Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2015 » Октябрь » 24 » Химические связи в координационных соединениях. Теория валентных связей.
22:43
Химические связи в координационных соединениях. Теория валентных связей.

                

     Ранее мы кратко познакомились с комплексными соединениями, сегодня стоит подробнее осветить вопрос образования химических связей в координационных соединениях.
    Метод валентных связей основан на представлении, что химическая связь образуется в результате взаимодействия электронных орбиталей двух атомов, которые предоставляют два валентных электрона. Причем, связь может образоваться как по обычному механизму, когда каждый атом вносит один электрон в обобщенную систему электронной плотности, так и по донорно-акцепторному, когда один атом предоставляет неподеленную электронную пару, а второй атом свободную орбиталь.
    Примером образования химических связей в координационном соединении может служить тетрафтороберрилат анион:
    BeF2+2F-⇒BeF42-
    Катион бериллия образует четыре гибридизованные sp3-орбитали, которые взаимодействуют с четырьмя анионами F-. В связи с симметричностью системы электронной плотности на валентных орбиталях, все четыре связи равноценны.
    Элементы с валентными s и p орбиталями, а так же с электронной конфигурацией внешнего электронного слоя d10s2 образуют координационные соединения, в которых в гибридизации участвуют одновременно s, p и d-орбитали внешнего электронного слоя. Например, олово в комплексном анионе гексогидроксостаннат (Sn(OH)62-) имеет sp3d2-гибридизацию, а цинк в катионе тетраамминоцинка (II) sp3-гибридизацию.
    
    В случае участия в гибридизации неподеленных электронных пар, как в случае трихлоростаннат аниона SnCl3-, получается форма незавершенного тетраэдра, в одном из углов которого находится неподеленная электронная пара. Угол связи в данном анионе близок к 109*. При этом тетрохлороиодат (III) анион имеет форму, близкую к плоскому квадрату, так как, вcе неподеленные электронные пары направлены по оси, пронизывающей плоскость квадрата.
    
    Если центральный атом в комплексном соединении является d-элементом, тогда в образовании химических связей могут принимать участие d-орбитали предвнешнего электронного слоя. В этом случае могут получиться как парамагнитные, так и диамагнитные комплексные соединения. Рассмотрим это подробнее на примере кобальтовых комплексов (Со3+) с шестью монодентантными (то есть, занимающими каждый по одной координационной связи центрального атома) лигандами. Каждый из шести лигандов, при этом предоставляет по одной неподеленной электронной паре на свободные валентные орбитали катиона кобальта (III).
    
    Данный комплекс будет парамагнитным, по причине наличия в нем неспаренных электронов, а так же, высокоспиновым, так как, валентные электроны располагаются на сравнительно высоких орбиталях с большей энергией.
    В случае образования шести гибридизованных орбиталей путем сложения двух 3d-орбиталей, одной 4s-орбитали и трех 4р-орбитали, получим d2sp3-гибридизацию.
    
    Данный комплексный ион не содержит неспаренных электронов, а все валентные электроны расположены на сравнительно низких орбиталях. Как следствие, это низкоспиновый диамагнитный комплекс. Во всех случаях образования подобных комплексов, энергия, расходуемая на перестроение атомных орбиталей внешнего и предвнешнего электронных слоев, компенсируется за счет энергии, выделяющейся при образовании координационных связей. Тип образующегося комплекса (высоко или низкоспиновый) определяется донорными свойствами лигандов. Чем тяжелее лиганд отдает свои электроны, тем менее устойчивый (более высокоспиновый) комплекс будет получаться. Комплекс кобальта с анионом фтора намного менее устойчив, чем катион гексаамминокобальт (III).
    По донорной активности все лиганды расположены в спектрохимический ряд:
    I-<Br-<Cl-<F-<OH-<H2O<NH3<en<NO2-<CN-
    Комплексные соединения с лигандами от йодид аниона до воды, как правило, высокоспиновые, комплексы с лигандами от аммиака до аниона синильной кислоты – низкоспиновые.
    Высокоспиновые комплексы еще называют внешнеорбитальными, низкоспиновые комплексы – внутреннеорбитальными. Внутреннеорбитальные комплексные соединения более устойчивы, тяжелее вступают в химические реакции, но и медленнее образуются. Внешнеорбитальные комплексы менее устойчивы и легче вступают в различные реакции, их иногда называют кинетически лабильные комплексы.
     В следующий раз мы остановимся на более универсальных теориях строения координационых соединений.

Категория: Фундамент | Просмотров: 702 | Добавил: Chemadm | Теги: координационные связи, Химическая связь, теория валентных связей, комплексные соединения | Рейтинг: 5.0/3
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]