Химическая связь.

Теория валентных связей предполагает гибридизацию орбиталей центрального атома. Расположение образующихся при этом гибридных орбиталей определяет геометрию комплексов.

Диамагнитный комплексный ион Fe(CN)₆^4-.

Цианид-ион – донор

Ион железа Fe²⁺ – акцептор – имеет формулу 3d⁶4s⁰4p⁰. С учетом диамагнитности комплекса (все электроны спарены) и координационного числа (нужны 6 свободных орбиталей) имеем d²sp³-гибридизацию:

Комплекс диамагнитный, низкоспиновый, внутриорбитальный, стабильный (не используются внешние электроны), октаэд-рический (d²sp³-гибридизация).

Парамагнитный комплексный ион FeF₆^3-.

Фторид-ион – донор.

Ион железа Fe³⁺ – акцептор – имеет формулу 3d⁵4s⁰4p⁰. С учетом парамагнитности комплекса (электроны распарены) и координационного числа (нужны 6 свободных орбиталей) имеем sp³d²-гибридизацию:

Комплекс парамагнитный, высокоспиновый, внешнеорбитальный, нестабильный (использованы внешние 4d-орбитали), октаэдрический (sp³d²-гибридизация).

Диссоциация координационных соединений.

Координационные соединения в растворе полностью диссоциируют на ионы внутренней и внешней сфер.

[Ag(NH₃)₂]NO₃ → Ag(NH₃)₂⁺ + NO₃¯, α = 1.

Ионы внутренней сферы, т. е. комплексные ионы, диссоциируют на ионы металла и лиганды, как слабые электролиты, по ступеням.

где K₁, К₂, К₁_₂ называются константами нестойкости и характеризуют диссоциацию комплексов: чем меньше константа нестойкости, тем меньше диссоциирует комплекс, тем он устойчивее.

II. Неорганическая химия

1. Основные классы неорганических соединений

 

1.1. Оксиды

Оксиды – сложные вещества, состоящие из атомов кислорода в степени окисления -2 и атомов другого элемента.

 

Номенклатура: Fe₂O₃ – оксид железа(III), Cl₂O – оксид хлора(I).

Классификация оксидов

Несолеобразующие (безразличные) оксиды: CO, SiO, NO, N₂O.

Солеобразующие оксиды:

основные – оксиды металлов в степени окисления +1, +2,

амфотерные – оксиды металлов в степени окисления +2, +3, +4,

кислотные – оксиды металлов в степени окисления +5, +6, +7 и

оксиды неметаллов в степени окисления +1 – +7.

Получение оксидов

Горение простых веществ:

С + O₂ = CO₂

2Са + O₂ = 2СаО

Горение (обжиг) сложных веществ:

CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2Н₂O

4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂

Разложение сложных веществ:

CaCO₃ →t→ СаО + CO₂

2Fe(OH)₃ →t→ Fe₂O₃ + ЗН₂O

Химические свойства оксидов

Основным оксидам (Na₂O, CaO, CuO, FeO) соответствуют основания.

СаО + Н₂O = Са(OH)₂ (растворимы оксиды металлов IA– и IIА-групп, кроме Be, Mg)

CuO + Н₂O ≠ (оксиды остальных металлов нерастворимы)

СаО + CO₂ = CaCO₃

СаО + 2HCl = CaCl₂ + Н₂O

Кислотным оксидам (CO₂, Р₂O₅, СrO₃, Mn₂O₇) соответствуют кислоты.

SO₂ + Н₂O = H₂SO₃ (кислотные оксиды, кроме SiO₂, растворимы в воде)

SO₂ + СаО = CaSO₃

SO₂ + 2NaOH = Na₂SO₃ + Н₂O

Амфотерным оксидам (ZnO, Al₂O₃, Cr₂O₃, ВеО, РЬО) соответствуют амфотерные гидроксиды.

ZnO + H₂O ≠ (амфотерные оксиды нерастворимы в воде)

ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + Н₂O

ZnO + 2NaOH →t→ Na₂ZnO₂ + Н₂O (при нагревании или сплавлении)

ZnO + 2NaOH + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] (в разбавленном растворе)

1.2. Основания

Основания – сложные вещества, состоящие из атомов металла и гидроксиль-ных групп; основания – электролиты, образующие при диссоциации в качестве анионов только анионы гидроксила.

Номенклатура: Fe(OH)₃ – гидроксид железа(III).

Классификация оснований:

– растворимые (щелочи) NaOH, KOH;

– нерастворимые Fe(OH)₂, Mg(OH)₂;

– амфотерные Zn(OH)₂, Al(OH)₃, Ве(OH)₂, Сr(OH)₃;

– однокислотные NaOH, KOH;

– двухкислотные Ва(OH)₂, Zn(OH)₂;

– трехкислотные Al(OH)₃, Сr(OH)₃.

Получение оснований

Получение щелочей:

2Na + 2Н₂O = 2NaOH + Н₂

Na₂O + Н₂O = 2NaOH

Получение нерастворимых и амфотер-ных оснований:

FeSO₄ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + Na₂SO₄

AlCl₃ + 3NaOH = Al(OH)₃↓ + 3NaCl

Свойства щелочей:

NaOH → Na⁺ + OH¯ (α = 1, фенолфталеин – красный)

NaOH + HCl = NaCl + H₂O (реакция нейтрализации)

2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

2NaOH + Zn(OH)₂ = Na₂[Zn(OH)₄]

2NaOH + Al₂O₃ →t→ 2NaAlO₂ + H₂O

2NaOH + CuSO₄ = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

2NaOH + Zn + 2H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

2NaOH + 2Al + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂

2NaOH + Si + H₂O = Na₂SiO₃ + 2H₂

Свойства нерастворимых оснований:

Fe(OH)₂ ↔ FeOH⁺ + OH¯ (α << 1);

FeOH⁺ ↔ Fe²⁺ + OH‾ (α << 1)

Fe(OH)₂ + H₂SO₄ = FeSO₄ + 2H₂O

Fe(OH)₂ →t→ FeO + H₂O

Свойства амфотерных оснований:

Al³⁺+ ЗOH¯ + Н₂O ↔ Al(OH)₃↓ + Н₂O ↔ [Al(OH)₄]¯ + Н⁺

Al(OH)₃ + ЗHCl = AlCl₃ + ЗН₂O

Al(OH)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄]

2Al(OH)₃ →t→ Al₂O₃ + ЗН₂O