ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.07.2025
Просмотров: 286
Скачиваний: 0
2.1 Вопросы к контрольному заданию
а) Напишите формулу комплексного соединения, указанного в пункте (а) вашего варианта. Определите координационное число данного комплексного соединения, степень окисления комплексообразователя, заряд комплексного иона и к какому классу (по типу лиганда) оно относится. Напишите уравнения первичной и вторичной диссоциации данного комплексного соединения.
б) Назовите комплексное соединение, формула которого указана в задании (б) вашего варианта. Определите координационное число данного комплексного соединения, степень окисления комплексообразователя, заряд комплексного иона и к какому классу (по типу лиганда) оно относится. Приведите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения синтеза и разрушения данного комплексного соединения (Таблица 4).
Таблица 4 - Задания к разделу «Комплексные соединения»
№ |
а |
б |
задания |
||
17 |
Трифторотриаквахром (III); |
[Ag(NH3)2]NO3 |
18 |
Хлорид гексаамминкобальта (III) |
K2[Ве(OH)4] |
19 |
Хлорид тетраамминцинка |
Na3[Cr(OH)6] |
20 |
Дицианоаурат (I) натрия |
Na[Al(OH)4] |
21 |
Тетрагидроксоалюминат натрия |
[Со(NH3)4]Br2 |
22 |
Гексагидроксобериллат калия |
[Ni(NH3)6](NO3)2 |
23 |
Дицианоаргентат (I) натрия |
[Ag(NH3)2]Cl |
24 |
Нитрат гексаамминкобальта (II) |
[Co(NH3)6]Cl2 |
25 |
Дибромотетраамминплатина |
Na[Cr(OH)4] |
26 |
Хлорид дихлоротетраамминплатины |
Na2[Zn(OH)4] |
(IV) |
||
27 |
Гексацианоферрат (II) натрия |
[Zn(NH3)4]Cl2 |
28 |
Сульфат тетрамминмеди (II) |
[Cu(NH3)4]SO4 |
29 |
Хлорид гексааквахрома (III) |
[Ag(NH3)2]ClО4 |
30 |
Нитрат гидроксодиамминакваплатины |
Na3[Al(OH)6] |
(II) |
||
31 |
Динитротетрааквакобальт |
K2[Pb(OH)6] |
32 |
Тетрагидроксоцинкат натрия |
[Cd(NH3)4]SO4 |
14
2.2 Пример решения контрольного задания (задача №32)
Задание (а)
Напишите формулу комплексного соединения: тетрагидроксоцинката натрия. Определите координационное число данного комплексного соединения, степень окисления комплексообразователя, заряд комплексного иона и к какому классу (по типу лиганда) оно относится. Напишите уравнения первичной и вторичной диссоциации тетрагидроксоцинката натрия.
Ответ:
Формула заданного комплексного соединения - Na2[Zn(OH)4].
внешняя сфера комплексообразователь
↓↓
Na2 [Zn(ОH)4]
↑ ↑
лиганды координационное число
Координационное число тетрагидроксоцинката натрия равно четырём. Степень окисления комплексообразователя равна +2 (цинк проявляет в соединениях только степень окисления +2). Заряд комплексного иона определяется алгебраической суммой заряда комплексообразователя (+2) и зарядов всех лигандов (-4). Таким образом, заряд комплексного иона равен (-2) (анионный комплекс). По типу лиганда Na2[Zn(OH)4] является гидроксокомплексом.
Первичная диссоциация комплексного соединения протекает по типу
сильного электролита. Уравнение первичной диссоциации Na2[Zn(OH)4]: Na2 [Zn (OH)4] → 2 Na+ + [Zn (OH)4]2–
Вторичная диссоциация комплексного соединения протекает по типу слабого электролита. Следует отметить, что число стадий в процессе вторичной диссоциации равно координационному числу данного комплексного соединения. Уравнения вторичной диссоциации Na2 [Zn (OH)4]:
1)[Zn(OH)4]2– [Zn(OH)3]– + OH–;
2)[Zn(OH)3]– Zn(OH)2 + OH–;
3)Zn(OH)2 ZnOH+ + OH–;
4)ZnOH+ Zn2+ + OH–.
Задание (б)
Назовите комплексное соединение [Cd(NH3)4]SO4. Определите координационное число [Cd(NH3)4]SO4, степень окисления комплексообразователя, заряд комплексного иона и к какому классу (по типу лиганда) оно относится. Приведите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения синтеза и разрушения [Cd(NH3)4]SO4.
15
Ответ: |
|||||
Название |
комплексного |
соединения |
[Cd(NH3)4]SO4: |
сульфат |
|
тетраамминкадмия. |
|||||
комплексообразователь |
внешняя сфера |
||||
↓ |
↓ |
||||
[Cd(NH3)4]SO4
↑ ↑
лиганды координационное число
Координационное число [Cd(NH3)4]SO4 равно четырём. Степень окисления комплексообразователя равна +2 (кадмий проявляет в соединениях только степень окисления +2). Заряд комплексного иона определяется алгебраической суммой заряда комплексообразователя (+2) и зарядов всех лигандов (0). Таким образом, заряд комплексного иона равен +2 (катионный комплекс). По типу лиганда [Cd(NH3)4]SO4 является аммиакатом.
Получение сульфата тетраамминкадмия (II).
Добавление концентрированного раствора аммиака к раствору сульфата кадмия (II) приводит к образованию раствора сульфата тетраамминкадмия (II):
CdSO4 + 4 NH3 → [Cd(NH3)4]SO4
Cd2+ + 4 NH3 → [Cd(NH3)4] 2+
Разрушение сульфата тетраамминкадмия (II) можно осуществить добавлением к его раствору сильной кислоты:
[Cd(NH3)4]SO4 + 4НNО3 → CdSO4 + 4NH4NО3
[Cd(NH3)4] 2+ + 4Н+ → Cd2+ + 4NH4+
3 ХИМИЯ НЕМЕТАЛЛОВ
Все вещества делятся на простые и сложные. Вещества, состоящие из атомов одного химического элемента, называются простыми веществами, состоящие из атомов двух или более элементов, называются сложными веществами.
Простые вещества (и элементы, которые образуют эти простые вещества) подразделяются на металлы и неметаллы. К неметаллам относят 22 элемента, которые расположены в правой верхней части от условной диагонали, разделяющей металлы и неметаллы в периодической системе. Остальные элементы условно относят к металлам.
Атомы в простом веществе неметалла связаны ковалентной связью. Электронная формула и электронно–графическая схема неметалла в основном и возбуждённых состояниях позволяют спрогнозировать число связей, которые он может образовать, а также степени окисления атома. Высшая степень окисления неметалла равна номеру группы (N), в которой находится неметалл. Низшая степень окисления равна величине (N – 8).
Рассмотрим строение валентного уровня атома неметалла на примере фосфора. Сокращённая электронная формула фосфора (внешняя часть электронной формулы): 3s23p3. Электронно–графическая схема валентного уровня атома фосфора в основном состоянии:
16
3s |
3p |
3d |
||||||
↑↓ |
↑ |
↑ |
↑ |
|||||
Электронно–графическая схема фосфора в возбуждённом состоянии:
3s |
3p |
3d |
||||||
↑ |
↑ |
↑ |
↑ |
↑ |
||||
Фосфор может образовать три связи в основном состоянии (РН3) и пять связей в возбуждённом состоянии (РCl5). Степени окисления фосфора в соединениях варьируются от (-3) до (+5). Наиболее устойчивая степень окисления: +5. Неметаллам, стоящим в периодической системе в группах с нечётными номерами соответствуют нечётные степени окисления. Например, галогены могут проявлять степени окисления: +7, +5, +3, +1, -1. Неметаллам, стоящим в периодической системе в группах с чётными номерами, соответствуют чётные степени окисления. Например, халькогены могут проявлять степени окисления: +6, +4, +2, -2.
Физические свойства неметаллов
Неметаллам соответствуют простые вещества в газообразном, жидком или твёрдом агрегатном состоянии. Газы – водород, азот, кислород, фтор, хлор и благородные газы. Жидкость – бром. Твёрдые тела – бор, углерод, кремний, фосфор, мышьяк, сера, селен, теллур, иод и астат. Данные об аллотропных модификациях простых веществ неметаллов, которые определяются электронным строением всех уровней и радиусом атома, можно получить из литературных источников [1 - 4].
