Координационное число элемента и строение соединений

Главным фактором, определяющим ширину запрещенной зоны, является прочность межатомной связи в данном соединении, которая, в свою очередь, зависит от природы атомов, и не только тех, которые образуют связь, но и тех, которые их окружают, от координационного числа, словом, от состава и строения данного твердого соединения. Прочность связи, как мы знаем, можно оценивать, исходя из экспериментальных данных о ее длине или о частоте максимума полосы излучения, зависящей от энергии связи атомов данного элемента—активатора с атомами соответствующего элемента твердого вещества — основы фосфора. [c.125]

Координационное число элемента и строение соединений [c.145]

Из производных, в которых элементы подгруппы ванадия проявляют степень окисления +2, относительно более устойчивы соединения ванадия. Координационное число V (И) равно 6, что отвечает октаэдрическому строению комплексов и структурных единиц соединений ванадия (II). Химия V (II) во многом напоминает химию Сг (II). [c.439]

Для большинства неорганических кристаллических веществ характерно полимерное строение Молекулярные решетки встречаются чрезвычайно редко, что было установлено уже в первых рентгеноструктурных исследованиях. Тогда же было показано, что координационное число элементов кристаллической решетки, как правило, больше числа его обычной валентности (степени окисления), что позволяет рассматривать неорганические полимерные соединения как комплексные. Комплексные составляющие таких неорганических полимеров можно условно выделить на основании анализа кристаллической структуры. [c.671]

Как уже указывалось, в подгруппах характерные координационные числа элементов с ростом порядкового номера увеличиваются. Поэтому при одном и том же стехиометрическом составе соединения имеют разное строение, а следовательно, и разные свойства. [c.132]

В отличие от органических соединений форма и строение, а отсюда и свойства неорганических соединений предопределяются не только валентностью входящих в их состав элементов, но.и их координационным числом. Поэтому распространение структурной теории на неорганические соединения требует дополнения ее положений тезисом, выражающим влияние координационного числа элемента на форму, а через форму — и на свойства образуемых им соединений. [c.72]

Множество разнообразных комплексных соединений дают переходные элементы (d-элементы). Наиболее типично для них координационное число 6. Этому отвечает октаэдрическое строение комплекса (рис. 14-5) , что подтверждается данными рентгеноструктурного анализа. [c.282]

Последние два десятилетия ознаменовались большими успехами химии координационных соединений. В течение ряда лет после работ Альфреда Вернера развитие этого направления химической науки протекало сравнительно медленно затем интерес к химии координационных соединений постепенно начал все более возрастать, причем некоторые теоретические представления и методы исследования претерпели существенное изменение. Ранее основные усилия были направлены на увеличение числа полученных комплексных соединений и на изучение их строения и свойств главным образом химическими методами наряду с привлечением ограниченного числа физических методов, например измерения электропроводности водных растворов. Однако в последнее время фундаментальные исследования в области неорганической химии, связанные с работами по использованию атомной энергии, стимулировали интерес к координационной химии, поскольку большинство соединений переходных элементов, по крайней мере в водных растворах, являются комплексными кроме того, стало совершенно очевидным, что эта область представляет широкое поле ДЛЯ исследований, результаты которых могут найти применение в прикладной, аналитической и фармацевтической химии. Современное развитие координационной химии обусловлено двумя основными обстоятельствами, которые предшествовали работам по использованию атомной энергии. Речь идет о развитии квантовой механики и применении новых физических методов для изучения неорганических комплексных соединений. Эти две области развивались постепенно и взаимно дополняли друг друга. Специалисты по квантовой механике смогли связать стереохимию неорганических соединений с электронной конфигурацией атомов, но в большинстве случаев они вынуждены ограничиваться чисто качественными предсказаниями, а часто—указанием на формы, которые можно было бы приписать той или иной молекуле. Дальнейшее уточнение вопроса о форме молекулы часто может быть проведено на основе рассмотрения физических свойств вещества— [c.245]

