Автор работы: Пользователь скрыл имя, 02 Июня 2013 в 16:57, курсовая работа
Основополагающие представления о комплексных соединениях ввел в науку швейцарский ученый Альфред Вернер (1898). В развитии химии комплексных соединений большую роль сыграли труды Л.А.Чугаева и его многочисленных учеников- И.И.Черняева, А.А.Гринберга, В.В.Лебединского и др.
Комплексные соединения были получены еще в середине прошлого столетия. Как оказалось, простейшие валентно насыщенные бинарные вещества способны соединяться и давать более сложные вещества, названные И.Берцелиусом молекулярными.
Введение…………………………………………………………………...3
Основные понятия о комплексных соединениях……………………….4
Изомерия комплексных соединений…………………………………….5
Геометрическая изомерия………………………………………………..5
Оптическая изомерия…………………………………………………….7
Ионизационная изомерия………………………………………………..9
Гидратная изомерия……………………………………………………...9
Координационная изомерия……………………………………………10
Солевая изомерия…………………………………………………….....11
Практическая часть. Синтез №1……………………………………….12
Синтез №2……………………………………………………………….13
Синтез №3……………………………………………………………….14
Синтез №4……………………………………………………………….15
Заключение……………………………………………………………...16
Список используемой литературы…………………………………….17
Гидратными изомерами называют вещества, имеющие одинаковый состав, но различающиеся по функции (характеру связи) молекул воды, входящих в состав соединения.
Подробно гидратная изомерия изучалась А.Вернером, Н.Бьеррумом и Р.Гупсером на хлоридах хрома. Было обнаружено, что гексагидрат хлорида хрома(III) CrCl3*6H2O существует в трех модификациях. Первая - серо-сиреневого цвета - придает раствору фиолетовую окраску, и ионы Ag+ количественно осаждают из его раствора все ионы Cl-. Молекулярная проводимость электричества этой модификации хлорида хрома мало отличается от таковой для гексаамминхром(III) хлорида [Cr(NH3)6]Cl3, то есть соответствует молекулярной проводимости электричества, характерны для веществ, молекулы которых распадаются на четыре иона. Следовательно, в данном гексагидрате хлорида хрома вода находится во внутренней сфере [Cr(H2O)6]Cl3.
Две другие модификации гексагидрата хлорида хрома(III) дают растворы, окрашенные зеленый цвет. Из молекул одной из них нитрат серебра осаждает 1/3 ионов Cl-, а другой- 2/3 Cl-. Из этого следует, что этим веществам можно приписать формулы: [Cr(H2O)4Cl2]Cl*2H2O; [Cr(0H2O)5Cl]Cl2*H2O. В этих соединениях вода находится как во внешней, так и во внутренней сфере. Подобная изомерия наблюдается так же у бромидов хрома и у соединений кобальта.
Не только вода, но и другие вещества, в частности пиридин, могут выполнять различную функцию, то есть во внутренней и внешней сферах может находиться различное число молекул пиридина. Следовательно, гидратная изомерия- частный случай более общего вида изомерии, которую можно назвать молекулярной.
Координационная изомерия.
Координационными изомерами называют вещества, имеющие одинаковый состав, но различное распределение заместителей в составе комплексных ионов, входящих в молекулу соединения. Примерами координационных изомеров могут служить вещества, формулы которых приведены ниже:
[Pt(NH3)4][PtCl4]
[Pt(NH3)4][PtNH3Cl3]2
[Co(NH3)6][Cr(CN)6]
[Cr(NH3)6][Co(C2O4)3]
[Co(NH3)5H2O][Cr(CN)6]
Следовательно, координационная изомерия проявляется у веществ, имеющих два атома- комплексообразователя в молекуле.
Строение координационных изомеров доказывается методом их получения, например:
[Co(NH3)6]Cl3 + K3[Cr(CN)6]= 3KCl+[Co(NH3)6][Cr(CN)6]
[Cr(NH3)6]Cl3 + K3[Co(CN)6]= 3KCl+[Cr(NH3)6][Co(CN)6]
Солевая изомерия.
Солевыми изомерами называют вещества одинакового состава, лиганды у которых - неорганические изомеры.
Типичным примером могут служить так называемые ксантосоли кобальта [Co(NH3)5NO2]X и изоксантосоли кобальта [Co(NH3)5ONO]X. Данные вещества имеют аналоги среди органических соединений: ксанто соли соответствуют нитросоединениям R─NO2, изоксантосоли - нитритным эфирам R─O─N═O.
Ксантосоли имеют желтую окраску и не разлагаются минеральными кислотами; изоксантосоли имеют светлокоричневую окраску и при действии минеральных кислот разлагаются с выделением азотистой кислоты. Выделение азотистой кислоты указывает на наличие в молекуле группы- O─N═O. Об этом говорит и светло-коричневая окраска. Действительно, все соединения кобальта, в которых связь с лигандами осуществляется через азот, желтого цвета. Замена подобных лигандов на молекулы воды, сульфогруппы и так далее вызывает появление красной и коричневой окраски, что связанно с наличием связи лиганда с кобальтом через кислород.
Интересно отметить, что нитритные соединения довольно быстро, особенно при нагревании, переходят в нитросоединения, то есть в ксантосоли. Получены не только аммиачные изо- и ксанто- соли, но и соединения с другими лигандами.
Практическая часть.
Синтез №1
Нитропентамминкобальта(III)
Растворяем 4 г хлорпентамминкобальта(III)
Нитропентамминкобальт (III) хлорид [Со(NH3)5NO2]Cl2 представляет собой кристаллический порошок оранжевого цвета.
4 г.
[Co(NH3)5Cl]Cl2 + NaNO2 = [Со(NH3)5NO2]Cl2 + NaCl
250,2 г./моль
mT = 4,17 г.
mpr =
Выход: %
Качественные реакции:
[Со(NH3)5NO2]Cl2 + 2AgNO3= [Со(NH3)5NO2](NO3)2 +2AgCl2↓
[Со(NH3)5NO2]Cl2 + NaOH ≠ реакция не идет, значит комплекс устойчив у действию щелочи.
Синтез № 2
Нитритопентамминкобальт(III)
Растворяем 4 г хлорпентамминкобальт(III)
Нитритопентамминкобальт(III)
4 г
[Co(NH3)5Cl]Cl2 + NaNO2= [Co(NH3)5ONO]Cl2 + NaCl
250,2 г./моль 250,2 г./моль
mT = 4,17 г.
mpr =
Выход: %
Качественные реакции:
[Со(NH3)5NO2]Cl2 + 2AgNO3= [Со(NH3)5ONO](NO3)2 +2AgCl2↓
[Со(NH3)5NO2]Cl2 + NaOH ≠ реакция не идет, значит комплекс устойчив у действию щелочи.
Синтез №3
Дихлортетраквохром(III)хлорид (зеленый гидрат)
В колбе кипятим 5 г оксида хрома (VI) CrO3 c 20 мл концентрированной хлороводородной кислоты в течение 1 часа (тяга!), содержимое колбы переносим в фарфоровую чашку для выпаривания и при нагревании насыщаем хлороводородом, пропуская его через раствор:
2CrO3 + 12HCl + 10H2O = 2[Cr(H2O)4Cl2]Cl*2H2O + 3Cl2
Примерно через час оставшуюся кашицеобразную массу отсасываем от жидкости, растворяем в таком же количестве воды и еще раз насыщаем хлороводородом. Через 3-4 часа выпавшие кристаллы вновь отсасываем и сушим в эксикаторе над серной кислотой в течение 2-3 часов. Высушенный дихлортетраквохром(III)хлорид [Cr(H2O)4Cl2]Cl*H2O взбалтываем с небольшим количеством сухого ацетона для удаления следов хлороводорода, промываем на фильтре сухим ацетоном и высушиваем. Этот продукт гигроскопичен, поэту хранить его следует в плотно закрытой склянке. Он несколько растворим в ацетоне.
Синтез №4
Гексаквохром(III)хлорид (фиолетовый гидрат)
5 г хлорида хрома растворяем в 5 мл воды и около 1 ч кипятим в колбе, снабженной обратным холодильником.
Затем полученный раствор сильно охлаждаем (охладительной смесью) и насыщаем хлороводородом, все время взбалтывая раствор. Температура при этом не должна подниматься выше 0оС. Через несколько часов зеленый раствор отделяем от выпавших кристаллов, промываем кристаллы декантацией (холодной концентрированной хлороводородной кислотой). После этого жидкость отсасываем, а кристаллы промываем сухим ацетоно до тех пор, пока промывная жидкость не станет почти бесцветной.
Для очистки полученный продукт растворяем в небольшом количестве воды, ратсвор фильтруем и при сильном охлаждении насыщаем хлороводородом до выпадения кристаллов фиолетового цвете, затем кристаллы отсасываем и высушиваем в эксикаторе над серной кислотой. Фиолетовый гексаквохром(III)хлорид гигроскопичен и легко расплывается на воздухе, в ацетоне не растворим.
Заключение
Список используемой литературы: