Учебная презентация по теме "Комплексные соединения" 11 класс
презентация к уроку по химии (11 класс)

Слайд 1

IV Международный конкурс учебных презентаций «МИР ХИМИИ – 2021 » Автор: Кулишова Ирина Николаевна, учитель химии МБОУ «Школа №14» г. Прокопьевска, Кемеровской области E-mail : ira-kulishova@yandex.ru Номинация – 4 «Учебная презентация по теме ( 11 класс)» «КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ»

Слайд 2

Комплексные соединения (лат. Complexus – сочетание, обхват) или, другими словами, координационные соединения- это частицы (нейтральные молекулы или ионы), которые образуются в результате присоединения к данному иону (или атому), называемому комплексообразователем, нейтральных молекул или других ионов, называемых лигандами .

Слайд 3

Комплексные соединения в природе 2. Хлорофилл присутствует во всех фотосинтезирующих организмах — высших растениях, водорослях, сине-зелёных водорослях ( цианобактериях ), фотоавтотрофных простейших (протистах) и бактериях. Хлорофилл находит применение как пищевая добавка 1. Гемоглобин, который входит в состав красных телец крови людей и животных, состоит из белка глобина и окрашенного соединения – гемма. Гемм представляет собой сложное комплексное соединение, в котором центральный атом Fe (+2)

Слайд 4

Комплексные соединения в природе 3. Витамин В 12 – это тоже комплексное соединение, центральным атомом которого является атом Кобальта. Витамин В 12 влияет на жировой, углеводный и белковый обмены. Стимулирует образование эритроцитов в костном мозге и рост аксонов нервных клеток. 4. Огромное количество лекарственных препаратов представляют собой комплексные соединения. 3. Многие минералы

Слайд 5

Комплексные соединения в природе Бирюза CuAl 6 (OH) 8 [PO 4 ] 4 Изумруд Be 3 Al 2 [Si 6 O 18 ] Гранат ( Fe,Mn ) 3 Al 2 [SiO 4 ] 3 5. Многие минералы

Слайд 6

Строение комплексных соединений В составе комплексного соединения различают две сферы - внутреннюю и внешнюю . Цнтральный ион или атом металла, называемый комплексообразователем , удерживает вокруг себя некоторое число ионов, атомов или групп химически связанных атомов, называемых лигандами (от лат. ligo -- «связываю»). Комплексообразователь и связанные с ним лиганды образуют внутреннюю сферу комплекса , которая может быть нейтральной или иметь заряд (положительный или отрицательный), т. е. являться комплексным ионом. Внутренняя сфера обозначается квадратным скобками. Например: [ Al (H 2 O) 6 ] 3+ или [ Fe (CN) 6 ] 3-

Слайд 7

Строение комплексных соединений

Слайд 8

Строение комплексных соединений Заряд комплексного иона определяется как алгебраическая сумма зарядов всех частиц, входящих в этот ион. Например , заряд [ Fe (CN) 6 ] 3- определяется по сумме зарядов ионов: (3 + ) + [6 • (1 - )] = 3 - Комплексообразователь связан с лигандами ковалентными связями, образованными по донорно-акцепторному механизму . Комплексообразователь (акцептор электронных пар) предоставляет вакантные атомные орбитали для электронных пар лигандов - доноров электронных пар .

Слайд 9

Строение комплексных соединений Значение координационного числа комплексообразователя зависит от его природы, степени окисления, природы лигандов и условий (температура, концентрация), при которых протекает реакция комплексообразования . Координационное число может иметь значения от 2 до 12. Наиболее распространенными являются координационные числа 4 и 6. Для координационного числа 4 структура комплексных частиц может быть тетраэдрической [AlBr 4 ] – и в виде плоского квадрата [ Pt (NH 3 ) 2 Cl 2 ]. Комплексные соединения с координационным числом 6 имеют октаэдрическое строение [AlF 6 ] 3– . [AlF 6 ] 3– [AlBr 4 ] – [ Pt (NH 3 ) 2 Cl 2 ]

Слайд 10

Строение комплексных соединений Встречаются комплексы и с другими координационными числами. Лиганды - анионы и молекулы с неподеленными парами электронов: анионы (CI - , OH - , F - , CN - , NO 2 - , SCN - и др .); полярные молекулы (H 2 O, NH 3 , CO, NO и др.); неполярные, но хорошо поляризующиеся молекулы органических соединений (H 2 N-CH, -CH, -NH, - этилендиамин , CO(NH 9 ) 2 - мочевина и др.).

Слайд 11

Классификация комплексных соединений По составу: соли (например , K 3 [Fe(CN) 6 ] основания (например , [Ag(NH 3 ) 2 ]OH ) кислоты (например , H[AuCl 4 ] ) 2. По заряду внутренней сферы : катионный (например, [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ SO 4 2- ) анионнай (например, K 3 + [Fe(CN) 6 ] 3- ) нейтральный ( например, [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ [PtCl 4 ] 2 - ) катионно -анионный (например, [PtCl 4 (NH 3 ) 2 ] 0 )

Слайд 12

3. По типу координируемых лигандов : Аквакомплексы – это комплексные катионы, в которых лигандами являются молекулы H 2 O. Их образуют катионы металлов со степенью окисления +2 и больше, причем способность к образованию аквакомплексов у металлов одной группы периодической системы уменьшается сверху вниз. Примеры аквакомплексов : [ Al (H 2 O) 6 ]Cl 3 , [ Cr (H 2 O) 6 ](NO 3 ) 3 . Гидроксокомплексы – это комплексные анионы, в которых лигандами являются гидроксид-ионы OH – . Комплексообразователями являются металлы, склонные к проявлению амфотерных свойств – Be , Zn , Al , Cr . Например: Na [ Al (OH) 4 ], Ba [ Zn (OH) 4 ]. Аммиакаты – это комплексные катионы, в которых лигандами являются молекулы NH 3 . Комплексообразователями являются d -элементы. Например: [ Cu (NH 3 ) 4 ]SO 4 , [ Ag (NH 3 ) 2 ] Cl . Ацидокомплексы – это комплексные анионы, в которых лигандами являются анионы неорганических и органических кислот. Например: K 3 [ Al (C 2 O 4 ) 3 ], Na 2 [ Zn (CN) 4 ], K 4 [ Fe (CN) 6 ].

Слайд 13

Номенклатура комплексных соединений Номенклатура, рекомендованная IUPAC. а) д ля анионного комплекса Название комплексного аниона начинается с обозначения состава внутренней сферы: число лигандов обозначается греческими числительными: 2– ди , 3–три, 4–тетра, 5–пента, 6– гекса и т.д. Далее следуют названия лигандов , к которым прибавляют соединительную гласную «о»: Cl – – хлоро -, CN – – циано -, OH – – гидроксо - и т.п. Если у комплексообразователя переменная степень окисления, то в скобках римскими цифрами указывают его степень окисления, а его название с суффиксом - ат : Zn – цинк ат , Fe – ферр ат (III), Au – аур ат (III). Последним называют катион внешней сферы в родительном падеже. Примеры: K 3 [ Fe (CN) 6 ] – гексацианоферрат (III) калия K 4 [ Fe (CN) 6 ] – гексацианоферрат (II) калия K 2 [ Zn (OH) 4 ] – тетрагидроксоцинкат калия

Слайд 14

Номенклатура комплексных соединений б) д ля катионного комплекса Название анионов внешней среды Затем указывается число лигандов Дается латинское название лиганда (молекула аммиака NH 3 – аммин, молекула воды H 2 O – аква от латинского названия воды) и русское название элемента-комплексообразователя Римской цифрой в скобках указывается степень окисления элемента-комплексообразователя, если она переменная Например: [ Cu (NH 3 ) 4 ]SO 4 – сульфат тетраамминмеди (II) [ Al (H 2 O) 6 ]Cl 3 – хлорид гексаакваалюминия

Слайд 15

Номенклатура комплексных соединений в) Соединений без внешней сферы. Вначале называют лиганды Затем называют комплексообразователь в именительном падеже с указанием его степени окисления. Все название пишется слитно. Например [ Ni (CО) 4 ] – тетракарбонилникель (0); [ Pt (NH 3 ) 2 Cl 4 ] – тетрахлородиамминплатина (IV)

