Слайд 1Комплексные
соединения
11 класс
профильный уровень
Слайд 2Решить задачу
Красная кровяная соль:
М= 329г/моль,
ω(К) = 35,56%
ω (Fe) =
17,02%
ω(C) = 21,88%
ω(N) остальное
Молекулярная формула______?
Слайд 3
K3FeC6N6
если это соль,
то соль HCN – синильной кислоты
3 KCN •
Fe(CN)3
3 KCN•Fe(CN)3 3K++Fe3++6CN-
Слайд 4К. Прутков
«…многие вещи нам непонятны не потому, что наши понятия слабы,
но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий»
Слайд 5Вы узнаете на уроке:
Координационная теория;
Строение комплексных соединений;
Номенклатура комплексных соединений;
Классификация комплексных соединений;
Изомерия
комплексных соединений;
Химические свойства комплексных соединений;
Применение комплексных соединений;
Получение комплексных соединений;
Слайд 6Координационная теория
Альфреда Вернера (1893)
Координационная теория использует понятия:
комплексные соединения;
атом – комплексообразователь;
лиганды;
координационное
число;
внутренняя сфера;
внешняя сфера.
Слайд 7
Большой вклад в развитие теории К.С. внесли российские ученые:
А.А. Гринберг
Л.А.Чугаев
И.И.Черняев
Слайд 8Строение комплексного соединения по Вернеру:
Fe3+
K+
K+
K+
CN―
CN―
CN―
CN―
CN―
CN―
CN― насыщают побочную валентность
K+ насыщают обычную (главную) валентность
Слайд 9Строение комплексного соединения
комплексообразователь
лиганды
K3+ [Fe3+(CN)―6]3―
внешняя сфера внутренняя сфера
координационное число
••
Слайд 10
Координационное число 6 [Fe(CN)6]3―
ион Fe3+
лиганды CN―
Форма иона - октаэдр
Слайд 13Упражнение №1:
Получите комплексные соединения:
I вариант: гидроксида меди (II) с водным раствором
аммиака;
II вариант: хлорида серебра с водным раствором аммиака;
Составьте формулы этих соединений
Слайд 14
В полученных К.С. укажите:
ион – комплексообразователь;
координационное число;
лиганды;
внутреннюю и
внешнюю сферы К.С.
заряды комплексного иона; комплексообразователя, лигандов;
предскажите возможное пространственное строение комплексного иона;
Слайд 15ИОННАЯ
Химические связи в хлориде аммония
Слайд 17Задание
напишите электронные формулы атома Fe и иона Fe3+
покажите распределение валентных электронов
по атомным орбиталям
1S22S22p63S23p63d64S2
4p
Fe0 – 3e → Fe3+: [Ar] 3d54S04p0
3d
4S
4p
••
6 CN―
Слайд 19Пространственное строение [Fe(CN)6]3-
3d
4S
4p
•• •• •• ••
•• ••
CN CN CN CN CN CN
Sp3d2 - гибридизация
октаэдр
Слайд 20Связь между внешней и внутренней сферой – ионная
K3[Fe(CN)6]
[Fe(CN)6]3― + 3K+
при растворении разрушается, поэтому существует ионная проводимость.
Слайд 21Упражнение №2:
I вариант
II вариант
[Cu(NH3)4](OH)2 [Ag(NH3)2]Cl
напишите электронную формулу атомов и ионов – комплексообразователей; составьте графическую схему распределения валентных электронов по орбиталям в центральных ионах;
изобразите образование Д.-А. связи в комплексном ионе. Укажите донор и акцептор;
укажите тип гибридизации А.О., к.ч., предполагаемое пространственное строение комплексного иона.
Слайд 22Названия некоторых важнейших лигандов
Слайд 23Номенклатура соединений с комплексным анионом
K3[Fe(CN)6]
Слайд 24Номенклатура соединений с комплексным катионом
[Cu(NH3)4]SO4
Слайд 26 Классификация комплексных соединений
По заряду комплексной частицы:
а) катионные (комплексный катион)
- [Ag(NH3)2]Cl;
б) анионные (комплексный анион) - K4[Fe(CN)6];
в) катионанионные (комплексные анион и катион) – [Cu(NH3)4][PtCl4];
г) нейтральные
(комплексная группа нейтральна) – [Fe0(CO)05], [Pt2+(NH3)2Cl-2], [Cr(C6H6)2]
Слайд 27Классификация комплексных соединений
По природе лиганда:
Аквакомплексы: [Al(H2O)6]Cl3, [Cu(H2O)4]SO4•H2O, [Fe(H2O)6] SO4•H2O;
Аммиакаты: [Cu(NH3)4]SO4, [Ag(NH3)2]Cl,
[PtCl2(NH3)2];
Карбонилы металлов: [Ni(CO)4], [Fe(CO)5];
Гидроксокомплексы: - Na2[Zn(ОН)4(H2O)2];
Ацидокомплексы: - K4[Fe(CN)6]; K2[BeF4].
Слайд 28Медный купорос CuSO4•5H2O
FeSO4•7H2O ― [Fe(H2O)6]SO4•H2O,
AlCl3•6H2O ― [Al(H2O)6]Cl3,
CuSO4•5H2O ― [Cu(H2O)4]SO4•H2O
SO42―• H2O
внешняя
сфера
внутренняя сфера
лиганды
центральный
ион
Слайд 29Классификация комплексных соединений:
По природе внешней сферы:
а)кислоты – H[AuCl4];
б)основания -
[Ag(NH3)2]OH;
в)соли – Na3[AlF6];
г)неэлектролиты – [Pt(NH3)2Cl2].
Слайд 31Структурная (гидратная) изомерия
Слайд 32Структурная
ионизационная изомерия –
связана с различным распределением ионов между внешней и
внутренней сферой
Слайд 33Структурная координационная изомерия
- обмен лигандами между комплексными анионами и катионом
Слайд 34Пространственная геометрическая
изомерия
Слайд 35Пространственная
оптическая
изомерия
Возможна у тетраэдрических
комплексов
с 4 разными
лигандами,
либо
у
октаэдрических
комплексов.
Слайд 37Химические свойства К.С.
диссоциация:
[Cu(NH3)4]SO4 [Cu(NH3)4]2++ SO42-
комплексные ионы
достаточно устойчивы, они - слабые электролиты, способны ступенчато отщеплять в водный раствор лиганды:
[Cu(NH3)4]2+ [Cu(NH3)3]2++ NH3
[Cu(NH3)3]2+ [Cu(NH3)2]2++ NH3
и т.д.
Слайд 38Константа нестойкости К.С.
[Cu(NH3)4]2+ Cu2+ + 4NH3
Кн=
[Cu(NH3)4]2+: Кн=9,33•10―13
[Cd(NH3)4]2+: Кн=2,75•10―7 –
более прочный комплекс образует катион меди.
[Cu2+]•[NH3]4
[[Cu(NH3)4]2+]
Слайд 39Химические свойства К.С.
2.реакции по внешней сфере:
FeCl3+K4[Fe(CN)6]→
KFe[Fe(CN)6]↓+ 3KCl
[Cu(NH3)4]SO4+BaCl2→
[Cu(NH3)4]Cl2+ BaSO4↓
Слайд 40Химические свойства К.С.
3. реакции с участием лигандов:
[Cu(NH3)4]SO4+4HCl→
CuSO4+ 4NH4Cl
Слайд 41Химические свойства К.С.
4. Реакции по центральному иону:
обменные:
[Ag(NH3)2]Cl + KI→
AgI↓ + KCl + 2NH3
окислительно-восстановительные:
2[Ag(NH3)2]OH+R-CHO →
альдегид →2Ag+RCOONH4+H2O+3NH3
«серебряное зеркало»
Слайд 43Фрагменты молекул важнейших природных К.С.:
небелковая часть молекулы гемоглобина, которую называют гемом
гемоглобин
Слайд 44Роль
комплексо-образователя
играет катион магния
3
хлорофилл
Слайд 45Витамин В12
комплексообразователь
Слайд 46Применение К.С.
извлечение металлов из руд, разделение и очистка платиновых и редкоземельных
металлов;
нанесение очень тонких и прочных металлических покрытий (при разложении карбонилов Ме);
умягчение воды;
в качестве катализаторов:
CH2=CH2+½O2 CH3-CHO
в аналитической химии;
Слайд 47Применение К.С.
Fe3+ +K4[Fe(CN)6] = KFe [Fe(CN)6]↓;
желтая берлинская лазурь
кровяная соль
Fe2++ K3[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6]3↓.
красная турнбулева синь
кровяная соль
Слайд 48Применение К.С.
2CoCl2+K4[Fe(CN)6]=Co2[Fe(CN)6]↓+4KCl;
коричневый
2NiCl2+K4[Fe(CN)6]=Ni2[Fe(CN)6]↓+4KCl;
зеленый
3CoCl2+2K3[Fe(CN)6]=Co3[Fe(CN)6]↓+6KCl
красный
2NiCl2+2K3[Fe(CN)6]=Ni3[Fe(CN)6]2↓+2KCl
желтый
Слайд 49Получение К.С.
1750 г М.В.Ломоносов:
3K4[Fe(CN)6]+2Fe2(SO4)3→Fe4[Fe(CN)6]3+6K2SO4
желтая кровяная соль берлинская лазурь
1749 г.
на фабриках московских купцов П.Сухарева и И.Беляева животные отбросы спекали вместе с карбонатом калия и железными опилками;
спек обрабатывают горячей водой:
6KCN + FeS → K4[Fe(CN)6] + K2S;
раствор упаривали до начала кристаллизации K4[Fe(CN)6]•ЗН2O.