錯体化学

概要

ソース: 博士ニールエイブラムスの研究室-環境科学および林業のニューヨーク州立大学

遷移金属は、どこでもお風呂を電気めっきするビタミン剤から見つかった。遷移金属はまた多くの塗料に顔料を作り、すべての鉱物の構成します。通常、遷移金属では、彼らは容易に酸化し、または電子を失うし、電子ドナー配位子と呼ばれるに囲まれているので、陽イオンのフォームが見つかりました。これらの配位子かフォームイオンではなく共有結合金属センター、彼らとして座標結合-共有知られているボンドの 3 番目のタイプに取るではなく。配位子と金属の座標結合-共有結合は動的、配位子を継続的に交換し、金属の中心の周りの再調整です。別のもの上の配位子が優先的に結合金属と配位子の両方の id が決まります。また、色と磁気特性は、また形成される複合体の種類により。錯体を形成するさまざまな機器やツールを使用して分析します。この実験は非常に多くの複合体が可能な理由を探るし、分光 (色と化学) メソッドを使用して、フォームの調整の複合体の種類を識別できます。

手順

1. ニッケルの複合体および色

Ni (H₂O)₆^{2 +}複雑な (図 1 a)
1. ニーソ₄水の適切な量を溶解することにより、Ni (H₂O)₆^{2 +} 1 M 溶液を準備します。
2. さらに 1 M 溶液 70 mL を 1,000 mL の脱イオン水に追加することによって Ni (H₂O)₆^{2 +}ソリューションを希釈します。
3. Ni (H₂O)₆^{2 +} 7 400 mL ビーカーの中に分割します。
4. 水溶液中のニッケルソリューションは、水が弱いフィールドリガンドので色が黄緑にかかります。
5. 吸光度スペクトルは赤の波長が吸収されれば、反対、緑、観察されるを正当化することを示します。

申請書と概要

人々に顔料から遷移金属は、化学、生物学、地質学、工学の分野で発見されます。さまざまな化学状態下での遷移金属の挙動を理解することは、監視色または磁気的挙動のような単純なことができます。ほぼすべての 3 d (4^番目の行) の遷移金属は重要な生理機能と、すべてのケースでこれらの金属はフォーム錯体配位子によってバインドされます。たとえば、鉄はすべての脊椎動物?...

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参考文献

Shakhashiri, B. Z.; G. E. Dirreen, G. E; Juergens, F. Color, Solubility, and Complex Ion Equilibria of Nickel (II) Species in Aqueous Solution. J. Chem. Ed. 52 (12), 900-901 (1980).

