Химическая связь в координационных соединениях — КиберПедия 

Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Химическая связь в координационных соединениях

2017-10-11 529
Химическая связь в координационных соединениях 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Метод валентных связей

Применительно к координационным соединениям метод валентных связей утверждает, что между центральным атомом и лигандами реализуются связи, образованные по донорно-акцепторному механизму. Такая связь называется координационной. Обычно донором электронной пары при образовании координационной связи выступает лиганд, а акцептором - центральный атом. В этом случае формирование s-связи происходит по схеме М: L. Упрочнению связи способствует соответствующая гибридизация электронных орбиталей центрального атома. Например, при образовании тетрафторобериллат-иона по уравнению:

 

Be2+ + 4F- = [BeF4]2-

в роли акцептора выступает катион бериллия с электронной конфигурацией 1s22s02p0 . Четыре вакантные орбитали валентного уровня подвергаются sp3-гибридизации. В качестве доноров выступают фторид-анионы, имеющие неподеленные электронные пары.

 

sp3-гибридизация

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾®

2s     2p  
         
¯­   ¯­ ¯­ ¯­

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾®

электронные пары лигандов (F-)

Связь в координационном соединении может формироваться также за счет неподеленной электронной пары центрального атома и вакантных орбиталей лиганда по следующей схеме:

Такая разновидность связи называется p-дативной. Образование дативных связей упрочняет молекулу, так как способствует перетеканию электронной плотности с центрального атома на лиганд и повышению эффективного заряда центрального атома.

В зависимости от того, какие d-орбитали ЦА участвуют в гибридизации, последняя может быть внутренней или внешней.

 

Рассмотрим образование диамагнитного комплекса [Co(NH3)6]3+. В диамагнитных комплексах лиганды должны вызывать спаривание электронов; освободившиеся d-орбитали используются для образования связи. Таким образом, в данном комплексном катионе реализуется внутренняя гибридизация типа d2sp3, а гибридные орбитали заполняются электронными парами лигандов.

 

Электронная конфигурация Со3+:

    3d6       4s     4p  
¯­ ­ ­ ­ ­            
                     
¯­ ¯­ ¯­                
      ¯­ ¯­   ¯­   ¯­ ¯­ ¯­

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾®

электронные пары лигандов (NH3)

Однако не все комплексы кобальта(III) диамагнитны; так анион [CoF6]3- - парамагнитен. Метод валентных связей допускает в этом случае участие в гибридизации внешних 4d-орбиталей центрального атома (sp3d2-гибридизация).

 

    3d6       4s     4p         4d    
¯­ ­ ­ ­ ­                        
            ¯­   ¯­ ¯­ ¯­   ¯­ ¯­      

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾®

электронные пары лигандов (F-)

Из рассмотренных типов гибридизации энергетически наиболее выгодной является внутренняя гибридизация, так как в этом случае в гибридизацию вовлекаются (n-1)d-орбитали, энергия которых ниже энергии nd-орбиталей.

Тип гибридизации центрального атома связан с координационным числом и определяет геометрическую форму координационного полиэдра. Наиболее часто встречающиеся формы координационного многогранника и соответствующие им типы гибридизации приведены в табл. 10.

Таблица 10.

Геометрия координационного полиэдра

 

КЧ Тип гибридизации Геометрия Полиэдра Примеры
  sp Линейная [Ag(NH3)2]+
  sp3 Тетраэдрическая [Zn(NH3)4]2+
d3s [MnCl4]2-
  dsp2 Квадратная [AuCl4]-
  d2sp3 Октаэдрическая [Fe(CN)6]3-
sp3d2 [Ni(NH3)6]2+

В рамках метода ВС можно предсказать геометрию координационного полиэдра, если известны магнитные свойства соединения. Например, катион никеля(II) имеет электронную конфигурацию 3d8. Для парамагнитных комплексов никеля(II) с координационным числом 4, например для [NiCl4]2-, все 3d-орбитали должны быть заняты электронами. Электронные пары лигандов разместятся на sp3-гибридных орбиталях, поэтому геометрия комплексов – тетраэдрическая.

 

Электронная конфигурация Ni2+

    3d8       4s     4p  
¯­ ­¯ ­¯ ­ ­            
            ¯­   ¯­ ¯­ ¯­

¾¾¾¾¾¾®

электронные пары лигандов (Cl-)

В тоже время диамагнитный цианидный комплекс [Ni(CN)4]2- имеет плоскоквадратное строение. Этот факт объясняется в рамках метода валентных связей тем, что в результате спаривания электронов Ni2+ освобождается d-орбиталь и реализуется гибридизация типа dsp2.

 

    3d8       4s     4p  
¯­ ¯­ ¯­ ¯­              
        ¯­   ¯­   ¯­ ¯­  

¾¾¾¾¾¾¾¾®

электронные пары лигандов (СN-)

Качественные оценки, получаемые на основе метода валентных связей, широко используются в современной координационной химии. Однако МВС имеет ряд ограничений, главное из которых заключается в подчиненности метода экспериментальным данным, т.е. в низкой предсказательной способности.

 


Поделиться с друзьями:

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...

Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...

Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.012 с.