Пример решения 2.2

Решение данного задания рассмотрим на примере 2-х комплексных соединений: Na[Co(SCN)₄(H₂O)₂] и [Fe(NH₃)₅(NO₂)]Cl₂.

Сначала проанализируем состав комплексного соединения. В комплексном соединении содержится сложный комплексный ион, который показан в квадратных скобках. Комплексный ион состоит из комплексообразователя и лигандов. Комплексообразователь записывается первым в квадратной скобке, а далее следуют лиганды. Лигандами могут быть как заряженные частицы: I , Cl , F , NO , NO , OH , CN , SCN , так и нейтральные молекулы: Н₂О, NH₃. Количество лигандов вокруг комплексообразователя называется его координационным числом.

Комплексообразователь и лиганды связаны прочной ковалентной связью донорно-акцепторного типа. Комплексный ион является ионом внутренней сферы. Снаружи располагаются ионы внешней сферы. Ионы внешней и внутренней сферы связаны ионной связью.

Если сложный комплексный ион заряжен отрицательно, т.е. является анионом, то ион внешней сферы записывается слева, и комплекс называется анионным. Если комплексный ион заряжен положительно, т.е. представляет из себя катионный комплекс, то ион внешней сферы записывается справа. В некоторых соединениях ионы внешней сферы отсутствуют, тогда внутренняя сфера имеет нулевой заряд, такие комплексы называются нейтральными.

Учитывая степень окисления комплексных ионов (в первом соединении – [Co(SCN)₄(H₂O)₂]^1-, а во втором – [Fe(NH₃)₅NO₂]²⁺, определяем, что первое соединение содержит анионный, а второе – катионный комплекс. Вокруг комплексообразователя Со³⁺ расположены лиганды: (SCN) и (Н₂О)⁰, их число равно 6, а вокруг Fe³⁺ – лиганды (NH₃)⁰ и (NO₂)^–, их число также равно 6. Ионами внешней сферы в указанных соединениях являются ионы Na⁺ и Cl соответственно. Исходя из вышесказанного данные комплексные соединения могут быть представлены следующими схемами (рис. 2.6 а, 2.6 б):

Рис. 2.6 а. Схема комплексного соединения Na[Co(SCN)₄(H₂O)₂] –

– диаквотетрароданокобальтат (III) натрия

Рис. 2.6 б. Схема комплексного соединения [Fe(NH₃)₅ NO₂]Cl₂ –

– дихлорид нитритопентаамминожелеза (III)

Так как между ионами внешней и внутренней сферы действует слабая ионная связь, то в растворе под действием молекул воды эта связь разрывается, т.е. происходит диссоциация молекулы комплексного соединения на ионы внешней и внутренней сферы:

Na[Co(SCN)₄(H₂O)₂] Na⁺ + [Co(SCN)₄(H₂O)₂] ;

[Fe(NH₃)₅NO₂]Cl₂ [Fe(NH₃)₅NO₂]²⁺ + 2Cl .

Однако комплексный ион при этом сохраняет свою целостность. Комплекс перестает существовать, если разрывается внутренняя связь между комплексообразователем и лигандами.

Используя данную информацию, представим в виде табл. 2.3 характеристики двух комплексных соединений. Следует иметь в виду, что необходимо указывать все степени окисления частиц, составляющих данное соединение.

Заряд комплексообразователя определяют исходя из зарядов ионов внешней сферы, лигандов, их количества и нейтральности молекулы в целом. Определим заряд комплексообразователя для рассматриваемых комплексных соединений.

Na⁺[Co^x(SCN) (H₂O) ] [Fe^x(NH₃) (NO )^–]Cl

1+ х + 4(-1) + 2·0 = 0 х + 0·5 + (-1) + (-1)·2 = 0

х = +3 х = +3

Следовательно комплексообразователем в 1-ом соединении является Со³⁺, а во втором – Fe³⁺.

Таблица 2.3

Характеристики комплексного	Формула комплексного соединения
соединения	Na[Co(SCN)4(H2O)2]	[Fe(NH3)5NO2]Cl2
Комплексное соединение с ука-занием степеней окисления всех частиц	Na+[Cox(SCN) (H2O) ]	[Fex(NH3) NO –]Cl
Комплксообра- зователь	Со3+	Fe2+
Лиганды	SCN , H2O0	NH , (NO2)–
Координационное число	4 + 2 = 6	5 + 1 = 6
Ионы внутренней сферы	[Co(SCN)4(H2O)2]	[Fe(NH3)5NO2]2+
Ионы внешней сферы	Na+	Cl
Уравнение диссоциации комплексного соединения	Na[Co(SCN)4(H2O)2] Na+ + [Co(SCN)4(H2O)2]	[Fe(NH3)5(NO2)]Cl2 [Fe(NH3)5(NO2)]2+ + 2Cl

Таблица II.1.

Таблица II.2

Тема III. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

Задание 3. 1. Запишите реакцию взаимодействия указанного по варианту элемента с кислородом. Используя приведенные в табл. III.1 данные, рассчитайте энтальпию образования оксида.