Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
На расстоянии, превышающем несколько его радиусов, ион можно представить как точечный источник, имеющий тот же общий заряд, что и ион. При этом условии взаимодействие между ионами должно изменяться пропорционально произведению их зарядов и обратно пропорционально расстоянию между ними.

ПОИСК





Простая электростатическая теория

из "Органические аналитические реагенты"

На расстоянии, превышающем несколько его радиусов, ион можно представить как точечный источник, имеющий тот же общий заряд, что и ион. При этом условии взаимодействие между ионами должно изменяться пропорционально произведению их зарядов и обратно пропорционально расстоянию между ними. [c.31]
Электростатические силы преобладают в катионах с электронными конфигурациями типа инертных газов (15 8 2з 2р -, 28 2р 8 др ), так что электростатическая теория удовлетворительно объясняет образование связей в случае катионов щелочных металлов, щелочноземельных элементов и алюминия. С точки зрения этой теории весьма важно также соотношение радиусов катиона и аниона. Если разница в размерах слишком велика, необходимое число анионов не сможет разместиться вокруг катиона. Так, небольшой по размерам ион АР+, обладающий сравнительно большим зарядом, образует довольно прочные комплексы с ионами Р , но очень слабые с гораздо более крупными ионами 1 . Другой причиной этого различия является то, что в 1 электронный заряд распределен в гораздо большем объеме, в результате чего ион-ионное взаимодействие в комплексе алюминия должно быть меньше, чем ожидается при рассмотрении ионов как точечных зарядов. Последовательность устойчивости Р С1 Вг 1-является общей для всех солей, в которых характер связи преимущественно ионный. [c.31]
Атомные и ионные радиусы приведены в табл. 2 и 3. В общем случае радиусы ионов более тяжелых переходных металлов больше, чем радиусы легких элементов той же группы. Однако заполнение 4/-орбитали в лантанидах приводит к постоянному и прогрессирующему уменьшению атомных и ионных радиусов — лантанидному сжатию, так что радиусы элементов (и ионов) второго и третьего переходных рядов оказываются довольно близкими. [c.31]
Кроме того, из рассмотрения форм орбиталей следует, что электрон на -орбитали менее эффективно экранирует внешние электроны от взаимодействия с ядром, чем, скажем, электроны 5-орбиталей, обладающих сферической симметрией. Эти эффекты усиливаются с увеличением главного квантового числа катиона и комплексообразующей способности лиганда [4]. [c.33]
В соответствии с вышесказанным в ряду 2п2+, С 1 + и по мере увеличения ионного радиуса электростатический вклад в образование связи уменьшается, а ковалентное связывание усиливается. С другой стороны, в ряду трехвалентных катионов Оа +, и ТР+ возросший электрический заряд и слегка уменьшенный радиус катиона снижают деформируемость катионов, в результате чего характер возникающих при комплексообразовании связей можно предсказать при помощи электростатической теории. [c.33]
Рассматриваемый подход предполагает, что так как лиганд представляет собой анион или полярную молекулу, то чем больше заряд и чем меньше радиус катиона (т. е. чем больше ионный потенциал, определяемый как отношение заряда катиона к его кристаллографическому радиусу), тем больше должна быть устойчивость комплексов. Это грубое приближение весьма полезно, но оно в значительной степени ограничено невозможностью учесть поляризуемость (деформируемость) катионов, которая приводит к большему взаимодействию с лигандами. Чем больше поляризуемость катиона и лиганда, тем больше тенденция к образованию ковалентной связи, возникающей при перекрывании орбиталей. Поскольку поляризуемость катиона возрастает с уменьшением его заряда, то весьма вероятно, что простое электростатическое приближение даст неверные результаты при рассмотрении однозарядных катионов переходных элементов и элементов типа палладия , особенно при комплексообразовании с сильно поляризующимися лигандами. Оно становится совершенно непригодным для обсуждения нульвалентных состояний, таких, как л-олефиновые комплексы тетракарбонила железа. [c.33]
В том случае, если лиганд является нейтральной молекулой, электростатическая теория объясняет прочность комплексов взаимодействием между зарядом катиона и диполем лиганда. Такое ион-дипольное взаимодействие гораздо слабее, чем силы, действующие между парами ионов. Поэтому, хотя оно и имеет значение при гидратации катионов, имеющих электронные оболочки типа инертных газов, оно совершенно не может объяснить причину прочности комплексов, образуемых некоторыми нейтральными лигандами, особенно с ионами переходных металлов. [c.34]
Электростатическую теорию можно улучшить введением концепции электроотрицательности. Комплексообразование между катионом и лигандом можно описать как смещение (оттягивание) электронов от лиганда к катиону, и чем больше степень смещения, тем более прочную связь металл—лиганд следует ожидать. Электроотрицательность есть мера способности иона или атома молекулы притягивать электрон. Полинг [6] для получения значений электроотрицательностей связанных атомов использовал эмпирическое соотношение энергий связи. Близкие значения были получены при использовании чисто электростатических представлений и эффективных ядерных зарядов [7]. Шкала электроотрицательностей Малликена основана на потенциалах ионизации валентных состояний металлов [8]. (Ступенчатый) ионизационный потенциал — это энергия, необходимая для удаления электрона от атома или иона. Их значения приведены в табл. 4. [c.34]
ЯВЛЯЮТСЯ некоторой мерой электроотрицательности катиона (если пренебречь тем, что электронные конфигурации в комплексах могут отличаться от конфигураций в ионах). Поэтому ранее были описаны [9] многие приблизительно линейные корреляции между этими потенциалами для ряда катионов и логарифмами констант устойчивости их комплексов с обычными лигандами. [c.36]


Вернуться к основной статье


© 2024 chem21.info Реклама на сайте