Пример выполнения задания 6

1) ... [СuСl₂]^- - дихлорокупрат (I) – анион

₂₉Сu 1s² 2s²2p⁶ 3s²3p⁶ 4s¹ 3d¹⁰;

Cu⁺ ... 3d¹⁰ 4s 4p

sp-гибридизация акцепторных орбиталей

Сu⁺ + 2Сl^- → [СuСl₂]^-

акцептор донор комплекс имеет

(комплексо- (лиганды) линейное строение

образователь)

Диаграмма комплекса по теории кристаллического поля.

d_z²

...3d¹⁰

d_xz d_yz

d_x²_{- y}² d_xy

Расщепление d-подуровня

в линейном поле лигандов.

Комплексный ион диамагнитен, так как все электроны спаренные. Все орбитали d-подуровней заселены, электронные переходы невозможны, вещество не поглощает кванты электромагнитной энергии видимого диапазона, следовательно вещество не окрашено.

2)...[Мn(СN)₆]^{4 -}, парамагнетизм определяется одним неспаренным электроном.

₂₅Мn 1s² 2s²2р⁶ 3s²3р⁶ 4s² 3d⁵

Мn²⁺... 3d⁵ 4s 4р 4d

d ²sр³ – гибридизация акцепторных орбиталей

(их число равно координационному)

Мn²⁺ + 6СN^- → [Мn(СN)₆]^{4 –}

акцептор донор внутриорбитальный

октаэдрический комплекс

Диаграмма комплекса по теории кристаллического поля

d

∆ - параметр расщепления

d

Расщепление d-подуровня

в октаэдрическом поле лигандов

СN^- - лиганд сильного поля, энергия расщепления больше энергии отталкивания электронов, поэтому электроны заполняют только орбитали d -подуровня, образуется низкоспиновый комплекс, парамагнитные свойства которого обусловлены единственным неспаренным электроном. d -подуровень не заселен, на вакантные орбитали возможны переходы электронов с d -подуровня, при этом вещество поглощает кванты световой энергии, равной энергии расщепления, и вещество окрашивается в дополнительный цвет.

7. Вычислите массу кадмия, находящегося в виде ионов в 200 мл 0,1 М раствора сульфата тетраамминкадмия, содержащего кроме того 0,1 моль/л аммиака. Выпадет ли осадок сульфида кадмия при прибавлении к этому раствору 1·10 ^–4 моль К₂S ?

Дано: Решение:

V_р-ра = 200 мл Комплексное соединение подвергается первичной С(к.с.) = 0,1 моль/л и вторичной диссоциации:

[NН₃] = 1,0 моль/л 1) [Сd(NН₃)₄]SО₄ → [Сd(NН₃)₄]²⁺ + SО₄^2-

ν (К₂S) = 1·10^-4 моль процесс протекает необратимо практически до конца,

К_нест = 7,6·10^-8 поэтому молярная концентрация комплексного иона

ПР_СdS = 7,9·10^-27 [[Сd(NН₃)₄]²⁺] = С(к.с.) = 0,1 моль/л

m (Сd²⁺) = ? 2) [Сd(NН₃)₄]²⁺ ↔ Сd²⁺ + 4NН₃

Константа нестойкости

Отсюда молярная концентрация ионов Сd²⁺ в растворе:

моль/л

Масса кадмия в 200 мл этого раствора:

m (Сd) = [Сd²⁺] · М _Сd · V_р-ра = 7,6·10^-9 моль/л ·112,41 г/моль ·0,2л = 1,71·10^-7 г

При добавлении к раствору комплексного соединения сульфид-ионов осадок выпадает, если [Сd²⁺][S^2-] > ПР_СdS

Концентрация сульфид-ионов в растворе:

[S^2-]=[К₂S]=ν (К₂S) / V _р-ра = 1·10^-4 моль / 0,2 л = 5·10^-4 моль/л

Ионное произведение[Сd²⁺][S^2-] = 7,6 ·10^-9·5·10^-4 = 3,8·10^-12 > ПР_СdS = 7,9·10^-27, следовательно, осадок выпадает.

Ответ: масса ионов кадмия в растворе 1,71·10^-7 г; при добавлении сульфид-ионов осадок СdS выпадает.

Литература.

1.Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: ВШ, 1988.

2.Степнин Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия. – М.: ВШ, 1994.

3.Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия, 1981.