8.2.4 Образование комплексных анионов
Многие кислородсодержащие кислоты также можно рассматривать как комплексные соединения. В качестве комплексообразователя выступает центральный атом кислоты, лигандами обычно являются атомы кислорода, а роль внешней сферы комплексного соединения выполняют ионы водорода. Рассмотрим это на примере кислот хлора.
.
Ион хлора имеет четыре электронных дублета, т.е. может являться донором электронов, пополняя электронные оболочки других атомов.
В зависимости от количества кислорода, присоединённого к иону хлора, может быть образовано 4 кислородсодержащих кислотных остатка.
При присоединении одного атома кислорода образуется гипохлорит- ион, электронное строение которого можно представить следующим образом
.
Атом кислорода на валентной электронной оболочке имеет 6 электронов, поэтому кислороду для заполнения электронной оболочки до октета не хватает двух электронов, а хлор, имея электронный октет, может служить донором электронов.
Кислород завершает свою электронную оболочку, оттягивая электронный дублет от хлора. Пара электронов, ранее принадлежащая хлору, становится общей для хлора и кислорода. Между ними возникает донорно-акцепторная связь, при этом донором электронов становится хлор, а акцептором – кислород.
Ввиду того, что к хлору присоединился нейтральный атом кислорода, заряд нового иона остался прежним.
Подобно образованию иона гипохлорита можно с ионом хлора связать два, три или четыре атома кислорода, используя при этом готовые электронные дублеты хлора.
Напишите
формулы: а) хлорит-иона ClO
;
б) хлорат-иона ClO
;
в) перхлорат-иона ClO
.
Степень окисления хлора равна соответственно +1, +3, +5 и +7, а координационные числа – 1, 2, 3, и 4.
8.2.5 Комплексные соединения в реакциях обмена
Для обнаружения в растворах различных ионов часто употребляют комплексные соединения. В частности, для обнаружения иона Fe+3 используют раствор K4[Fe(CN)6] – желтую кровяную соль; тест на открытие ионов железа (+2) проводят действием раствора красной кровяной соли – K3[Fe(CN)6].
Опыт 7. Тест на открытие железа (+3). В пробирку поместите 10 капель раствора хлорида железа (+3), и по каплям добавляйте раствор желтой кровяной соли до образования голубого осадка берлинской лазури.
Опыт 8. Тест на открытие железа (+2). В пробирку поместите 10 капель растворённого в воде кристаллического сульфата железа (+2), прибавьте по каплям раствор K3[Fe(CN)6]. Наблюдается образование осадка характерного синего цвета (турнбуллева синь). Это соединение образуется в результате неполного замещения ионов калия в K3[Fe(CN)6 ионами железа (+2).
Примечание. Доказано, что турнбуллева синь и берлинская лазурь полностью идентичны и имеют одинаковые формулы.
Назовите, используя правила ИЮПАК, желтую и красную кровяную соль; изначально образующиеся соли при открытии ионов Fe2+ и Fe3+; какой формулой описывается состав турнбуллевой сини и берлинской лазури? Дайте название этой соли. Как ТКП описывает электронные структуры [Fe(CN)6]4– и [Fe(CN)6]3–? Укажите их магнитные свойства.