ZWIĄZKI KOMPLEKSOWE SOLE PODWÓJNE

Transkrypt

1 ZWIĄZKI KOMPLEKSOWE SOLE PODWÓJNE Sole podwójne - to sole zawierające więcej niż jeden rodzaj kationów lub więcej niż jeden rodzaj anionów. Należą do nich m. in. ałuny, np. ałun glinowo-potasowy K 2 Al 2 (SO 4 ) 4 24H 2 O K 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 24H 2 O ałun żelazowo-potasowy K 2 Fe 2 (SO 4 ) 4 24H 2 O K 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 24H 2 O siarczan amonu i żelaza(ii), tzw. sól Mohra (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 6H 2 O (NH 4 ) 2 SO 4 FeSO 4 6H 2 O Te sole dysocjują w roztworze wodnym na jony, które można wykryć prostymi reakcjami analitycznymi.

2 Związek kompleksowy lub jon kompleksowy ZWIĄZKI KOMPLEKSOWE - to zespół jednego lub więcej centralnych atomów ze związanymi z nim ligandami. Przykłady: obojętne zw. kompleksowe [Ni(CO) 4 ] [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ] kationy kompleksowe [Cu(H 2 O) 4 ] 2+ [Zn(NH 3 ) 4 ] 2+ aniony kompleksowe [Co(CN) 6 ] 3 [Fe(SCN) 6 ] 3 [HgI 4 ] 4 [AgCl 2 ] [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] 3 [Cu(CN) 4 ] 3 Ligandy to cząsteczki obojętne (np. CO, H 2 O, NH 3, etylenodiamina, EDTA), jony proste (np. Cl,F, I ) lub jony złożone (np. SCN, CN, C 2 O 4 ), które dysponują wolną parą elektronową zdolną do utworzenia wiązania koordynacyjnego z atomem lub jonem centralnym. Atom (jon) centralny to atom lub jon o strukturze elektronowej umożliwiającej akceptację par elektronowych. Liczba koordynacyjna (LK) to liczba przyłączonych do atomu lub jonu centralnego atomów ligandowych. LK = 2 12, a najczęściej LK = 4 lub 6 Ligandy zawierające więcej niż jeden atom donorowy nazywane są ligandami wielokleszczowymi (np. anion kwasu szczawiowego C 2 O 4, etylenodiamina H 2 N-CH 2 -CH 2 -NH 2, EDTA [CH 2 N(CH 2 COOH) 2 ] 2 ), a związki kompleksowe, w skład których wchodzą takie ligandy to kompleksy chelatowe lub chelaty.

3 Elektrony walencyjne w atomach metali czwartego okresu Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cr 3+ Kationy metali czwartego okresu Mn 2+ Fe 2+ Co 2+ Ni 2+ Cu 2+ Zn 2+

4 O zdolności kationu do tworzenia wiązania koordynacyjnego decyduje stosunek ładunku kationu do jego promienia (potencjał jonowy). Fe 2+ 26Fe [Ar]3d 6 4s 2 [Fe(H 2 O) 6 ] 2+ hybrydyzacja typu sp 3 d 2 (budowa oktaedryczna) [Fe(CN) 6 ] 4 hybrydyzacja typu d 2 sp 3 (budowa oktaedryczna) Fe 3+ 26Fe [Ar]3d 6 4s 2 [Fe(H 2 O) 6 ] 3+ hybrydyzacja typu sp 3 d 2 (budowa oktaedryczna) [Fe(CN) 6 ] 3 hybrydyzacja typu d 2 sp 3 (budowa oktaedryczna)

5 29Cu [Ar]3d 10 4s 1 Cu 2+ Cu(NH 3 ) 4 2+ hybrydyzacja typu sp 3 (budowa tetraedryczna) [Cu(H 2 O) 4 ] 2+ hybrydyzacja typu dsp 2 (budowa płaska kwadratowa) 30Zn [Ar]3d 10 4s 2 Zn 2+ Zn(NH 3 ) 4 2+ hybrydyzacja typu sp 3 (budowa tetraedryczna)

6 Ligandy powodujące tylko niewielkie rozszczepienie nazywa się słabymi, a powodujące duże rozszczepienie silnymi ligandami. SZEREG SPEKTROCHEMICZNY LIGANDÓW I < Br < Cl < NO 3 < SCN < F < OH < H 2 O < < C 2 O 4 < EDTA < NH 3 < en < NO << CN Fe H 2 O [Fe(H 2 O) 6 ] 3+ [Fe(H 2 O) 6 ] SCN [Fe(SCN) 6 ] H 2 O [Fe(SCN) 6 ] F [FeF 6 ] SCN [Fe(SCN) 6 ] C 2 O 4 [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] SCN [Co(H 2 O) 6 ] Cl [CoCl 4 ] H 2 O Reguła efektywnej liczby atomowej stwierdza, że podczas tworzenia kompleksu ligandy przyłączają się dopóty, dopóki suma całkowitej liczby elektronów centralnego atomu lub jonu i elektronów par oddanych przez ligandy nie stanie się równa liczbie elektronów najbliższego gazu szlachetnego. Tworzenie się jonu kompleksowego w roztworze wodnym Me + L = MeL MeL + L = MeL 2 MeL 2 + L = MeL 3. MeL n-1 + L = MeL n Me + n L = MeL n Sumaryczna (ogólna, kumulatywna) stała trwałości: Stała nietrwałości (dysocjacji):

7 Kompleksy oktaedryczne kwadratowe tetraedryczne [Cr(CN) 6 ] 3 [Ni(CN) 4 ] [Ni(CO) 4 ] [Fe(CN) 6 ] 3 [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ] [Zn(NH 3 ) 2 Cl 2 ] [PtCl 6 ] [FeCl 4 ] [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ [FeF 6 ] 3 [PdCl 4 ] [Zn(NH 3 ) 4 ] 2+ [Ni(NH 3 ) 6 ] 2+ [AuCl 4 ] [Co(NH 3 ) 6 ] 3+ [Pt(NH 3 ) 4 ] 2+ [Co(en) 3 ] 3+ Stałe trwałości (β) i nietrwałości (K) jonów kompleksowych w roztworze wodnym Jon β K [Ag(NH 3 ) 2 ] + 1, , [Ag(S 2 O 3 ) 2 ] 3 2, , [Ag(CN) 2 ] 1, , [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ 4, , [Cu(CN) 4 ] 3 2, , [Co(NH 3 ) 6 ] 3+ 5, , [Fe(SCN) 6 ] 3 1, , [Fe(CN) 6 ] 3 1, ,

8 np. siarczan(vi) tetraaminamiedzi(ii) [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ + SO 4 dysocjacja soli (α = 1) [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ Cu NH 3 dysocjacja jonu kompleksowego (α << 1) np. tetrajodortęcian(ii) potasu K 2 [HgI 4 ] 2 K + + [HgI 4 ] dysocjacja soli (α = 1) [HgI 4 ] Hg I dysocjacja jonu kompleksowego (α << 1) np. heksacyjanożelazian(iii) potasu K 3 [Fe(CN) 6 ] 3 K + + [Fe(CN) 6 ] 3 dysocjacja soli (α = 1) [Fe(CN) 6 ] 3 Fe CN dysocjacja jonu kompleksowego (α << 1)