Особенности строения, свойства и номенклатура комплексных соединений

Задача 182.
Для приведенных формул комплексных соединений: [Pt(NH₃)₄Br₂]Cl₂, [Ni(NH₃)₆]₂[Fe(CN)₆].
а) укажите внутреннюю и внешнюю координационные сферы, комплексообразователь и лиганды;
б) определите заряд комплекса, степень окисления и координационное число комплексообразователя;
в) классифицируйте соединения;
г) приведите названия;
д) напишите уравнения первичной и вторичной диссоциации и выражения констант
равновесия.
Решение:
1. [Pt(NH₃)₄Br₂]Cl₂
а) внутрення сфера — [Pt(NH₃)₄Br₂]²⁺, внешня координационная сфера — 2Сl^—;
б) заряд комплекса (2+), степень окисления Pt (+4)  и координационное число комплексообразователя (6);
в) катионная комплексная соль;
г) дибромотетраамминплатина(IV)хлорид или хлорид дибромоететраамминплатины (IV);
д) уравнение первичной диссоциации:

[Pt(NH₃)₄Br₂]Cl₂ = [Pt(NH₃)₄Br₂]²⁺ + 2Сl^—

уравнение вторичной диссоциации:

[Pt(NH₃)₄Br₂]²⁺ = Pt + 4NH₃ + 2Br^—

выражение константы равновесия:

 Кн = [Pt⁴⁺][NH₃]₄[Br^—]2/[[Pt(NH₃)₄Br₂]²⁺].

Видео:Комплексные соединения. 1 часть. 11 класс.Скачать

2. [Ni(NH₃)₆]₂[Fe(CN)₆]

а) внутрення сфера — [Fe(CN)₆]^4-, внутренняя (внешня) координационная сфера — 2[Ni(NH₃)₆]²⁺;
б) заряд комплексного аниона (4-), степень окисления Fe (+2) и координационное число комплексообразователя (6); заряд комплексного катиона (2+), степень окисления Ni (+2) и координационное число комплексообразователя (6);
в) двойной (ион-катионный) комплекс;
г) гексацианоферрат(II) 2 гексаамминникеля(II) или гексаамминникеля(II) гексацианоферрат(II)
д) уравнение первичной диссоциации:

[Ni(NH₃)₆]₂[Fe(CN)₆] = 2[Ni(NH₃)₆]²⁺  +  [Fe(CN)₆]^4-

1) уравнение вторичной диссоциации:

[Ni(NH₃)₆]²⁺ = Ni²⁺ + 6NH₃

1) выражение константы равновесия:

 Кн = [Ni²⁺][NH₃]₆/[[Ni(NH₃)₆]²⁺]

2) уравнение вторичной диссоциации:

Видео:Комплексные соединенияСкачать

[Fe(CN)₆]^4- = Fe²⁺ + 6CN^—

1) выражение константы равновесия:

 Кн = [Fe²⁺][CN^—]₆/[[Fe(CN)₆]^4-]
 

Задача 183.
Надо назвать соединения, определить заряд комплекса и комплексообразователя в следующих соединениях. Написать выражение для константы нестойкости и реакцию диссоциации координационного соединения. Определить тип гибридизации и структурную форму комплекса.
(1.[Co(H₂O)₆]Cl₃; 2.[Pt(H₂O)(NH₃)Cl₂]; 3.Ca[PtCl₆]; 4.[Pt(H₂O)(NH₃)I₂].)
Решение:
1. [Co(H₂O)₆]Cl₃
Название — хлорид гексааква хрома (III), заряд комплекса — (3+), заряд комплексообразователя Со — (3+).
Выражение константы нестойкости:

Кн = [Со³⁺][Н₂О]₆/[[Co(H₂O)₆]³⁺].

Уравнение первичной диссоциации:

[Co(H₂O)₆]Cl₃ = [Co(H₂O)₆]³⁺ + 3Сl^—

уравнение вторичной диссоциации: 

[Co(H₂O)6]³⁺ = Co³⁺ + 6H₂O.

Видео:Номенклатура комплексных соединений. 11 класс.Скачать

Со³⁺ имеет d²sp³-гибридизацию.

[Cr(Н₂О)₆]³⁺ имеет октаэдрическую конфигурацию.

2.[Pt(H2O)(NH3)Cl2] и 4.[Pt(H2O)(NH3)I2]

всё тоже только в названии вместо дихлоро… нужно дииодо… 
дихлороамминакваплатина(II), заряд комплекса — (0), заряд комплексообразователя Pt — (2+).

Кн = [Pt²⁺][Н²О][NH₃][Cl^—]₂/[Pt(H₂O)(NH₃)Cl₂].

Уравнение диссоциации:

[Pt(H₂O)(NH₃)Cl₂] = Pt²⁺  +  H₂O   + NH₃  +  2Сl^—

Pt²⁺ — dsp²-гибридизация. Плоскоквадратная структура комилекса.

Видео:Классификация комплексных соединений. 11 класс.Скачать

3.Ca[PtCl₆]
гексахлороплатинат(IV) кальция, заряд комплекса — (2-), заряд комплексообразователя Pt — (4+). 
Выражение константы нестойкости:

Kн = [Pt⁴⁺][Cl^—]₆/[[PtCl₆]^2-].

Уравнение первичной диссоциации:

Ca[PtCl₆] = Ca²⁺  + [PtCl₆]^2-

уравнение вторичной диссоциации: 

[PtCl6]2- = Pt4+ + 6Cl-.

Pt⁴⁺ имеет d²sp³-гибридизацию.
[PtCl₆]^2- имеет октаэдрическую конфигурацию.
 

Комплексные ионы 

Задача 184.
Как объяснить зеленую окраску раствора комплексного иона [Cu(H2O)2Cl4]2- и фиолетовую окраску раствора комплексного иона [Cu(еn)2]2+?
Решение:
При наличии на d-подуровне в ионе Cu²⁺ 9 электронов суммарный спин в слабом и сильном поле получается одинаковым. Следовательно, на верхнем энергетическом подуровне  имеется вакансия. Переход электронов с t₂g на eg подуровень при поглощении кванта света и определяет окраску соединений меди (II). Различная окраска комплексных соединений комплексного иона Cu²⁺ зависит от характера лигандов. Аквакомплексы меди (П) имеют в водном растворе голубую окраску, введение во внутреннюю сферу комплекса хлорид-ионов приводит к образованию смешанно-лигандного комплекса, что и вызывает изменение окраски раствора на зеленую. Объяснить это можно тем, что слабые лиганды Cl^— и H₂O. При этом октаэдрический, парамагнитный, внешнеорбитальный (высокопассивный) комплексный ион [Cu(H₂O)₂Cl₄]^2- поглощает длину волн видимого спектра в диапозоне 510-550 нм.
Парамагнитный внутриорбитальный ион [Cu(еn)₂]²⁺, образован лигандом сильного поля (еn), имеет линейную геометрическую структуру, гибридизация sp². Ион [Cu(H₂O)₂Cl₄]^2- имеет более высокий параметр поглощения энергии, чем ион [Cu(еn)₂]²⁺ и будет поглощать электромагнитные волны в диапазоне 390 — 440 нм, что и будет обусловливать фиолетовую окраску раствора. 

Задача 185.
Даны растворы комплексных ионов с одинаковой молярной концентрацией: [Ni(NH₃)₄]²⁺(С₁) и [Ni(CN)₄]^2-(С₂). В каком из двух растворов концентрация никеля будет больше? Напишите уравнения вторичной диссоциаци этих комплексных ионов.
Решение:
Известно, что чем устойчивее комплексный ион, тем меньшее численное значение имеет константа нестойкости данного комплексного иона и наоборот – чем большее численное значение имеет константа нестойкости комплексного иона, тем мене он устойчив. Так как константа нестойкости комплексного иона [Ni(NH₃)₄]²⁺ больше чем у иона [Ni(CN)₄]^2- (9,1•10^-8 > 1,0•10^-31, то концентрация комплексообразователя (Ni) в растворе [Ni(NH₃)₄]²⁺ больше чем в растворе [Ni(CN)₄]^2-.
[Ni²⁺](C₁) = 9,1 • 10^-8 моль/л); [Ni²⁺](C₂) = 1,0 • 10^-31 моль/л).
Следовательно, [Ni²⁺](C₁) > [Ni²⁺](C₂).
Вторичная диссоциация комплексных ионов:

Видео:Комплексные соединения. Строение и классификация. Теория А. Вернера.Скачать

[Ni(NH₃)₄]²⁺ = Ni²⁺(C₁) + 4NH₃;
[Ni(CN)₄]^2-  = Ni²⁺(C₂) + 4CN^—.

Задача 186.
Даны растворы комплексов с одинаковой молярной концентрацией: K2[Cd(CN)4](С1) и Cd[Co(CN)4](С2). Определите концентрации комплексообразователй и лигандов в этих растворах? Составьте схемы полной диссоциации этих комплексов.
Решение:
1. Схемы полной диссоциации комплексов:

K2[Cd(CN)₄] = 2K⁺ + Cd²⁺ + 4CN^—;
Cd[Co(CN)₄] = Co²⁺ + Cd²⁺ + 4CN^—.

2. Определение концентраций комплексообразователей и лигандоов
Так как молярные концентрации комплексных соединений одинаковы, то концентрационными величинами можно пренебречь, тогда

[Cd^2+](C₁) = 1,4•10^-17 моль/л), [CN^—](C₁) = 4 • 1,4•10^-17 моль/л;
[Cd²⁺](C₂) = 7,8•10^-6 моль/л), [CN^—](C₂) = 4 • 7,8•10^-6 моль/л. 

Выводы:
1) [Cd²⁺](C₂) →  [Cd²⁺](C₁);
2) [CN^—](C₂) → [CN^—](C₁).