Сборник задач и упражнений по химии - 64 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

5.7. РАСТВОРЫ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
П р и м е р 103. Составьте координационные формулы комплексных соединений кобальта(III)
3NaNO
2
⋅Со(NO
2
)
3
; CoCl
3
⋅3NH
3
⋅2H
2
O; 2KNO
2
⋅NH
3
⋅Co(NO
2
)
3
. Координационное число кобальта(III) равно шести.
Напишите уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах и выражение для константы нестойкости
(K
н
) комплексных ионов.
Решение. Ионом-комплексообразователем будет являться Со
3+
(кобальт d-элемент). Лигандами будут ионы
−
2
NO , так как ионы Na
+
не могут быть лигандами и входить во внутреннюю сферу комплексного иона.
Так как координационное число Со
3+
равно 6, то структура комплексного иона будет [Co(NO
2
)
6
]
3-
. Заряд ком-
плексного иона (+3) + (–6) = –3. Следовательно, заряд комплексного иона (3–) должен компенсироваться поло-
жительным зарядом трех ионов натрия, находящихся во внешней сфере комплексного соединения. Таким обра-
зом, формула комплексного соединения будет Na
3
[Co(NO
2
)
6
].
Уравнение электролитической диссоциации соли
Na
3
[Co(NO
2
)
6
] ↔ 3Na
+
+ [Co(NO
2
)
6
]
3–
.
Уравнение диссоциации комплексного иона
[Co(NO
2
)
6
]
3–
↔ Co
3+
+ 6
−
2
NO
.
Выражение для константы нестойкости
K
н
= [Co
3+
] [
−
2
NO ]
6
/ [[Co(NO
2
)
6
]
3–
].
П р и м е р 104.
Вычислите концентрацию ионов серебра в растворе комплексной соли [Ag(NH
3
)
2
]Cl кон-
центрации 0,1 моль/дм
3
, содержащем кроме того 0,5 моль/дм
3
аммиака. Константа нестойкости иона
[Ag(NH
3
)
2
]
+
равна 5,9⋅10
–8
.
Решение. Уравнение диссоциации комплексного иона:
[Ag(NH
3
)
2
]
+
↔ Ag
+
+ 2NH
3
;
K
н
([Ag(NH
3
)
2
]
+
) = [Ag
+
] [NH
3
]
2
/ [[Ag(NH
3
)
2
]
+
] = 5,9⋅10
–8
.
Избыточное количество аммиака сильно смещает равновесие диссоциации влево, поэтому концентрацией
аммиака, получающейся в результате диссоциации комплексного иона, можно пренебречь и считать [NH
3
] = 0,5
моль/дм
3
. Концентрация комплексного иона по условию задачи составляет 1⋅10
–2
моль/дм
3
. Из выражения K
н
находим
[Ag
+
] = 5,9⋅10
–8
⋅10
–2
/0,5
2
= 5,9⋅10
–10
/0,25 = 2,36⋅10
–9
моль/дм
3
.
П р и м е р 105. Рассмотрите комплексные ионы [FeF
6
]
4–
и [Fe(NH
3
)
6
]
2+
c точки зрения метода валентных
связей (МВС ).
Решение. В обоих случаях комплексообразователем является ион Fe
2+
. Нейтральный атом железа имеет
электронную структуру: 4s
2
3d
6
4p
0
4d
0
; а ион Fe
2+
имеет следующую электронную конфигурацию: 4s
0
3d
6
4p
0
4d
0
,
или в виде квантовых ячеек:
3d 4s 4p 4d
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
Лиганды F
–
, входящие в состав комплексного иона, не вызывают перераспределения электронов комплек-
сообразователя и образуют донорно-акцепторные связи с ним, используя свободные (вакантные) орбитали:
3d 4s 4p 4d
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ × × × × ×
Здесь крестиками обозначены электронные пары лигандов F
–
, играющих роль доноров.
Таким образом, в комплексном ионе [FeF
6
]
4–
с точки зрения метода валентных связей в образовании до-
норно-акцепторных связей с лигандами участвуют следующие орбитали комплексообразователя: одна орбиталь
4s, три орбитали 4р и две орбитали 4d.
Во втором комплексном ионе [Fe(NH
3
)
6
]
2+
тот же самый комплексообразователь Fe
2+
связан с лигандами
NH
3
. Их особенность заключается в том, что они, связываясь с комплексообразователем, вызывают перераспре-
деление электронов на его орбиталях:

Страницы