Учебное пособие Санкт-Петербург




НазваниеУчебное пособие Санкт-Петербург
страница16/18
Дата конвертации03.02.2013
Размер0.99 Mb.
ТипУчебное пособие
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   18

3.6 Комплексные соединения



Для элементов IIа группы известно сравнительно немного комплексных соединений. Больше всего их у бериллия, склонность которого к образованию ковалентных связей выражена наиболее сильно. Координационное число в комплексах бериллия равно 4, а для остальных металлов – 6. Увеличение координационного у магния и других щелочно-земельных металлов связано с наличием у атомов вакантных d-орбиталей, а бóльший радиус атомов позволяет «разместиться» бóльшему числу лигандов во внутренней сфере комплекса.

В водных растворах ионы металлов существуют в виде аквакомплексов, например, [Be(H2O)4]2+, [Mg(H2O)6]2+, [Ca(H2O)6]2+. Такие комплексные ионы присутствуют в структуре многих кристаллогидратов. В солях бериллия вода связана довольно прочно, например, [Be(H2O)4]Cl2 не теряет воду при высушивании над P2O5. В кристаллогидратах магния молекулы воды удерживаются во внутренней сфере комплексного иона [Mg(H2O)6]2+ менее прочно, в результате аква-ион магния не проявляет заметных кислотных свойств.

Для бериллия наиболее характерны комплексные соединения, в которых лигандами являются «жёсткие основания», например, ОН–ионы, F–ионы и молекулы, имеющие донорные атомы кислорода или азота. Самыми прочными являются фторидные комплексы – MI2[BeF4]. Как и ионы цинка, в растворах аммиака бериллий образует аммиачные комплексы:


BeCl2 + 4NH3  [Be(NH3)4]Cl2,

BeCl2 + 2NH3  [BeCl2(NH3)2].


В растворах карбонатов щелочных металлов и аммония из основных карбонатов бериллия можно получить карбонатные комплексы [Be(CO3)2]2–, в которых карбонат-ион занимает два координационных места. С щавелевой кислотой – Н2С2О4 – бериллий также образует комплекс, в котором оксалат-ион координируется как бидентантный лиганд: [Be(C2O4)2]2–. Больше всего комплексов бериллия получено с органическими лигандами имеющими донорные атомы азота и кислорода (пиридин, этилендиамин, ацетон, ацетилацетон, простые эфиры). В технологии получения бериллия наиболее важен его комплекс с диэтиловым эфиром:


BeCl2 + 2(C2H5)2O  [BeCl2{O(C2H5)2}2].


Особый интерес представляют карбоксилатные комплексы. При взаимодействии с одноосновными органическими кислотами получаются многоядерные оксикарбоксилатные комплексы типа [Be4(-O)(-OOCR)6]0, где R – водород или органический радикал. Хорошо изучены формиатные, бензоатные и ацетатные комплексы. В этих соединениях (рис. 3.2) атом кислорода является мостиковым и посредством четырёх гибридных орбиталей (sp3-гибридизация) связан с четырьмя атомами бериллия, образуя тетраэдр [Be4O]. Карбоксилатные ионы выполняют роль мостиков и дополнительно связывают атомы бериллия.





Рисунок 3.2 − Строение оксоацетата (а) и оксонитрата (б) бериллия

В результате возникает клеточная структура, что делает оксикарбоксилатные комплексы очень прочными. Так, при нагревании они легко возгоняются без разложения, что используется на практике для отделения бериллия от других металлов. Подобные летучие соединения есть и у цинка. Следует отметить, что аналогичные по строению комплексы бериллий образует с нитрат-ионами – [Be4(-O)(-NO3)6]0.

Галогениды магния образуют комплексы с молекулами, содержащими донорные атомы кислорода. Этим объясняется растворимость MgBr2 и MgI2 в спиртах, кетонах и эфирах. Среди солей щелочно-земельных металлов только хлорид кальция растворим в спиртах.

В отличие от бериллия карбонаты магния образуют карбонатные комплексы только в концентрированных растворах карбоната калия – K2[Mg(CO3)2]. К комплексным соединениям такого типа можно отнести природный минерал доломит – Ca[Mg(CO3)2].

Устойчивость комплексов магния и щелочно-земельных металлов с карбонат- и сульфат-ионами уменьшается от магния к барию. Так сульфатный комплекс [Ca(SO4)2]2– легко получается при растворении сульфата кальция в насыщенном растворе сульфата аммония, а сульфатный комплекс бария [Ba(SO4)2]2– образуется лишь при действии на сульфат бария концентрированной серной кислоты.


Особое значение имеют комплексы магния, кальция, стронция и бария с полидентантными лигандами – полиаминополикарбоновыми кислотами, краун-эфирами, криптандами и др. Наиболее важной является реакция ионов кальция и магния с анионом этилендиаминтетрауксусной кислоты (Н4ЭДТА). Этилендиаминтетраацетат натрия Na2H2ЭДТА (торговая марка – Трилон Б) относится к комплексонам (хелатообразующим лигандам), его формула приведена на рисунке 3.3.

На рисунке 3.4 показано, как ЭДТА4  четырьмя донорными атомами кислорода и двумя атомами азота связывается с ионом металла, охватывая его своими функциональными группами (ион металла «взят в клешни»). Отдельно каждая координационная связь не очень прочная, однако их суммарный эффект делает такие комплексы достаточно устойчивыми. Кроме того, в повышение устойчивости комплекса вносит большой вклад образование хелатных циклов. Na2H2ЭДТА и другие комплексоны широко используются для удаления катионов Са2+ и Mg2+ из жёсткой воды, а также в количественном анализе:


Ca2+ + Н2ЭДТА2– [Ca(ЭДТА)]2– + 2Н+.





Рисунок 3.3 − Формула этилендиаминтетраацетат-иона (ЭДТА4)





Рисунок 3.4 − Строение комплекса ЭДТА с ионом Са2+


Ещё одним примером комлекса с полидентантным лигандом является молекула хлорофилла (рис. 3.5). Этот природный комплекс катиона магния со сложным органическим лигандом ответственен за процесс фотосинтеза углеводов растениями. Поэтому соли магния необходимы для питания растений.





Рисунок 3.5 − Молекула хлорофилла
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   18

Похожие:

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт-Петербург
Учебное пособие предназначено для студентов II курса химических специальностей

Учебное пособие Санкт-Петербург iconНовые поступления в библиотеку балтийского русского института
Федералогия: учебное пособие / Р. Г. Абдулатипов. Санкт-Петербург: Питер, 2004. 320 с.: ил. (Учебное пособие)

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие санкт-петербург
Вязкость жидких сред: Учебное пособие / И. В. Степанова, А. В. Тарасов. – Спб.: Петербургский государственный университет путей сообщения,...

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Издательство спбгпу санкт-Петербург
Учебное пособие соответствует дисциплинам опд ф10 «Сети ЭВМ и телекоммуникации» государственного общеобразовательного стандарта направления...

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76
Керножицкий В. А., Бызов Л. Н. Надежность. Лабораторный практикум: Учебное пособие. Балт гос тех ун-т, спб., 2002. – с

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А
Дан структурный анализ одного из важнейших направлений в исследовании турбулентных те

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2008 Авторы : Кокин В. Г., кандидат военных наук, доцент; Абликов В. И. Под общей редакцией
Учебное пособие предназначено для должностных лиц и специалистов го и рсчс организаций, преподавателей умц гочс и пб

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2007 Научный редактор: Шипицына Л. М. д б. н., проф., заслуж деят науки рф
Профилактика вич-инфекции у несовершеннолетних в образовательной среде: Учебное пособие / Под ред. Л. М. Шипицыной. – Спб, 2007

Учебное пособие Санкт-Петербург iconТехника и технические науки в целом 22. 30. 10я73 Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника : учеб пособие для вузов / К. К. Ким [и др.]; под ред. К. К. Кима. Санкт-Петербург и др. Питер, 2006. 367 с. (Учебное пособие)
Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника : учеб пособие для вузов / К. К. Ким [и др.]; под ред. К....

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие для студентов гуманитарных факультетов Санкт-Петербург


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница