ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.12.2023
Просмотров: 474
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
Пример 2. Назвать комплексные соединения [Co2(CO)8], H[Sb(OH)6], Li[AuBr4], [Co(H2O)5NH3]Br3
Решение:
Современная номенклатура комплексных соединений основана на рекомендациях ИЮПАК (Международный союз общей и прикладной химии) и адаптирована к традициям русского химического языка.
Правила изображения формул комплексных соединений следующие. При составлении формулы одноядерного комплекса (ионного или нейтрального) слева ставят символ центрального атома (комплексообразователя), а затем перечисляют лиганды в порядке уменьшения их зарядов от положительных значений к отрицательным: [M(L1)+(L2)0(L3)ˉ]. При равенстве зарядов лигандов пользуются практическим рядом элементов. Например, H2O записывают левее NH3, C5H5N – левее CO. Более простые лиганды в формулах указывают левее более сложных; так, N2 пишут левее NH3, NH3 – левее N2H4, N2H4 – левее NH2OH. В формулах многоядерных комплексов указывают число центральных атомов, например [MxLy].
Названия веществ строят из названий лигандов с предшествующей числовой приставкой (греческое числительное), указывающей число лигандов каждого типа в формуле, и названия комплексообразователя в определенной форме. Если название лиганда уже содержит числовую приставку, а также в тех случаях, когда такая приставка создает неясность в строении лиганда, используют умножающие приставки, такие как бис-, трис-, тетракис-, пентакис- и др. Например: (SO42-)2 - бис(сульфато-), (NH2CH2CH2NH2)4 – тетракис(этиленди-амин).
Порядок перечисления лигандов. Перечисление лигандов ведут от отрицательного заряда лиганда к нейтральному и затем положительному, т.е. справа налево по формуле соединения:
[M(L1)+(L2)0(L3)-]
Названия анионных лигандов получают, добавляя концевую гласную -о, которой сопровождается название соответствующего аниона (или корня названия аниона):
CN‾ - циано NO‾ - нитрозо O22‾ - пероксо
NO2‾ - нитро C2O42‾ - оксалато OH‾ - гидроксо
Cl‾ - хлоро SO32‾ - сульфито CH3COO‾ - ацетато
H‾ - гидридо SO3S2‾ - тиосульфато
Иногда анионные лиганды имеют специальные названия, например O2- - оксо, S2- - тио, HS- - меркапто. Анионы углеводородов в качестве лигандов называют так: CH3- - метил, C5H5- - циклопентадиенил.
Для нейтральных лигандов используют номенклатурные названия веществ без изменений (N2 - диазот, N2H4 - гидразин, C2H4 - этилен и т.д.), кроме веществ, которые, выступая в роли лигандов, получают следующие специальные названия:
H2O - аква NH3 – аммин NO - нитрозил
CO – карбонил SO2 - диоксосера PF3 - трифторофосфор
Громоздкие по написанию формулы органических лигандов заменяют полностью или частично буквенными обозначениями, например:
NH2CH2CH2NH2 (этилендиамин) – en
P(C2H5)3 (триэтилфосфин) – PEt3
(NH2)2CO (карбамид) – ur
C5H5N (пиридин) – py
Для катионных лигандов применяют следующие названия:
N2H5+ - гидразиний NO2+ - нитроилий
NO+ - нитрозилий H+ - гидро
Нейтральные комплексы. Названия комплексов без внешней сферы состоят из одного слова. Вначале указывается число и названия лигандов (для лигандов каждого вида отдельно), затем название центрального атома в именительном падеже (в случае многоядерных комплексов – с указанием числа центральных атомов). Например:
[Al2Cl6] – гексахлородиалюминий
[Ni(CO)4] – тетракарбонилникель
Комплексные катионы. Названия соединений с комплексными катионами строятся так же, как и названия простых соединений, состоящих из катиона и аниона (т.е. "анион катиона", например NaCl - хлорид натрия, BaCrO4 - хромат бария, H2O2 - пероксид водорода и т.п.). Однако в рассматриваемом случае катион не простой, а комплексный.
Названия комплексных катионов состоят из числа и названия лигандов и названия комплексообразователя (для многоядерных комплексов – с указанием их числа). Обозначение степени окисления комплексообразователя дают римскими цифрами в скобках после названия (по способу Штока), например:
[Ag(NH3)2]+ - катион диамминсеребра (I)
[Cr2(NH3)9(OH)2]4+ - катион дигидроксононаамминдихрома (III)
Названия соединений, включающих комплексный катион, строятся следующим образом:
[Mn(H2O)6] SO4 - сульфат гексааквамарганца(II)
[Ag(NH3)2]OH - гидроксид диамминсеребра(I)
[Cr2(NH3)9(OH)2]Cl4 - хлорид дигидроксононаамминдихрома(III)
Комплексные анионы. Названия соединений с комплексными анионами строятся так же, как названия простых соединений, состоящих из катиона и аниона. Однако в рассматриваемом случае анион не простой, а комплексный.
Название комплексного аниона строится из числа и названия лигандов, корня названия элемента-комплексообразователя, суффикса -ат и указания степени окисления комплексообразователя:
[BF4]- - тетрафтороборат(III)-ион
[Al(H2O)2(OH)4]- - тетрагидроксодиакваалюминат(III)-ион
[VS4]3- - тетратиованадат(V)-ион
Для целого ряда элементов-комплексообразователей вместо русских используются корни их латинских названий:
Ag - аргент- ; Au - аур- ; Cu - купр- ; Fe - ферр- ; Hg - меркур- ; Mn - манган- ; Ni - никкол- ; Pb - плюмб- ; Sb - стиб- ; Sn - станн-.
Примеры названий комплексных анионов:
[Fe(CN)6]3- - гексацианоферрат(III)-ион
[Ag(SO3S)2]3- - дитиосульфатоаргентат(I)-ион
Названия соединений, включающих комплексный анион, строятся следующим образом:
(NH4)2[PtCl6] - тетрахлороплатинат(IV) аммония
K3[AlF6] – гексафтороалюминат калия
Таким образом, искомые названия комплексных соединений:
[Co2(CO)8] – октакарбонилдикобальт
H[Sb(OH)6] - гексагидроксостибат(V) водорода
Li[AuBr4] – тетрабромоаурат(III) лития
[Co(H2O)5NH3]Br3 – бромид амминпентаквакобальта(III)
Пример 3. По названию комплексного соединения напишите его эмпирическую формулу: трироданотрицианоферрат (III) аммония; фосфатотриаквахром; тетрабромородат (II) диаквадиамминхрома (III)
Решение:
В соединении трироданотрицианоферрат (III) аммония, очевидно, комплексным является анион. Комплексная частица записывается в квадратных скобках, ее формулу записываем справа налево в порядке перечисления лигандов с указанием их числа, левее всех лигандов записываем комплексообразователь, а слева от квадратной скобки записываем катион. После этого проставляем заряды всех частиц и, используя принцип электронейтральности молекулы, находим индексы при катионе и анионе:
+1 +3 3(-1) 3(-1)
(NH4+)3[Fe(CN)3(SCN)6]3-
Название комплексного соединения фосфатотриаквахром сразу указывает на нейтральный комплекс, следовательно, формула соединения заключена в квадратные скобки. Далее, как и в предыдущем примере, лиганды записываем справа налево в порядке перечисления с указанием их числа, левее всех лигандов записываем комплексообразователь: [Cr(H2O)3PO4].
Название тетрабромородат (II) диамминдиаквахрома (III) указывает на то, что в этом соединении комплексными являются и катион и анион. Следовательно, и правую (анион) и левую (катион) части формулы мы заключаем в квадратные скобки. Нельзя забывать, что название аниона записывается первым (слева), а в формуле анион указывают вторым (справа). Далее действуем по обычному алгоритму:
+3 0 0 +2 4(-1)
[Cr+3(H2O)2(NH3)2]23+[Rh+2Br4]32-
Пример 4. Определить тип гибридизации атомных орбиталей иона-комплексообразователя и магнитные свойства комплексных ионов [CoF6]3- и [Co(NH3)6]3+.
Решение:
В теории кристаллического поля химическая связь комплексообразователь – лиганд считается электростатической. В соответствии с этой теорией лиганды располагаются вокруг комплексообразователя в вершинах правильных многогранников (полиэдров) в виде точечных зарядов. Реальный объем лиганда теорией во внимание не принимается. Лиганды, как точечные заряды, создают вокруг комплексообразователя электростатическое поле (“кристаллическое поле”, если рассматривать кристалл комплексного соединения, или
поле лигандов), в котором энергетические уровни комплексообразователя и, прежде всего, d-подуровни расщепляются, и их энергия изменяется. Характер расщепления, энергия новых энергетических уровней зависит от симметрии расположения лигандов (октаэдрическое, тетраэдрическое или иное кристаллическое поле). Когда в качестве лигандов координируются молекулы H2O, NH3, CO и другие, их рассматривают как диполи, ориентированные отрицательным зарядом к комплексообразователю.
Рассмотрим случай октаэдрического расположения лигандов (например, [CoF6]3- или [Co(NH3)6]3+). В центре октаэдра находится атом-комплексообразователь М(+n) с электронами на d-атомных орбиталях, а в его вершинах – лиганды в виде точечных отрицательных зарядов (например, ионы F- или полярные молекулы типа NH3). В условном ионе М(+n), не связанном с лигандами, энергии всех пяти d-АО одинаковы (т.е. атомные орбитали вырожденные).
Однако в октаэдрическом поле лигандов d-АО комплексообразователя попадают в неравноценное положение. Атомные орбитали d(z2) и d(x2- y2), вытянутые вдоль осей координат, ближе всего подходят к лигандам. Между этими орбиталями и лигандами, находящимися в вершинах октаэдра, возникают значительные силы отталкивания, приводящие к увеличению энергии орбиталей. Иначе говоря, данные атомные орбитали подвергаются максимальному воздействию поля лигандов.
Другие три d-АО – d(xy), d(xz) и d(yz), расположенные между осями координат и между лигандами, находятся на более значительном расстоянии от них. Взаимодействие таких d-АО с лигандами минимально, а следовательно – энергия d(xy), d(xz) и d(yz)-АО понижается по сравнению с исходной.
Таким образом, пятикратно вырожденные d-АО комплексообразователя, попадая в октаэдрическое поле лигандов, подвергаются расщеплению на две группы новых орбиталей – трехкратно вырожденные орбитали с более низкой энергией, d(xy), d(xz) и d(yz), и двукратно вырожденные орбитали с более высокой энергией, d(z2) и d(x2-y2). Эти новые группы d-орбиталей с более низкой и более высокой энергией