы, если со-
единения имеют состав: CoBr3(NH3)(H2O)2; CoCl3(NH3)4; CoCl3(H2O)5.
3. Рассчитайте степени окисления платины в комплексных ионах: [PtCl3(NO2)]2-, [PtCl(NH3)5]3+.
Вариант 3.
1.Координационное число палладия (II) равно 4. Выделите комплексы в соединениях, имеющих состав: PdCl(NH3)2H2O; Pd (NO3)2 (NH3)2. Напишите уравнения реакции диссоциации этих комплексных соединений.
2.Вычислите значения зарядов комплексных ионов: [Cr(H2O)6], [Cr(C2O4)2(OH)2], если степень окисления хрома в них равна 3.
3.Дайте название комплексных соединений: [Co(NH3)4H2OCl]Cl2, K4[Fe(CN)6].
Вариант 4.
1. По названиям комплексных соединений напишите их формулы: диам-
миндихлороплатина(II), дигидроксотетрахлороплатинат(IV)аммония.
2.Укажите степень окисления центрального атома металла в соединениях: [Ag(NH3)2]Br, K[PtCl3(NH3)].
3.Координационное число платины (II) равно 4. Напишите формулы ком-
плексных соединений, выделив комплексный ион, если соединения имеют со-
став: PtCl2(NH3)2; PtCl3KNH3. Напишите уравнения реакций диссоциации этих комплексных соединений и выражение для констант нестойкости комплексов.
Вариант 5. |
|
|
|
|
1. Назовите |
комплексные |
соли: |
K2[Cu(CN)4], |
K2[PtCl(OH)5], |
[PdCl(NH3)3]Cl. Для одного из комплексных ионов напишите выражение кон-
станты нестойкости.
2. Определите степень окисления центрального атома - комплексообразова-
теля в комплексах: [AuCl4]-, [Cd (CN)4]2-, [Ni (NH3)5Cl]+.
17
3. Чему равно координационное число иона Fe3+ в соединениях K3[FeCl6]; K3[Fe(CN)6]. Напишите уравнения реакций диссоциации комплексных соеди-
нений.
Вариант 6.
1. Рассчитайте степень окисления атомов-комплексообразователей в соеди-
нениях Na2[SnF6], [Au(CN)2Br2]Br.
2. Напишите формулы комплексов цинка (II) с лигандами: H2O, NH3, OH-,
если координационное число цинка в них равно 4.
3. Дайте название соединений: [CoSO4(NH3)5]NO3; [Pt (NH3)2Cl2]; (NH4)2[RhCl6]. Напишите уравнения реакции диссоциации первого соединения и выражение для константы нестойкости его комплексного иона.
Вариант 7.
1. Вычислите заряды комплексных ионов в следующих комплексных со-
единениях кобальта (III): Na3[Co(CN)6]; [Co(NH3)5Cl]Cl2; [Co(H2O)6](NO3)3; [Co(NH3)2(NO2)2]NO2.
2.Дайте название комплексных соединений: [Pd (NH3)2Cl2]; [Cu (NH3)2(SCN)2]; K2[Co(NH3)2(NO2)4]. Напишите уравнения реакций диссоциации этих соединений и выражения для констант нестойкости комплексных ионов.
3.В 0,1 М растворе какого соединения: [Cd (NH3)4]Cl2 или K2[Cd (CN)4]
концентрация иона Cd2+ больше? (К[Cd(NH3)4]2+ = 2,75×10-7,
K[Cd(CN)4]2- = 7,76×10-18).
Вариант 8.
1. Рассчитайте заряды комплексов: [Co(NH3)5Cl]; [Cr(NH3)4PO4]; [Cr(OH)6].
Выделите среди этих комплексов катион, анион и нейтральный комплекс.
2. Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения обменных реак-
ций между: а) K4[Fe(CN)6] и CuSO4; б) K3[Fe(CN)6] и AgNO3.
3. Напишите химические формулы комплексных соединений по их назва-
ниям: диамминдихлороплатина (II); триамминтрихлорокобальт (III); бромид гексамминникеля (II); дицианоаргентат (I) калия. Для одного из соединений напишите уравнение реакции диссоциации и выражение для константы не-
стойкости комплекса.
Вариант 9.
1. Определите степени окисления комплексообразователей в комплексах:
18
[Cd (CN)4]2-, [Ni (NH3)5Cl]+, [PtCl4(NH3)2]0.
2.Дайте название комплексных соединений: K3[FeCl6]; [CrPO4(H2O)4]; [Zn(NH3)4]Cl2. Напишите уравнения реакций их диссоциации.
3.Вычислите значения зарядов комплексов, образованных хромом (III) : [Cr(H2O)6], [CrCO(H2O)5], [Cr(CN)6], [Cr(C2O4)(OH)2]
Вариант 10.
1. По названию солей напишите их формулы: гексацианоферрат(III)калия;
тетрароданомеркурат(III)аммония; гексацианоферрат(II)калия. Напишите урав-
нения реакций диссоциации этих соединений.
2. Вычислите значения степеней окисления атомовкомплексообразовате-
лей в комплексных ионах: [SnF6]2-, [Au(CN)2Br2]-, [Pt(SO3)4]6-.
3. Координационное число палладия равно 4. Напишите формулы ком-
плексных солей, выделив комплексный ион: PdCl2(NH3)2×H2O; Pd (NH3)2(NO2)2.
Вариант 11.
1. Напишите формулы всех возможных шести-координационных комплек-
сов Cr (III) c лигандами H2O и ОН-.
2.Дайте название комплексным соединениям [Co(NH3)4H2OCl]Cl2, K[Au(CN)4]. Напишите уравнения реакций их диссоциации и выражение для констант нестойкости.
3.Определите значение координационного числа железа (III) в соединени-
ях: K3[Fe F6], K3[Fe(CN)6], [Fe(H2O)4(OH)]Cl2.
Вариант 12.
1. Вычислите значения степеней окисления центральных ионов-
комплексообразователей в комплексах: [Au (CN)4]-, [Ni (NH3)6]2+, [Pt (SO3)4]6-, [Co(NH3)5(SCN)]2+.
2.Дайте название комплексных солей: [Co(NH3)6]SO4; Na3[Fe(CN)6]; [Pt(NH3)2Cl2]. Напишите уравнение реакций диссоциации [Co(NH3)6]SO4 .
3.Рассчитайте значения зарядов комплексов, образованных Cd (II):
[Cd (H2O)4], [Cd (C2O4)2], [Cd (H2O)2(OH)2].
Вариант 13.
1. Определите степени окисления комплексообразователей в соединениях: [Co(NH3)2(NO2)2], [PdCl(H2O)(NH3)2]Cl.
19
2. Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения обменных реак-
ций между Na3[Co(CN)6] и К2SO4; K4[Fe (CN)6] и FeCl3.
3. Дайте название комплексных солей: [PtCl4(NH3)2], [PdCl2(NO2)2]SO4;
K2[Cu (CN)4]. Для одной из солей напишите уравнения реакций диссоциа-
ции.
Вариант 14.
1.Вычислите заряды комплексов, образованных титаном (IV): [Ti(H2O)6], [Ti(C2O4)2(OH)2], [Ti(H2O)(OH)4(C2O4)]. Дайте название комплексов.
2.Напишите формулы комплексных соединений по их названиям: дициано-
аргентат(I) калия, хлорид гексаамминникеля (II); трифторогидроксобериллат
(II)магния; диамминтетрахлороплатина (IV).
3.Напишите уравнения реакций диссоциации и выражение для констант нестойкостей комплексных ионов: [Co(NH3)6]2+ и [Co(NH3)6]3+. В 0,1 М раство-
ре какого комплексного соединения концентрация ионов кобальта меньше?
Вариант 15.
1. Дайте название комплексных солей: [Cu(NH3)4](NO3)2, Na2[PdI4]. Напи-
шите уравнения реакций их диссоциации и выражение для констант нестойко-
сти.
2.Определите степень окисления комплексообразователя в следующих комплексных ионах: [Co(NH3)2(NO2)4]-, [Cr(H2O)4Br2]+.
3.Напишите формулы следующих комплексных соединений: бромид гекса-
амминкобальта (III), сульфат тетраамминкарбонатохрома(III).
Вариан 16.
1. Дайте название комплексных солей: (NH4)2[Pt(OH)2Cl4], [Co(NH3)5Br]SO4. Напишите уравнения реакций их диссоциации и выражение для констант нестойкости.
2.Кирпично-красные кристаллы розеосоли имеют состав, выражаемый формулой [Co(NH3)5(H2O)] Cl3. Пурпуреосоль – малиново-красные кристаллы состава [Co(NH3)5Cl] Cl2. Приведите названия этих солей по номенклатуре.
3.Напишите формулы перечисленных комплесных неэлектролитов: диам-
миндихлороплатина (II), триамминтрихлорокобальт(III).
20
Вариант 17.
1. Назовите комплексные соли: K2[Cu(CN)4]; K2[PtCl(OH)5]; [PtCl4(NH3)2].
Для одного из комплексных ионов напишите выражения константы нестойко-
сти.
2. Вычислите заряды (х) и дайте названия следующих комплексных ионов,
образованных хромом (III): [Cr(H2O)5Cl]х; [Cr(H2O)4Cl2]х; [Cr(H2O)2(C2O4)2]х; 3. Напишите в ионно-молекулярной форме уравнения обменных реакций
а) Na3[Co(CN)6] и FeSO4; б) K4[Fe (CN)6] и CuSO4. Запишите выражения для полных констант нестойкости.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гринберг, А.А. Введение в химию комплексных соединений / А.А. Грин-
берг, - Л. : Химия, 1971. - 623 с.
2.Янсон, Э.Ю. Комплексные соединения / Э.Ю. Янсон - М. : В Ш, 1968. -
167 с.
3.Умланд, Ф. Комплексные соединения в аналитической химии / Ф. Ум-
ланд, А. Янсен, Д. Тириг, Г. Вюнш. - М. : Мир, 1975. - 525 с.
4. Макашев, Ю.А. Соединения в квадратных скобках / Ю.А. Макашев, В.М.
Замяткина. - Л. : Химия, 1976. - 214 с.
5. Новиков, Г.И. Основы общей химии / Г.И. Новиков. М. : В. Ш, 1988. - 430
с.