Координационные термодинамические

Совокупность экспериментальных данных о термодинамических свойствах растворов органических соединений свидетельствуют о том, что изменения свойств воды вокруг органических молекул и их отдельных атомных групп затрагивают одну или, как максимум, две координационные сферы. Это заключение справедливо как для заряженных, так и для полярных и гидрофобных молекул и атомных групп. Свойства воды в пределах этого объема (гидратной оболочки) существенным образом зависят от типа атомной группы. Наиболее сильные изменения свойств воды наблюдаются в гидратных оболочках заряженных атомных групп. При этом происходит полная потеря присущих объемной воде аномальных свойств, таких, как немонотонные и нелинейные температурные зависимости плотности и сжимаемости, наличие большого структурного вклада в сжимаемость и др. В гидратной оболочке сближенных полярных атомных групп свойства воды также приближаются к свойствам нормальных жидкостей, однако в отличие от заряженных атомных групп эффект нормализации выражен гораздо слабее. Наименьшее воздействие на воду оказывают одиночные полярные группы, свойства воды в гидратной оболочке этих групп близки к свойствам чистой воды. Характеристики гидратных оболочек гидрофобных атомных групп значительно отличаются [c.62]

Координационный комплекс, который быстро замещает свои лиганды на другие, называется лабильным комплекс, медленно замещающий лиганды, называется инертным. Инертность вовсе не то же самое, что устойчивость в термодинамическом смысле. Комплекс может быть неустойчивым в том смысле, что, согласно законам термодинамики, обсуждавшимся в гл. 16, он представляет собой не максимально благоприятное образование. За достаточно большое время такой комплекс перейдет в какое-то другое состояние. Однако если переход в наиболее благоприятное состояние происходит чрезвычайно медленно, неустойчивый комплекс является инертным. В качестве примера инертной, но неустойчивой системы укажем, что Нз и О2 могут просуществовать в виде смеси целые годы без заметного самопроизвольного образования воды. Однако если в эту смесь внести небольшое количество платиновой черни (тонко измельченной платины), играющей роль катализатора, либо поднести к ней пла- [c.212]

Важное значение для изучения процессов комплексообразования имеет термодинамическая характеристика координационных соеди- [c.242]

Константы устойчивости комплексов, таким образом, позволяют получать важные термодинамические характеристики для координационных соединений. [c.243]

Теория кристаллического поля, развившаяся из простой электростатической модели, может быть применена к комплексам для интерпретации и предсказания наиболее выгодных координационных чисел, стереохимии, путей реакций замещения, спектров поглощения, магнитных и термодинамических свойств. На некоторых из этих вопросов следует остановиться более подробно. В частности, будут рассмотрены стереохимия, магнитные свойства, спектры поглощения и термодинамические свойства комплексных ионов. Это отчетливо покажет, что теория кристаллического поля — более удовлетворительный и более общий метод изучения комплексов, чем метод валентных связей. Однако, придавая особое значение орбиталям и электронам центрального атома, теория кристаллического поля неизбежно должна стать менее точной, когда усиливается роль делокализации электронов и орбиталей лиганда, т. е. при возрастании ковалентности связи. [c.264]

В идеальном случае, если нужно знать абсолютную энергию координационной связи, необходимо иметь термодинамические данные о реакциях в газовой фазе [c.285]

Возможны два подхода к предвидению состава и строения продуктов взаимодействия катиона металла с лигандами. Первый из них — это непосредственный расчет относительной устойчивости всех мыслимых конфигураций для конкретного случая, например методами квантовой механики. Второй — это использование предшествующего опыта, сформулированного в виде описания типичных координационных чисел катиона, типичных способов координации лигандов, полуэмпирических правил, связывающих термодинамические характеристики связей и стереохимические требования катиона и лиганда с их структурой и т. д. Оба подхода имеют свои достоинства и недостатки. Эффективность обоих подходов мала в тех (нередких в химии координационных соединений) случаях, когда энергетическая выгодность различных продуктов реакции близка. [c.19]

В кинетическом подходе к гидратации, как и в термодинамическом, используется представление о координационном числе, имеющем, однако, несколько иной смысл под координационным числом нона в разбавленном водном растворе понимается среднее число молекул воды, составляющих ближайшее окружение иона. Оно может принимать дробные значения является статистической величиной, зависит от теплового и прежде всего трансляционного движения частиц. Кинетический подход развит для водных растворов и представляет в основном интерес для ионов, не слишком сильно взаимодействующих с ближайшими молекулами воды. Вместе с тем он обладает и достаточной общностью — прочное связывание ионами ближайших молекул воды можно представить как предельный случай уменьшения подвижности этих молекул. Подход к сольватации с кинетических позиций будет также справедлив при рассмотрении сольватации ионов во многих других растворителях. Основные положения кинетической [c.239]

В этом соединении соседствуют протоны и ионы гидроксила, но реакции нейтрализации не происходит — настолько прочно связывает Р1(1У) лиганды — ионы ОН , находящиеся во внутренней координационной сфере. Здесь важнее всего не термодинамическая, а кинетическая устойчивость соединений платины. Даже термодинамически устойчивый, но кинетически лабильный комплекс состава Н2[М (ОН)б] не мог бы существовать сколько-нибудь продолжительное время из-за обмена ионов ОН- на молекулы воды из маточного раствора и сдвига равновесия диссоциации комплекса вследствие нейтрализации протонов внешнесферными ионами Н+ из раствора. [c.159]

Для оксидов металлов с преимущественной ионной связью (координационные решетки) нарушение стехиометрии термодинамически обосновано, так как при этом растет энтропия системы. Нестехио-метричные оксидные фазы могут быть как односторонними (FeO), так и двусторонними (TiO) . [c.315]

Для немолекулярных кристаллов понятие молекулы лишено смысла. Для них формой существования химического соединения в твердом состоянии является фаза. Поэтому фаза — носитель всех физических, физико-химических и химических свойств вещества, кристаллизующегося в координационной решетке, т. е. свойства вещества немолекулярной структуры зависят от состава и химического строения фаз. В этом заключается фундаментальность понятия фазы в современной химической атомистике. Однако понятие фазы здесь употребляется уже не в термодинамическом, а в несколько ином смысле. Если с термодинамической точки зрения понятие фазы можно применять только к равновесным системам , то фаза как носитель свойств вещества с немолекулярной структурой—это однородная по составу и свойствам часть системы. При этом подразумевается, что фаза может быть и метастабильной (неравновесной), то тем не менее она вполне характеризует свойства объекта. [c.21]

Термодинамические расчеты показали, что наиболее устойчивы тетраэдрические комплексы (и = 4). Предложенная модель (на основании данных по рентгенографии и термодинамики) позволила удовлетворительно объяснить ряд свойств жидких расплавленных солей, по сравнению с кристаллическими. Так, было показано, что ионы с большим отношением заряда к радиусу, выступающие в роли комплексообразователей, диффундируют по различным механизмам у катионов в диффузии преимущественное участие принимают свободные ионы во второй координационной сфере, а у анионов — комплексные ионы, в состав которых они входят. [c.126]

Структурные исследования позволили существенно расширить представления о координационных числах катионов, оказавшихся нередко отличными (повышенными) от значений, наблюдаемых у тех же ионов в комплексах с простыми лигандами, и заложить фундамент для интерпретации термодинамических параметров реакций комплексообразования [c.319]

Возвращаясь к координационным соединениям, заметим, что соединение Си(ЫНз)4804 растворяется в воде, а uiNHj) реагирует с разбавленной кислотой с образованием NH4+ и Си(Н20) +, как только будут смещаны эти растворы. В отличие от этого Со(ЫНз)бС1з можно нагревать в концентрированной серной кислоте, в. результате чего вьщеляется газообразный НО и образуется комплекс [ o(NH3)g "]2(SOr)3 и при этом связи между Со и NH3 не разрываются. Комплекс меди является лабильным, а комплекс кобальта-инертным. Трехзарядные катионы металлов с щестью -элекфонами образуют особенно инертные комплексы эти комплексы также чрезвычайно устойчивы в термодинамическом смысле. [c.214]

Константа Куст — термодинамическая мера устойчивости комплекса. В табл. В. 15 приведены р/Суст некоторых важнейших комплексных соединений. Реакцией, обратной комплексообра-зованию, является реакция диссоциации. Диссоциация также протекает ступенчато, причем при обмене лигандов с водой координационное число обычно остается неизменным. Между константой равновесия и р/С прямой и обратной реакций имеет место следующее соотношение [c.421]

Согласно теории сольватации, вокруг частицы растворенного вещества расположены две сольватные оболочки первичная и вторичная. В первичную сольватную оболочку входят молекулы растворителя, совершающие движение в растворе вместе с частичкой вещества. Число молекул растворителя в первичной сольватной оболочке называют координационным числом сольватации. Значение его зависит от природы растворенного вещества и растворителя. Во вторую сольватную оболочку входят молекулы растворителя, находящиеся от частицы растворенного вещества на большом расстоянии. Сольватация сильно проявляется в водных растворах электролитов за счет взаимодействия ионов с полярными молекулами воды (гидратация). Термодинамическая устойчивость сольватов определяется величиной энергии Гиббса (ЛОсол)- Так как А О соя = АН СП.-,—ТА.8 СОЛ, то чем меньше АСсо.ч, тем устойчивее комплекс. Основной вклад в величину ДСсол вносит энтальпия сольватации АНсол, которую находят из соотношения [c.137]

Полный обзор термодинамики комплексообразования в растворах приведен Россоти в гл. 1 его монографии Современная химия координационных соединений , Издатинлит, 1963. Из этой монографии читатель почерпнет дополнительную информацию относительно экспериментальных методов и детальное рассмотрение термодинамических функций. [c.287]

Термодинамический и кинетический подходы. В истолковании явления сольватации имеются два подхода. Один из них называется термодинамической сольватацией. Он основан на преимущественном учете взаимодействий ион— растворитель и предполагает, что при сольватации ионы прочно связывают определенное число молекул растворителя. Это число называется сольватацион-ным (в случае водных растворов — гидратационным). Для количественной характеристики сольватационные числа не всегда применимы, так как они в значительной степени зависят от методов их определения. Достаточно указать, например, что, по данным различных авторов, гидратационные числа для иона Li+ изменяются от 158 до 4, для иона Са + —от 16 до 6 для иона АР+ — от 39 до 6 и т. д. Более определенный смысл имеет число молекул растворителя, составляющих непосредственное окружение иона (координационное число). Оно служит одной из важнейших количественных характеристик процесса сольватации. Координационное число зависит от природы сольватирующихся частиц, их концентрации и т. д. Обсуждаемый подход к сольватации на основе преимущественной роли взаимодействия ион — растворитель связан с представлениями о термодинамической устойчивости ас-социата ион — молекулы растворителя, мерой которой является общая энергия взаимодействия между ними. [c.238]

Мы уже говорили о кинетической инертности большинства соединений ПЭ. Это относится и к их комплексам. Именно кинетическая инертность позволяет закреплять лиганды в определенных и различных положениях координационной сферы ПЭ. Изображенные выше цис- и трансизомеры [Р1 СЦ(МНз)2] различаются тем, что в первом координата, соединяющая два одноименных лиганда, не проходит через центральный атом. Цис- и трансизомеры всегда имеют несколько (а иногда и силь ю) различающуюся растворимость в воде, кислотах, а также кинетическ[1е и термодинамические характеристики. [c.161]

Ассоциаты могут образовываться инертными и лабильными комплексными ионами. В случае инертных ионов ассоциацию, не осложненную процессами замещения, которые заторможены, можно изучать в более чистом виде. Когда процесс замещения внешнесфе-рным лигандом внутрисферного выгоден термодинамически, ионную пару можно рассматривать как промежуточный продукт реакции замещения. Так, при взаимодействии Ре " с Ре на первой стадии образуется ионная пара [Ре(Н20)в ][Ре(СН)е]), а на второй происходит вытеснение молекулы воды из внутренней координационной сферы и образование мостикового двуядерного комплекса [(Н20)5ре(СЫ)Ре(СЫ)5]. [c.56]

Выражение для конфигурационного множителя д заимствуется из теории растворов молекул разного размера (формула Гуггенгейма), так что зависимость от величин N 1 определяется в явном виде. С помощью выражения (XIV. 133) и известных связей статистической суммы с термодинамическими функциями нетрудно вывести формулы для расчета функции смешения. В уравнения для функций смешения войдут энергии взаимообмена характеристики размеров молекул Га и Га, координационное число решетки и наиболее вероятные значения для раствора и чистых компонентов. Это должны быть величины, удовлетворяющие уравнениям (Х1У.131) и (Х1У.132). Таким образом, основная задача при расчетах по теории Баркера состоит в определении энергетических параметров и решении системы уравнений для нахождения величин (уравнения нелинейные, и решение проводится методом последовательных приближений). [c.433]

В термодинамической теории свойства фаз определяются через их макроскопические характеристики и не рассматривается молекулярное и электронное строение. Между тем именно характер взаимодействия компонентов на молекулярном уровне, особенности химической связи, т. е. распределение электронной плотности между атомами в пределах первой координационной сферы, определяют, в конечном итоге, строение диаграмм состояния. Однако, основываясь на термодинамических характеристиках компонентов (параметрах стабильности) и учитывая характер их взаимодействия (определяемый параметрами взаимодействия), можно теоретически рассчитать линии фазового равновесия и вывести основдые типы диаграмм состояния. [c.13]

В пособии излагаются основные вопросы химической термодинамики растворов электролитов, включая термодииаиические свойства веществ и термодинамические характеристики процессов в растворе. Приводится метод парциальных молярных величии и расчет парциальных молярных свойств раствора. Изложены теория Дебая—Хюккеля и ее приложения для расчета стандартных термодинамических характеристик процессов в растворе и свойств веществ. Уделено внимание термодинамике процессов кислотно-основного взаимодействия и образования координационных соединений, влиянию температуры на устойчивость. [c.2]

По термодинамическим константам устойчивост И находят изменение стандартной энергшг Гиббса в ч1роцессе комплексообразования и далее рассчитывают важнейшую термодинамическую характеристику координационного соединения — его стандартную энергию Гиббса образования из простых веществ. Так, например, изменение стандартной энергии Гиббса при образовании монороданидного комплекса железа (III) в растворе [c.266]

Соединения постоянного и неременного состава. Дальтониды и бертоллиды. Стехиометрические соотношения компонентов, образующих соединение, соблюдаются только в парообразном состоянии, в молекулярных кристаллах и жидкостях. При образовании твердых фаз с координационной структурой эти соотношения не соблюдаются. В настоящее время доказано, что большинство твердых веществ с немолекулярной структурой могут образовывать твердые растворы со своими компонентами, т.е. существовать в некотором интервале составов. Так, на диаграмме состояния (см. рис. 103) промежуточная фаза A B образует твердые растворы как с одним, так и с другим компонентом. Аналогично этому существуют области гомогенности (области твердых растворов а и /3) на основе компонентов А и В. С термодинамической точки зрения, образование ограниченных твердых растворов всегда энергетически выгодно. Поэтому отсутствие экспериментально установленной области гомогенности у определенного ряда соединений с координационной структурой (так называемые линейные фазы, которые на диаграмме состояния отображаются вертикальной линией — ординатой соответствующего состава) свидетельствует лишь о недостаточной чувствительности современных методов физико-химического исследования. Очевидно, истинно линейными могут быть только твердые фазы с молекулярной структурой. [c.204]

Формально к соединениям водорода со степенью окисления -1 относятся и комплексные гидриды, например боро- и алюмогидриды лития Li[BH4] и Li[AlH4] (тетрагидроборат и тетрагидроалюминат лития). Способность образовывать комплексные анионы характерна для координационно ненасыщенных простых гидридов бора, алюминия и других sp-металлов III группы Периодической системы. Комплексные гидриды термодинамически более стабильны по сравнению с простыми. Боро- и алюмогидриды щелочных и щелочно-земельных металлов плавятся без заметного разложения, хорошо растворяются во многих органических растворителях. В воде они также разлагаются с выделением водорода. Комплексные гидриды активных металлов получают либо прямым синтезом из простых веществ при повышенных температуре и давлении водорода, либо взаимодействием простых гидридов с галогенидами. Комплексные гидриды других металлов получают обменным разложением их галогенидов с боро- и алюмогидридами щелочных металлов, например [c.297]

Оксиды металлов. Оксиды с преимущественно ионной связью (например, щелочных и щелочно-земельных металлов) характеризуются координационными структурами с к.ч. (кислорода) 6 или 8. С ростом степени окисления металлического элемента возрастает ковалентный вклад в химическую связь. Химическое строение таких оксидов молекулярное (например, СгОз, МП2О7, НсгО и OsO ). Для таких оксидов нарушение стехиометрии невозможно. Для оксидов металлов с преимущественно ионной связью (координационные решетки) нарушение стехиометрии термодинамически обосновано, так как при этом растет энтропия системы. Нестехиометричные оксидные фазы могут быть как односторонними (FeO), так и двусторонними (TiO). [c.434]

Строго говоря, прямое сопоставление констант равновесия с целью определения относительной термодинамической устойчивости комплексов допустимо лишь для соединений с формулами одного и того же типа. Например, прямое сопоставление значений Снестойк возможно для комплексных ионов u(NHз)J , Си(СН) и Hg( N) , относящихся к одному и тому же типу (с координационным числом четыре). Однако нельзя сопоставлять значения КнестоЯк Для комплексов u(NHз)J+ и Ag(NHз) +. [c.412]

Термодинамически стабильной является кубическая модификация алмаза, которая при достаточно высоких давлениях стабильней фафита и может существовать при низких давлениях в метастабильном состоянии. Превращение алмаза в фафит происходит с изменением первой координационной сферы атома углерода и типа химической связи, чем обусловлены высокий энергетический барьер превращения и низкая скорость процесса. Лонсдейлит является метастабильной модификацией углерода. При высоком давлении он превращается в кубический алмаз, при низких - в фафит. В работе детально описаны процессы фазовых превращений данных углеродных модификаций. [c.7]

Наряду с повышенной по сравнению с ЭДТА термодинамической устойчивостью комплексов ЦГДТА характерной чертой циклогександиаминтетрауксусной кислоты является малая скорость реакции с катионами. По сравнению с такими хелантами, как ЭДТА и НТА, процессы комплексообразования и замещения катионов протекают у ЦГДТА в 10—100 раз медленнее [1], причем циклогексановое кольцо не только замедляет лигандный обмен за счет снижения гибкости этилендиамино-вого фрагмента, но и оказывает тормозящее действие на процесс размыкания глицинатных циклов и обмена местами карбоксильных групп в пределах координационной сферы катиона. Это свойство оказалось весьма ценным для успешного применения ЯМР-спектроскопии при изучении строения комплексонатов в водных растворах [313] (см. разд. 4). [c.176]

В ряде работ предложено анализировать закономерности в экспериментально измеряемых термодинамических характеристиках образования координационных соединений, используя представления Гэрни [20-22]. В данном случае изменение энергии Гиббса при комплексообразовании (в мольно-долевой шкале) представляют как сумму двух вкладов [c.18]