ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 169
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Кешенді қосылыстар, координациялық теорияБіздер химиялық байланысты оқығанда тарту күші тек атомдар арасында ғана емес, сонымен қатар молекула аралық та болатынын қарастырғанбыз. Д.И.Менделеев пен В.А Каблуковтың ерітінділер жайындағы теориясы бойынша иондар сулы ерітіндіде гидратталған күйде жүреді. Егер натрий хлориді ерітіндісін қарастырсақ, онда Na+ ионын судағы ерітіндіде 6 моль су қоршап жүре алады. [Na(H2O)6]+, Cu2+ ионы аммиактағы ерітіндісінде 4 моль аммиак қоршайды – [Cu(NH3)4]2+ болады. Мұндай күрделі бейорганикалық қосылыстардың құрамы мен құрылысын валенттіліктің классикалық теориясы арқылы түсіндіруге келмейді. Бұл қосылыстарға былай анықтама беруге болады:Бейтарап молекулаларды не иондарды қосып алып, кристалл тор түйіндерінде және ерітіндіде де жүре алатын иондарды кешенді деп, ал құрамында осындай иондары бар қосылыстарды кешенді қосылыстар деп атайды. Кешенді қосылыстар құрылысы және қасиеттерін 1893 жылы швейцария ғалымы, Нобель сыйлығының лауреаты А. Вернер ұсынған координациялық теория түсіндіреді.Бұл теорияның негізгі қағидалары төмендегідей:
N-3 – комплекс түзуші Сu2+– комплекс түзуші[NH4]+– ішкі сфера NH3– лигандCl-– сыртқы сфера [Cu(NH3)4]2+– ішкі сфераКоординациялық сан – 4 SO42-– сыртқы сфера координациялық саны – 4Кешен түзуші бола алатындар:
§5 Кешенді қосылыстың құрамдас бөліктерінің зарядтарын анықтау, формулаларын құру алгоритмдеріКешенді ион зарядын екі тәсілмен анықтайды1.Сыртқы сферадағы ион зарядына таңбасы жөнінен қарама-қарсы, ал абсолюттік мәндері бірдей болады, себебі қосылыс электробейтарап.Мысалы: 2· (+1) + х = 0 +2 + х = 0 х = -22. Ішкі сфераға кіретін иондар зарядтарының алгебралық қосындысына тең болады.Кешен түзушінің зарядын да екі тәсілмен анықтайды1.Егер кешенді қосылыс формуласы берілсе, мына ережеге сүйенеді:Кешенді қосылысты құрайтын бөлшектер зарядының алгебралық қосындысы нольге тең.2.Егер кешенді ион заряды белгілі болса, ол құрамдас бөліктерінің зарядтарының қосындысына тең болады деп есептеп анықтауға болады.Кешенді қосылыстар формуласын құру алгоритмі1. Кешен түзушілер таңбаларын, тотығу дәрежелерін көрсетіп жазу. Pt2+ Cu2+ Fe3+2.Кешен түзушінің координациялық санын ескеріп, ішкі сфераның формуласын құру:а) бейтарап кешен формуласын құру үшін кешен түзуші зарядын бейтараптағанша теріс зарядты лигандтарды жазып, соңынан координациялық санын қанықтырғанша бейтарап лигандтар жазу;ә) катионды кешен үшін кешен түзуші жанына координациялық санын қанықтырғанша бейтарап лигандтарды жазу;б) анионды кешен үшін кешен түзуші жанына координациялық санын қанықтырғанша теріс зарядты лигандтарды жазу;3. Кешенді ионның зарядтарын анықтау:
4. Кешенді қосылыстың сыртқы сферасын жазу:5. Кез келген қосылыс электрбейтарап екендігін ескеріп, қосылыстардың формуласын жазу:§6 Кешенді қосылыстардың жіктелуі1)Электр өткізгіштігіне байланыстыа) электролиттер: K4[Fe(CN)6], NH4Cl, т.б.ә) электролит еместер: [PtCl4(NH3)2]o2) Кешенді ионның зарядына байланысты.а) катионды кешенді қосылыстар: [Zn(NH3)4]Cl2ә) анионды кешенді қосылыстар: K3[FeF6], K3[Al(OH)6]б) бейтарап кешенді қосылыстар: [Pt(NH3)2Cl2]o, [Fe(CO)5]oв) бикешенді қосылыстар екі кешенді ионның бірігуінен түзіледі:г) көп ядролы кешенді қосылыстар: [(NH3)5Cr – O – Cr(NH3)5]Cl43) Функционалдық белгілеріне байланысты.а) қышқылдар H[BF4], H2[SO4]ә) негіздер: [Cu(NH3)4](OH)2б) тұздар: К3[FeF6]4) Лиганд табиғатына байланыстыа) акво кешенді қосылыстар (L – H2O)ә) ацидокешенді қосылыстар (L – қышқыл қалдықтары) б) гидроксокешенді қосылыстар (L – OH-)в) аммиакаттар (L – NH3) г) карбонилдер (L – CO) ғ) полигалидтер (L – )5) Ішкі кешенді қосылыстар (хелаттар)Мұндай кешенді қосылыстарда лиганд кешен түзушімен екі түрлі механизммен байланыс (алмасу және донорлы-акцепторлы) түзу арқылы топтасады.H2C – NH2 H2N – CH2 | Cu | C –– O O –– C O O Мыс (ІІ) гликолятыІшкі кешенді қосылыстың алынуы және қасиеттерін зерттеуде көп еңбек еткен ғалым – Л.А.Чугаев.6)Түзілу тәсіліне байланысты а) қосылу арқылы:Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)
4]NH3 + HCl → [NH4]Clә) арасына кіру арқылы:AgCl + 2NH3 → [Ag(NH3)2]ClCuSO4 + 4NH3 → [Cu(NH3)4]SO4§7 Кешенді қосылыстардың изомерлері, аталуы, қолданылуыБейорганикалық қосылыстардың ішіндегі күрделі қосылыс болуына байланысты органикалық қосылыстардағы сияқты да әр түрлі изомерлер береді.
Cl
Pt
Pt
Cl
NH3
Cl
NH3
Cl
Cl
NH3
Cl
Cl
NH3
Cl
цис-изомер (қызыл сары) транс-изомер (сары)2.Сольваттық (гидраттық) изомерия кезінде су молекуласының ішкі және сыртқы сфераға таралып орналасуына байланысты.[Cr(H2O)6]Cl3[Cr(H2O)5Cl]Cl2· H2O [Cr(H2O)4Cl2]Cl· 2H2Oкүлгін түсті ашық жасыл түсті жасыл түсті3.Иондық изомерия кешенді қосылыс құрамында иондардың орналасуына тәуелді болады.4.Координациялық изомерия бикешенді қосылыстарда байқалады:[Co(NH3)6][Cr(CN)6], [Cr(NH3)2][Co(CN)6]5.Оптикалық изомерия органикалық заттар үшін белгілі болған (Л.Пастер), ал кешенді қосылыстардың изомерлі қосылыстарының алғашқы өкілін 1907 жылы А.Вернер зертеулерінен белгілі болды, олар жарықтың поляризациялану жазықтығын әр түрлі бұрады.
-
кешенді қосылыстарда бір ион не атом орталықтан орын алады, оны кешен түзушідеп атайды;
N-3 – комплекс түзуші Сu2+– комплекс түзуші[NH4]+– ішкі сфера NH3– лигандCl-– сыртқы сфера [Cu(NH3)4]2+– ішкі сфераКоординациялық сан – 4 SO42-– сыртқы сфера координациялық саны – 4Кешен түзуші бола алатындар:
-
Оң зарядты иондар (көбінде қосымша топша металдарының иондары).
-
Теріс зарядты иондар:
-
Бейтарап атомдар:
-
теріс тотығу дәрежесін көрсететін иондар: Cl-, OH-, CN-, NO3-, Br- -
полярлы молекулалар: H2O, NH3, CO, NO, N2H4, μ ≠ 0 -
полярсыз, бірақ оңай поляризацияланатын молекулалар:
| rо.и/rлиг | < 0,15 ≥ 0,18 ≥ 0,22 ≥ 0,41 ≥ 0,73 |
| к.с | 2 3 4 6 8 |
§5 Кешенді қосылыстың құрамдас бөліктерінің зарядтарын анықтау, формулаларын құру алгоритмдеріКешенді ион зарядын екі тәсілмен анықтайды1.Сыртқы сферадағы ион зарядына таңбасы жөнінен қарама-қарсы, ал абсолюттік мәндері бірдей болады, себебі қосылыс электробейтарап.Мысалы: 2· (+1) + х = 0 +2 + х = 0 х = -22. Ішкі сфераға кіретін иондар зарядтарының алгебралық қосындысына тең болады.Кешен түзушінің зарядын да екі тәсілмен анықтайды1.Егер кешенді қосылыс формуласы берілсе, мына ережеге сүйенеді:Кешенді қосылысты құрайтын бөлшектер зарядының алгебралық қосындысы нольге тең.2.Егер кешенді ион заряды белгілі болса, ол құрамдас бөліктерінің зарядтарының қосындысына тең болады деп есептеп анықтауға болады.Кешенді қосылыстар формуласын құру алгоритмі1. Кешен түзушілер таңбаларын, тотығу дәрежелерін көрсетіп жазу. Pt2+ Cu2+ Fe3+2.Кешен түзушінің координациялық санын ескеріп, ішкі сфераның формуласын құру:а) бейтарап кешен формуласын құру үшін кешен түзуші зарядын бейтараптағанша теріс зарядты лигандтарды жазып, соңынан координациялық санын қанықтырғанша бейтарап лигандтар жазу;ә) катионды кешен үшін кешен түзуші жанына координациялық санын қанықтырғанша бейтарап лигандтарды жазу;б) анионды кешен үшін кешен түзуші жанына координациялық санын қанықтырғанша теріс зарядты лигандтарды жазу;3. Кешенді ионның зарядтарын анықтау:
4. Кешенді қосылыстың сыртқы сферасын жазу:5. Кез келген қосылыс электрбейтарап екендігін ескеріп, қосылыстардың формуласын жазу:§6 Кешенді қосылыстардың жіктелуі1)Электр өткізгіштігіне байланыстыа) электролиттер: K4[Fe(CN)6], NH4Cl, т.б.ә) электролит еместер: [PtCl4(NH3)2]o2) Кешенді ионның зарядына байланысты.а) катионды кешенді қосылыстар: [Zn(NH3)4]Cl2ә) анионды кешенді қосылыстар: K3[FeF6], K3[Al(OH)6]б) бейтарап кешенді қосылыстар: [Pt(NH3)2Cl2]o, [Fe(CO)5]oв) бикешенді қосылыстар екі кешенді ионның бірігуінен түзіледі:г) көп ядролы кешенді қосылыстар: [(NH3)5Cr – O – Cr(NH3)5]Cl43) Функционалдық белгілеріне байланысты.а) қышқылдар H[BF4], H2[SO4]ә) негіздер: [Cu(NH3)4](OH)2б) тұздар: К3[FeF6]4) Лиганд табиғатына байланыстыа) акво кешенді қосылыстар (L – H2O)ә) ацидокешенді қосылыстар (L – қышқыл қалдықтары) б) гидроксокешенді қосылыстар (L – OH-)в) аммиакаттар (L – NH3) г) карбонилдер (L – CO) ғ) полигалидтер (L – )5) Ішкі кешенді қосылыстар (хелаттар)Мұндай кешенді қосылыстарда лиганд кешен түзушімен екі түрлі механизммен байланыс (алмасу және донорлы-акцепторлы) түзу арқылы топтасады.H2C – NH2 H2N – CH2 | Cu | C –– O O –– C O O Мыс (ІІ) гликолятыІшкі кешенді қосылыстың алынуы және қасиеттерін зерттеуде көп еңбек еткен ғалым – Л.А.Чугаев.6)Түзілу тәсіліне байланысты а) қосылу арқылы:Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)
4]NH3 + HCl → [NH4]Clә) арасына кіру арқылы:AgCl + 2NH3 → [Ag(NH3)2]ClCuSO4 + 4NH3 → [Cu(NH3)4]SO4§7 Кешенді қосылыстардың изомерлері, аталуы, қолданылуыБейорганикалық қосылыстардың ішіндегі күрделі қосылыс болуына байланысты органикалық қосылыстардағы сияқты да әр түрлі изомерлер береді.
-
Кеңістік изомерия -
Сольваттық (гидраттық) изомерия -
Иондық изомерия -
Координациялық изомерия -
Оптикалық изомерия
Cl
Pt
Pt
Cl
NH3
Cl
NH3
Cl
Cl
NH3
Cl
Cl
NH3
Cl
цис-изомер (қызыл сары) транс-изомер (сары)2.Сольваттық (гидраттық) изомерия кезінде су молекуласының ішкі және сыртқы сфераға таралып орналасуына байланысты.[Cr(H2O)6]Cl3[Cr(H2O)5Cl]Cl2· H2O [Cr(H2O)4Cl2]Cl· 2H2Oкүлгін түсті ашық жасыл түсті жасыл түсті3.Иондық изомерия кешенді қосылыс құрамында иондардың орналасуына тәуелді болады.4.Координациялық изомерия бикешенді қосылыстарда байқалады:[Co(NH3)6][Cr(CN)6], [Cr(NH3)2][Co(CN)6]5.Оптикалық изомерия органикалық заттар үшін белгілі болған (Л.Пастер), ал кешенді қосылыстардың изомерлі қосылыстарының алғашқы өкілін 1907 жылы А.Вернер зертеулерінен белгілі болды, олар жарықтың поляризациялану жазықтығын әр түрлі бұрады.