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

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

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

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

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

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.

Химия 9 класс : Соединения железаСкачать

Химия 9 класс : Соединения железа

Лекция 9. Карбонильные соединенияСкачать

Лекция 9. Карбонильные соединения

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

Железо. Нахождение в природе. Свойства железа. 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.)

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

Диаграмма сплавов Железо углерод ЛекцияСкачать

Диаграмма сплавов Железо углерод Лекция

Диаграмма состояния сплавов системы «железо-углерод»Скачать

Диаграмма состояния сплавов системы «железо-углерод»

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

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

Лекция 5.4. Применение оксида железа в наномедицине | Николай ШимановскийСкачать

Лекция 5.4. Применение оксида железа в наномедицине | Николай Шимановский

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

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

Определение расстояния по угловой величинеСкачать

Определение расстояния по угловой величине

Получение комплексных соединенийСкачать

Получение комплексных соединений

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