Химические свойства неметаллов
Атомы неметаллов легче принимают электроны, чем отдают (в отличие от металлов), т.е. в большей степени проявляют окислительные свойства. В группе окислительные свойства простых веществ неметаллов сверху вниз убывают, в периоде слева направо увеличиваются. Наиболее активные окислители - неметаллы: фтор, кислород, хлор. Однако простые вещества неметаллов находятся в промежуточной степени окисления (0) и могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства (в том числе диспропорционирование) кроме фтора, т. к. (0) – это высшая степень окисления фтора). Химия благородных газов в данном пособии не рассматривается. Самое малоактивное простое вещество из неметаллов – азот, т. к. при наличии тройной связи молекула азота очень прочная. При обычных условиях азот реагирует только с литием:
N2 + 6Li → 2Li3N (нитрид лития)
Взаимодействие неметаллов с водой.
В водной среде кислород воды окисляет только фтор:
2 F2 + 2Н2О → O2+ 4НF,
остальные галогены диспропорционируют в воде:
Cl2 + Н2О → НCl + НClO.
При высоких температурах в парах водород воды более сильный окислитель, чем простые вещества: бор, углерод, кремний и теллур:
С + Н2О → СО + Н2↑ Остальные неметаллы с водой практически не реагируют.
17
Взаимодействие неметаллов со щелочами
В щелочной среде для простых веществ возможны три варианта: а) фтор окисляет кислород в щелочной среде до степени окисления (+2):
2F2 + 2 NaOH → 2 NaF + OF2↑+ H2O
б) в водных растворах щелочей увеличивается возможность реакции диспропорционирования. Равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции за счёт связывания протонов гидроксид - ионами. Хлор, бром, иод, сера, селен, теллур и фосфор в щелочной среде легко диспропорционируют:
3 J2 + 6 NaOH → NaJO3 + 5 NaJ + 3 H2O
в) бор, кремний и мышьяк в щелочной среде восстанавливают водород:
Si + 2NaOH + Н2О → Na2SiO3+ 2Н2↑
Взаимодействие неметаллов с кислотами
Кислоты с неметаллами с выделением водорода не реагируют. Действие кислот – окислителей на неметаллы наглядно демонстрирует концентрированная азотная кислота. Бор, углерод, фосфор, мышьяк, сера, селен, теллур и иод окисляются концентрированной азотной кислотой. В результате реакции выделяется NO2 и кислота неметалла, участвующего в реакции:
S + 6 НNO3 → H2SO4 + 6 NO2 + 2 H2O
Кислородные соединения неметаллов
Неметаллы образуют кислотные оксиды. Три оксида: СО, NO, N2O несолеобразующих. Свойства кислородных соединений неметаллов рассмотрим на примере соединений серы. Сере соответствуют чётные степени окисления: (-2), (+2), (+4), (+6). С кислородом сера проявляет положительные степени окисления: (+4), (+6) (соединения серы в степени окисления (+2) неустойчивы). Оксид серы (IV) SО2 – кислотный оксид. Чтобы получить кислоту, соответствующую данному оксиду, надо прибавить к нему воду:
SО2 + H2O → H2SO3
Таким образом, оксид серы (IV) SО2 является ангидридом сернистой кислоты H2SO3. Сернистая кислота существует только в водных растворах. Это
– слабая кислота (n – m = 1) и диссоциирует в две ступени (Кд1 = 2 · 10-2,
Кд2 = 6,3 · 10-8):
H2SO3 ↔ Н+ + HSO3
HSO3 ↔ Н+ + SO32
Оксид серы (IV) SО2 и сернистая кислота – хорошие восстановители. На этом свойстве SО2 основано его применение в пищевой промышленности как консерванта, а также для получения селена:
SО2 + SеО2 → SО3 + Sе
Однако при взаимодействии с сильными восстановителями SО2 и H2SO3 могут быть окислителями:
H2SO3 + 2 H2S → 3 S↓ + 3 H2O
Оксид серы (VI) SО3 – кислотный оксид. Оксид серы (VI) SО3 является ангидридом серной кислоты H2SO4. Промышленное получение серной кислоты включает три стадии:
18