Лекция №6 Природа химической связи в комплексных соединениях

sp³d⁴ -Гибридизация – тип гибридизации, в которой участвуют атомные орбитали одного s -, трех p - и четырех d -электронов. Пространственная конфигурация молекулы, центральный атом которой образован sp³d⁴-орбиталями мо-жет быть кубической (PbF₈^4-) (рис.7) и тетрагонально-антипризматической (TaF₈^3-) (рис.8)

Рис.7. Кубическая пространственная конфигурация молекулы, центральный атом которой включает sp^3d^4 -гибридные орбитали	Рис.8. Тетрагонально-антипризматическая пространственная конфигурация молекулы, центральный атом которой включает sp^3d^4 -гибридные орбитали

Правило_эффективного_атомного_номера_ЭАН__(правило_Сиджвика)'>Правило эффективного атомного номера ЭАН

(правило Сиджвика)

Инертные газы (He, Ne, Ar, Kr, Xe и Rn) являются в высшей степени нереакционноспособными; только совсем недавно были получены некоторые соединения этих элементов. Давно уже было замечено, что соединения, в которых каждый атом путем разделения электронной пары с другими атомами окружает себя числом электронов, равным числу электронов в атомах инертных газов, являются очень устойчивыми. Профессор Оксфордского университета Сиджвик перенес это представление на комплексы металлов.

Правило: В комплексных соединениях центральный атом металла будет окружать себя таким числом лигандов, что общее число электронов в атоме металла будет таким же, как и в атоме ближайшего инертного газа. Число электронов в атоме металла-комплексообразователя называют эффективным атомным номером (ЭАН).

Пример: ЭАН для Co(III) в [Co(NH₃)₆]³⁺ равен:

Co - атомный номер 27, имеет 27 электронов

Co(III): 27-3 = 24; 6(:NH₃) 2x6 = 12; 24+12 = 36 (ЭАН для Co(III) в [Co(NH₃)₆]³⁺

Другая трактовка: В комплексных соединениях центральный атом металла будет окружать себя таким числом лигандов, чтобы число электронов во внешней электронной оболочке было равно 18.

Класс соединений, наиболее часто подчиняющихся правилу ЭАН, включает карбонилы металлов и их производные. При помощи этого правила можно точно определить число групп СО в молекуле простейших карбонилов, а также предсказать, могут ли эти соединения существовать в виде мономеров.

Например, ЭАН для металлов в соединениях Ni(CO)₄, Fe(CO)₅, Fe(CO)₄Cl₂, Mn(CO)₅Br, CoNO(CO)₃ и Fe(NO)₂(CO)₂ равен 36. Чтобы оценить ЭАН в этих системах, удобно принять, что СО, Cl- и Br- дают на образование связи два электрона, а NO - три электрона. Формула карбонила марганца (СО)₅Mn - Mn(СО)₅ является самой простой из возможных формул, если предположить, что каждый атом должен иметь ЭАН, равный 36:

Электроны каждого атома Mn = 25

Электроны от 5 групп (:СО) = 10

Электрон связи Mn - Mn = 1

36

Атом марганца при образовании связи с другим атомом марганца может получать один электрон. При этом каждый атом металла дает по одному электрону на связь, и, таким образом, каждый атом владеет совместно с другим атомом двумя электронами.