Парамагнитные и диамагнитные комплексные ионы | Задачи 755 — 756

Определение парамагнитных и диамагнитных свойств комплексных ионов

 

 

Задача 755. 

Какие из перечисленных ионов парамагнитны:

а) [Fe(CN)6]3-;  б) [Fe(CN)6]4-; в) [Co(H2O)6]2+;  г) [Co(H2O)6]3+; .
Потому что: 1) лиганд создает сильное поле, и шесть d-электронов заполняют три орбитали — подуровня; 2) лиганд содает слабое поле, и все орбитали заполняются в соответствии с правилом Хунда; 3) центральный ион содержит нечетное число электронов.
Решение:
а) [Fe(CN)6]3-. На 3d-подуровне иона Fe3+ находятся пять электронов и все они не спаренные:

В октаэдрическом поле лигандов происходит расщепление d-подуровня. В случае [Fe(CN)6]3- лиганд сильного поля (ион CN) вызывает значительное расщепление d-подуровня и значение (энергия расщепления d-подуровня) будет столь значительно, что превысит энергию межэлектронного отталкивания спаренных электронов. В данном случае энергетически наиболее выгодно расположение всех пяти  электронов на -подуровне в соответствии со схемой:

В результате в ионе [Fe(CN)6]3-  содержится один неспаренный электрон, сообщающий ему парамагнитные свойства. 

б) б) [Fe(CN)6]4-. На 3d-подуровне иона Fe2+ находятся шесть электронов из них четыре неспаренные:

В октаэдрическом поле лигандов происходит расщепление d-подуровня. В случае [Fe(CN)6]4-лиганд сильного поля (ион CN) вызывает значительное расщепление d-подуровня и значение (энергия расщепления d-подуровня) будет столь значительно, что превысит энергию межэлектронного отталкивания спаренных электронов. В данном случае энергетически наиболее выгодно расположение всех шести электронов на  -подуровне в соответствии со схемой: 

В результате в ионе [Fe(CN)6]4-  не содержится неспаренных электронов, поэтому ион диамагнитен.

в) [Co(H2O)6]2+. На 3d-подуровне иона Со2+ находятся семь  электронов из них три неспаренных:

В октаэдрическом поле лигандов происходит расщепление d-подуровня. В случае [Co(H2O)6]2+  лиганд сильного поля (Н2О) вызывает значительное расщепление d-подуровня и значение (энергия расщепления d-подуровня) будет столь значительно, что превысит энергию межэлектронного отталкивания спаренных электронов. В данном случае энергетически наиболее выгодно расположение шести электронов на   -подуровне  и одного на -подуровне в соответствии со схемой:

В результате в ионе [Co(H2O)6]2+ содержится один неспаренных электрон, сообщающий ему парамагнитные свойства.

г) [Co(H2O)6]3+. На 3d-подуровне иона Со3+ находятся шесть электронов из них четыре неспаренные:

В октаэдрическом поле лигандов происходит расщепление d-подуровня. В случае [Co(H2O)6]3+ лиганд сильного поля (Н2О) вызывает значительное расщепление d-подуровня и значение (энергия расщепления d-подуровня) будет столь значительно, что превысит энергию межэлектронного отталкивания спаренных электронов. В данном случае энергетически наиболее выгодно расположение всех шести электронов на -подуровне в соответствии со схемой:

В результате в ионе [Co(H2O)6]3+ не содержится неспаренных электронов, поэтому ион диамагнитен.

 д) д) [Fe(F)6]4-. На 3d-подуровне иона Fe2+ находятся шесть электронов из них четыре неспаренные:

В октаэдрическом поле лигандов происходит расщепление d-подуровня. В случае д) [Fe(F)6]4- лиганд слабого поля (ион F-) вызывает незначительное расщепление d-подуровня и значение (энергия расщепления d-подуровня) будет столь мало, что не превысит энергию межэлектронного отталкивания спаренных электронов, поэтому d-орбитали заполняются в соответствии с правилом Хунда сообразно схеме:   

В результате в ионе д) [Fe(F)6]4- содержится четыре неспаренных электронов, поэтому ион парамагнитен.

Ответ: а3; в3; г2; д2.


Задача 756. 
Одинакова ли пространственная структура диамагнитного иона [NiCl4]2- и парамагнитного иона [PdCl4]2-:
а) одинакова; б) неодинакова? Потому что: 1) электронная конфигурация валентных орбиталей центральных ионов выражается общей формулой  nd8; 2)  — связи образуются при участии неодинаковых акцепторных орбиталей сравниваемых центральных ионов.
Решение:
а) [NiCl4]2-. Электронная конфигурация иона Ni2+ (…3s23p63d8). Графическая схема заполнения электронами валентных орбиталей в соответствии с правилом Хунда имеет вид:

Ион [NiCl4]2- диамагнитен, следовательно, в нём сохраняются только спаренные электроны на 3d-подуровне, а акцепторными орбиталями (эти орбитали обозначены крестиком) служат одна 4s- и три 4р-орбитали иона Ni2+:

Таким образом, образование иона  [NiCl4]2- сопровождается dsp2 – гибридизацией АО никеля. Пространственная структура этого иона – тетраэдр.

б)  [PdCl4]2-. Электронная конфигурация иона Рd2+ (…3s23p63d8). Графическая схема заполнения электронами валентных орбиталей в соответствии с правилом Хунда имеет вид:

Ион  [PdCl4]2- парамагнитен, следовательно, в нём сохраняются неспаренные электроны на 4d-подуровне, а акцепторными орбиталями (эти орбитали обозначены крестиком) служат одна 5s- и три 5р-орбитали иона Pd2+:

Таким образом, образование иона  [PdCl4]2- сопровождается sp3 – гибридизацией АО палладия. Пространственная структура этого иона – плоский квадрат.

Ответ: б2).


🌟 Видео

Диа- и парамагнетики в неоднородном полеСкачать

Диа- и парамагнетики в неоднородном поле

Урок 289. Магнитное поле в веществе. Магнитная проницаемость. Диа-, пара- и ферромагнетикиСкачать

Урок 289. Магнитное поле в веществе. Магнитная проницаемость. Диа-, пара- и ферромагнетики

Диамагнетики и парамагнетикиСкачать

Диамагнетики и парамагнетики

Урок 285. Задачи на электромагнитную индукцию - 2Скачать

Урок 285. Задачи на электромагнитную индукцию - 2

Индукция магнитного поля | Физика 9 класс #37 | ИнфоурокСкачать

Индукция магнитного поля | Физика 9 класс #37 | Инфоурок

Урок 284. Задачи на электромагнитную индукцию - 1Скачать

Урок 284. Задачи на электромагнитную индукцию - 1

Урок 291. Задачи на электромагнитную индукцию - 4Скачать

Урок 291. Задачи на электромагнитную индукцию - 4

Магнитные свойства вещества, Киевнаучфильм, 1980Скачать

Магнитные свойства вещества, Киевнаучфильм, 1980

Урок 452. Задачи на гипотезу де Бройля - 1Скачать

Урок 452. Задачи на гипотезу де Бройля - 1

#8 РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ. Энергия магнитного поля.Скачать

#8 РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ. Энергия магнитного поля.

Магнитное поле. Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии | Физика 8 класс #22 | ИнфоурокСкачать

Магнитное поле. Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии | Физика 8 класс #22 | Инфоурок

Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов | Физика 8 класс #24 | ИнфоурокСкачать

Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов | Физика 8 класс #24 | Инфоурок

Урок 268. Задачи на мощность тока и КПДСкачать

Урок 268. Задачи на мощность тока и КПД

Урок 352. Задачи на электромагнитную индукцию (повторение)Скачать

Урок 352. Задачи на электромагнитную индукцию (повторение)

Задачи на монотонность функцииСкачать

Задачи на монотонность функции

Магнитное поле. 10 класс.Скачать

Магнитное поле. 10 класс.

Урок 170 (осн). Магнитное поле. Линии магнитного поляСкачать

Урок 170 (осн). Магнитное поле. Линии магнитного поля

Магнитные свойства вещества. Электроизмерительные приборыСкачать

Магнитные свойства вещества. Электроизмерительные приборы
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии