КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ и ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ ИХ ОКРАСКИ Работу выполнила ученица 10«А» класса МАОУ «МБЛ» г. Саратова Ежова Янина Сергеевна Научный руководитель: к.п.н., доцент, учитель высшей категории Г. А. Пичугина 1 изучить природу комплексообразования и причины, оказывающие влияние на изменение окраски комплексных соединений 2 Задачи исследования: 1. Изучить структуру комплексных соединений и природу химической связи. 2. Экспериментально изучить зависимость свойств комплексных соединений от строения, определяющих их практическое применение, в частности: • природа лиганда; • изменение состава внешней сферы комплекса; • изменение степени окисления комплексной частицы; • изменение геометрической структуры комплекса. 3. На основании теории кристаллического поля и химического эксперимента изучить причины, оказывающие воздействие на изменение окраски комплексных соединений. 3 Структура комплексного соединения 4 Теория кристаллического поля На энергию расщепления оказывают влияние: • природа иона металла; • степень окисления металла; • расположение лигандов вокруг иона металла; • природа лигандов, окружающих ион металла. 5 Спектрохимический ряд лигандов Лиганды слабого Лиганды средней силы поля Лиганды сильного поля I-, Br-, Cl-, OH-, F- H2O, NCS-, CH3COO-, NH3 NO2, CO, CN- Расположение лигандов по возрастанию их влияния на величину расщепления ∆0 6 Влияние природы лиганда на энергию расщепления d-уровня 7 Изучение причин цветности комплексных соединений 8 Влияние природы комплексообразователя на энергию расщепления d-уровня 9 Влияние природы комплексообразователя на энергию расщепления d-уровня 10 Экспериментальная часть исследования 11 Влияние природы лиганда на окраску комплексного соединения [Cr(H2O)6]Cl3 + 6NaOHизб→ Na3[Cr+3(OH)6]3- + 3NaCl +6H2O (рис.1) фиолетовый цвет изумрудно-зелёный Рис.1 12 Влияние природы лиганда на окраску комплексного соединения [Fe(H2O)6]Cl3 + 3KSCN → [Fe(SCN)3(H2O)3] + 3KCl + 3H2O (рис.2) бесцветный кирпично-красный цвет Рис.2 13 Влияние природы лиганда на окраску комплексного соединения [Fe(SCN)3(H2O)3]+ 6NaF → Na3[FeF6]+3NaSCN 14 Влияние природы лиганда на окраску комплексного соединения [Cu(H2O)6]SO4 ↔ CuSO4 (р-р бледно-голубого цвета) Na2 [Cu(OH)4]+Na2SO4↔CuSO4 + 4NaOH (р-р ярко-синего цвета) CuSO4 +4(NH3·H2O) → [Cu(NH3)4]SO4 (р-р василькового цвета) [Ni(H2O)6]Cl2(зелёный)+NH3 → [Ni(NH3)6](OH)4 (синий) Влияние на окраску КС изменения ионов внешней сферы FeCl3 + K4[Fe(CN)6] →KFe [Fe(CN)6] + 3KCl 16 Влияние изменения степени окисления комплексной частицы на окраску КС I2(бурый) + 2K4[Fe(CN)6]→ 2KI(бесцветный) + 2K3[Fe(CN)6] желто-зеленый I20 + 2e → 2I-1 1 окислитель Е0 = 0,54 В Fe+2 – 1e → Fe+3 2 восстановитель Е0 = 0,77В ЭДС реакции = Е0 = Е0 о-ля – Е0 в-ля = 0,54 – 0,77 = -0,23 В [Fe2+(CN)6] 3- -1e = [Fe+3 (CN)6]4- Е0 = 0,36 В ∆Е0 = 0,54 – 0,36 = 0,18 В 17 Влияние изменения геометрической структуры на окраску комплекса 2[Co(H2O)6]Cl2 → Co[CoCl4] + 12H2O Розовый цвет Синий цвет Октаэдр Тетраэдр 18 Выводы: 1. Изучение структуры комплексных соединений и природы химической связи позволяет объяснить причину изменения окраски координационных соединений. 2. Структура комплекса (природа комплексообразователя и лиганда, степень окисления центрального иона, расположение лигандов внешней сферы, геометрическая структура КС) оказывает влияние на избирательность поглощения света и его интенсивность. 3. Цветность комплексных соединений может быть использована для проведения качественных реакций с целью обнаружения ионов. 19 Спасибо за внимание! 20
