На головну

Метод валентних зв'язків

  1. B2 Методологічний цикл ІНСАРАГ
  2. G9 Навчання ПСО і методологія розвитку
  3. I. Лабораторні методи дослідження
  4. I. Методичні вказівки
  5. I. ОРГАНІЗАЦІЙНО-МЕТОДИЧНИЙ РОЗДІЛ
  6. I. ОРГАНІЗАЦІЙНО-МЕТОДИЧНИЙ РОЗДІЛ
  7. II. Наука як процес пізнання. Форми і методи наукового пізнання. Структура естественнoнаучного пізнання

Застосування методу валентних зв'язків до комплексних сполук належить Полингу. Полінг показав, що, використовуючи метод валентних зв'язків, можна передбачити геометричну форму і магнітні властивості комплексів. Теорія методу валентних зв'язків пояснює утворення комплексів за рахунок донорно-акцепторної або координаційного зв'язку. Цей зв'язок, як окремий випадок ковалентного зв'язку, здійснюється між атомом - комплексоутворювачем, які мають вільні орбіталі і є акцептором електронів, і лігандами, що мають неподілені електронні пари, донорами яких вони є. Донором може бути і комплексоутворювач. Коли координаційна зв'язок утворена, вона практично нічим не відрізняється від звичайної ковалентного зв'язку.

Наприклад, в комплексному іоні [BF4]- донором електронної пари служить аніон фтору, а акцептором - атом бору в молекулі BF3 , Що володіє незайнятої орбиталью зовнішнього електронного шару і переходить при комплексообразовании в стан sp3- гібридизації (конфігурація іона - тетраедр).

Наступні комплекси: [Zn (NH3)4]2+, [Cd (NH3)4]2+, [HgI4]2-

також мають геометричну конфігурацію тетраедра (рис.15):

Мал. 15.Структура комплексного катіона [Zn (NH3)4]2+.

Освіта цих комплексних іонів можна пояснити тим, що іони цинку, кадмію і ртуті, маючи чотири вільних орбіталі (Zn2+- Одну 4s і три 4р- орбіталі,Cd2+- Одну 5s і три 5р орбіталі, Hg2+- Одну 6s і три 6р-орбіталі) можуть бути акцепторами електронних пар лігандів, причому здійснюється

3 гібридизація, відповідна розміщення лігандів у вершинах тетраедра:

Координаційному числу 2 відповідає sp-гібридизація і лінійна координація лігандів, як, наприклад, в комплексі

[Ag (NH3 )2]+:

Крім тетраедріческой конфігурації координаційному числу 4 відповідає так само квадратна координація лігандів, як, наприклад, в комплексах[Pt (NH3)4]2+, [Pd (NH3)4]2+, [AuCl4]-(Рис.16):

Мал. 16. Структура комплексного катіона [Pd (NH3)4]2+.

Іони Pt2+, Pd2+, Au3+, маючи чотири зайнятих d орбіталі, надають для електронних пар лігандів одну d, одну s і дві р-орбіталі. При цьому здійснюється гібридизація dsр2:

Найбільш поширеним координаційним числом є 6, якому відповідав би гібридизація d2sp3 або sp3d2 і октаедричні розташування лігандів. Така структура комплексу характерна для Cr3+, Co3+, Pt4+, Fe3+, Fe2+ та багато інших.

наприклад: Cr3+ має дві вільні 3d -, одну 4s -і три 4р - орбіталі, які вони надають для електронних пар лігандів, при цьому здійснюється d2sp3- Гібридизація. комплексний іон [Cr (CN)6]3 (Рис.17) містить три неспарених електрона і, отже, парамагнитен:

Рис.17. Структура комплексного аніону [Cr (CN)6]3.

Розглянемо також два комплексних іона Co3+:

[Co (NH3)6]3+ і [CoF6]3-.

Відомо, що перший з них диамагнитен, другий парамагнитен.

Іон-комплексоутворювач в цих комплексних іонах має електронну конфігурацію 3d6. Відповідно до правила Хунда ці шість електронів в d-стані розташовуються з енергетичних осередкам наступним чином:

При утворенні комплексного іона [Co (NH3)6]3+ чотири d-електрона спочатку утворюють електронні пари, звільняючи дві 3d-орбіталі:

Потім утворюється іон [Co (NH3)6]3+, Що має будову

При утворенні цього комплексу має місце d2sp3 гібридизація, причому вона здійснюється за участю внутрішніх d-орбіталей третього енергетичного рівня іона Co3+. У разі іона [CoF6]3- освіти пар d-електронів в іоні Co3+ не відбувається. Шість неподілених електронних пар іонів F- розташовуються в вільних s-, p-, d- орбиталях четвертого енергетичного рівня. комплексний іон [CoF6]3- має будову:

Цей комплексний іон утворюється за рахунок sp3d2гібридизації, причому в освіті цього іона беруть участь d- орбіталі іона Co3+ четвертого енергетичного рівня (зовнішнього).

комплексний іон [CoF6]3-, В утворенні якого беруть участь d-орбіталі іона Co3+ четвертого енергетичного рівня, більш реакционноспособен, ніж іон [Co (NH3)6]3+ , Так як в [CoF6]3- ліганди слабкіше пов'язані з іоном Co3+,чим в [Co (NH3)6]3+, І можуть легше відділятися від комплексообразователя.

Розглянуті приклади показують, що метод валентних зв'язків успішно пояснює певні значення координаційних чисел та геометричні форми комплексних частинок, відмінності в магнітних властивостях (діамагнітний або Парамагнітна) цих частинок. Однак, деякі властивості комплексних сполук (наприклад, спектри поглинання) не знаходять задовільного пояснення з позицій методу валентних зв'язків. Не можна пояснити з цих позицій також ?- датівная зв'язок.

Парування ж d-електронів Co3+ в [Co (NH3)6]3+ і відсутність його в [CoF6]3- задовільно пояснюється в рамках теорії кристалічного поля.



Хлороамміндіетілен діамінкобальта (III). | Теорія кристалічного поля

Молекулярні сполуки (сполуки вищого порядку) називаються комплексними або координаційними сполуками. | Na3 [Co (C2O4) 3], [Co (en) 3] (NO3) 3, Ca3 [Co (S2O3) 3] 2. | одноядерні комплекси | катіонні комплекси | Катіонно-аніонні комплекси | координаційна ізомерія | Цис-ізомер транс-ізомери | І, отже, має більш низьку енергію розщеплення. | D-електрони тільки на слабо екранують ядро ??t2g -орбіталей, дуже міцні і їх відомо дуже багато. | Забарвлення комплексних сполук |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати