5 ważnych przykładów jonów złożonych, które musisz znać

Jon złożony to jon, który zawiera centralny jon metalu związany z jednym lub większą liczbą ligandów poprzez celowe wiązanie kowalencyjne. Ligandy są przyłączone do centralnego jonu metalu poprzez celowe wiązanie kowalencyjne. Niektóre przykłady ligandów to woda, amoniak, jon cyjankowy, jon chlorkowy itp. Oto przykłady jonów kompleksowych.

  1. [Co (NH3)6]3+
  2. [Ni(CN4)]2-
  3. [CoF6]3-
  4. [Fe (H2O)6]3+
  5. [Cu (NH3)4(H2O)2]2+
  6. Pt (NH3)2Cl2

1.[Co (NH3)6]3+

Capture.w
heksamminokobalt (ΙΙΙ)

Nomenklatura IUPAC [Co(NH3)6]3+ jest jonem heksaminokobaltu (ΙΙΙ). Tutaj kobalt jest centralnym metalem, którego stopień utlenienia wynosi +3 i jest związany z sześcioma ligandami amoniaku. Konfiguracja elektronowa kobaltu i kobaltu w stanie +3 to

Co → [Ar]3d74s2

Co+3 → [Ar]3d64s0

Co3+ jon ma cztery niesparowane elektrony w podpowłoce 3D. Od NH3 działa jako silny ligand, powoduje parowanie, pozostawiając dwa puste orbitale d.

In aby utworzyć sześć wiązań kowalencyjnych z sześcioma ligandami należy zhybrydyzować sześć orbitali atomowych. W celu utworzenia wiązania z sześcioma ligandami amoniakalnymi, dwie powłoki elektronowe 3d, jeden orbital 4s i trzy 4p ulegają hybrydyzacji, tworząc d2sp3 hybrydyzacja.

Kompleks utworzony z atomów tego metalu jest wewnętrznym kompleksem orbitalnym ponieważ centralny atom metalu ulega hybrydyzacji z orbitalem atomowym, w tym orbitalem 3d, który znajduje się wewnątrz orbitali 4s i 4p.

Jon kompleksowy [Co(NH3)6]3+ jest utworzony przez d2sp3 hybrydyzacji i posiada geometrię oktaedryczną. Ze względu na brak niesparowanych elektronów ma charakter diamagnetyczny. Jon heksamminokobaltu (ΙΙΙ) jest używany w badaniach kondensacji DNA i aktywuje niektóre enzymy wymagające magnezu. 

2. [Ni(CN4)]2-

Nomenklatura IUPAC dotycząca [Ni(CN4)]2- jest jonem tetracyjanonikelanowym (ΙΙ). Tutaj nikiel jest centralnym metalem, którego stopień utlenienia wynosi +2. Konfiguracja elektronowa niklu i niklu w stanie +2

Ni → (Ar)3d84s2

Ni2+ → (Ar)3d84s0

Ni2+ jon ma dwa niesparowane elektrony w podpowłoce 3d. Od CN- działa jako silny ligand pola, powoduje parowanie, pozostawiając jeden d-orbital pusty. Aby utworzyć cztery wiązania kowalencyjne z czterema ligandami, należy zhybrydyzować cztery orbitale atomowe. Nawiązać więzi z CN- ligand, puste orbitale jednego 3d, jednego 4s i dwóch 4p ulegają dsp2 hybrydyzacja.

Kompleks utworzony z tych atomów metalu jest kompleksem orbitali wewnętrznych, ponieważ centralny atom metalu ulega hybrydyzacji z orbitalem atomowym, w tym orbitalem 3d, który znajduje się wewnątrz orbitali 4s i 4p. Jon kompleksowy [Ni(CN4)]2- jest utworzony przez dsp2 hybrydyzacji i posiada kwadratową geometrię płaską. Ze względu na brak niesparowanych elektronów ma charakter diamagnetyczny.

3. [KF6]3-

Przechwytywanie.2
heksafluorokobaltan (ΙΙΙ)

Nomenklatura IUPAC [CoF6]3-jest jonem heksafluorokobaltanu (ΙΙΙ). Tutaj kobalt jest centralnym metalem, którego stopień utlenienia wynosi +3. Konfiguracja elektronowa kobaltu i kobaltu w stanie +3 to

Co → [Ar]3d74s2

Co+3 → [Ar]3d64s0

Co3+ jon ma cztery niesparowane elektrony w podpowłoce 3D. Ponieważ jon fluoru działa jak słaby ligand, nie może powodować parowania orbitali 3d. Aby utworzyć sześć wiązań kowalencyjnych z sześcioma ligandami, należy zhybrydyzować sześć orbitali atomowych. Dlatego jeden z orbitali 4s, trzy orbitale 4p i dwa orbitale 4d są zaangażowane w hybrydyzację. Stąd jest sp3d2 hybrydyzacja.

W hybrydyzacji orbitale s, p i d znajdują się w nd, czyli 4d powłoce elektronowej, która znajduje się poza orbitalami s i p. Kompleksy utworzone z atomów tego metalu są kompleksami orbitalnymi. Jon kompleksowy [CoF6]3- jest utworzony przez sp3d2 hybrydyzacji i posiada geometrię oktaedryczną. Ze względu na obecność niesparowanych elektronów ma charakter paramagnetyczny.

4. [Fe(H2O)6]3+

Zdobyć.
heksaakwairon (ΙΙΙ) jon

Nomenklatura IUPAC dotycząca [Fe(H2O)6]3+ jest jonem heksaakwaironowym (ΙΙΙ). Tutaj żelazo jest centralnym metalem, którego stopień utlenienia wynosi +3. Elektroniczna konfiguracja żelaza i żelaza w stanie +3 to

Fe → (Ar)3d64s2

Fe3+ → (Ar)3d54s0

Fe3+ jon ma pięć niesparowanych elektronów w podpowłoce 3D. Ponieważ woda działa jak słaby ligand pola, nie może powodować parowania orbitali 3D. Aby utworzyć sześć wiązań kowalencyjnych z sześcioma ligandami, należy zhybrydyzować sześć orbitali atomowych. Dlatego jeden z orbitali 4s, trzy orbitale 4p i dwa orbitale 4d są zaangażowane w hybrydyzację. Stąd jest sp3d2 hybrydyzacja.

Kompleks utworzony z tych atomów metalu jest kompleksem orbitali zewnętrznych, ponieważ centralny atom metalu ulega hybrydyzacji z orbitalem atomowym, w tym orbitalem 4d, który znajduje się poza orbitalami 4s i 4p. Jon kompleksowy [Fe(H2O)6]3+ jest utworzony przez sp3d2 hybrydyzacji i posiada geometrię oktaedryczną. Właściwość magnetyczna tego kompleksu ma charakter paramagnetyczny ze względu na obecność niesparowanych elektronów.

5.[Cu (NH3)4(H2O)2]2+

Nomenklatura IUPAC dotycząca [Cu(NH3)4(H2O)2]2+ jest jonem tetraaminodiaquamiedzi (ΙΙ). Tutaj występują dwa rodzaje ligandów: amoniak i woda, które są neutralnymi ligandami, które nie mają żadnego ładunku.

Pokazuje dwie izomerie geometryczne cis i trans. Jeśli dwie cząsteczki wody sąsiadują ze sobą, to jest to izomer cis, natomiast jeśli dwie cząsteczki wody są przeciwne, to jest to izomer trans. Stopień utlenienia atomu miedzi w [Cu(NH3)4(H2O)2]2+ jest stanem +2. Geometria tego kompleksu jest oktaedryczna i występuje w głębokim niebiesko-fioletowym kolorze.

6. Pt (NH3)2Cl2

ci
Struktura diaminodichloridoplatyny (ΙΙ) jon. źródło obrazu: Wikimedia commons

Nomenklatura IUPAC Pt(NH3)2Cl2 to diaminodichloridoplatyna (ΙΙ). Stopień utlenienia platyny wynosi +2. Obecne są dwa rodzaje ligandów: grupy amoniaku i chloru wokół centralnego atomu metalu, platyny, są na tej samej płaszczyźnie, dlatego geometria tego kompleksu jest płaska.

Pokazuje dwie izomerie geometryczne cis i trans. Jeśli dwie grupy chloru sąsiadują ze sobą, to jest to cisplatyna, natomiast jeśli dwie grupy chloru są przeciwne do siebie, to jest to transplatyna.

Cisplatyna ma platynę jako metal centralny i wykazuje izomery cis. Jest to kompleksowy jon platyny stosowany jako środek przeciwnowotworowy w leczeniu raka płuc, pęcherza moczowego, szyjki macicy i jajników.

Podsumowanie:

Jon złożony to jon, który zawiera jeden lub więcej ligandów, które są przyłączone do centralnego atomu metalu. Omówiono nazewnictwo IUPAC, hybrydyzację, geometrię i właściwości magnetyczne różnych typów kompleksów. Tutaj podsumowuje zastosowanie cisplatyny i ich geometryczną izomerię ze strukturą.