Атомные остовы у этих элементов довольно велики, поэтому они могут в принципе разместить на валентных оболочках большое число электронных пар. Однако, поскольку заряд остова мал, стремление притягивать на валентную оболочку значительную электронную плотность невелико, так что соединения этих элементов можно считать преимущественно ионными. Стереохимия лигандов, расположенных вокруг атомного остова щелочного металла, не зависит от степени ковалентности связей, так как в случае любого щелочного металла неподеленные пары отсутствуют. В бесконечных решетках очень часто обнаруживают тетраэдрическую координацию четырех лигандов, октаэдрическую конфигурацию шести лигандов и кубическую конфигурацию восьми лигандов. Дискретных комплексов, строение которых установлено, известно очень мало.. Согласно спектральным данным, достаточно стабильный комплекс Ыа(ЫНз)4 имеет тетраэдрическую конфигурацию. Все щелочные металлы образуют хелатные комплексы, например, с ацетилацетоном, салициловым альдегидом и диметиловым эфиром этиленгликоля. Координационные числа для этих комплексов, по-видимому, равны 4 или 6, и можно ожидать, что они имеют тетраэдрическую или октаэдрическую конфигурацию. [c.151]

В соединениях наиболее часто встречаются координационные числа 3, 4 и 6. Например, в кристалле хлорида натрия, в котором попеременно расположены ионы Ма+ и С1 , координационное число для обоих ионов одинаково и равно шести (см. стр. 265). Для ионов, имеющих аналогичное электронное строение, координационное число, как правило, возрастает с увеличением размера иона это можно показать на примере анионов кислородсодержащих кислот элементов основной подгруппы IV группы. В соответствии с увеличением размера Э+ в ионах (С+Юз) ", (51+Ю4) -и [5п+ (ОН)б координационные числа Э+ равны соответственно 3, 4 и 6. [c.91]

Соединения V(II), Nb(II), Ta(II). Из производных, в которых элементы подгруппы ванадия проявляют степень окисления -4-2, относительно более устойчивы соединения ванадия. Координационное число ванадия (II) равно 6, что отвечает октаэдрическому строению его комплексов (структурных единиц) в соединениях. [c.542]

Исходя из симметрии, часто можно сделать заключение и о другой важной особенности химического строения соединения — химической эквивалентности или неравноценности нескольких атомов одного и того же элемента в соединении. Если все атомы данного элемента располагаются в одной правильной системе точек, то и окружение их другими атомами неизбежно будет совершенно одинаковым как по координации, так и в отношении межатомных расстояний. Химически такие атомы должны быть эквивалентными друг другу. Наоборот, если атомы одного элемента распределяются по нескольким правильным системам, то условия их существования (или, иначе говоря, химического взаимодействия с соседними атомами) окажутся в чем-то разными. Такие атомы часто различаются координационными числами, валентностью, характером связи с соседними атомами и т. д. [c.192]

У истоков обсуждаемой общности лежит идея Д. И. Менделеева о единстве природы растворов и химических соединений, нашедшая свое наиболее яркое выражение в открытии Н. С. Курнаковым нового класса химических соединений переменного состава, являющихся связывающим звеном между двумя названными типами соединений. Кристаллическое строение и свойства всех этих фаз определяются химической природой взаимодействующих элементов, т. е. их порядковыми (менделеевскими) номерами. Часто наблюдаемая независимость координационного числа от валентности является лишь внешним проявлением, за которым скрывается неизвестное нам распределение взаимодействующих сил различной природы. Определяемая экспериментально величина й 1п 0/йТ ж иур является некоторой обобщенной характеристикой такого распределения. [c.293]

Как указывалось выше (стр. 75), характерные координационные числа элементов с ростом атомного номера в подгруппах увеличиваются. Поэтому однотипные соединения элементов подгруппы имеют разное строение, а следовательно, и разные свойства. Рассмотрим ряд диоксидов р-элементов IV группы GOa—SiOa—GeOa—SnOj,. [c.147]

Известны комплексы четырехвалентных элементов этой группы. Кроме того, описаны производные Sn(II) и РЬ(П). Соединения четырехвалентных элементов с координационным числом 6 имеют октаэдрическое строение. Комплексы двухвалентного свинца и олова, характеризующиеся аналитическим координационным числом 4 в действительности в твердом состоянии представляют собой сложные полимерные структуры с октаэдрической координацией около иона металла. Сведения о плоской структуре комплексов Sn(II) и РЬ(П) неполны и нуждаются в дальнейшем подтверждении. К соединениям с аномальными координационными числами относятся Na( 5H5NH)2[Sn(N S) ], [c.203]

Координационное число 4, характерное для элементов второго периода системы Д. И. Менделеева, обусловливает образование устойчивых комплексных соединений с тетраэдрической конфигурацией ионов и совпадает со структурой полностью гибридизированного атома углерода в молекуле метана Ыа2(Вер4] —фторобериллат натрия Ь1а1Вр41 — фтороборат натрия СН4 — метан ЫН4р — фторид аммония. Устойчивость этого координационного числа проявляется также в строении кристаллов. [c.92]

Следует отметить, что Кокс, Уордлоу, Вебстер и сотрудники [7] считают, что плоское строение является характеристикой двухвалентного центрального элемента. Так, они утверждают на основании рентгенографических исследований, что плоское строение имеют не только никель, медь, платина и палладий, но и двухвалентное серебро, кобальт, марганец, олово и свинец. Такая структура для олова и свинца связана с участием внешних -состояний, или нарушает критерий Паулинга. Квадратная структура исследованных ими соединений кобальта (изомеры СоС1аРу2, где Ру — пиридин) также неожиданна, так как магнитный критерий ( 15.3) показывает, что связь ионная (или 5р )[1] и СоС1 имеет тетраэдрическую структуру. Кокс и Вебстер считают также, что Pt( Hз)з l обладает строением тетраэдра, тогда как платинат платины с координационным числом 4 может иметь квадратное строение. Если в этих соединениях связи относятся к яр й -тетраэдрическому типу, то одна из несвязующих собственных функций должна содержать электронную пару. [c.274]

Винтер [698—699] указал, что склонность элемента или соединения к образованию стекла определяется строением внешней электронной оболочки атомов поэтому можно ожидать периодического изменения способности к стеклообразованию в зависимости от атомного номера. Это подтверждено рассмотрением известных стеклообразных веществ. Флёрке, Ленертом и Шольце [700] построены модели кристаллических решеток. Приняты во внимание строение атома, образование связей, размер ионов, координационное число и др. Белов [701] полагает, что основой строения стекла являются кремнекислородные тетраэдры, связанные общими вершинами с другими, вблизи которых распола- [c.322]

Можно проследить за характером изменения ряда свойств рассматриваемых групп соединений р. з. э. в связи с их кристаллохимическими особенностями. Для таких соединений, как герма-носиликаты, в ряду Ьа—Ьи отмечается потеря /-характеристических свойств и приобретение некоторых свойств -элементов ( /-вырождение ). Это происходит потому, что при переходе от Ьа к Ьи, V изменяются координационные возможности лантаноида вследствие нарастания заселенности 4/-орбит и заглуб-ленности 4/-С0СТ0ЯПИЙ. Благодаря этому соединения конца ряда часто становятся изоструктурными соединениями элементов 8с +, V, [4—6]. Однако, как показали исследования, подобная трактовка о вырождении /-орбит не всегда является бесспорной. В частности, для фосфатов р. з. э. координационное число лантаноида но кислороду во всем ряду остается постоянным и равным 8 аналогичное явление отмечается в работе [7]. По-види-мому, возникновение различных структурных типов соединений р. 3. э. связано не только с определяющей ролью катионных полиэдров, но также со сложной зависимостью отношений радиусов катиона и аниона, различием в строении электронных оболочек р. 3. э. и лигандов, типом химической связи и т. п. [c.87]

Платина — один из наиболее характерных элементов — комнлексообразователей. Известны комплексы нуль-, 2-, 4-, 5-, 6- и 8-валентной РЬ. Комплексов РЬ (0), РЬ (V), РЬ (VI) и РЬ (VIII) известно всего несколько. Соединения, к-рые раньше по формальным иризнакам относили к производным РЬ (III), напр. епВг,РЬ], оказались содержащими одновременно Ч (II) и РЬ (IV). Для РЬ (0) и РЬ (II) характерно координационное число 4 (комплексы плоского строения), для РЬ (IV) — координационное число 6 (комплексы октаэдрич. строения). Вопрос о координационных числах, проявляемых РЬ (V), PЬ(VI) и РЬ (VIII), и строении соответствующих комплексов в ряде случаев остается неясным состав этих комплексов часто зависит от условий эксперимента (концентрации реагентов, темп-ры). Для РЬ особенно характерно образование связей РЬ—N, РЬ—8, РЬ—галогены. Связи РЬ—Р, РЬ—С, РЬ—Ав также обладают значительной прочностью. Образование связей РЬ—О мало характерно. Ниже перечислены классы П.к.с. [c.41]

Наиболее простое строение имеют соединения с координационным числом два, где возможны два вида конфигураций линейная и угловая. В качестве центральных атомов здесь выступают в основном -элементы первой группы периодической системы со степенью окисления, равной единице. Сюда относятся комплексы [Ag(NHз)2l+, [Ag (СМ)2] , [АиС121-. Известно и такое соединение одновалентного таллия K[Tl(NH2)2l. [c.16]

Из всего сказанного о комплексных соединениях следует, что для понимания образования и строения их одного представления о классической валентности недостаточно надо знать еще координационную способность элемента (способность окружаться тем или иным числом частиц — атомов, ионов, молекул), то есть по существу его сверхвалентность . Координационная способность элемента, — так же как и валентность обычная, — свойство переменное, зависящее от природы эле-мента-комплексообразователя (в частности, от его зарядности), от природы координируемых частиц — аддендов, от условий реакции. Многие валентно-насыщенные молекулы являются координационно-ненасыщенными, то есть способными к проявлению сверхвалентности, к образованию ими соединений высшего порядка . Поэтому знание координационной способности элемента по отношению к тому или иному адденду является очень важным 1. [c.286]

Структура типа тригональной бипирамиды обнаружена также у нескольких соединений олова. Типичным примером является Мез8п(ОН) (25) это соединение не остается в виде мономера, а полимеризуется по группе ОН. Соединения этих тяжелых элементов с координационным числом шесть достаточно обычны ионы типа [5пС1б] имеют правильное октаэдрическое строение. [c.161]

Интересно отметить, что в образовании большинства комплексов с координационным числом три участвуют лиганды, содержащие донорные атомы элементов второго или третьего периодов, а именно фосфор, серу и селен, соединенные с другими большими по размеру группами. Известна способность этих донорных атомов образовывать я-связи, но, понвидимому, не это является основным фактором, влияющим на установление координационного числа три. Скорее всего дело в том, что лиганды иастрлько объемистые, что вокруг каждого атома металла может расположиться не более трех лигандов. В пользу этого свидетельствует строение комплексов с донорным лигандом, содержащим трехвалентный фосфор (11), в которых присоединенные группы оттеснены от металла. Например, Си, Ag и Аи образуют с этим лигандом тетраэдрические комплексы [МЬ4]С104. [c.246]

В ряде случаев кремний проявляет свойства, позволяющие предположить, что в достройке валентного октета участвуют Зс -орбитали [6, 7]. При образовании связей с такими электроотрицательными элементами, как фтор, хлор, кислород и азот, валентный октет кремния достраивается, и его координационное число возрастает с 4 до 5 или 6. Существование соединений с такой структурой дает веские доказательства образования spd-гкбридизованных орбиталей. Известно, например, что как гек-сафторсиликатный ион [8] SiFT. так и катион П1 [9] имеют октаэдрическое строение. [c.35]

IV, V и VI периоды отличаются от первых периодов наличием переходных элементов. Все они проявляют большую склонность к комплексообразованию, поэтому в химии комплексных соединений им уделяется особенно большое внимание. Характерной особенностью ионов переходных элементов является способность образования 5р -гибридных связей (если только не все -ячейки заполнены электронами). Для этого в IV периоде используются 45-, 4р- и З -орбитали, в V периоде 55-, 5р- и 4с -орбитали и в VI периоде 65-, 6р- и 5а(-орбитали. По своим энергиям они близки друг к другу, что облегчает гибридизацию (см. рис. 18). Вследствие осуществления с1 зр -ги-бридизации переходные элементы образуют много комплексных соединений с координационным числом 6 и октаэдрическим строением. Однако у этих элементов известны также комплексные соединения с другими значениями координационного числа. [c.93]

Были открьггы и нашли объяснение случаи стереоизомерии молекул, не имеющих асимметрических атомов углерода. Стереохимическпе представления были распространены на соединения других элементов помимо углерода. В 1893 г. А. Вернер предложил свою координационную теорию, которая представляла собой дальнейшее развитие идей теории химического строения и стереохимической гипотезы, дополнила их фундаментальными понятиями о координационном числе и о побочных валентностях атомов-комплексообр азователей. [c.223]

Первое направление тесно связано с именем Гольдшмидта [ ]. Из данных рентгеновского анализа можно определить расстояние между ионами в решетке кристалла какого-либо химического элемента. Половина этого расстояния, по Браггу и Гольдшмидту, является радиусом сферы действия данного иона, причем радиус сферы действия почти не зависит от типа химического соединения, в виде которого находится данный элемент в кристалле. В кристаллической решетке каждый ион окружен определенным числом противоположно заряженных ионов. Это координационное число зависит от типа соединения и от соотношения радиусов сфер действия катионов и анионов. Гольдшмидт предполагает, что для устойчивости решетки гетерополярного соединения необходимо, чтобы данный ион соприкасался с максимальным числом противоположно заряженных ионов. Исходя из чисто геометрических соображений (наиболее полное заполнение пространства шарами), Гольдшмидт приходит к формулированию зависимости структуры кристаллической решетки от величины радиусов сфер действия катионов и анионов. Если, например, отношение радиуса сферы действия катиона к радиусу аниона лежит в пределах 0.15—0.22, то тогда в кристаллической решетке один катион будет окружен тремя анионами и вещество имеет определенную кристаллическую структуру. Если это отношение лежит в пределах 0.22—0.41, то вещество будет иметь уже другую структуру решетки, так как один катион будет соприкасаться уже с четырьмя анионами, и т. д. Таким образом, по Гольдшмидту, строение кристалла обусловливается отношением радиусов сфер действия ионов и типом химического соединения, причем в ионных решетках поляризационные свойства ионов почти не оказывают влияния. Наоборот, в решетках не ионных поляризационные свойства играют весьма важную роль среди других факторов, влияющих на структуру решетки. Если два вещества, химически аналогичные, имеют одинаковый тип решетки и не слишком отличаются расстоянием между ионами, то они могут изоморфно замещать друг друга. По Гольдшмидту же, одинаковый тип кристаллической решетки у обоих соединений будет только тогда, когда отношение радиусов сфер действия противоположно зарял-сенных ионов у обоих веществ будет лежать в пределах, характеризующих данный тип решетки. [c.30]

Открытие Лауэ диффракции рентгеновских лучей в кристаллической решетке дало возможность проникнуть во внутреннее строение кристаллов. В. Г. Брэггу и В. Л. Брэггу первым удалось не только определить взаимное расположение атомов в кристаллической решетке для ряда солей, но и расстояния между соседними атомами. Полученный экспериментальный материал подтвердил выдвигавшуюся и ранее концепцию, согласно которой кристаллы составлены из сферических атомов или ионов, находящихся между собой в контакте. Однако точное определение радиусов атомов и ионов на основании многочисленного экспериментального материала произвел лишь 14 лет спустя после открытия Лауэ В. М. Гольдшмидт в 1926 г. [ ]. Он установил также, что радиусы ионов не являются постоянными, а зависят от координационного числа и заряда соседних ионов. Полученные им данные показали, что атомы и ионы, из которых строится кристаллическая решетка, не могут рассматриваться как несжимаемые сферы, а наоборот, оказываются склонными к деформации — поляризации в поле соседних ионов. С увеличением координационного числа растет и радиус центрального иона. У бинарных соединений при переходе от структуры с координационным числом 4 (типа ZnS) в структуре с координационным числом 6 (тип Na l) радиус увеличивается на 5% , а при дальнейшем переходе к структуре с координационным числом 8 (тип s l) на 3%. Радиус атома в значительной степени зависит также от типа связи его с соседними атомами. Когда элемент находится в металлическом состоянии, радиусы его атомов резко отличаются от радиусов тех же атомов, когда они связаны в кристаллической решетке ковалентной или ионной связью. Позднейшие исследования показали, что в ряде соединений радиусы ионов имеют среднее значение между радиусами для чисто ионной и для ковалентной связи. С точки зрения квантовой меха- [c.85]

В настоящее время теория ионных соединений разработана очень грубо. В развитии этой теории весьма большую роль сыграло изучение химических свойств благородных газов, открытие их инертного характера, невозможности получения их солей и окислов. Теперь известно, что ионы элементов главных рядов периодической системы имеют такое же строение электронной оболочки, как и атомы благородных газов. Теория молекулярных соединений, напротив, еще далеко не разработана. Известны сотни соединений, которые принято называть молекулярными, так как объяснить их образование за счет ионной или атомной связи не представляется возможным. Считают, что эти соединения обусловлены ван-дер-ваальсовыми силами сцепления, которые складываются из сил взаимодействия постоянных диполей, или постоянного и индуцированного диполя и квантово-механических сил взаимодействия, так называемого дисперсионного эффекта. Однако теория во многих случаях еще бессильна предсказать новые соединения, координационное число образующихся комплексов, свойства известных соединений. С одной стороны, сама теория ван-дер-ваальсовых сил в том виде, в котором ее развил Лондон, может быть приложима только в самых простейших случаях с другой стороны, экспериментальный материал, относящийся к химии молекулярных соединений, очень разрознен, не систематизирован, а нередко и просто случаен. Почему одна пара веществ дает молекулярное соединение, а другая пара не дает Почему двуокись серы дает с метиловым спиртом соединение ЗОз СН.,ОН, а сероводород с метиловым спиртом не дает соединений Почему метан и этан дают соединения с водой — шестиводные гидраты, а для метилового и этилового спиртов они не известны На эти, как и на многие другие вопросы мы пока еще не имеем ответа химия молекулярных соединений находится в стадии созидания. [c.116]

Как видно из приведенных данных, строение различных молибдатов и вольфраматов рассматриваемого класса в значительной мере зависит от катионного состава. Если Мо и во всех случаях имеют октаэдрическую координацию, то сопутствуюш,ие им металлы могут иметь координационное число 6 или 12, а иногда и 8 (РЬзВ12М0в) или даже 5 (Сиз УОв). В большинстве случаев октаэдры МОе не имеют обш их элементов друг с другом, и соответствующие соединения, по крайней мере формально, можно считать комплексными (с комплексами [МоОв] и [ У0в1 ) или каркасными, построенными из связанных вершинами октаэдров МО и полиэдров другого переходного металла (в структурах типа гексагонального титаната бария — связанных общей гранью). [c.47]

Кальций проявляет координационные числа 6, 7 или 8 и образует несимметричные комплексы. Возможным следствием является различная биологическая роль этих элементов в живых организмах. Способность ионов Са " образовывать комплексные соединения различного строения позволяет им легко приспосабливаться к окружающим их донорным атомам биолигандов и служить мостиками между лигандами. Очевидно, именно поэтому ион Са " " гораздо эффективнее по сравнению с ионом магния вступает в качестве мостика между двумя лигандами во внеклеточном пространстве. [c.245]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология