Химическая связь в комплексных соединениях
На основе известных вам квантовохимических методов описания химической связи в комплексных соединениях объясните образование химической связи в указанных комплексных ионах и укажите
А) Тип гибридизации орбиталей центрального атома;
Б)геометрическую форму иона или молекулы;
В)спиновое состояние и распределение электронов по орбиталям;г)магнитные свойства комплексов
Д) наличие или отсутствие окраски
402 [Fe F6]3- [ CuCl2]-
Решение
Все комплексные ионы образуются за счет ковалентных и донорно-акцепторных связей иона комплексообразователя и лигандов.
Орбитали иона (атома) комплексообразователя всегда находятся в гибридном состоянии. Тип гибридизации и геометрическая форма комплексного иона зависят, в первую очередь, от типа лигандов, их дентатности и количества лигандов. Второстепенно, тип гибридизации зависит от самого комплексообразователя.
Зависимость типа гибридизации от типа лигандов определяется так называемым энергетическим полем лиганда. Все лиганды располагаются в так называемый спектрохимический ряд "ряд активности и силы поля" лигандов: I- < Br- < Cl- < NCS- < NO3- < F- < OH- < H2O < H- < NH3 < NO2- < CN- <
В представлениях МВС ковалентные химические связи внутренней сферы, между центральным атомом и лигандами, образуются по донорно-акцепторному механизму, в результате перекрывания вакантных валентных орбиталей комплексообразователя с орбиталями лигандов, имеющих неподеленные электронные пары
Рассмотрим образование комплексного иона[ Fe F6]3-
Fe0 1S2 2S22P63S23P6 3d6 4S2
При образовании трехзарядного иона атом железа теряет два 4s-электрона и один 3d:
Fe3+ 1S2 2S22P63S23P6 3d5 4S 0 4p0
3d 4s 4p 4d
38862001543050035433001543050032004001543050028575001543050024003001543050020574001543050017145004000500137160040005001028700400050080010040005004572004000500Fe3+ [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [**] [**] [ ** ][**] [**] [ **] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]
F F F F F F
Ион Fe3+ акцептирует шесть электронных пар атомов F- на свободные валентные орбитали
Лиганд F- -есть лигандом слабого кристаллического поля
Гибридизация : sp3d2 5 неспаренных d -электрона
Согласно теории кристаллического поля энергетическая диаграмма
1943100109855002971800-4445002514600-4445001828800338455001485900338455001143000338455008001003384550034290033845500 [ ] [ ] d
342900034798000297180034798000194310090170002400300318770003d [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]
[ ] [ ] [ ] d
Так как в образовании связей с лигандами участвуют орбитали только внешнего валентного уровня центрального атома, то [ Fe F6]3- есть комплексом внешнеорбитальным или высокоспиновым
Комплексный ион окрашенный поскольку имеет место расщепление энергии d –орбиталей в октаэдричеком поле лигандов
Комплексный ион - является парамагнитным, поскольку есть неспаренные электроны
Конфигурация комплесного иона – октаэдр
Число связей – 6, угол между связями 900
Рассмотрим образование комплексного иона [ CuCl2]-
Cu0 1S2 2S22P63S23P6 3d10 4S1
При образовании однозарядного иона атом меди теряет один 4s-электрона
Cu+ 1S2 2S22P63S23P6 3d10 4S 0 4p0
3d 4S 4p
Cu+ 240030015430500205740015430500 [↑↓][↑↓][↑↓][↑↓][↑↓] [**] [**] [ ][ ]
Cl Cl
Ион Cu+ акцептирует две электронные пары атомов Cl- на свободные валентные орбитали
Таким образом, в образовании [ CuCl2]- задействованы две орбитали Cu+ +, одна из них s- , другая – p-орбиталь
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
