Карбонильные соединения железа и никеля. Задачи 1128 — 1129

Каковы особенности электронного строения карбонильных соединений железа и никеля

 

Карбонил железа, карбонил никеля

 

 

Задача 1128. 
Описать электронное строение карбонильных соединений железа и никеля. Для чего применяются эти соединения?
Решение:
Оксид углерода(II) соединяется со многими металлами, образуя карбонилы металлов, например, карбонил железа Fe(CO)5, карбонил никеля Ni(CO)4. Эти два вещества представляют собой летучие, весьма ядовитые жидкости. Большинство карбонилов металлов — кристаллические вещества. Применяются для получения чистых металлов. Подлежащий очистке металл, например, никель нагревают в атмосфере СО, находящегося под давлением около 20 МПа. При этом никель взаимодействует с СО, образуя летучий тетракарбонил никеля Ni(CO)4 (температура кипения 42 0С); содержащиеся в исходном металле примеси в такого рода реакцию не вступают. Образовавшийся Ni(CO)4 отгоняют, а затем нагревают до более высокой температуры. В результате карбонил разрушается с выделением чистого металла в осадке и газообразного СО. При очистке железа аналогичным образом осуществляется процесс синтеза карбонила железа Fe(CO)5 (105 0С). Карбонилы являются катализаторами важных химических реакций. Наибольшее значение имеют карбонилы никеля, кобальта и железа.

Химические связи в молекулах карбонилов металлов образованы по донорно-акцепторному механизму за счёт неспаренных электронных пар молекулы СО и свободных орбиталей возбуждённого атома металла.  Например, у возбуждённого атома железа имеются пять незанятых орбиталей:

Поэтому молекула карбонила железа имеет состав, отвечающий формуле Fe(CO)5.

У возбуждённого атома никеля имеются четыре незанятых орбиталей:

Поэтому молекула карбонила никеля имеет состав, отвечающей формуле Ni(CO)4.
 


Окислительно-восстановительные свойства железа, кобальта, никеля

Задача 1129. 
Как изменяется устойчивость к окислению в ряду Fe(II) — Со(II) — Ni(II)? Как изменяется окислительная способность в ряду Fe(III) — Сo(III) — Ni (III)?
Решение:
а) Устойчивость к окислению в ряду Fe(II) — Со(II) — Ni(II) при переходе от железа к никелю увеличивается. Соединения железа(II) обладают восстановительными свойствами и малой устойчивостью из-за склонности к переходу в соединения железа(III) с более устойчивой степенью окисления. В связи с этим гидроксид железа(II) уже на воздухе быстро окисляется, превращаясь в красновато-коричневый осадок Fe(OH)3. В присутствии окислителей (пероксида водорода, гипохлоридов или хлора) окисление происходит мгновенно. Соединения Со(II) и Ni(II) более устойчивы. Гидроксид Со(OH)2 медленно окисляется на воздухе, быстрее под действием окислителей. Гидроксид никеля(II) окисляется только под действием сильных окислителей. Это можно объяснить тем, что с увеличением порядковых номеров элементов в триаде, с увеличением зарядов ядер атомов и числа электронов, усиливается притяжение электронов к ядру, что приводит к уменьшению радиусов ионов  в ряду Fe(II) — Со(II) — Ni(II). При уменьшении радиусов ионов усиливается устойчивость к окислению.

б) Окислительная способность в ряду Fe(III) — Сo(III) — Ni (III) усиливается. В степени окисления +3 из элементов семейства железа наиболее устойчивы соединения железа. Из-

Известно небольшое число простых соединений Со(III) и Ni(III), так как они относительно неустойчивы, проявляют окислительные свойства, легко гидролизуются. Это можно объяснить тем, что с увеличением порядковых номеров элементов в триаде, с увеличением зарядов ядер атомов и числа электронов, усиливается притяжение электронов к ядру, что приводит к уменьшению радиусов ионов  в ряду Fe(III) — Сo(III) — Ni (III). При уменьшении радиусов ионов с одинаковыми зарядами усиливается способность к присоединению электронов. 


🌟 Видео

карбонильные соединения. часть 1Скачать

карбонильные соединения. часть 1

10 класс § 47 "Карбонильные соединения: номенклатура, изомерия, реакции присоединения"Скачать

10 класс § 47 "Карбонильные соединения: номенклатура, изомерия, реакции присоединения"

Строение и номенклатура карбонильных соединений. 1 часть. 11 класс.Скачать

Строение и номенклатура карбонильных соединений. 1 часть. 11 класс.

Лекция 9. Карбонильные соединенияСкачать

Лекция 9. Карбонильные соединения

Определение формулы органических соединений. 1 часть. Практическая часть - решение задачи. 9 класс.Скачать

Определение формулы органических соединений. 1 часть. Практическая часть - решение задачи. 9 класс.

Железо. Нахождение в природе. Свойства железа. Соединения железа.Скачать

Железо. Нахождение в природе. Свойства железа. Соединения железа.

Химия 9 класс : Соединения железаСкачать

Химия 9 класс : Соединения железа

Химия 9 класс (Урок№26 - Железо. Нахождение в природе. Свойства железа. Соединения железа.)Скачать

Химия 9 класс (Урок№26 - Железо. Нахождение в природе. Свойства железа. Соединения железа.)

Диаграмма состояния сплавов системы «железо-углерод»Скачать

Диаграмма состояния сплавов системы «железо-углерод»

Диаграмма сплавов Железо углерод ЛекцияСкачать

Диаграмма сплавов Железо углерод Лекция

Задачи по химии с использованием стехиометрических схемСкачать

Задачи по химии с использованием стехиометрических схем

Технологический институт - гальванический элемент, электролиз, коррозия. Задачи.Скачать

Технологический институт -  гальванический элемент, электролиз, коррозия. Задачи.

Урок 301. Задачи на электролиз - 2Скачать

Урок 301. Задачи на электролиз - 2

Определение расстояния по угловой величинеСкачать

Определение расстояния по угловой величине

Получение комплексных соединенийСкачать

Получение комплексных соединений

Задачи на гальванический элемент. Продукты в ОВР. Ч.5-4.Скачать

Задачи на гальванический элемент. Продукты в ОВР. Ч.5-4.

Химия 11 класс (Урок№15 - Свойства оксидов неметаллов. Водородные соединения неметаллов.)Скачать

Химия 11 класс (Урок№15 - Свойства оксидов неметаллов. Водородные соединения неметаллов.)

Лекция 5.4. Применение оксида железа в наномедицине | Николай ШимановскийСкачать

Лекция 5.4. Применение оксида железа в наномедицине | Николай Шимановский

Фотоколориметрический метод определения концентрации ионов железаСкачать

Фотоколориметрический метод определения концентрации ионов железа

#1 Сила Кулона + РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ. Закон Кулона на примерах.Скачать

#1 Сила Кулона + РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ. Закон Кулона на примерах.
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии