Строение соединений d-элементов

Содержание

Слайд 2

Сопоставление подходов для p и d P-элементы D-элементы Теория валентных связей

Сопоставление подходов для p и d

P-элементы

D-элементы

Теория валентных связей
(правило октета, Гиллеспи)

Правило Сиджвика

(правило 18 электронов)

Теория молекулярных орбиталей

ТКП и ТПЛ

Слайд 3

Правило Сиджвика Комплексные соединения d-элементов в малых или отрицательных степенях окисления

Правило Сиджвика

Комплексные соединения d-элементов в малых или отрицательных степенях окисления предпочитают

лигандное окружение, обеспечивающее 18-электронное заполнение внешней оболочки.
!!! Очень плохо работает для степеней окисления выше 2+ и с лигандами сильного поля. Эти соединения описываются другими приближениями.
Слайд 4

Основные принципы Типы электронов в комплексных соединениях: Собственные электроны центральных атомов

Основные принципы

Типы электронов в комплексных соединениях:
Собственные электроны центральных атомов (d-металлов), не

задействованные в связях (N)
Пары электронов от присоединённых лигандов (L)
Обобществлённые электроны от кластерных связей М-М (K)

Предсказания реакционной способности:
Для каждого атома соблюдается N+L+K=18 – соединение стабильно
Есть атомы металла, для которых N+L+K<18 – соединение является окислителем
Есть атомы металла, для которых N+L+K>18 – соединение является восстановителем

Количество кластерных связей зависит от значений N и L. Обычно, всегда образуется столько связей, чтобы N+L+K=18

Слайд 5

Характеристики лигандов 3) Формальный заряд – заряд лиганда в свободном состоянии

Характеристики лигандов

3) Формальный заряд – заряд лиганда в свободном состоянии

4) Мостиковость

– количество атомов металла, с которыми связан лиганд (μ)

1) Дентантность – количество пар электронов, предоставляемое лигандом

2) Гаптность – количество атомов лиганда, участвующих в связывании с металлом (η)

2-электронные лиганды – CO, N2, NO+, H–, PR3, алкены и прочее
4-электронные лиганды – циклобутадиен, бутадиен, аллил
6-электронные лиганды – ципендадиенид, бензол, тропилий
8-электронные лиганды - циклооктатетраен

η1 – все привычные лиганды
η2 – алкен
η3 – аллил
η4 – бутадиен, циклобутадиен
η5 – циклопентадиенид

–1 – циклопентадиенид, аллил, галогенид
0 – все основные лиганды
+1 – нитрозил, тропилий

Слайд 6

2-электронные лиганды. Карбонилы.

2-электронные лиганды. Карбонилы.

Слайд 7

2-электронные лиганды. Карбонилы.

2-электронные лиганды. Карбонилы.

Слайд 8

2-электронные лиганды. Карбонилы. Mm(CO)n L = 2*n K = 18*m – L – N

2-электронные лиганды. Карбонилы.

Mm(CO)n
L = 2*n K = 18*m – L – N

Слайд 9

2-электронные лиганды. Карбонилы.

2-электронные лиганды. Карбонилы.

Слайд 10

2-электронные лиганды. Азот.

2-электронные лиганды. Азот.

Слайд 11

2-электронные лиганды. Гидриды.

2-электронные лиганды. Гидриды.

Слайд 12

2-электронные лиганды. Гидриды.

2-электронные лиганды. Гидриды.

Слайд 13

2-электронные π-лиганды

2-электронные π-лиганды

Слайд 14

Нитрозильные комплексы Линейные Изогнутые Z = +1 Z = -1

Нитрозильные комплексы

Линейные

Изогнутые

Z = +1

Z = -1

Слайд 15

2-электронные π-лиганды 4-электронный аллильный лиганд Комплексы с конфигурацией d8 (если заряд металла положительный) - 16-электронные!!!

2-электронные π-лиганды

4-электронный аллильный лиганд

Комплексы с конфигурацией d8 (если заряд металла положительный)

- 16-электронные!!!
Слайд 16

6-электронный циклопентадиенид L = 6*n Z = (-1)*n FeCp2 N(Fe) =

6-электронный циклопентадиенид

L = 6*n Z = (-1)*n

FeCp2
N(Fe) = 8 + Z

= 6
L = 12
Итого: 18 e
Слайд 17

6-электронный циклопентадиенид

6-электронный циклопентадиенид

Слайд 18

6-электронный бензол

6-электронный бензол

Слайд 19

4-кратная связь!!!

4-кратная связь!!!

Слайд 20

4-кратная связь!!!

4-кратная связь!!!

Слайд 21

Давайте посчитаем HRe3(CO)14 Mn2(CO)7(NO)3 [H2Re4(CO)12]2- [HCr2(CO)10]- MoCp2H2 [Fe(CN)5(NO)]2- [VCp(CO)4] [Co3(CO)10]-

Давайте посчитаем

HRe3(CO)14

Mn2(CO)7(NO)3

[H2Re4(CO)12]2-

[HCr2(CO)10]-

MoCp2H2

[Fe(CN)5(NO)]2-

[VCp(CO)4]

[Co3(CO)10]-

Слайд 22

Позволяет предсказать магнитные свойства (число неспаренных электронов) Позволяет оценить устойчивость комплекса

Позволяет предсказать магнитные свойства (число неспаренных электронов)
Позволяет оценить устойчивость комплекса и

его реакционноспособность
Позволяет сравнить устойчивость октаэдрического и тетраэдрического окружения
Позволяет предсказать искажение формы комплекса по определённой оси

Теория кристаллического поля

Слайд 23

Теория кристаллического поля

Теория кристаллического поля

Слайд 24

Теория кристаллического поля Δо Энергия стабилизации кристаллическим полем ЭСКП = n*⅖Δо

Теория кристаллического поля

Δо

Энергия стабилизации
кристаллическим полем

ЭСКП = n*⅖Δо – m*⅗Δо –

kP

n – число электронов на t2g
m – число электронов на eg
k – число спариваний
P – энергия спарисания

Слайд 25

Теория кристаллического поля

Теория кристаллического поля

Слайд 26

Теория кристаллического поля

Теория кристаллического поля

Слайд 27

Теория кристаллического поля

Теория кристаллического поля

Слайд 28

Теория кристаллического поля

Теория кристаллического поля

Слайд 29

Теория кристаллического поля

Теория кристаллического поля

Слайд 30

Теория кристаллического поля

Теория кристаллического поля

Слайд 31

Теория кристаллического поля

Теория кристаллического поля

Слайд 32

Эффект Яна-Теллера d1, d4, d5 (сил. поле), d9, d6 (сл. поле),

Эффект Яна-Теллера

d1, d4, d5 (сил. поле), d9, d6 (сл. поле), d7

(сл. поле) – искажение

d8 – квадрат

Слайд 33

Теория кристаллического поля d2, d7, d0, d10, d5 (слабое поле) – тетраэдр

Теория кристаллического поля

d2, d7, d0, d10, d5 (слабое поле) –
тетраэдр