Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Химическая связь в комплексных соединениях




 

Для объяснения образования и свойств комплексных соединений в настоящее время применяется теория валентных связей (ВС), теория кристаллического поля (ТКП) и теория молекулярных орбиталей (МО). Мы ограничимся методом ВС.

Теория ВС для комплексных соединений.Пространственная структура комплексных частиц может быть объяснена с позиций метода валентных связей (ВС). Согласно этому методу связь между центральным атомом и лигандами образуется за счет донорно-акцепторного взаимодействия: лиганд - донор, а центральный атом - акцептор электронной пары. При этом ковалентная s-связь образуется в результате перекрывания вакантной орбитали центрального атома или иона комплексообразователя с заполненными, т. е. содержащими неподеленные пары электронов, орбиталями лигандов. Максимально возможное число s-связей определяет координационное число комплексообразователя. Поскольку при одинаковых лигандах образующиеся s-связи равноценны, то образование комплексной частицы сопровождается гибридизацией акцепторных орбиталей комплексообразователя. Критерием для определения типа гибридизации могут служить опытные данные о магнитных свойствах образующихся комплексов.

Пример 15.Определить пространственную структуру и устойчивость комплексных ионов: а) парамагнитного [CoF6]3- ; б) диамагнитного [Co(NH3)6]3+.

Решение. а) [CoF6]3- - координационное число Co равно шести, степень окисления (w) Co = +3; электронное строение атома Co -…3d74s2, иона Co3+ -....3d64s04p04d0; для F -..2s22p5, для иона F- -.. 2s22p6.

 

(Крестомобозначена неподеленная пара электронов от лиганда - иона F-).

Из показанной схемы ВС следуют выводы:

• Co3+ - акцептор шести электронных пар;

• АО Co3+ гибридизованы, тип гибридизации sp3d2 – октаэдрический;

• комплекс имеет 4 неспаренных электрона, он парамагнитен;

• комплекс внешнеорбитальный, так как. в образовании донорно-акцепторных связей принимают участие внешние 4d-АО (3d-АО - внутренние орбитали). Использование внешних d-орбиталей требует затраты энергии, поэтому комплекс неустойчив.

б) [Co(NH3)6]3+ - координационное число Co равно шести, степень окисления
(w)Сo = +3. Электронное строение NH3 таково, что каждая молекула имеет неподеленную электронную пару,за счет которой эта молекула будет донором. Так как комплекс диамагнитен, то все шесть d-электронов спарены, поэтому схему ВС для этого комплекса можно изобразить так:

 

Из этой диаграммы следуют выводы:

• Co3+ - акцептор шести электронных пар;

• АО (Co3+) гибридизованы по типу d2sp3 - они образуют октаэдр;

• комплекс диамагнитен, все электроны спарены;

• комплекс внутриорбитальный, так как акцепторами являются внутренние 3d-атомные орбитали, он устойчивее, чем внешнеорбитальный.



Из приведенных примеров видны следующие особенности применения теории ВС к комплексам:

1. Для построения схемы ВС используются атомы и ионы с зарядом, соответствующим степени окисления.

2. Для образования химической связи не используются электроны центрального атома; используются лишь его пустые АО и электронные пары лигандов. (Однако возможен дополнительный учет дативного взаимодействия между парами d-электронов металла и пустыми, акцепторными, орбиталями лигандов).

3. Вопрос о расположении электронов на d-АО (и вопрос о магнитных свойствах) в теории ВС не решается, используются экспериментальные данные или данные других теорий (например, теория кристаллического поля - ТКП).

4. В методе ВС вопросы геометрии комплекса, гибридизации АО, устойчивости решаются по схемам ВС.

 


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2020 год. (0.005 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал