Определение типа гибридизации АО центрального атома комплексных иона

Задача 745. 
Почему бесцветны ионы Аg⁺ и Zn²⁺?
Решение: 
Ион серебра Ag⁺ имеет электронную конфигурацию (… 4d¹⁰). Все 4d – орбитали заполнены, и переход электронов с  на  на подуровень невозможен. Ион цинка Zn²⁺ имеет электронную конфигурацию (… 3d¹⁰). Все 3d-орбитали заполнены, и переход электронов с на  подуровень тоже невозможен, что можно представить в виде схемы:

Поэтому ионы серебра и цинка не имеют окраски в водных растворах.

Задача 746.
Какой тип гибридизации АО центрального атома реализуется в ионе [Fe(F)₆]^4-, если значение магнитного момента этого иона свидетельствует о наличии в нем четырех неспаренных электронов?
Решение:
Электронная конфигурация иона Fe²⁺  (…3s²3p63d⁶). Графическая схема заполнения электронами валентных орбиталей, в соответствии с правилом Хунда, будет иметь вид:

Ион [Fe(F)₆]^4- парамагнитен так как на 3d – орбиталях содержатся неспаренные электроны, а акцепторные орбитали (эти орбитали обозначены крестиком) служат одна 4s- и три 4р – орбитали иона Fe²⁺:

Таким образом, образование иона [Fe(F)₆]^4-  сопровождается sp³ – гибридизацией АО железа. Пространственная структура этого иона – тетраэдр.

Задача 747. 
Ион [Ni(NH₃)₆]²⁺ парамагнитен. Определить тип гибридизации АО иона Ni²⁺.
Решение:
Электронная конфигурация иона Ni²⁺  (…3s²3p⁶3d⁸). Графическая схема заполнения электронами валентных орбиталей, в соответствии с правилом Хунда, будет иметь вид:

Ион [Ni(NH₃)₆]²⁺ парамагнитен так как на 3d – орбиталях содержатся неспаренные электроны, а акцепторные орбитали (эти орбитали обозначены крестиком) служат одна 4s- и три 4р – орбитали иона Fe²⁺:

Таким образом, образование иона [Ni(NH₃)₆]²⁺ сопровождается sp³ – гибридизацией АО железа. Пространственная структура этого иона – тетраэдр.

Задача 748. 
Ион [Fe(CN)₆]^4- диамагнитен. Доказать тип гибридизации АО иона Fe²⁺.
Решение:
На 3d – подуровне иона Fe²⁺ находятся шесть электронов, из них четыре неспаренных:

Лиганд сильного поля (СN) при образовании иона [Fe(CN)₆]^4-  вызывает значительное расщепление d – подуровня и энергия расщепления столь значительна, что превысит энергию межэлектронного отталкивания спаренных электронов. В этом случае энергетически наиболее выгодно размещение всех шести электронов d – орбитали на  — подуровне в соответствии со схемой:

В результате в ионе [Fe(CN)₆]^4- все электроны оказываются спаренными, сам ион — диамагнитен. Электронная конфигурация иона Fe²⁺  (…3s²3p⁶3d⁶). Графическая схема заполнения электронами валентных орбиталей, в соответствии с правилом Хунда, будет иметь вид:

Ион [Fe(CN)₆]^4- диамагнитен так как на трёх 3d – орбиталях происходит спаривание шести электронов и освобождение двух d- орбиталей.  Акцепторные орбитали (эти орбитали обозначены крестиком) служат одна 4s- и три 4р – орбитали и две 3d — орбитали иона Fe²⁺:

Таким образом, образование иона [Fe(CN)₆]^4- сопровождается d²sp³ – гибридизацией АО железа. Пространственная структура этого иона – октаэдр.

Задача 749.
Какова пространственная структура иона [Cu(NH₃)₄]²⁺ Каковы магнитные свойства этого иона?
Решение:
На 3d – подуровне иона Cu²⁺ находятся девять электронов, из них один неспаренный:

Лиганд сильного поля (NH₃) при образовании иона [Cu(NH₃)₄]²⁺ вызывает значительное расщепление d – подуровня и энергия расщепления столь значительна, что превысит энергию межэлектронного отталкивания спаренных электронов. В этом случае энергетически наиболее выгодно размещение шести электронов d – орбитали на  — подуровне и трёх электронов на  в соответствии со схемой:

В результате в ионе [Cu(NH₃)₄]²⁺ содержится восемь спаренных электронов и один неспаренный, который и сообщает парамагнитные свойства. Электронная конфигурация иона Cu²⁺ (…3s²3p⁶3d⁹). Графическая схема заполнения электронами валентных орбиталей, в соответствии с правилом Хунда, будет иметь вид:

Ион [Cu(NH₃)₄]²⁺ парамагнитен, следовательно, в нём сохраняется один неспаренный электрон на d – подуровне, а акцепторные орбитали (эти орбитали обозначены крестиком) служат одна 4s- и три 4р – орбитали иона Cu²⁺:

Таким образом, образование иона [Cu(NH₃)₄]²⁺ сопровождается sp³ – гибридизацией АО меди. Пространственная структура этого иона – тетраэдр.

Ответ: Тетраэдр, парамагнитен.