11 класс

Красная кровяная соль: М= 329г/моль, ω(К) = 35,56% ω (Fe) = 17,02% ω(C) = 21,88% ω(N) остальное Молекулярная формула ______?

K 3 FeC 6 N 6 если это соль, то соль H CN – синильной кислоты 3 KCN Fe(CN) 3 3 KCN Fe(CN) 3 3K + +Fe 3+ +6CN -

К. Прутков «…многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий»

Вы узнаете на уроке : Координационная теория; Строение комплексных соединений; Номенклатура комплексных соединений; Номенклатура комплексных соединений; Классификация комплексных соединений; Классификация комплексных соединений; Изомерия комплексных соединений; Химические свойства комплексных соединений; Химические свойства комплексных соединений; Применение комплексных соединений; Получение комплексных соединений;

Координационная теория Альфреда Вернера (1893) Координационная теория использует понятия : комплексные соединения ; атом – комплексообразователь ; лиганды ; координационное число ; внутренняя сфера ; внешняя сфера.

Большой вклад в развитие теории К. С. внесли российские ученые : А.А. ГринбергЛ.А.ЧугаевИ.И.Черняев

Строение комплексного соединения по Вернеру : Fe 3+ K+K+ K+K+ K+K+ CN - CN - насыщают побочную валентность K + насыщают обычную (главную) валентность

Строение комплексного соединения Комплексообразователь Лиганды K 3 + [Fe 3+ (CN) - 6 ] 3- Внешняя сфера Внутренняя сфера Координационное число

Координационное число 6 Координационное число 6 [Fe(CN) 6 ] 3- Ион Fe 3+ Лиганды CN - Форма иона - октаэдр

Заряд центра льного иона К.Ч. Форма комплексного иона примеры +12 Линейная [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl Na[Ag(CN) 2 ] +24 (редко 6) Тетраэдрическая, Плоская квадратная [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 [PtCl 2 (NH 3 ) 2 ] K 4 [Fe(CN) 6 ] +36 (редко 4) Октаэдрическая, Редко шестиугольная призматическая K 3 [Al(OH 6 )] K[Al(OH) 4 ]

Форма комплексного иона

Упражнение 1: Получите комплексные соединения: I вариант: гидроксида меди (II) с водным раствором аммиака; II вариант: хлорида серебра с водным раствором аммиака; Составьте формулы этих соединений

в полученных К. С. укажите : ион – комплексообразователь, координационное число, лиганды, внутреннюю и внешнюю сферы К. С. Заряды комплексного иона, комплексообразователя, лигандов ; Предскажите возможное пространственное строение комплексного иона ;

Химические связи в ионе аммония N H H H

ИОННАЯ

Задание : Напишите электронные формулы атома Fe и иона Fe 3+ Покажите распределение валентных электронов по атомным орбиталям

Атом Fe 0 : Атом Fe 0 : 1S 2 2S 2 3S 2 3p 6 3d 6 4S 2 3d 4S 4p4p Fe 0 – 3e Fe 3+ : [Ar] 3d 5 4S 0 4p 0 3d4S 4p4p 6 CN -

Пространственное строение [Fe(CN) 6 ] 3- 3d4S4p4p CN CN CN Sp 3 d 2 - гибридизация Октаэдр

Связь между внешней и внутренней сферой – ионная K 3 [Fe(CN) 6 ] [Fe(CN) 6 ] 3 +3K + при растворении разрушается, поэтому существует ионная проводимость.

Упражнение 2: I вариант II вариант [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl Напишите электронную формулу атомов и ионов – комплексообразователей; составьте графическую схему распределения валентных электронов по орбиталям в центральных ионах. Изобразите образование Д.-А. связи в комплексном ионе. Укажите донор и акцептор. Укажите тип гибридизации А.О., к.ч., предполагаемое пространственное строение комплексного иона.

Названия некоторых важнейших лигандов формуланазваниеформуланазвание H2OH2O аква- NO 2 - нитро- NH 3 аммин- F-F- фторо- NO нитрозил- Cl - хлоро- CO карбонил- Br - бромо- H+H+ гидридо- O2-O2- оксо- OH - гидроксо- S 2- тио- CN - циано- S 2 O 3 2- тиосульфато- NCS - тиоцианато- SO 4 2- сульфато-

Номенклатура соединений с комплексным анионом формуланазвание комплексного аниона название катиона числоназвание степень лигандовлиганда центрального атома окисления центральн ого атома K 3 [Fe(CN) 6 ] Гекса-циано--ферратIIIкалия Гексацианоферрат(III) калия

Номенклатура соединений с комплексным катионом формула название аниона название комплексного катиона число лигандов название лиганда название центрального атома степень окисления центрально го атома [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 Сульфаттетра--аммин--медиII Сульфат тетраамминмеди(II)

Упражнение 3 : Дайте названия соединениям: I вариант II вариан [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl [Al(H 2 O) 6 ]Cl 3 Na 3 [Al(OH) 6 ] K 3 [Ag(S 2 O 3 ) 2 ] [Co(NH 3 ) 6 ]Br 3 Составьте формулу К.С. по его названию, напишите уравнение электролитической диссоциации этого соединения: I вариант – тетрагидроксокупрат (II) натрия; II вариант – гексанитрокобальтат (III) калия

Классификация комплексных соединений По заряду комплексной частицы: а) катионные (комплексный катион) - [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl ; б) анионные (комплексный анион) - K 4 [Fe(CN) 6 ] ; в) катионанионные (комплексные анион и катион) – [Cu(NH 3 ) 4 ][PtCl 4 ]; г) нейтральные (комплексная группа нейтральна) – [Fe 0 (CO) 0 5 ], [Pt 2+ (NH 3 ) 2 Cl - 2 ], [Cr(C 6 H 6 ) 2 ]

Классификация комплексных соединений По природе лиганда: Аквакомплексы: [Al(H 2 O) 6 ]Cl 3, [Cu(H 2 O) 4 ]SO 4H 2 O, [Fe(H 2 O) 6 ] SO 4H 2 O; Аммиакаты: [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4, [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl, [PtCl 2 (NH 3 ) 2 ]; Карбонилы металлов: [Ni(CO) 4 ], [Fe(CO) 5 ]; Гидроксокомплексы: - Na 2 [Zn(ОН) 4 (H 2 O) 2 ]; Ацидокомплексы: - K 4 [Fe(CN) 6 ] ; K 2 [BeF 4 ].

Медный купорос CuSO 4 5H 2 O FeSO 4 7H 2 O - [Fe(H 2 O) 6 ]SO 4 H 2 O, AlCl 3 6H 2 O – [Al(H 2 O) 6 ]Cl 3, CuSO 4 5H 2 O – [Cu(H 2 O) 4 ]SO 4 H 2 O

Классификация комплексных соединений : По природе внешней сферы: а)кислоты – H[AuCl 4 ] ; б)основания - [Ag(NH 3 ) 2 ]OH ; в)соли – Na 3 [AlF 6 ]; г)неэлектролиты – [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ].

Изомерия К. С.

Структурная ( гидратная ) изомерия

Структурная ионизационная изомерия – Структурная ионизационная изомерия – связана с различным распределением ионов между внешней и внутренней сферой

Структурная координационная изомерия Структурная координационная изомерия - обмен лигандами между комплексными анионами и катионом

Пространственная геометрическая изомерия

Пространственная оптическая изомерия Возможна у тетраэдрических комплексов с 4 разными лигандами, либо у октаэдрических комплексов.

Упражнение 4: Проклассифицируйте и дайте названия соединениям : I вариант II вариант [Al(H 2 O) 6 ]Cl 3 Na 3 [Al(OH) 6 ] K 3 [Ag(S 2 O 3 ) 2 ] [Ti(H 2 O) 6 ]Cl 3 Al[Au(CN) 2 I 2 ] 3 [Ni(NH 3 ) 6 ]Cl [Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 K 2 [TlF 7 ] Na 4 [Mo(CN) 8 ] H[AuCl 4 ]

Химические свойства К. С. 1. диссоциация: [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ +SO 4 2- Комплексные ионы достаточно устойчивы, они - слабые электролиты, способны ступенчато отщеплять в водный раствор лиганды: [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ [Cu(NH 3 ) 3 ] 2+ + NH 3 [Cu(NH 3 ) 3 ] 2+ [Cu(NH 3 ) 2 ] 2+ + NH 3 и т.д.

Константа нестойкости К. С. [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ Cu NH 3 К н = [Cu 2+ ][NH 3 ] 4 / [[Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ ] [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ : К н =9, [Cd(NH 3 ) 4 ] 2+ : К н =2, – более прочный комплекс образует катион меди.

Химические свойства К. С. 2.реакции по внешней сфере: FeCl 3 +K 4 [Fe(CN) 6 ] KFe[Fe(CN) 6 ]+ 3KCl [Cu(NH 3 )]SO 4 +BaCl 2 [Cu(NH 3 )]Cl 2 + BaSO 4

Химические свойства К. С. 3. реакции с участием лигандов: [Cu(NH 3 )]SO 4 +4HCl CuSO 4 + 4NH 4 Cl

Химические свойства К. С. 4. Реакции по центральному иону: обменные: [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl + KI AgI + KCl + 2NH 3 окислительно-восстановительные: 2[Ag(NH 3 ) 2 ]OH+R-CHO альдегид 2Ag+RCOONH 4 +H 2 O+3NH 3 «серебряное зеркало»

Гемоглобин

Фрагменты молекул важнейших природных К. С.: Фрагменты молекул важнейших природных К. С.: гемоглобин Небелковая часть молекулы гемоглобина, которую называют гемом

Хлорофилл : Роль комплексо- образователя играет катион магния

Витамин В 12 комплексообразователь

Применение К. С. Извлечение металлов из руд, разделение и очистка платиновых и редкоземельных металлов; Нанесение очень тонких и прочных металлических покрытий (при разложении карбонилов Ме); Умягчение воды; В качестве катализаторов: CH 2 =CH 2 +½O 2 каt: Pd(II),CuCl 2 CH 3 -CHO В аналитической химии;

Применение К. С. Fe 3+ +K 4 [Fe(CN) 6 ] = KFe [Fe(CN) 6 ]; желтая берлинская лазурь кровяная соль Fe 2+ + K 3 [Fe(CN) 6 ] = KFe [Fe(CN) 6 ] 3. красная турнбулева синь кровяная соль

Применение К. С. 2CoCl 2 +K 4 [Fe(CN) 6 ]=Co 2 [Fe(CN) 6 ]+4KCl; коричневый 2NiCl 2 +K 4 [Fe(CN) 6 ]=Ni 2 [Fe(CN) 6 ]+4KCl; зеленый 3CoCl 2 +2K 3 [Fe(CN) 6 ]=Co 3 [Fe(CN) 6 ]+6KCl красный 2NiCl 2 +2K 3 [Fe(CN) 6 ]=Ni 3 [Fe(CN) 6 ] 2 +2KCl желтый

Получение К. С г М. В. Ломоносов : 3K 4 [Fe(CN) 6 ]+2Fe 2 (S0 4 ) 3 =Fe 4 [Fe(CN) 6 ] 3 +6K 2 S0 4. желтая кровяная соль берлинская лазурь 1749 г. на фабриках московских купцов П. Сухарева и И. Беляева : Животные отбросы спекали вместе с карбонатом калия и железными опилками. спек обрабатывают горячей водой : 6KCN + FeS = K 4 [Fe(CN) 6 ] + K 2 S; Раствор упаривали до начала кристаллизации K 4 [Fe(CN) 6 ] ЗН 2 0.