Комплексні сполуки
В структурі комплексної сполуки розрізняють координаційну (внутрішню) сферу, що складається з центральної частки – комплексоутворювача (іон або атом) та оточуючих її лігандів (іони протилежного знака або молекули). Іони, що знаходяться за межами координаційної сфери, утворять зовнішню сферу комплексної сполуки. Число лігандів навколо комплексоутворювача називається його координаційним числом (к.ч.). Внутрішня сфера (комплекс) може бути аніоном, катіоном і не мати заряду. Наприклад, у комплексній сполуці K3[Fe(CN)6] зовнішня сфера 3K+; внутрішня сфера [Fe(CN)6]3+, де Fe3+ – комплексоутворювач, a 6CN−– ліганди, причому 6 – координаційне число. Таким чином комплексна сполука (як правило) у вузлах кристалічної решітки містить комплекс, здатний до самостійного існування й у розчині.
Приклад 1. Визначте заряд комплексного іона, координаційне число (к.ч.) і ступінь окислювання комплексоутворювача в сполуках: а) K4[Fe(CN)6]; б) Na[Ag(NO2)2]; в) K2[MоF8]; г) [Сг(H2О)2(NН3)3Cl]CI2.
Рішення. Заряд комплексного іона дорівнює заряду зовнішньої сфери, але протилежний йому за знаком. Координаційне число комплексоутворювача дорівнює числу лігандів, координованих довкола нього. Ступінь окислювання комплексоутворювача визначається так само, як ступінь окислювання атома в будь-якій сполуці, виходячи з того, що сума ступенів окислювання всіх атомів у молекулі дорівнює нулю. Заряди нейтральних молекул (Н2О, NН3) дорівнюють нулю. Заряди кислотних залишків визначають з формул відповідних кислот. Звідси:
заряд іона к.ч. ступінь окислювання
а) K4[Fe(CN)6] 4– 6 +2
б) Na[Ag(NO2)2] 1– 2 +1
в) K2[MoF8] 2– 8 +6
г) [Сг(H2О)2(NН3)3Cl]CI2 2+ 6 +3
Приклад 2. Напишіть вираз для константи нестійкості комплексу [ Fе(СN)б]4–.
Рішення. Якщо комплексна сіль гексацианоферат (II) калію, будучи сильним електролітом, у водному розчині необоротно дисоціює на іони зовнішньої і внутрішньої сфер: K4 [Fe(CN)6] = 4K+ + [Fe(CN)6]4−, то комплексний іон дисоціює оборотно й у незначному ступені на складові частки: [Fe(CN)6]4− ↔ Fe2+ + 6CN−.
Оборотний
процес характеризується константою
рівноваги, що у даному випадку називається
константою нестійкості (KН)
комплексу:
Чим менше значення KН, тим більш стійким є даний комплекс.
Контрольні питання
301. Визначте, чому дорівнює заряд комплексного іона, ступінь окислювання і координаційне число комплексоутворювача в сполуках [Cu(NH3)4]SO4; K2[PtCl6]; K[Ag(CN)2]. Напишіть рівняння дисоціації цих сполук у водних розчинах.
302. Складіть координаційні формули наступних комплексних сполук платини: PtCl4×6NH3; РtСl4×4NH3; PtCl4×2NH3. Координаційне число платини (IV) дорівнює шести. Напишіть рівняння дисоціації цих сполук у водних розчинах. Яка зі сполук є комплексним неелектролітом?
303. Складіть координаційні формули наступних комплексних сполук кобальту: СоСl3×6NН3; СоС13×5NH3; CoCI3×4NН3. Координаційне число кобальту (III) дорівнює шести. Напишіть рівняння дисоціації цих сполук у водних розчинах.
304. Визначте, чому дорівнює заряд комплексного іона, ступінь окислювання і координаційне число стібія в сполуках Rb[SbBr6]; K[SbCl6); Na[Sb(SO4)2]. Як дисоціюють ці сполуки у водних розчинах?
305. Складіть координаційні формули наступних комплексних сполук срібла: AgCI×2NH3; AgCN×KCN; AgNO2×NaNO2. Координаційне число срібла дорівнює двом. Напишіть рівняння дисоціації цих сполук у водних розчинах.
306. Визначте, чому дорівнює заряд комплексного іона, ступінь окислювання і координаційне число комплексоутворювача в сполуках K4[Fe(CN)6]; K4[TiCl8]; K2[НgI4]. Як дисоціюють ці сполуки у водних розчинах?
307. Зі сполучення часток Co3+; NH3; NO2– і K+ можна скласти сім координаційних формул комплексних сполук кобальту, одна з яких [Co(NН3)6] (NО2)3. Складіть формули інших шести сполук і напишіть рівняння їхньої дисоціації у водних розчинах.
308. Визначте, чому дорівнює заряд наступних комплексних іонів: [Cr(H2O)4Cl2]; [HgBr4]; [Fe(CN)6], якщо комплексоутворювачами є Сг3+; Hg2+; Fe3+. Напишіть формули сполук, що містять ці комплексні іони.
309. Визначте, чому дорівнює заряд комплексних іонів [Cr(NH3)5NO3]; [Pd(NH3)Cl3]; [Ni(CN)4], якщо комплексоутворювачами є Cr3+; Pd2+; Ni2+. Напишіть формули комплексних сполук, що містять ці іони.
310. Зі сполучення часток Сг3+; Н2О; Сl– і К+ можна скласти сім координаційних формул комплексних сполук хрому, одна з яких [Cr(H2O)6]Cl3. Складіть формули інших шести сполук і напишіть рівняння їхньої дисоціації у водних розчинах.
311. Складіть координаційні формули наступних комплексних сполук кобальту: 3NaNO2×Co(NО2)3; CoCI3×ЗNН3×2Н2О; 2KNO2×NH3×Co(NO2)3. Координаційне число кобальту (III) дорівнює шести. Напишіть рівняння дисоціації цих сполук у водних розчинах.
312. Напишіть вираження для констант нестійкості комплексних іонів [Аg(NН3)2]+; [Fe(CN)6]4–; [PtCl6]2–. Чому рівні ступінь окислювання і координаційне число комплексоутворювачів у цих іонах?
313. Константи нестійкості комплексних іонів [Co(CN)4]2–; [Hg(CN)4]2–; [Cd(CN)4]2– відповідно рівні 8×10–20; 4×10–41; 1,4×10–17. В якому розчині цих іонів, при рівній молярній концентрації, концентрація іонів СN¯ більше? Напишіть вираз для констант нестійкості зазначених комплексних іонів.
314. Напишіть вираз для констант нестійкості наступних комплексних іонів: [Ag(CN)2]–; [Ag(NH3)2]+; [Ag(SCN)2]–. Знаючи, що вони відповідно рівні 1,0×10–21; 6,8×10–8; 2,0×10–11, укажіть, у якому з розчинів цих іонів, при рівній молярній концентрації, більше іонів Аg+.
315. При додатку розчину KCN до розчину [Zn(NH3)4]SO4 утвориться розчинна комплексна сполука K2[Zn(CN)4]. Напишіть молекулярне й іонно-молекулярне рівняння реакції. Константа нестійкості якого з іонів [Zn(NH3)4]2+ або [ Zn(CN)4]2– більше? Чому?
316. Напишіть рівняння дисоціації солей K3[Fe(CN)6] і NH4Fe(SO4)2 у водному розчині. До кожної з них долили розчин лугу. В якому випадку випадає осад гідроксиду заліза (III)? Напишіть молекулярне й іонно-молекулярне рівняння реакції. Які комплексні сполуки називаються подвійними солями?
317. Складіть координаційні формули наступних комплексних сполук платини (II), координаційне число якої дорівнює чотирьом: PtCl2×3NH3; PtCl2×NH3×KCl; PtCl2×2NH3. Напишіть рівняння дисоціації цих сполук у водних розчинах. Яка зі сполук являється комплексним неелектролітом?
318. Хлорид срібла розчиняється в розчинах аміаку і тіосульфату натрію. Дайте цьому пояснення і напишіть молекулярні й іонно-молекулярні рівняння відповідних реакцій.
319. Які комплексні сполуки називаються подвійними солями? Напишіть рівняння дисоціації солей K4[Fe(CN)6] і (NH4)2Fe(SO4)2 у водному розчині. В якому випадку випадає осад гідроксиду заліза (II), якщо до кожної з них долити розчин лугу? Напишіть молекулярне й іонно-молекулярне рівняння реакції.
320. Константи нестійкості комплексних іонів [Co(NH3)6]3+; [Fe(CN)6]4– і [Fe(CN)6]3– відповідно рівні 6,2×10–36; 1,0×10–37 і 1,0×10–44. Який з цих іонів є більш міцним? Напишіть вираження для констант нестійкості зазначених комплексних іонів і формули сполук, що містять ці іони.
ѕ-елементи