1. ニッケルの複合体および色

Ni (H₂O)₆^{2 +}複雑な (図 1 a)
1. ニーソ₄水の適切な量を溶解することにより、Ni (H₂O)₆^{2 +} 1 M 溶液を準備します。
2. さらに 1 M 溶液 70 mL を 1,000 mL の脱イオン水に追加することによって Ni (H₂O)₆^{2 +}ソリューションを希釈します。
3. Ni (H₂O)₆^{2 +} 7 400 mL ビーカーの中に分割します。
4. 水溶液中のニッケルソリューションは、水が弱いフィールドリガンドので色が黄緑にかかります。
5. 吸光度スペクトルは赤の波長が吸収されれば、反対、緑、観察されるを正当化することを示します。
Ni (NH₃)₆^{2 +}複雑な (図 1 b)
1. ビーカーと攪拌を 5 M アンモニア水ソリューションを追加します。
2. ソリューションは、ソリューションが吸収オレンジ色の光は赤い光よりも高いエネルギーを示す深い青の色。
3. 吸光度スペクトルは、黄色の波長が吸収されれば、反対側、青が観測されるを正当化することを示します。
  1. アンモニア水、t_{2 g}および e_g軌道間の分割を高めるよりも強いフィールドリガンドであり。
Ni(en)₃^{2 +}複雑な (図 1 c)
1. 水性 Ni (H₂O)₆^{2 +}複雑な 30% エチレンジアミン (en) ソリューションを追加し、かき混ぜます。
2. 徐々に解決策光から青に青に紫にエチレンジアミン分子が徐々に最終的にフォーム Ni(en)^{3 +}金属中心座標として。
3. エチレンジアミンは水またはアンモニアよりも強い配位子、二座。紫の色は、ソリューションが吸収を示す黄色のライトオレンジや赤の光よりも高いエネルギーであります。
4. 吸光度スペクトルは、黄色の波長が吸収されれば、反対、紫色が観察を正当化することを示します。
Ni(dmg)₂^{2 +}複雑な (図 1 d)
1. Dimethylgloxine (dmg) は、多数の金属をキレート二座配位子。₂Ni(dmg)^{2 +}正方形平面ジオメトリを持っているので、2 つだけ dmg 分子が金属センターごと必要です。
2. 水性複合体に 1 %dmg を追加します。
3. 固体ピンク/レッドの沈殿物を形作る、不溶性 Ni(dmg)₂^{2 +}複雑です。
4. 複合体の可視透過率スペクトルは不可能ですが、赤い色は緑色の光が吸収されていることを示します。緑、黄色、オレンジと赤よりも高いエネルギーです。
Ni(CN)₄^2-複雑な (図 1e)
1. シアン化物イオン (CN^-) はまたニッケル (II) 錯体の平面を形成する非常に強力なフィールドのリガンドが単座。
2. 1 M KCN 溶液を追加します。
3. 黄色 Ni(CN)₄^2-複雑なフォームすぐ。
  1. 注: シアン化物塩での作業は、細心の注意を行う必要があります。酸の添加はシアン化物ガスの形成にあります。
4. 金属と π 背面金属から配位子を結合するリガンドから σ 結合があるので、シアン化物は他の配位子のどれよりも強い配位子です。黄色の色は、ソリューションが吸収を示します青色光は、エネルギーの緑、黄色、オレンジ、赤よりも高い。
5. 吸光度スペクトルは、黄色の波長が吸収されれば、反対、紫色が観察を正当化することを示します。

2 配位子の強さ

分光化学系列によるといくつかの配位子が他のものより強いフィールド中心の金属イオンの d 軌道の分裂の大きさに対応します。
強いフィールド配位子を交換弱いフィールド有機配位子のソリューションです。
ニッケルの硫酸塩の水溶液の光が表示されます緑のため Ni (H₂O)₆^{2 +}複雑なフォーム。
順番に攪拌しながらニッケル含有溶液にアンモニア、エチレンジアミン、ジメチルグリオキシム、シアン化物のソリューションを追加します。
各付加の後で前の色が消え、新しい色が表示されます。
色の変化は、配位子の強さによって駆動される新しい調整の複合体の形成を示します。これらは、各反作用のための平衡定数によって定量することができます。
Ni (H₂O)₆^{2 +}(aq) + 6 NH₃ (aq) → Ni (NH₃)₆^{2 +} (aq) + 6 H₂[ok]_eq = 1.2 × 10⁹
Ni (NH₃)₆^{2 +} (aq) + 3 en(aq) → Ni(en)₃^{2 +} (aq) + 6 NH₃ (aq) K_eq = 1.1 × 10⁹
Ni(en)₃^{2 +} (aq) + 2 Hdmg(aq) → Ni(dmg)₂ (s) 3 en(aq) + 2 H⁺ (aq) K_eq 1.35 x 10 =⁵
Ni(dmg)₂ (s) + 4 CN^- (aq) - → Ni(CN)₄^-2 (aq) + 2 dmg^- (aq) K_eq 6.3 x 10 =⁷
各反応の平衡定数が非常に大きい (> 1)、反応がすべて製品の駆動であることを示します。

図 1。E はニッケル (II) 錯体の構造。

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