Слайд 16

Реакции образования комплексных соединений Комплексные соединения обычно получают действием избытка лигандов на содержащее комплексообразователь соединение. Координационное число, как правило, в 2 раза больше степени окисления комплексообразователя. Из этого правила бывают, однако, исключения. Образование гидроксокомплексов . AlCl 3 + 6NaOH (изб) = Na 3 [ Al (OH) 6 ] + 3NaCl AlCl 3 + 4NaOH (изб) = Na [ Al (OH) 4 ] + 3NaCl ZnSO 4 + 4NaOH (изб) = Na 2 [Zn(OH) 4 ] + Na 2 SO 4

Слайд 17

Если комплексообразователем является Fe 2+ или Fe 3+ , то координационные числа в обоих случаях равны шести: FeCl 2 + 6KCN ( изб) = K 4 [Fe(CN) 6 ] + 2KCl Fe 2 (SO 4 ) 3 + 12KCN ( изб) = 2 K 3 [Fe(CN) 6 ] + 3K 2 SO 4 Координационные числа ртути и меди, как правило, равны четырем: Hg(NO 3 ) 2 + 4KI ( изб) = K 2 [HgI 4 ] + 2KNO 3 CuCl 2 + 4NH 3( изб) = [ Cu(NH 3 ) 4 ]Cl 2 Для большинства аква - и амминных комплексов ионов d-элементов координационное число равно шести: NiCl 2 + 6NH 3 (изб) = [Ni(NH 3 ) 6 ]Cl 2

Слайд 18

Реакции разрушения комплексных соединений Разрушение комплексных соединений происходит в результате: образования малорастворимого соединения с комплексообразователем: [ Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 + Na 2 S = CuS ↓ + 4NH 3 ↑ + Na 2 SO 4 образования более прочного комплексного соединения с комплексообразователем или с лигандом : [ Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 + 4KCN ( изб) = K 2 [Cu(CN) 4 ] + 4NH 3 ↑ + K 2 SO 4 [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 + 4HCl = 4NH 4 Cl + CuSO 4 образования малодиссоциированного электролита: Na 2 [Zn(OH) 4 ] + 4HCl ( изб) = 2 NaCl + ZnCl 2 + 4H 2 O

Слайд 19

Реакции разрушения комплексных соединений действия любой сильной кислоты на гидрокомплексы ; в этом случае образуется соль и вода: К 3 [ Al(OH) 6 ] + 6HCl ( изб) = 3 KCl + AlCl 3 + 6H 2 O нагревания некоторых комплексных соединений: [ Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 → CuSO 4 + 4NH 3 ↑ Na 3 [Al(OH) 3 ] → Na 3 AlO 3 + 3H 2 O окислительно-восстановительных реакций: 2 Na[Ag(CN) 2 ] + Zn = Na 2 [Zn(CN) 4 ] + 2Ag 6K 4 [Fe(CN) 6 ] +K 2 Cr 2 O 7 +7H 2 SO 4 =6K 3 [Fe(CN) 6 ] +Cr 2 (SO 4 ) 3 +4K 2 SO 4 +7H 2 O

Слайд 20

Реакции разрушения комплексных соединений действия любой сильной кислоты на гидрокомплексы ; в этом случае образуется соль и вода: К 3 [ Al(OH) 6 ] + 6HCl ( изб) = 3 KCl + AlCl 3 + 6H 2 O нагревания некоторых комплексных соединений: [ Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 → CuSO 4 + 4NH 3 ↑ Na 3 [Al(OH) 3 ] → Na 3 AlO 3 + 3H 2 O окислительно-восстановительных реакций: 2 Na[Ag(CN) 2 ] + Zn = Na 2 [Zn(CN) 4 ] + 2Ag 6K 4 [Fe(CN) 6 ] +K 2 Cr 2 O 7 +7H 2 SO 4 =6K 3 [Fe(CN) 6 ]+Cr 2 (SO 4 ) 3 +4K 2 SO 4 +7H 2 O

Слайд 21

Диссоциация комплексных соединений Комплексные соединения в водных растворах практически полностью диссоциируют на внешнюю и внутреннюю сферы. В то же время комплексный ион диссоциирует в незначительной степени как ассоциированный электролит. Количественной характеристикой диссоциации внутренней сферы в растворе является константа нестойкости, представляющая собой константу равновесия процесса диссоциации комплексного иона. Например , в растворе комплексное соединение [ Ni (NH 3 ) 6 ]SO 4 диссоциирует следующим образом: [Ni(NH 3 ) 6 ]SO 4 = [Ni(NH 3 ) 6 ] 2+ + SO 4 2-

Слайд 22

Диссоциация комплексных соединений Для комплексного иона [ Ni (NH 3 ) 6 ] 2+ , диссоциирующего по уравнению [ Ni (NH 3 ) 6 ] 2+ → Ni 2+ + 6NH 3 константа равновесия процесса диссоциации носит название константы нестойкости К н . Для рассматриваемого процесса К н равна К н = [Ni 2+ ]·[ NH 3 ] 6 / [[ Ni (NH 3 ) 6 ] 2+ ] (1) Величина, обратная К н , называется константой устойчивости: К у = 1/ К н (2) Она представляет собой константу равновесия процесса образования комплексного иона: Ni 2+ + 6NH 3 ↔ [Ni(NH 3 ) 6 ] 2+ Константа нестойкости К н связана с изменением энергии Гиббса процесса диссоциации комплекса уравнением: ΔG T о = — RTln К н

Слайд 23

Применение комплексных соединений Гальванические покрытия – защита одного металла другим. Например, медное покрытие крепко соединяется с железом, если использовать в процессе комплексные соединения. Электролитическое получение металлов. Например, алюминий в расплаве криолита образует комплекс Nа 3 [AlF 6 ]. Из расплавов соединений комплексных солей получают такие металлы, как Nb , Tl , Th , Mg . Защита металлов от коррозии. Ингибиторы – комплексные соли, где лигандами выступают и органические вещества.

Слайд 24

Применение комплексных соединений • Аналитическая химия. Многие индикаторы, реактивы, которые помогают распознать вещества, ионы и даже заряды ионов, – комплексные соединения. Катион Fe 2+ можно распознать в реакции с гексацианоферратом (III) калия: FeCl 2 + K 3 [Fe(CN) 6 ] = KFe [Fe(CN) 6 ] + 2 KCl образуется синий осадок ( турнбулева синь). Катион Fe 3+ можно распознать гексацианоферратом (II) калия: 4FeCl 3 + 3K 4 [Fe(CN) 6 ] = Fe 4 [Fe(CN 6 )] 3 + 12KCl Образуется темно-синий осадок (берлинская лазурь)

Слайд 25

Применение комплексных соединений Получение металлов. Например золота: золотой песок растворяется в растворе цианида натрия ( NaCN ) в присутствии кислорода и воды, потому что образуется очень устойчивое комплексное соединение золота: 4Au + O 2 + 2H 2 O + 8NaCN = 4Na[Au(CN) 2 ] + 4NaOH. Из полученного комплекса золото вытесняют цинком: Zn + 2Na[Au(CN) 2 ] = Na 2 [Zn(CN) 4 ] + 2Au Фотографический процесс также немыслим без комплексных соединений. Комплексные соединения платины, Co (III), Fe (III) используются в химиотерапии при лечении раковых заболеваний и влияют на развитие раковых клеток

Слайд 26

Список литературы и интернетресурсов https://yandex.ru/images/search?pos https://yandex.ru/images/search?pos=10&img_url https://vk.com/feed?z=photo553063225_457240170%2Fwall553063225_664 https://chemege.ru/complex/ https://him.1sept.ru/view_article.php?ID=200900805 https://www.chemport.ru/forum/viewtopic.php?t=3660 https://infourok.ru/go.html?href=http%3A%2F%2Fstudopedia.ru%2F3_100699_kompleksnie-soedineniya-v-prirode-i-tehnologii.html https://ru.wikipedia.org/wiki/ http://www.studfiles.ru/preview/5363016/page:4/ https://yandex.ru/images/search?pos=1&img Глинка Н.Л. «Общая химия», Издательство «Химия», 1974; Издательство «Химия», 1977 Тополева Н.Н. « Комплексные соединения » «Первое сентября» №8 2008