Теория на метода на валентната връзка
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 0 3d 6 4p 0 4d 0
Според Правилото на Хунделектроните във външното енергийно ниво са подредени както следва:
Комплексообразуващ агенте с координационен номер к.н. = 6, следователно може да прикрепи 6 лиганда, всеки от които има несподелена електронна двойка и следователно е донор на електрони. Един акцептор (комплексообразуващ агент) трябва да осигури шест свободни орбитали, за да побере шест електронни двойки. Когато се образува сложен 3+ йон, четири несдвоени електрона в d – състояние на Co 3+ първо образуват електронни двойки, в резултат на което се освобождават две 3d орбитали:
Тогава се образува комплексният йон 3+ със следната структура:
Вътрешните 3d орбитали и външните 4s и 4p орбитали участват в образуването на този сложен йон. Тип хибридизация - d 2 sp 3 .
Наличието само на сдвоени електрони показва диамагнитните свойства на йона.
Теория на кристалното поле
Теория на кристалното полесе основава на предположението, че връзката между комплексообразуващия агент и лигандите е частична. Въпреки това се отчита влиянието на електростатичното поле на лигандите върху енергийното състояние на електроните на централния йон.
Нека разгледаме две комплексни соли: K 2 и K 3 .
K 2 – има тетраедрична пространствена структура ( sp 3 - хибридизация)
K 3 – има октаедрична пространствена структура ( sp 3 d 2 -хибридизация)
Комплексообразователите имат следното електронна конфигурация:
d – електроните с едно и също енергийно ниво са еднакви в случай на свободен атом или йон. Но действието на електростатичното поле на лигандите допринася за разделянето на енергийните нива на d-орбиталите в централния йон. И колкото по-силно е полето, създадено от лигандите, толкова по-голямо е разделянето (за същия комплексообразуващ агент). Според способността им да предизвикват разделяне на енергийните нива лигандите се подреждат в редица:
CN — > NO 2 — > NH 3 > SCN — > H 2 O > OH — > F — > Cl — > Br — > I —
Структурата на комплексния йон влияе върху естеството на разделянето на енергийните нива на комплексообразователя.
При октаедрична структурасложни йони, d γ -орбитали (d z 2 -, d x 2 - y 2 -орбитали) са обект на силно взаимодействие на лигандното поле, а електроните на тези орбитали могат да имат по-висока енергия от електроните на d ε -орбиталите (d xy, d xz, d yz - орбитали).
Разделянето на енергийните нива за електрони в d-състояние в октаедричното поле на лиганди може да бъде представено в форма на диаграма:
Тук Δ oct е енергията на разделяне в октаедричното поле на лигандите.
С тетраедрична структурана сложен йон, d γ орбиталите имат по-ниска енергия от d ε орбиталите:
Тук Δ tetr е енергията на разделяне в тетраедричното поле на лигандите.
Енергия на разделяне Δопределя се експериментално от спектрите на поглъщане на светлинни кванти от вещество, чиято енергия е равна на енергията на съответните електронни преходи. Спектърът на поглъщане, както и цветът на сложните съединения на d-елементите, се дължат на прехода на електрони от d-орбитала с по-ниска енергия към d-орбитала с по-висока енергия.
По този начин, в случая на K 3 солта, когато се абсорбира квант светлина, е вероятно преход на електрони от d ε орбитала към d γ орбитала. Това обяснява, че тази сол има оранжево-червен цвят. А солта K2 не може да абсорбира светлина и в резултат на това е безцветна. Това се обяснява с факта, че преходът на електрони от d γ орбитала към d ε орбитала не е осъществим.
Молекулярна орбитална теория
МО методбеше обсъдено по-рано в раздела.
Използвайки този метод, ще опишем електронната конфигурация на високоспиновия сложен йон 2+.
Електронна конфигурация на Ni 2+ йон:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 0 3d 8 4p 0 4d 0 или ...4s 0 3d 8 4p 0 4d 0
В сложен йон 2+ участват в образуването на химични връзки 8 електронацентрален Ni 2+ йон и 12 електрона от шест NH 3 лиганда.
Сложен йонима октаедрична структура. Образуването на МО е възможно само когато енергиите на първоначално взаимодействащите частици са близки по стойности и съответно са ориентирани в пространството.
В нашия случай, 4s орбитала на Ni 2+ йонсе припокрива еднакво с орбиталите на всеки от шестте лиганда. В резултат на това се образуват молекулни орбитали: свързващи σ s b и антисвързващи σ s dis.
Припокриване на три 4p орбитали на комплексообразуващ агентс орбиталите на лигандите води до образуването на шест σp-орбитали: свързващи σ x, σ y, σ z и антисвързващи σ x, σ y, σ z.
Припокриващ се d z 2 и d x 2 - y 2 комплексообразуващ агентс орбиталите на лигандите допринася за образуването на четири молекулни орбитали: две свързващи σ връзка x 2 - y 2, σ връзка z 2 и две антисвързващи σ прекъсване x 2 - y 2, σ прекъсване z 2.
Орбиталите d xy , d xz , d yz на йона Ni 2+ не се свързват с орбиталите на лигандите, т.к. не са насочени към тях. В резултат на това те не участват в образуването на σ връзката и са несвързващи орбитали: π xz, π xy, π yz.
Общо комплексният 2+ йон съдържа 15 молекулни орбитали.Подреждането на електроните може да бъде изобразено по следния начин:
(σ s св) 2 (σ х св) 2 (σ y св) 2 (σ z св) 2 (σ св x 2 - y 2) 2 (σ св z 2) 2 (π xz) 2 (π xy) 2 (π yz) 2 (σ размер x 2 - y 2) (σ размер z 2)
Образуването на молекулни орбитали е показано схематично на диаграмата по-долу:
Дицинков тетрафлуорид
Zn2F4 (g).Термодинамичните свойства на газообразния дицинков тетрафлуорид в стандартно състояние в температурния диапазон 100 - 6000 К са дадени в табл. Zn2F4.
Молекулните константи, използвани за изчисляване на термодинамичните функции на Zn 2 F 4, са дадени в табл. Zn.8. Структурата на молекулата Zn 2 F 4 не е изследвана експериментално. По аналогия с Be 2 F 4 [ 82SOL/OZE ], Mg 2 F 4 [ 81SOL/SAZ ] (виж също [ 94GUR/VEY ]) и Al 2 F 4 [ 82ZAK/CHA ] за Zn 2 F 4 главно електронно състояние 1 А g приема се плоска циклична структура (група на симетрия г 2ч). Статичното тегло на основното електронно състояние на Zn 2 F 4 се препоръчва да бъде равно на I въз основа на факта, че йонът Zn 2+ има... d 10 електронна конфигурация. Продуктът на инерционните моменти, дадени в табл. Zn.8, изчислено от прогнозните структурни параметри: r(Zn-F t) = 1,75 ± 0,05 Å (терминална Zn-F връзка), r(Zn-F b) = 1,95 ± 0,05 Å (мостова Zn-F връзка) и Ð F b- Zn-F b= 80 ± 10 o. Приема се, че дължината на връзката Zn-F t е същата като r(Zn-F) в молекулата на ZnF 2, стойността r(Zn-F b), се препоръчва да бъде по-голяма с 0,2 Å на крайната връзка, както се наблюдава в димерите на Al, Ga, In, Tl, Be и Fe халогениди. Стойност на ъгъла F b- Zn-F bоценени от съответните стойности в молекулите Be 2 F 4, Mg 2 F 4 и Al 2 F 4. Грешка в изчислената стойност I A I B I Cе 3·10-113 g 3 cm 6.
Честотите на разтягащи вибрации на крайните Zn-F n 1 и n 2 връзки са взети от работата на Givan и Levenschuss [80GIV/LOE], които изследват IR спектъра и спектрите на Raman на Zn 2 F 4 молекули, изолирани в криптон матрица. Честотите на вибрациите на всички Zn-F (n 3) мостови връзки се приемат за еднакви и техните стойности се оценяват при допускането, че (n b/n t) av = 0,7, както в димерите на Fe, Al, Ga и In халогениди. Препоръчват се честотите на деформационните вибрации на крайните връзки (n 4 - n 5) на Zn 2 F 4, като се приема, че съотношението на техните стойности в Zn 2 F 4 и Zn 2 Cl 4 е същото като за ZnF 2 и ZnCl 2. Честотата на неравнинната деформационна вибрация на цикъла (n 7) се приема за малко по-висока от съответната честота за Zn 2 Cl 4. Стойността на честотата на деформационните вибрации на цикъла в равнината (n 6) се оценява чрез сравнение със стойността, приета за Zn 2 Cl 4, и като се вземе предвид съотношението на честотите на вибрациите на мостовите връзки Zn-F и Zn-Cl в Zn2F4 и Zn2Cl4. Грешките в експериментално наблюдаваните честоти на вибрациите са 20 cm -1, оценени на 20% от тяхната стойност.
Възбудените електронни състояния на Zn 2 F 4 не са взети предвид при изчисляването на термодинамичните функции.
Термодинамичните функции на Zn 2 F 4 (g) бяха изчислени в приближението „твърд ротатор - хармоничен осцилатор” с помощта на уравнения (1.3) - (1.6), (1.9) , (1.10), (1.122) - (1.124) , (1.128 ), (1.130) . Грешките в изчислените термодинамични функции се дължат на неточността на приетите стойности на молекулните константи, както и на приблизителния характер на изчислението и възлизат на 6, 16 и 20 J × K‑1 × mol‑1 в стойностите на Φº( Т) при 298,15, 3000 и 6000 K.
За първи път се публикува таблица на термодинамичните функции на Zn 2 F 4 (g).
Равновесната константа Zn 2 F 4 (g) = 2Zn(g) + 4F(g) се изчислява, като се използва приетата стойност
г призº(Zn 2 F 4. g, 0) = 1760 ± 30 kJ × mol -1.
Значимостта се оценява чрез сравняване на енталпиите на сублимация и димеризация на дихалогенидите, включени в тази публикация. Таблица Zn.12 показва стойностите на съотношенията D sзº(MeHal 2. k, 0) / D rзº(MeHal 2 - MeHal 2, 0), съответстващ на стойностите, приети в тази публикация.
В 9 случая от общо 20 липсват експериментални данни. За тези съединения са направени оценките, дадени в таблицата в квадратни скоби. Тези оценки са направени въз основа на следните съображения:
1. за съединения на Fe, Co и Ni се приема малка вариация в серията F-Cl-Br-I и липсата на такава вариация в серията Fe-Co-Ni;
2. за Zn съединения не е възможно да се забележи промяната на стойностите в серията F-Cl-Br-I, а за флуорид взетата стойност е средната от останалите стойности;
3. за Cu съединения, малък диапазон в серията F-Cl-Br-I се приема по аналогия със съединенията от желязната група въз основа на близостта на стойностите; самият ход беше приет малко по-малък.
Описаният подход води до стойностите на енталпиите на атомизация на Me 2 Hal 4, дадени в табл. Zn.13.
При изчисляване на енергията на атомизация на Cu 2 I 4 е използвана стойността D, която не е включена в тази публикация s H° (CuI 2, k, 0) = 180 ± 10 kJ × mol -1. (Вижте текста за енталпията на сублимация на CuBr 2).
Точността на оценките може да се оцени на 50 kJ× mol -1 за Cu 2 I 4 и 30 kJ× mol -1 в други случаи.
Приетата стойност на енталпията на атомизация на Zn 2 F 4 съответства на стойността на енталпията на образуване:
г f H° (Zn 2 F 4. g, 0) = -1191,180 ± 30,0 kJ × mol -1.
Осина Е.Л. [имейл защитен]
Гусаров А.В. [имейл защитен]
Най-важното постижение на TCT е доброто обяснение на причините за определен цвят на сложните съединения. Преди да се опитаме да обясним причината за появата на цвят в сложните съединения, припомнете си, че видимата светлина е електромагнитно излъчване, чиято дължина на вълната е в диапазона от 400 до 700 nm. Енергията на това лъчение е обратно пропорционална на неговата дължина на вълната:
E = h×n = h×c/l
Енергия 162 193 206 214 244 278 300
E, kJ/mol
Дължина на вълната 760 620 580 560 490 430 400
Оказва се, че енергията на разделяне на d-ниво от кристално поле, означено със символа D, е от същия порядък като енергията на фотон от видимата светлина. Следователно комплексите на преходните метали могат да абсорбират светлина във видимата област на спектъра. Погълнатият фотон възбужда електрона от по-ниското енергийно ниво на d-орбиталите към по-високото високо ниво. Нека обясним това с примера 3+. Титанът (III) има само 1 d-електрон; комплексът има само един пик на абсорбция във видимата област на спектъра. Максимален интензитет 510 nm. Светлината с тази дължина на вълната кара d електрон да се премести от долното енергийно ниво на d орбиталите към горното. В резултат на абсорбцията на радиация молекулата на абсорбираното вещество преминава от основното състояние с минимална енергия E 1 към по-високо енергийно състояние E 2. Енергията на възбуждане се разпределя върху отделните нива на вибрационна енергия на молекулата, превръщайки се в топлинна енергия. Електронни преходи, причинени от поглъщането на строго определени кванти светлинна енергия, се характеризират с наличието на строго определени ивици на поглъщане. Освен това поглъщането на светлина се случва само в случай, че енергията на погълнатия квант съвпада с енергийната разлика DE между квантовите енергийни нива в крайното и началното състояние на поглъщащата молекула:
DE = E 2 – E 1 = h×n = h×c/l,
където h е константата на Планк; n е честотата на абсорбираната радиация; c е скоростта на светлината; l е дължината на вълната на абсорбираната светлина.
Когато проба от вещество е осветена от светлина, отразените лъчи от всички цветове, които не са абсорбирани от пробата, влизат в окото ни. Ако една проба абсорбира светлина с всички дължини на вълната, лъчите не се отразяват от нея и такъв обект ни изглежда черен. Ако пробата изобщо не абсорбира светлина, ние я възприемаме като бяла или безцветна. Ако дадена проба абсорбира всички лъчи освен оранжевия, тя изглежда оранжева. Възможен е и друг вариант - пробата може да изглежда оранжева дори когато в окото ни влязат лъчи от всички цветове с изключение на синия. Обратно, ако дадена проба абсорбира само оранжеви лъчи, тя изглежда синя. Синьото и оранжевото се наричат допълващи се цветове.
Последователност от спектрални цветове: до всеки Оловец ииска чне, Жде сотива fезан - дочервено, Одиапазон, ижълт, чзелено , Гсиньо, ссиньо , елилаво
За аква комплекс 3+ числената стойност на D калк. = 163 kJ/mol съответства на границата на видимата червена радиация, следователно водните разтвори на Fe 3+ соли са практически безцветни. Хексацианоферат (III) има D дист. = 418 kJ/mol, което съответства на абсорбция в синьо-виолетовата част на спектъра и отражение в жълто-оранжевата. Разтворите, съдържащи хексацианофератни (III) йони, са жълти с оранжев оттенък. D стойност
3+ е малък в сравнение с 3-, което отразява не много високата енергия на свързване на Fe 3+ -OH 2. Високата енергия на разцепване на 3- показва, че енергията на свързване на Fe 3+ -CN е по-голяма и следователно е необходима повече енергия за отстраняването на CN. От експериментални данни е известно, че молекулите на H 2 O в координационната сфера 3+ имат средно време на живот около 10 -2 s, а комплексът 3- изключително бавно отстранява CN - лигандите.
Нека да разгледаме няколко примера, които ни позволяват да решаваме проблеми с помощта на TCP.Пример:
транс-+ комплексният йон абсорбира светлината предимно в червената област на спектъра - 640 nm. Какъв е цветът на този комплекс?: Решение
Нека да разгледаме няколко примера, които ни позволяват да решаваме проблеми с помощта на TCP.тъй като въпросният комплекс поглъща червена светлина, цветът му трябва да е зелен, допълващ червеното.
транс-+ комплексният йон абсорбира светлината предимно в червената област на спектъра - 640 nm. Какъв е цветът на този комплекс?: йонът A1 3+ има електронна конфигурация от . Тъй като няма външни d електрони, той не е оцветен. Йонът Zn 2+ има електронна конфигурация - 3d 10. В този случай всички d-орбитали са запълнени с електрони. Орбиталите d x 2– y2 и d x 2 не могат да приемат електрон, възбуден от по-ниското енергийно ниво на орбиталите d xy , d yz , d xz. Следователно комплексът Zn 2+ също е безцветен. Йонът Co 2+ има електронна конфигурация - d 7. В този случай е възможно да се премести един d-електрон от долното енергийно ниво на d xy, d yz, d xz орбиталите към горното енергийно ниво на d x 2– y2 и d x 2 орбиталите. Следователно йонният комплекс Co 2+ е оцветен.
Нека да разгледаме няколко примера, които ни позволяват да решаваме проблеми с помощта на TCP.как да обясним защо цветът на диамагнитните комплекси 3+, 3+, 3– е оранжев, докато цветът на парамагнитните комплекси 3–, 0 е син?
транс-+ комплексният йон абсорбира светлината предимно в червената област на спектъра - 640 nm. Какъв е цветът на този комплекс?: оранжевият цвят на комплексите показва абсорбция в синьо-виолетовата част на спектъра, т.е. в областта на късата дължина на вълната. По този начин разделянето за тези комплекси е голяма стойност, което гарантира принадлежността им към нискоспинови комплекси (D>P). Електронното сдвояване (d 6 конфигурация, всичките шест електрона на t 2g подниво) се дължи на факта, че лигандите NH 3, en, NO 2 - принадлежат към дясната страна на спектрохимичната серия. Следователно, когато се комплексират, те създават силно поле. Оцветяването на втората група комплекси в синьо означава, че те абсорбират жълто-червена енергия, т.е. дълговълнова част от спектъра. Тъй като дължината на вълната, при която комплексът абсорбира светлина, определя количеството на разделяне, можем да кажем, че стойността на D в този случай е относително малка (D<Р). Это и понятно: лиганды F – и H 2 O находятся в левой части спектрохимического ряда и образуют слабое поле. Поэтому энергии расщепления D в данном случае недостаточно для спаривания электронов кобальта (III) и электронная конфигурация в этом случае - t 4 2g ,е 2 g , а не t 6 2g e 0 g .
Нека да разгледаме няколко примера, които ни позволяват да решаваме проблеми с помощта на TCP.използвайки теорията на кристалното поле, обяснете защо комплексният йон е безцветен във воден разтвор, а 2 е оцветен в зелено?
Решение : комплекс - образува се от медния катион Cu + с електронна конфигурация 3d 10 4s 0, всички d-орбитали са запълнени, преносът на електрони е невъзможен, поради което разтворът не е оцветен. Комплекс 2- се образува от Cu 2+ катиона, чиято електронна конфигурация е 3d 9 4s 0, следователно има празно място на d– подниво. Преходът на електрони при абсорбция на светлина на d-подниво определя цвета на комплекса. Медните (C) водни комплекси имат син цвят във воден разтвор; въвеждането на хлоридни йони във вътрешната сфера на комплекса води до образуването на комплекс със смесени лиганди, което кара разтвора да промени цвета си в зелено.
Пример: Използвайки метода на валентната връзка, като вземете предвид теорията на кристалното поле, определете вида на хибридизацията на централния атом и предскажете геометричната форма на комплексите:
- + -
транс-+ комплексният йон абсорбира светлината предимно в червената област на спектъра - 640 nm. Какъв е цветът на този комплекс?: Нека измежду посочените комплекси изберем съединенията, образувани от Е+, това са:
+ - 3-
- + .
Химическата връзка в тези комплекси се образува по донорно-акцепторен механизъм; донорите на електрони са лиганди: амонячни молекули и цианидни йони (монодентатни лиганди) и тиосулфатни йони (бидентатни лиганди). Акцепторът на електрони е катионът E +. Електронна конфигурация (n-1)d 10 ns 0 np 0 . При образуването на две връзки с монодентатни лиганди участват външни ns- и np-орбитали, типът на хибридизация на централния атом е sp, геометричната форма на комплексите е линейна, няма несдвоени електрони, йонът е диамагнитен . Когато се образуват четири донорно-акцепторни връзки с бидентен лиганд, една s-орбитала и три p-орбитали на централния атом участват в MBC, типът на хибридизацията е sp 3, геометричната форма на комплекса е тетраедрична, има няма несдвоени електрони.
Втора група комплекси:
- - - 3+
образуван от златен (III) йон, чиято електронна конфигурация е 5d 8 6s 0. Лигандите, участващи в образуването на комплекси, могат да бъдат разделени, в съответствие със спектрохимичната серия от лиганди, на слаби: хлоридни и бромидни йони и силни: амонячни и цианидни йони. В съответствие с правилото на Хунд има два несдвоени електрона в 5d орбиталите и те се запазват по време на образуването на донорно-акцепторни връзки с лиганди със слабо поле. За да образува връзки, златният катион осигурява една 6s и три 6p орбитали. Тип хибридизация на централния sp 3 атом. Пространствената структура на комплексния йон е тетраедрична. Има два несдвоени електрона, комплексът е парамагнитен.
Под въздействието на силни полеви лиганди, електроните на златния (III) йон се сдвояват с освобождаването на една 5d орбитала. Една 5d-, една 6s- и две 6p-орбитали на централния атом участват в образуването на четири донорно-акцепторни връзки. Хибридизация тип dsp 2. Това води до равнинна квадратна структура на комплексния йон. Няма несдвоени електрони, комплексите са диамагнитни.
Цветът на разтвора на комплекс зависи от неговия състав, структура и се определя от дължината на вълната l max, съответстваща на максимума на лентата на поглъщане, интензитета на лентата, който зависи от това дали квантово-химичният съответен електронен преход е забранен , и размиването на лентата на поглъщане, което зависи от редица параметри, като електронната структура на комплекса, интензивността на топлинното движение в системата, степента на изкривяване на правилната геометрична форма на координационния полиедър и др.
Пример 1. Определете заряда на комплексообразователя в съединението NO 2.
Дайте име на тази връзка.
Решение Външната сфера на CS се състои от един NO анион, следователно зарядът на цялата вътрешна сфера е +1, т.е. +. Вътрешната сфера съдържа две групи лиганди NH3 и Cl –. Степента на окисляване на комплексообразователя се означава с X
1 = 1Външната сфера на CS се състои от един NO анион, следователно зарядът на цялата вътрешна сфера е +1, т.е. +. Вътрешната сфера съдържа две групи лиганди NH3 и Cl –. Степента на окисляване на комплексообразователя се означава си реши уравнението Външната сфера на CS се състои от един NO анион, следователно зарядът на цялата вътрешна сфера е +1, т.е. +. Вътрешната сфера съдържа две групи лиганди NH3 и Cl –. Степента на окисляване на комплексообразователя се означава с = +1.
+ 0·4 + 2·(–1). Оттук
Следователно CS е сложен катион. Име на съединението: кобалтов дихлоротетраамин нитрит (+1).Пример 2
Дайте име на тази връзка.
. Защо + йонът има линейна структура?
1 = 1Външната сфера на CS се състои от един NO анион, следователно зарядът на цялата вътрешна сфера е +1, т.е. +. Вътрешната сфера съдържа две групи лиганди NH3 и Cl –. Степента на окисляване на комплексообразователя се означава сОпределете заряда на комплексообразователя в даден комплексен йон Външната сфера на CS се състои от един NO анион, следователно зарядът на цялата вътрешна сфера е +1, т.е. +. Вътрешната сфера съдържа две групи лиганди NH3 и Cl –. Степента на окисляване на комплексообразователя се означава с = +1.
+ 0·2. Оттук d 10 4Електронната структура на валентните поднива на Cu + йона съответства на конфигурация 3 0 4s r d 0 . От 3 Електронната структура на валентните поднива на Cu + йона съответства на конфигурация 3– поднивото не съдържа свободни места, тогава едно 4 и едно 4стр орбитали, които се хибридизират по тип sp
. Този тип хибридизация (виж таблица 1) съответства на линейната структура на комплекса.Пример 3
Дайте име на тази връзка.
. Определете вида на хибридизацията на централния йон AO и геометричната структура на комплекс 2–. d 10 6Електронната структура на валентните поднива на Cu + йона съответства на конфигурация 3 0 6sЕлектронна конфигурация на централния йон Hg 2+: 5
0, а електронната графична схема може да бъде представена по следния начин Електронната структура на валентните поднива на Cu + йона съответства на конфигурация 3Химическата връзка се образува съгласно донорно-акцепторния механизъм, където всеки от четирите донорни лиганда (Cl – йони) осигурява една несподелена електронна двойка (пунктирани стрелки), а комплексообразувателят (Hg 2+ йон) осигурява свободен АО: едно 6 и едно 4и три 6
АД
Така в този сложен йон се извършва sp3хибридизация на ao, в резултат на което връзките са насочени към върховете на тетраедъра и 2– йонът има тетраедрична структура.Пример 4
Дайте име на тази връзка.
. Начертайте енергийна диаграма за образуване на връзки в комплекс 3– и посочете типа хибридизация на орбиталите на централния атом. Какви магнитни свойства има комплексът? d 5 4Електронната структура на валентните поднива на Cu + йона съответства на конфигурация 3 0 4и едно 4 0 4d 0 . Шест монодентатни лиганда CN - създават силно октаедрично поле и образуват шест σ-връзки, осигуряващи несподелени двойки електрони на въглеродния атом към свободния АО на комплексообразуващия агент Fe 3+, докато дегенерацията на АО 3 се отстранява dподниво на комплексообразувател. Енергийната схема на комплекса изглежда така
д 
dγ серия
Fe 3+ :…3 d 5
dε серия
Пет 3 d-електроните са напълно разпределени в орбитали 3 dε серия, тъй като енергията на разделяне, която възниква по време на взаимодействие с лиганди с високо поле, се оказва достатъчна за максимално електронно сдвояване. Наличен 3 d, 4Електронната структура на валентните поднива на Cu + йона съответства на конфигурация 3и 4 п–орбиталите са изложени d 2 sp 3-хибридизация и определяне на октаедричната структура на комплекса. Комплексът е парамагнитен, т.к има един несдвоен електрон
d 2 sp 3
Пример 5. Начертайте енергийна диаграма за образуване на връзки в комплекса - и посочете вида на хибридизацията.
Дайте име на тази връзка.
Електронна формула Cr 3+: …3 d 3 4Електронната структура на валентните поднива на Cu + йона съответства на конфигурация 3 0 4и едно 4 0 4d 0 . Монодентатни лиганди F – образуват четири σ връзки, са лиганди със слабо поле и създават тетраедрично поле
д 
dε серия
dγ серия
Безплатни две 3 d, едно 4 Електронната структура на валентните поднива на Cu + йона съответства на конфигурация 3– поднивото не съдържа свободни места, тогава едно 4 sАО комплексообразуващите агенти хибридизират според типа d 2 sp, в резултат на което се образува парамагнитен комплекс с тетраедрична конфигурация.
Пример 6. Обяснете защо йон 3 е парамагнитен, а йон 3 е диамагнитен.
Дайте име на тази връзка.
Електронна формула на комплексообразователя Co 3+: ...3 d 6. В октаедричното поле на F – лигандите (лиганд със слабо поле) се получава леко разцепване г–подниво, следователно електроните запълват АО в съответствие с правилото на Хунд (виж Фиг. 3). В този случай има четири несдвоени електрона, така че йонът е 3– парамагнитен. Когато йонът 3– се образува с участието на лиганд с високо поле (CN– йон), енергията на разделяне г–подниво ще бъде толкова значително, че ще надхвърли енергията на междуелектронно отблъскване на сдвоени електрони. Електроните ще запълнят AO на йона Co 3+ в нарушение на правилото на Хунд (виж Фиг. 4). В този случай всички електрони са сдвоени, а самият йон е диамагнитен.
Пример 7За йона 3+ енергията на разделяне е 167,2 kJ mol –1. Какъв е цветът на съединенията на хром (III) във водни разтвори?
Дайте име на тази връзка.
За да определим цвета на дадено вещество, ние определяме дължината на вълната, при която се абсорбира светлината
или nm.
Така йонът 3+ абсорбира светлина в червената част на спектъра, което съответства на цвета на хромното съединение (III), което е зелено.
Пример 8. Определете дали ще се образува утайка от сребърен (I) сулфид при температура 25°C, ако смесите равни обеми от 0,001 М разтвор - съдържащ лиганда със същото име CN - с концентрация 0,12 mol/dm 3, и разтвор на утаяващия йон S 2 - с концентрация 3,5·10 –3 М.
Дайте име на тази връзка.
Процесът на дисоциация за даден йон може да бъде представен чрез диаграмата
– ↔ Ag + + 2CN – ,
и процесът на отлагане може да бъде написан по следния начин
2Ag + + S 2– ↔ Ag 2 S.
За да се определи дали ще се образува утайка, е необходимо да се изчисли произведението на разтворимост на сребърен сулфид PR(Ag 2 S) по формулата
За да определим концентрацията на сребърни йони, записваме израза за константата на нестабилност на комплексния йон
. 
Оттук Използвайки справочника, избираме стойността на константата на нестабилност на комплекса - (ДО
гнездо = 1·10 -21). Тогава
mol/dm 3 .
Нека изчислим произведението на разтворимостта на получената утайка< ПР расчет, то из данного раствора осадок выпадает, так как соблюдается условие выпадения осадка.
Използвайки справочника, избираме табличната стойност на произведението на разтворимостта на сребърен сулфид (PR(Ag 2 S) tab = 5,7·10 –51) и я сравняваме с изчислената. Тъй като PR масаПример 9
Дайте име на тази връзка.
. Изчислете концентрацията на цинкови йони в разтвор на натриев тетрацианоцинкат с концентрация 0,3 mol/dm 3 с излишък от цианидни йони в разтвора, равен на 0,01 mol/dm 3.
Първичната дисоциация протича почти напълно по схемата
Na 2 → 2Na 2+ + 2–
Вторичната дисоциация следва уравнението
2– ↔ Zn 2+ + 4CN –
. 
Нека запишем израза за константата на нестабилност за този процес Използвайки справочника, избираме стойността на константата на нестабилност на комплекса - (Използвайки справочника, намираме стойността на константата на нестабилност на даден йон (
гнездо = 1·10 -21). Тогава
Трябва да активирате JavaScript, за да стартирате това приложение.Електронна конфигурация на атом
е формула, показваща разположението на електроните в атома по нива и поднива. След като изучите статията, ще научите къде и как се намират електроните, ще се запознаете с квантовите числа и ще можете да конструирате електронната конфигурация на атома по неговия номер; в края на статията има таблица с елементи.
Защо да изучаваме електронната конфигурация на елементите? Атомите са като строителен комплект: има определен брой части, те се различават една от друга, но две части от един и същи вид са абсолютно еднакви. Но този конструктор е много по-интересен от пластмасовия и ето защо.се превръща във вода, когато е близо до натрий, се превръща в газ, а когато е близо до желязо, напълно го превръща в ръжда.
За да се отговори на въпроса защо това се случва и да се предвиди поведението на един атом до друг, е необходимо да се проучи електронната конфигурация, която ще бъде разгледана по-долу.
Колко електрона има в един атом?
Атомът се състои от ядро и електрони, въртящи се около него; ядрото се състои от протони и неутрони. В неутрално състояние всеки атом има същия брой електрони като броя на протоните в ядрото му. Броят на протоните се обозначава с атомния номер на елемента, например сярата има 16 протона - 16-ият елемент от периодичната таблица. Златото има 79 протона - 79-ият елемент от периодичната система. Съответно сярата има 16 електрона в неутрално състояние, а златото има 79 електрона.
Къде да търся електрон?
- Чрез наблюдение на поведението на електрона са изведени определени модели, те са описани с квантови числа, общо четири:
- Главно квантово число
- Орбитално квантово число
- Магнитно квантово число
Спиново квантово число
Орбитален
Освен това, вместо думата орбита, ще използваме термина „орбитала“; орбитала е вълновата функция на електрона; това е областта, в която електронът прекарва 90% от времето си.
N - ниво
L - черупка
M l - орбитален номер
M s - първи или втори електрон в орбиталата
Орбитално квантово число l
В резултат на изучаването на електронния облак те установиха, че в зависимост от енергийното ниво облакът приема четири основни форми: топка, дъмбели и две други, по-сложни.
По ред на нарастване на енергията тези форми се наричат s-, p-, d- и f-обвивка.
Всяка от тези черупки може да има 1 (на s), 3 (на p), 5 (на d) и 7 (на f) орбитали. Орбиталното квантово число е обвивката, в която се намират орбиталите. Орбиталното квантово число за s, p, d и f орбиталите приема стойности съответно 0, 1, 2 или 3.
На s-обвивката има една орбитала (L=0) - два електрона
На p-обвивката (L=1) има три орбитали - шест електрона
Има пет орбитали на d-обвивката (L=2) - десет електрона
На f-обвивката (L=3) има седем орбитали - четиринадесет електрона
Помислете за d-обвивката:
D-обвивката съответства на стойността L=2, т.е. пет орбитали (-2,-1,0,1 и 2), първите пет електрона запълват обвивката, приемайки стойностите M l =-2, M l =-1, Ml =0, Ml =1, Ml =2.
Спиново квантово число m s
Спинът е посоката на въртене на електрона около неговата ос, има две посоки, така че квантовото число на спина има две стойности: +1/2 и -1/2. Едно енергийно подниво може да съдържа само два електрона с противоположни спинове. Спиновото квантово число се означава с m s
Главно квантово число n
Основното квантово число е енергийното ниво; в момента са известни седем енергийни нива, всяко обозначено с арабска цифра: 1,2,3,...7. Броят на черупките на всяко ниво е равен на номера на нивото: има една черупка на първото ниво, две на второто и т.н.
Електронно число
И така, всеки електрон може да бъде описан с четири квантови числа, комбинацията от тези числа е уникална за всяка позиция на електрона, вземете първия електрон, най-ниското енергийно ниво е N = 1, на първото ниво има една обвивка, първата обвивка на всяко ниво има формата на топка (s -shell), т.е. L=0, магнитното квантово число може да приеме само една стойност, M l =0 и спинът ще бъде равен на +1/2.
