Между комплексообразователем и лигандами -ковалентные связи, образованные по донорно-акцепторному механизму.

Между комплексообразователем и лигандами -ковалентные связи, образованные по донорно-акцепторному механизму.

донор – лиганд (поставщик пары электронов ↑↓) акцептор – комплексообразователь (наличие свободных АО)

 

 

 

 

Атом Аl (р -элемент) … 3 s ²3 р ¹

Комплексообразователь Al³⁺:

3 s ⁰3 p ⁰

:Br^-:Br^-:Br^-:Br^-

 

 

sp ³-гибридизация орбиталей.

Строение комплексного иона - тетраэдр

	орбитали лигандов, внедряясь в электронную оболочку комплексообразователя, оказывают влияние на состояние электронов на d - орбиталях. Неспаренные электроны, испытывая отталкивание от электронных пар лигандов, могут спариваться, переходя на более дальние от лигандов d- орбитали центрального атома.

 

 

электроны на d -подуровне комплексообразователя максимально спариваются

в противном случае - лиганд слабого поля.

 

 

 

Для 3 d -элементов - (в порядке возрастания силы поля):

I-< Br-< SCN- < Cl-< F- < ОН- < ONO- < H2O< < СNS-< NH3 < < NO2- < СN- < CO

 

Однако границы между сильным и слабым полями лигандов провести сложно, например:

[MnF₆]^2- лиганд F^- - слабое поле,

[NiF₆]^2- лиганд F^- - сильное поле.

 

 

 

Атом Fe (d -элемент) … 3 d ⁶4 s ²

Комплексообразователь Fe³⁺: 3 d ⁵4 s ⁰

 

 

Лиганды CN^- - лиганды сильного поля,

:CN^-:CN^-:CN^-:CN^-:CN^-:CN^-

Fe⁺³

3 d 4 s 4 p

 

d²sp³ -гибридизация орбиталей

структура комплекса - октаэдр

 

· Лиганды располагаются вокруг комплексообразователя так, чтобы силы притяжения были максимальны, а силы отталкивания минимальны.

· Лиганды влияют на энергетическое состояние d- электронов комплексообразователя.

В отсутствии внешнего электростатического поля все d -орбитали - вырожденные.

D - зависит от к.ч., природы лигандов и комплексообразователя (учебник, стр.78)

плоский квадрат

октаэдр

тетраэдр

d_e d_g

 

D_тетр D_окт D_{квадр.пл.}

 

d_g (n- 1) d -орбитали d_e

свободного иона

комплексообразователя

 

 

 

 

Распределение электронов на (n -1) d -орбиталях:

(зависит от силы поля лиганда)

● В образовании химической связи участвуют:

(n -1) d _g-, n s -, n p - и n d - орбитали.

■ комплексообразовательСо²⁺: 3 d ⁷4 s ⁰

■ К.ч. 6 Þ октаэдрическое расщепление

■ центральный атом – 3 d – элемент Þ сила поля лиганда по спектрохимическому ряду:

Н₂О – лиганд среднего поля, а для Со²⁺ (низшая степень окисления) он относится к слабым.

: н₂о: н₂о: н₂о: н₂: н₂о: н₂о

Е

3 d_g 4 s 4 p 4 d

3 d_e

 

 

● sp ³ d ²-гибридизация

● структура комплекса [Со(Н₂О)₆]²⁺ - октаэдр

● комплекс – высокоспиновый,

внешнеорбитальный (т.к. взаимодействует внешний d - подуровень).

Орбитали

● комплекс - низкоспиновый, диамагнетик,

Таблица. Структура комплексов в зависимости

От вида гибридизации

 

К.ч.	компл- обр-ль	лиганды	Гибридизация орбиталей	Структура комплекса
	любой		Sp	линейная
	3 d -элемент	все слабого поля	d3s, d2sp, sp3	тетраэдр
	4 d, 5 d -элемент	все сильного поля	dsp2	плоский квадрат
	любой		d2sp3, sp3d2, dsp3d	октаэдр

 

 

 

(ученик, стр.81)

Т.к. разность энергии (D) между d_g - и d_e -орбиталями небольшая, возможен переход электрона с более низкого на более высокий уровень энергии за счет поглощения видимого света. Этот переход является причиной определенной окраски комплекса,

т.е. окраска зависит от того, фотоны какой длины волны могут этим комплексом поглощаться.

При этом энергия кванта света должна быть точно равна энергии расщепления D, т.е. h×n=D. Зная длину волны света (l=c/n), соответствующую окраске комплекса, можно рассчитать для того или иного лиганда D=ch/l.

При замене в комплексе одних лигандов на другие, расположенные в спектрохимическом ряду левее (т. е. обладающие большей силой поля), значение D возрастает, и комплекс начинает поглощать лучи света с меньшей длиной волны. Это сказывается на изменении его окраски. Например,

(Со(ONO)(NH₃)₅)²⁺- красный

(Co(NO₂)(NH₃)₅)²⁺ - желтый

(CuCl₄)^2- - зеленый

(Cu(H₂O)₄)²⁺ - голубой

(Cu(NH₃)₄)²⁺ - сине-фиолетовый

 

Зеленый 490 –575 красный 647 – 710

Между комплексообразователем и лигандами -ковалентные связи, образованные по донорно-акцепторному механизму.

донор – лиганд (поставщик пары электронов ↑↓) акцептор – комплексообразователь (наличие свободных АО)

 

 

 

 

Атом Аl (р -элемент) … 3 s ²3 р ¹

Комплексообразователь Al³⁺:

3 s ⁰3 p ⁰

:Br^-:Br^-:Br^-:Br^-

 

 

sp ³-гибридизация орбиталей.