Презентация на тему "Химия элементов"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Химия элементов. Лекция 6

  Комплексные соединения: типы и классификация. Методы получения и разрушения. Решение задач.

• 
  Слайд 2

  Типы комплексных соединений.1.Аквакомплексы

  В водных растворах: [Be(H2O)4]2+ [Al(H2O)6]3+ [Cr(H2O)6]3+… Кристаллогидраты: [Be(H2O)4]SO4 [Al(H2O)6]Cl3 [K(H2O)6][Cr(H2O)6](SO4)2 [Cu(H2O)4]SO4·H2O [Ni(H2O)6]SO4·H2O : OH2 M

• 
  Слайд 3

  Аквакомплексы

  Термич. разложение: CuSO4·5H2O  CuSO4·4H2O + H2O(г)  CuSO4 + 4H2O(г) OH2 OH2 Cu H2O H2O O H H S O O O O [Cu(H2O)4]SO4·H2O («медный купорос») Аквакомплекс Кристаллогидрат

• 
  Слайд 4
  

  O H H S O O O O [Fe(H2O)6]SO4·H2O («железный купорос») Аквакомплекс Кристаллогидрат OH2 OH2 Fe H2O H2O H2O OH2

• 
  Слайд 5

  2.Гидроксокомплексы

  Получение: Zn(OH)2 + 2OH–(изб.) = [Zn(OH)4]2–;pH>>7 Разрушение: [Zn(OH)4]2–(+H3O+) + CH3COOH;CO2;NH4+ (сл.к-ты, pH  7) Zn(OH)2(т) + H3O+ (сильн.к-ты, pH

• 
  Слайд 6

  3.Аммины (аммиакаты)

  Получение: AgCl(т) + 2NH3·H2O(изб.) = [Ag(NH3)2]++Cl– + 2H2O Разрушение: [Ag(NH3)2]++H3O+ NH4++ … [Ag(NH3)2]++I– AgI(т) + … [Ag(NH3)2]++t° NH3(г) + … : NH3 M [Cu(NH3)4](OH)2 [Ni(NH3)6]Cl2

• 
  Слайд 7

  4.Ацидокомплексы

  Получение: HgI2(т) + 2I–(изб.) = [HgI4]2– [Fe(H2O)6]3+ + 6NCS−=[Fe(NCS)6]3− + 6H2O Разрушение: [HgI4]2–+S2–= HgS(т) + 4I– [Fe(NCS)6]3− + 4F− =[FeF4]− + 6NCS− :Х– M Получение и разрушение тиоцианатного к-са Fe(III) K4[Fe(CN)6] K3[Fe(CN)6]

• 
  Слайд 8

  5.Гидридокомплексы

  Получение: 4NaH + B(OCH3)3 =Na[BH4] + 3CH3ONa (при 250 °C) 4LiH + AlCl3 = Li[AlH4] + 3LiCl 3 Li[BH4] + AlCl3 = Al[BH4]3 + 3LiCl Разрушение: Na[AlH4] + 4 H2O = NaOH + Al(OH)3 + 4 H2 (ОВР) 2 Na[BH4] + H2SO4 = Na2SO4 + B2H6­ + 2 H2 (ОВР) : H– M Li[AlH4] Na[BH4]

• 
  Слайд 9

  6.Анионгалогенаты M[ЭГ¢mГ²n](Э, Г¢ и Г² – галогены)

  Получение: KI + I2 = K[I(I)2]; CsCl + IBr = Cs[I(Br)(Cl)] Разрушение: K[I(I)2] + t°= KI + I2(г) Cs[I(Br)(Cl)] + t°= CsCl + IBr(г) 7.Катионгалогены [ЭГ¢mГ²n]Z(Э, Г¢ и Г² – галогены) Получение: ICl3 + SbCl5 = [ICl2][SbCl6]; BrF3 + AsF5 = [BrF2][AsF6] Свойства: Ag[BrF4](s) + [BrF2][SbF6](s) = Ag[SbF6](s) + 2BrF3(ж)в средеBrF3(ж)

• 
  Слайд 10

  8.Карбонилы

  Получение: Ni(т) + 4CO(г) =[Ni(CO)4](ж) (ниже50 °С) тетракарбонилникель(0) Разрушение: [Ni(CO)4](ж) + t°= Ni(т) + 4 CO(г) (выше200 °С) [Ni(CO)4] + H2SO4(разб.) = NiSO4 + 4CO + H2 : CO M Состав карбонильныхкомплексов: [Cr(CO)6], [Mn2(CO)10], [Fe(CO)5], [Co2(CO)8] и др. Высокочистое железо (карбонильный метод очистки)

• 
  Слайд 11

  Правило Сиджвика для определения состава комплексов

  Н.-В. Сиджвик (1873 –1952) Устойчивым является комплекс, в котором реализована 18-эл-ная оболочка из s-, p- и d-электроновМиx эл. пар лигандов (L) 26Fe0[Ar]3d64s2|| 36Kr 18 – 8 = 10e– или 36 – 26 = 10e– x = 10/2 = 5эл.пар (5 молекулCO) [Fe(CO)5] пентакарбонилжелезо

• 
  Слайд 12

  Правило Сиджвика (примеры)

  *27Co0 [Ar]3d74s2|| 36Kr * 18–9 = 9e–; * х = 9/2 = 4,5 (?) * радикал [·Co(CO)4] * тетракарбонилкобальт (неуст.) * димер [Co2(CO)8] (уст.)октакарбонилдикобальт 23V0 [Ar]3d34s2|| 36Kr 18–5 = 13e–; х = 13/2=6,5 (?) радикал [·V(CO)6] (неуст.) или компл.соединение состава K[:V–I(CO)6] гексакарбонилванадат(-I) калия(уст.)

• 
  Слайд 13

  9.p-комплексы

  Получение: циклопентадиен С5H6 – слабая кислота HL 2 Na + 2HL = 2NaL + H2циклопентадиенилнатрий FeCl2 + 2Na(C5H5) (+thf)= = [Fe+II(C5H5)2] + 2NaCl (в среде тетрагидрофурана) бис(циклопентадиенил)железо [Fe(C5H5)2] (ферроцен) Другие -комплексы: [Cr(C6H6)2] – дибензолхром, [MnI(CO)3(cp)] –цимантрен, [Co(cp)2]OH L – этилен C2H4, бензол C6H6, циклопентадиен С5H6 и т.п. CH2 HC HC CH CH

• 
  Слайд 14

  10.Хелаты

  Внутр. сфера состоит из циклич. группировок, включающих M (комплексообразователь) NH2CH2COOH- a-аминоуксусная кислота (глицин) Cu(OH)2 + 2 NH2CH2COOH = = [Cu(NH2CH2COO)2] + 2 H2O NH2CH2COO- (глицинат-ион) - бидентатный лиганд H2C O=C CH2 C=O Cu N O O N H2 H2

• 
  Слайд 15

  Реакция Чугаева

  Ni2+ + 2 NH3·H2O + 2H2L = = [Ni(HL)2](т) + 2NH4+ + 2H2O бис(диметилглиоксимато)никель(II) Л. А. Чугаев (1873–1922) H3C–C=NOH H3C–C=NOH диметилглиоксим H2L H3C–C=N H3C–C=N N=C–CH3 N=C–CH3 Ni O O O O H H H3C–C=NO– H3C–C=NOH диметилглиоксимато-ион HL–

• 
  Слайд 16

  Методы синтеза комплексных соединений

  Реакция обмена лигандов А) в водном растворе (обр, принцип Ле Шателье): [Сu(H2O)4]2+ + 4NH3·H2O = [Cu(NH3)4]2+ + 8H2O (обр. прод.) >(обр. исх.реаг.) Б) в неводном растворителе: [Al(H2O)6]3+ + NH3·H2O  [Al(H2O)6]3+(s) + 6NH3(ж) = [Al(NH3)6]3+(s) + 6H2O(s) В) без растворителя: [Ni(H2O)6]Cl2(т)+ 6NH3(г)= [Ni(NH3)6]Cl2(т) +6H2O(г) Г) внутримол. обмен лигандов в тв. фазе: 2[Co(H2O)6]Cl2(т) + t°= Co[CoCl4](т) + 12H2O розовыйсиний

• 
  Слайд 17
  

  Д) ОВР + реакции обмена лигандов +Ок.+ L [СoII(H2O)6]2+  [СoIIIL6]3+ Ок.: H2O2, KNO2… L – NH3, NO2– … Примеры: 2CoIICl2 + 12NH3 + H2O2 = 2[CoIII(NH3)6](OH)Cl2 CoIICl2 + 7KNO2+ 2CH3COOH= = K3[CoIII(NO2)6] + NO + 2KCl + 2CH3COOK + H2O + Вс [NiII(CN)4]2– [Ni0(CN)4]4–

• 
  Слайд 18

  Решение задач. 1. Растворение осадка при комплексообразовании

  AgBr(т)  Ag+ + Br– ; ПРAgBr = 7,7·10–13 Ag+ + 2 SO3S2– [Ag(SO3S)2]3– ; обр=4·1013 AgBr(т) + 2 SO3S2– [Ag(SO3S)2]3– +Br–; Kc = ? Kc = ПРAgBr  обр= 7,7·10–13 4·1013 = 30,8 >> 1 Наблюдается растворение осадка (смещение равновесия вправо ) [Ag(SO3S)23–][Br –] Kc= [SO3S2–]2 [Ag+] [Ag+] = ПРAgBr  обр

• 
  Слайд 19

  Решение задач.2. Реакция обмена лигандов

  [Co(NH3)6]3+ + 6 CN– [Co(CN)6]3–+ 6 NH3; Kc = ? Co3+ + 6 NH3 [Co(NH3)6]3+ ; обр(1)=1,6·1035 Co3+ + 6 CN– [Co(CN)6]3–; обр(2) =1,0·1064 Kc = обр(2) / обр(1)=(1,0·1064)/(1,6·1035)= 6,2·1029 >> 1 Наблюдается смещение равновесия вправо  [Co(CN)63–] [NH3]6 Kc= [Co(NH3)63+] [CN–]6 [Co3+] [Co3+] = обр(2) обр(1)

• 
  Слайд 20

  Решение задач.3. Разрушение комплекса

  [Cu(NH3)4]2+ + 4 H3O+ [Cu(H2O)4]2+ + 4 NH4+; Kc = ? Cu2+ + 4 NH3 [Cu(NH3)4]2+ ; обр=7,9·1012 NH4+ + 2H2O  NH3·H2O + H3O+; Kк =5,75·10–10 Kc = 1 / (7,9·1012·5,754·10–40 )= 1,16·1020>> 1 Наблюдается разрушение аммиачного комплекса в кислотной среде (смещение равновесия вправо ) [Cu2+] [NH4+]4 Kc= [Cu(NH3)42+] [H3O+]4 [NH3]4 [NH3]4 = 1 обрKк4

• 
  Слайд 21

  Решение задач. 4. Направление реакции

  CuCN(т) + H2O + HCN  [Cu(CN)2]– + H3O+ Kc = ? Cu+ + 2CN– [Cu(CN)2]–;обр= 1,0·1024 HCN + H2O  CN– + H3O+;Kк == 4,93·10–10 CuCN(т)Cu+ + CN–; ПРCuCN = 3,2·10–20 Kc = 1,0·1024·4,93·10–10·3,2·10–20 = 1,6·10–6