Синтез и свойства комплексов железа (II) и железа (III)

Курсовой проект - Химия

Другие курсовые по предмету Химия

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по неорганической химии

СИНТЕЗ И СВОЙСТВА КОМПЛЕКСОВ ЖЕЛЕЗА (II) И ЖЕЛЕЗА (III)

 

Оглавление

 

Оглавление.2

Введение3

1. Литературный обзор4

1.1 Теория кристаллического поля4

1.2 Мессбауэровская спектроскопия.9

1.3 Комплексные соединения железа в растворе13

1.3.1 Гексацианоферраты(II, III).14

1.3.2 Дитиосульфатоферрат (III).18

1.3.3 Дифосфатоферрат.18

1.3.4 Катион гексаамминжелеза (II).18

1.3.5 Комплексы с другими лигандами19

1.3.6 Триоксалатоферраты (III, II) калия.19

1.3.7 Хелаты.20

1.3.7 Нитропруссид натрия.22

2. Практическая часть.25

2.1 Синтезы комплексов.25

2.1.1 Синтез триоксалатоферрата (III) калия.25

2.1.2 Синтез хелатного комплекса.25

2.1.3 Выращивание кристалла берлинской лазури.25

2.1.4 Выращивание кристалла турнбулевой сини.26

Идентификация:26

Выводы:28

Список литературы.29

Приложение.31

 

Введение

 

Цель данной работы состоит в изучении строения и свойств комплексных соединений железа (II) и железа (III).

В ходе выполнения работы были поставлены следующие задачи:

1) изучение литературных данных о физических свойствах элементов VIIIB группы и их соединений, в частности, соединений железа;

2) анализ комплексных соединений железа (II) и железа (III) с различными лигандами с точки зрения теории кристаллического поля;

3) изучение литературных данных о строении цианидных комплексов железа (спектры Мессбауэра).

В ходе литературного поиска рассматриваются:

1) теория кристаллического поля;

2) эффект Мессбауэра;

3) комплексообразование в растворах.

В экспериментальной части предпринята попытка получения кристалла берлинской лазури - турнбулевой сини, получены комплексы триоксалатоферрата(III) и хелатный комплекс.

 

1. Литературный обзор

 

1.1 Теория кристаллического поля

железо соединение лиганда кристаллическое поле

Для теоретического изучения комплексных соединений (КС) широко используется теория кристаллического поля (ТКП). Она была предложена Бетэ в 1929 г для кристаллов, а с 50-хх годов прошлого века стала широко использоваться в химии комплексных соединений [1].

Теория кристаллического поля исходит из того, что природа лигандов и их расположение вокруг центрального иона (симметрия комплекса) уменьшают вырождение d-орбиталей и изменяют их энергию. Рассмотрим это на примере комплексного иона октаэдрической симметрии [ML6]n+, в котором центральный атом имеет электронную конфигурацию d1. Ион M+ расположен в центре октаэдра, совпадающем с началом прямоугольной системы координат, а лиганды в вершинах октаэдра.

Орбитали dxy и dz совпадают с координатными осями, а остальные три (dxy, dxz, dyz) проходят вдоль биссектрис соответствующих координатных углов. B отсутствие лигандов все пять орбиталей были энергетически равноценны. Но с появлением лигандов в вершинах октаэдра электроны, находящиеся на орбиталях dxy и dz, испытывают сильное отталкивание от отрицательно заряженных лигандов или от отрицательного конца полярной молекулы. Другие три орбитали попадают в области с минимальными значениями отрицательного потенциала, поэтому вероятность нахождения электрона на орбиталях dxy, dxz, dyz будет больше. Это соответствует тому, что под действием лигандов прежде энергетически равноценные d-орбитали разделились на две группы: орбитали dxy и dz(dγ), энергетически невыгодные для электрона, и орбитали dxy, dxz, dyz(dε) с меньшей энергией. Схема расщепления d-орбиталей октаэдрическим (тетраэдрическим) окружением показана на рис. 1. Разность между и -уровнями обозначается через Δокт (Δтетр) и называется параметром расщепления. В научной литературе орбитали обычно и обозначают deg и dt2g, а параметр расщепления 10Dq [1].

 

рис 1. Диаграмма расщепления d-орбиталей в поле лигандов.

 

Из рис. 1 следует, что заселение любой -орбитали одним электроном приводит к уменьшению на 0,4Δокт энергии октаэдрического комплекса, т. е. стабилизирует его по сравнению со сферически симметричным ионом, а заселение электроном любой из -орбиталей этот комплекс дестабилизирует на 0,6Δокт. В тетраэдрическом поле порядок расщепления d-орбиталей будет обратным, а потому энергия стабилизации на один электрон будет 0,6Δтетр, а дестабилизации - 0,4 Δтетр. Величина понижения энергии координационного соединения в результате перераспределения d-электронов по - и -орбиталям называется энергией стабилизации кристаллическим полем (ЭСКП). Эта энергия зависит от числа электронов на dε- и -орбиталях и вычисляется по формулам [1]:

ЭСКП(окт) = (0,4n 0,6m) Δокт

ЭСКП(тетр) = (0,6n 0,4m) Δтетр

 

где n число электронов на нижнем подуровне, m число электронов на верхнем подуровне. Параметр расщепления в октаэдрическом поле больше, чем в тетраэдрическом, содержащем те же лиганды, и равен Δокт = 9/4 Δтетр

Параметр расщепления Δ зависит от размеров центрального иона, его заряда, электронной конфигурации и от природы лиганда. Экспериме

s