Күрделі қосылыстардың бар екенін мектеп химиясымен жақсы білетін және оған аздап қызығушылық танытқандардың бәрі біледі. Бұл кең қолданбалы өте қызықты қосылыстар. Егер сіз мұндай тұжырымдаманы естімеген болсаңыз, төменде біз сізге бәрін түсіндіреміз. Бірақ осы өте ерекше және қызықты химиялық қосылыс түрінің ашылу тарихынан бастайық.
Тарих
Күрделі тұздар олардың өмір сүруіне мүмкіндік беретін теория мен механизмдер ашылғанға дейін белгілі болды. Олар осы немесе басқа қосылыстарды ашқан химиктің атымен аталды және оларға жүйелі атаулар болмады. Демек, заттың формуласы арқылы оның қандай қасиеттері бар екенін түсіну мүмкін емес еді.
Бұл 1893 жылға дейін, швейцар химигі Альфред Вернер өзінің теориясын ұсынғанға дейін жалғасты, 20 жылдан кейін ол химия бойынша Нобель сыйлығын алды. Бір қызығы, ол өзінің зерттеулерін белгілі бір күрделі қосылыстар енетін әртүрлі химиялық реакцияларды түсіндіру арқылы ғана жүргізді. Бұған дейін зерттеулер жүргізілгенТомпсонның 1896 жылы электронның ашылуы және осы оқиғадан кейін, ондаған жылдар өткен соң, теория толықтырылды, әлдеқайда модернизацияланған және күрделі түрде бүгінгі күнге жетті және ғылымда белсенді түрде пайда болатын құбылыстарды сипаттау үшін қолданылады. комплекстер қатысатын химиялық түрлендірулер.
Олай болса, тұрақсыздық константасының не екенін сипаттауға кіріспес бұрын, жоғарыда айтқан теорияны түсініп алайық.
Комплексті қосылыстар теориясы
Вернер координация теориясының бастапқы нұсқасында оның негізін құрайтын бірқатар постулаттар тұжырымдады:
- Кез келген координациялық (күрделі) қосылыста орталық ион болуы керек. Бұл, әдетте, d-элементінің атомы, азырақ - p-элементтерінің кейбір атомдары, ал s-элементтердің атомдары бұл сипатқа тек Li әрекет ете алады.
- Орталық ион байланысты лигандтарымен (су немесе хлор анионы сияқты зарядталған немесе бейтарап бөлшектер) бірге күрделі қосылыстың ішкі сферасын құрайды. Ол ерітіндіде бір үлкен ион сияқты әрекет етеді.
- Сыртқы сфера ішкі шар зарядына таңбасына қарама-қарсы иондардан тұрады. Яғни, мысалы, теріс зарядталған шар үшін [CrCl6]3- сыртқы сфера ионы металл иондары болуы мүмкін: Fe 3 +, Ni3+ т.б.
Енді теориямен бәрі түсінікті болса, күрделі қосылыстардың химиялық қасиеттеріне және олардың қарапайым тұздардан айырмашылығына көшуге болады.
Химиялық қасиеттері
Ерітіндіде күрделі қосылыстар иондарға, дәлірек айтқанда ішкі және сыртқы сфераға ыдырайды. Олар күшті электролиттер сияқты әрекет етеді деп айта аламыз.
Сонымен қатар, ішкі сфера да иондарға ыдырауы мүмкін, бірақ бұл орын алу үшін өте көп энергия қажет.
Күрделі қосылыстардағы сыртқы сфераны басқа иондармен алмастыруға болады. Мысалы, егер сыртқы сферада хлор ионы болса және ерітіндіде ішкі сферамен бірге ерімейтін қосылыс түзетін ион да болса немесе ерітіндіде катион болса, ол хлормен ерімейтін қосылыс болса, сыртқы сфераны алмастыру реакциясы пайда болады.
Ал енді тұрақсыздық константасы дегеніміз не екенін анықтауға кіріспес бұрын, осы ұғымға тікелей қатысы бар құбылысқа тоқталайық.
Электролиттік диссоциация
Сіз бұл сөзді мектептен білетін шығарсыз. Дегенмен, осы ұғымға анықтама берейік. Диссоциация – еріген зат молекулаларының еріткіш ортада иондарға ыдырауы. Бұл еріген заттың иондарымен еріткіш молекулаларының жеткілікті күшті байланыстарының түзілуіне байланысты. Мысалы, судың екі қарама-қарсы зарядталған ұшы бар және кейбір молекулалар катиондарға теріс ұшымен, ал басқалары аниондарға оң ұшымен тартылады. Осылайша гидраттар – су молекулаларымен қоршалған иондар түзіледі. Шын мәнінде, бұл электролиттің мәнідиссоциация.
Енді, шын мәнінде, мақаламыздың негізгі тақырыбына оралайық. Комплексті қосылыстардың тұрақсыздық константасы неге тең? Барлығы өте қарапайым, келесі бөлімде біз бұл тұжырымдаманы егжей-тегжейлі және егжей-тегжейлі талдаймыз.
Күрделі қосылыстардың тұрақсыздық константасы
Бұл көрсеткіш шын мәнінде кешендердің тұрақтылық константасына тікелей қарама-қарсы көрсеткіш болып табылады. Сондықтан, осыдан бастайық.
Егер сіз реакцияның тепе-теңдік константасы туралы естіген болсаңыз, төмендегі материалды оңай түсінесіз. Бірақ олай болмаса, енді бұл көрсеткіш туралы қысқаша айтамыз. Тепе-теңдік константасы олардың стехиометриялық коэффициенттерінің дәрежесіне көтерілген реакция өнімдерінің концентрациясының реакция теңдеуіндегі коэффициенттер бірдей есепке алынатын бастапқы заттарға қатынасы ретінде анықталады. Ол бастапқы заттар мен өнімдердің сол немесе басқа концентрациясында реакцияның қай бағытта жүретінін көрсетеді.
Бірақ біз неге кенеттен тепе-теңдік тұрақтысы туралы айта бастадық? Іс жүзінде тұрақсыздық константасы және тұрақтылық константасы шын мәнінде комплекстің ішкі сферасының бұзылу және түзілу реакцияларының сәйкесінше тепе-теңдік константалары болып табылады. Олардың арасындағы байланыс өте қарапайым анықталады: Kn=1/Kst.
Материалды жақсырақ түсіну үшін мысал келтірейік. Комплекс анионын [Ag(NO2)2]- алып, теңдеуін жазайық. оның ыдырау реакциясы:
[Ag(NO2)2]-=> Ag + + 2NO2-.
Бұл қосылыстың комплекс ионының тұрақсыздық константасы 1,310-3. Бұл оның жеткілікті тұрақты екенін білдіреді, бірақ әлі де өте тұрақты деп есептелетіндей дәрежеде емес. Еріткіш ортадағы комплекс ионының тұрақтылығы неғұрлым жоғары болса, тұрақсыздық константасы соғұрлым төмен болады. Оның формуласын бастапқы және әрекеттесетін заттардың концентрациясы арқылы көрсетуге болады:]2/[Ag(NO2) 2] -].
Енді біз негізгі тұжырымдамамен айналысқаннан кейін, әртүрлі қосылыстар туралы кейбір мәліметтерді келтірген жөн. Сол жақ бағанда химиялық заттардың атаулары, ал оң жақта күрделі қосылыстардың тұрақсыздық константасы жазылады.
Кесте
| Зат | Тұрақсыздық тұрақты |
| [Ag(NO2)2]- | 1,310-3 |
| [Ag(NH3)2]+ | 6,8×10-8 |
| [Ag(CN)2]- | 1×10-21 |
| [CuCl4]2- | 210-4 |
Барлық белгілі қосылыстар туралы толығырақ мәліметтер анықтамалықтардағы арнайы кестелерде берілген. Қалай болғанда да, кестелері жоғарыда бірнеше қосылыстар үшін берілген күрделі қосылыстардың тұрақсыздық константасы анықтамалық кітапты пайдаланбай-ақ сізге көп көмегін тигізуі екіталай.
Қорытынды
Тұрақсыздық константасын қалай есептеу керектігін анықтағаннан кейін,бір ғана сұрақ қалды - мұның бәрі не үшін қажет.
Бұл шаманың негізгі мақсаты – комплекс ионының тұрақтылығын анықтау. Бұл белгілі бір қосылыс ерітіндісіндегі тұрақтылықты болжай алатынымызды білдіреді. Бұл күрделі заттарды қолданумен байланысты барлық салаларда көп көмектеседі. Химияны үйрену бақытты болсын!
