Тақырыбы: Комплексті қосылыстарды алу.

Жұмыстың мақсаты: Комплексті қосылыстардың алынуын, құрамын, құрылысын, қасиеттерін білу.

Жалпы мағлұматтар: Комплексті қосылыстар туралы ілімінің негізін жасаған Швейцария ғалымы Альфред Вернер. Комплексті қосылыстар деп, жай бинарлы молекулалардан түзілетін, жаңа электрон жұптарын түзбейтін құрамдары тұрақты, күрделі заттарды айтады. Бұл қосылыстар донорлы-акцепторлы байланыстар барысында алынады. Донорлы молекула өзінің электрон жұбын берсе, акцепторлы молекула өзінің бос орбиталін ұсынады да, нәтижесінде донорлы-акцепторлы байланыс түзіледі.

Комплексті қосылыстар орталық атомнан (немесе ионнан) тұрады, бұл атомның айналасына басқа атомдар, иондар немесе молекулалар топтасады (координацияланады).

Айналасына басқа бөлшектер топтасатын орталық атомды (немесе ионды), комплекс түзгіш деп атайды.

Орталық атомның айналасына топтасатын ион мен бейтарап молекулаларды лигандтар деп атайды.

Мысалы, [Cu(NH₃)₄]SO₄; Cu²⁺-ионы комплекс түзгіш, ал аммиак молекулалары лигандтар болып табылады. Орталық комплекс түзуші атоммен байланысқа түскен лигандтардың жалпы саны, орталық атомның координациялық саны деп аталады. Мысалы, [Cо(NH₃)₆]Сl₂ қосылысындағы Cо²⁺катионының координациялық саны 6-ға тең. Ал [Cо(NH₃)₂Сl₂] қосылысында Cо²⁺катионының координациялық саны 4-ке тең.

Комплексті қосылыстағы комплекс түзушінің тотығу жағдайына сәйкес өзінің координациялық саны болады. Тотығу дәрежесі неғұрлым жоғары болса, олардың координациялық сандары да неғұрлым көп болады. Мысалы, Pt²⁺катионы үшін координациялық саны 4, ал Pt⁴⁺үшін координациялық саны 6 болады.

Қосылыс құрамындағы лигандтар комплекс түзгішпен өте берік байланысқандықтан, комплексті иондардың диссоциациялану дәрежесі өте төмен. Қосылыстың сыртқы сферасындағы байланыстардың беріктігінің әртүрлі болуы, комплексті қосылыстың диссоциациясының ішкі және сыртқы сфераларының арасынан өтуіне алып келеді.

K₃[Fe(CN)₆] → 3K⁺+ [Fe(CN)₆]^3-

Комплексті ионның заряды, осы ионды құрап тұрған комплекс түзгішпен лигандтардың зарядтарының алгебралық қосындысы арқылы анықталады. Мысалы, [Pt(NH₃)₄Сl₂]²⁺ комплекстүзгіш Pt⁴⁺, лигандтар NH₃, Сl^-. Комплексті ионның заряды +4 -0∙4+(-1)∙2=4-2=+2.

Комплексті ионның заряды анықталғаннан кейін, оған заряды қарама-қарсы, саны бірдей сыртқы сфераның зарядын да табуға болады. Мысалы, K₃[Fe(CN)₆] бұл қосылыстың сыртқы сферасында 3K⁺ катионы бар екені белгілі. Олай болса, комплексті ионның заряды -3 болады.

Комплексті қосылыстардың аталуына байланысты олардың құрамы анықталады. Атауларын айтқанда комплексті ионның зарядына тәуелсіз бірінші анион, сонан соң катионның аты аталады. Анионның аталуы атау септікте, ал катионның аталуы ілік септікте айтылады. Комплексті иондарды атағанда, төмендегі ережелерге сүйену керек:

1. Ішкі сферадағы бейтарап молекулалардың аты аталады. Олардың ішінде алдымен:

а) Алғаш NH₃амин деген сөзді қолданып, аммиак молекулалары аталады;

б) Сонан соң, осы аммиактың туындысы болып саналатын әртүрлі: СН₃NH₂– метиламин, С₅Н₅N – пиридин, NH₂-СН₂-СН₂- NH₂– этилдиамин және т.б.

в) Соңында акво- сөзін қолданып, су молекулаларының аты аталады.

2. Осыдан кейін, ішкі сфераға кіретін теріс иондардың аттары олардың латынша аттарына о- жалғауын жалғау арқылы айтылады. Мысалы: F^—фторо, Cl^--хлоро, OH^--гидроксо, CN^--циано және т.б.

3. Соңында комплекс түзгіш элемент атомының (ионының) тотығу дәрежесі көрсетіледі.

Комплекстүзгіш аталғанда ол комплексті ион катион ба, әлде анион ба оған да байланысты. Егер комплексті ион оң зарядталған катион болса, онда комплекс түзгіш аты ілік септікте аталады да, жақшаның ішіне рим цифрімен тотығу дәрежесі жазылады. Мысалы, [CоСl₂Н₂О(NH₃)₃]Сl – триамин-акво-дихлоро кобальттың (ІІІ) хлориді.

Егер комплексті ион теріс зарядталған болса, онда комплекс түзгіш элемент атомы латынша аталады да, оған «ат» деген жалғау жалғанады. Ал алдына жақшаның ішіне рим цифрімен тотығу дәрежесінің мәні жазылады. Мысалы,

K₄[Fe(CN)₆] – калийдің гексациано (2+) ферраты;

K₃[Fe(CN)₆] – калийдің гексациано (3+) ферраты.

Электролит емес заттардың комплексті қосылыстарын атағанда, комплекс түзгіштің тотығу дәрежесі жазылмайды.

Құрал-жабдықтар, реактивтер:

1. Пробирка, мензурка; Никель, мыс сульфаттары; Аммоний гидроксиді;

2. Кобальт (ІІ) хлориді, барий хлориді; Калий роданиді; Тұз қышқылы;

3. Мор тұзы немесе темір (ІІ) сульфаты; Натрий гидроксиді;

4. Темір (ІІІ) хлориді немесе темір (ІІІ) сульфаты;

5. Калий гексацианоферраты (ІІ); Калий гексацианоферраты (ІІІ).

Жұмыстың жасалу реті.

Тәжірибе 1.Комплексті қосылыстардың алынуы.

1. Никель және мыс аммиакаттарын алу.

Бірінші пробиркаға 3-5 тамшы 1 н никель сульфатының NiSO₄ ерітіндісін, ал екінші пробиркаға сол мөлшерде 0,5 н мыс сульфатын – CuSO₄құйып, сонан соң әр пробиркаға тамшылап 10% NH₄OH аммиак ерітіндісін, никель (ІІ) гидроксиді мен мыс (ІІ) гидроксиді тұнбаға түскенше қосады. Тұнбаның үстіне аммиак ерітіндісін артығымен қосқанда, тұнба еріп, никель және мыс аммиакаттары түзіледі. Мыс аммиакаты бар пробиркаға 10 тамшы этил спиртін қосқанда, мыстың комплексті тұзы кристалды түрде тұнбаға түседі.

Никель және мыс аммиакаттарының түсі қандай болады? Комплекс тұздарының алынуын молекулалық және иондық түрде жазып көрсетіңіз.

Ni²⁺- координациялық саны 6-ға тең, алынған комплексті тұздың атын атап жазыңыз.

Тәжірибе 2.Қос тұздардың диссоциациялануы.

Үш пробиркаға 4-5 тамшыдан NH₄Fe(SO₄)₂ ерітіндісін құйыңыз. Бірінші пробиркаға 4-5 тамшы калий роданидін қосыңыз. Ерітінді қандай түске боялады? Осы реакцияға қандай ионның қатысы барлығын анықтаңыз. Реакцияны молекулалық және иондық түрде жазыңыз.

Екінші пробиркаға 4-5 тамшы барий хлоридінің ВаСl₂ ерітіндісін қосыңыз. Тұнбаға түскен заттың түсі қандай? Осы реакцияның нәтижесінде тұнбаға барий сульфаты түсетінін ескеріп, молекулалық және иондық түрде реакция теңдеуін жазыңыз.

Үшінші пробиркадағы ерітіндінің үстіне 4-5 тамшы 2 н NаОН натрий гидроксидін құйып, қайнағанша қыздырыңыз. Пробирканың аузына ылғалданған қызыл лакмус қағазын ұстап, бөлініп шыққан газды заттың иісінен және қағаздың түсінен анықтайды. Реакция нәтижесінде қандай газ бөлініп шықты. Реакцияның молекулалық және иондық теңдеулерін жазыңыз. Темір (ІІІ) аммоний ашудасының диссоциациялануын жазыңыз.

Тәжірибе 3.Комплексті қосылыстардағы иондардың әрекеттесуі.

1. Берлин лазурі тұзының алынуы.

Пробиркадағы 4-5 тамшы FeСl₃темір (ІІІ) хлориді немесе Fe₂(SO₄)₃темір (ІІІ) сульфатының ерітіндісіне 0,5 н K₄[Fe(CN)₆] калий гексацианоферраты (ІІ) ерітіндісін тұнба түскенше қосады. Тұнбаның түсі қандай түске боялады? Реакцияның молекулалық және иондық теңдеулерін және берлин лазурінің комплекстік тұз ретінде атын атап жазыңыз.

2. Турнбуль көгін алу жолы.

Пробиркадағы 5-6 тамшы 0,5 н K₃[Fe(CN)₆] калий гексацианоферраты (ІІІ) ерітіндісіне FeSO₄темір (ІІ) сульфатының ерітіндісін қосады. Ерітінді қандай түске боялады? Реакцияның молекулалық және иондық теңдеулерін жазыңыз.

Тапсырма:

1. Ерітінділерді таңдап алу.

2. Реакцияларды жасау.

3. Реакция теңдеулерін жазу.

Зертханалық жұмысқа әдістемелік нұсқаулар:

1. Бірімжанов Б, Нұрахметов Н. Жалпы химия. Алматы «Ана тілі», 1992ж.

2. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М. «Высшая школа», 2001г.

3. Практикум по неорганической химии под ред. Воробьева А.Ф., Дракина С.Н. М., Химия, 1987.

Негізгі схемалар, формулалар:

Координациялық қосылыстардың жіктелуінің сызбанұсқасы.

Бақылау сұрақтары:

1. Координациялық сан дегеніміз не?

2. Комплексті қосылыстардағы байланыстардың түрі. Комплексті иондардың зарядын және комплекс түзушінің тотығу дәрежесін табу.

3. Комплексті қосылыстарды жіктеу, номенклатурасы.