Дәріс №13 Комплекстүзу және тотығу-тотықсыздану реакциялары
жүктеу/скачать 143,46 Kb.
|
Дәріс 13-14
- Бұл бет үшін навигация:
- Комплексті қосылыстар, олардың құрылысы және қасиеттері. Комплексті қосылыстардың жіктеуі.
- Комплексті қосылыстардың ерітіндідегі тепе-теңдік. Комплекстің сатылап түзілуі. Комплексті қосылыстардың тұрақтылық константалары (сатылы және жалпы). Комплексті қосылыстардың түзілу жылдамдығы.
|
Дәріс №13 Комплекстүзу және тотығу-тотықсыздану реакциялары. Комплексті қосылыстар, олардың құрылысы және қасиеттері. Комплексті қосылыстардың жіктеуі. Комплексті қосылыстардың ерітіндідегі тепе-теңдік. Комплекстің сатылап түзілуі. Комплексті қосылыстардың тұрақтылық константалары (сатылы және жалпы). Комплексті қосылыстардың түзілу жылдамдығы. Комплекстердің ерігіштігі. Комплексті қосылыстардың номенклатурасы. Комплексті қосылыстар, олардың құрылысы және қасиеттері. Комплексті қосылыстардың жіктеуі. 1893 жылы А.Вернердің координациялық теориясына сәйкес комплексті қосылыстың молекулалары орталық атомнан (комплекс түзуші) және онымен байланысқан лигандтардан (зарядталған немесе нейтралды анорганикалық немесе органикалық бөлшектер, яғни иондар немесе молекулалар) тұрады. Комплексті қосылыстардың кұрылысы өте күрделі. Сулы ерітінділерде комплексті объектілер комплекс түзуші мен лигандтардың электронды орбиталдары арасындағы өзара әрекеттесуі нәтижесінде түзіледі. Лигандтарда бөлінбеген электрондар жұбы болады, ол жұпты комплекс түзуші өзінің бос орбиталіне қабылдайды. Электронды жұп ортақ болып, нәтижесінде комплекс түзуші мен лиганд арасында донорлы-акцепторлы деп аталатын химиялық байланыс түзіледі. Координация орталығы жоқ қосылыстар да белгілі. Мысалы, органикалық қосылыстар гидрохинон және хинон олардың - электрондары есебінен хингидрон комплексті қосылысын түзе әрекеттеседі. «Координациялық қосылыстардан» гөрі «Комплексті қосылыстар» ұғымы кеңдеу болуына қарамастан, оларды тәжірибеде онша бөліп қарамайды. Сондай-ақ комплексті қосылыстарды қос тұздардан ажырата білу қажет, себебі олар тек қана физико-химиялық қасиеттерімен емес, сонымен бірге құрылысымен де ерекшеленеді. Комплексті тұздар жай және комплексті иондарға диссосацияланады, соңғысы жай иондарға өте аз мөлшерде диссосацияланады: Комплексті ион бейтарап, оң және теріс зарядталған болуы мүмкін. Ішкі координациялық сфераның заряды зарядталған иондардың алгебралық қосындысына тең, мысалы ионы үшін (3+)+(-6)=-3. Иондық сипаттағы комплексті қосылыстарда сыртқы сфера түзіледі, мысалы . Бейтарап комплекстерде, мысалы сыртқы сфера болмайды. Ішкі координациялық сферада болатын лигандтар саны комплекс түзушінің координациялық санын көрсетеді, ол 2, 3, 4, 5, 6, 8 тең. Мысалы қосылысында ішкі сфера лигандалар бар, ал сыртқы координациялық сферасы катионы. Лиганданың комплекстүзуші атоммен байланыс түзу санына қарай комплексті қосылыстар екіге бөлінеді. Комплекс түзуші атоммен әр лиганд тек бір ғана байланыс түзетін болса, мұндай қосылыстар монодентантты комплекстер деп аталады. Мысалы: Комплекстүзуші атоммен лигандалары екі және одан да көп байланыс түзетін қосылыстар полидентантты комплекстер деп аталады. Лигандтары қышқыл қалдықтары болып келетін комплекстер ацидокомплекстер деп аталады. Мысалы: . Егер лигандтар бірнеше атомдардан тұрса, кей жайдайларда комплекс түзуші лигандтың екі немесе бірнеше атомымен байланысатын болса, ондай лигандтар полидентантты, ал түзілген комплекстер хелаттар деп аталады. Хелаттардың негізгі ерекшелігі- құрамында комплекс түзуші бар және лигандтардан тұратын циклдер. Хелаттар түзуге көбінесе комплексондар бейім. Комплексондар - көпнегізді аминокарбонқышқылдары. Мысалы: . Металл иондарының комплексондармен түзген комплексті қосылысы комплексонаттар деп аталады. Комплексті қосылыстардың бірнеше координациялық орталықтары болуы мүмкін. Ондай қосылыстарды көп ядролы комплексті қосылыстар деп атайды. Комплексті қосылыстардың ерітіндідегі тепе-теңдік. Комплекстің сатылап түзілуі. Комплексті қосылыстардың тұрақтылық константалары (сатылы және жалпы). Комплексті қосылыстардың түзілу жылдамдығы. Аналитикалық мақсаттар үшін комплекс түзу реакцияларын келесі түрде көрсетуге болады. Ерітіндіде металл иондары соььваттанған түрде болады, демек өзінің айналасына еріткіш молекулаларын координациялайды, мысалы келесі түрдегі аквакомплекстер түзеді: , мұндағы - комплекс түзушінің координациялық саны. Лигандтар ерітіндісіне комплекс түзе алатын заттарды енгізгенде, ішкі координациялық сферадан су молекулалары шығарылып, олар лигандтармен алмасады: Комплекс түзу реакциясының жалпы түрі келесідей болады: Бұл реакцияның тепе-теңдік константасы болады, мұндағы . константасын берілген комплексті қосылыстың түзілу константасы немесе тұрақтылық константасы деп атайды. Оған қарама-қарсы шаманы осы қосылыстың тұрақсыздық константасы деп атайды. Тұрақтылық константасының сандық жоғары болған сайын, ерітіндіде комплексті қосылыстардың мөлшері көп болады, және керсінше. Ерітіндідегі комплексті қосылыстар аз диссоциацияланған болады. Ерітінділердегі комплекс түзу реакциялары сатылап өтеді. Сатылап өтетін реакциялардың тепе-теңдік константасы тұрақтылықтың сатылы константалары деп аталады. Сатылы константалар реакцияның әрбір сатысы үшін жеке жазылады, сонымен қатар толық комплекс түзу реакциясының тұрақтылығын көрсететін жалпы константа бар. Иондық күштің жоғарғы мәндерінде иондық күш артқан сайын тұрақтылық константаларының мәндері де арта бастайды. Тұрақты ондық күші бар ерітінділерде тұратылық константасы да тұрақты болады, ол тікелей тепе-теңдік концентрацияларды анықтауға мүмкіндік береді. Тұрақтылық константаларын анықтау үшін әдетте арнайы функцияларды қолданады. Я. Бьеррум ұсынған «түзілу функциясы» кеңінен қолданыс тапты: мұндағы және - металл-комплекс түзуші ионы мен лигандтың жалпы концентрациялары, - лигандтың тепе-теңдік константасы. «түзілу функциясы» комплекске байланысқан лиганд концентрациясының металл-комплекс түзуші ионының концентрациясына қатынасы болып табылады. Түзілу функциясы және басқа тәжіребелік жолдармен тұрақтылық константаларын есептеудің бірнеше әдістері бар. Тұрақтылық константасы төмендегі теңдеумен лиганд пен орталық ионнан координациялық қосылыс түзілгендегі стандарты Гиббс энергиясының өзгеруімен байланыста: шамасын комплекс түзу реакциясының әрбір қатысушысының түзілуінің стандартты Гиббс энергиясы бойынша есептеуге болады. Реагенттердің концентрациясы, температура, еріткіштің және жүйенің жеке қасиеттеріне байланысты комплекс түзетін реакцияның жылдамдығы үлкен шектерде өзгереді. Көптеген комплекстердің неорганикалық және органикалық лигандалармен түзілу және диссосациялану реакциялары өте тез жүреді. Бұл лабильді комплекстер деп аталады. Мұның мысалы ретінде мыс тетрамині мыс тұзы ерітіндісі мен аммиактың әрекеттесуі нәтижесінде тез түзіледі және ерітіндіні қышқылдату кезінде тез айырылады. Ішкі сфералары өте жай немесе мүлдем реакцияласпайтын комплексті қосылыстар инертті деп аталады. Мысал ретінде өте қышқылдық ортада да айырылмайтын комплекстерін келтіруге болады. Реакция жылдамдығына температураның әсері Аррениус теңдеуімен беріледі: , мұндағы -жылдамдық констансасы, -активация энергиясы. Комплекс түзетін реакция жылдамдығы температураның өсуімен жоғарылайды. жүктеу/скачать 143,46 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|