Χημεία Ενώσεων Συναρμογής

Σχετικά έγγραφα
Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Χημεία Ενώσεων Συναρμογής

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 6: Ομοιοπολικός δεσμός. Τόλης Ευάγγελος

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Θρέψη Φυτών. Ενότητα 10 η Η φυσιολογία της συναρμογής (μέρος α)

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 1: ΑΤΟΜΑ ΚΑΙ ΔΕΣΜΟΙ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΜΑΓΔΑΛΗΝΗ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

ΜΑΓΔΑΛΗΝΗ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 9: Υβριδισμός. Τόλης Ευάγγελος

ΦΥΣΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΦΥΣΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Εκκλησιαστικό Δίκαιο. Ενότητα 10η: Ιερά Σύνοδος της Ιεραρχίας και Διαρκής Ιερά Σύνοδος Κυριάκος Κυριαζόπουλος Τμήμα Νομικής Α.Π.Θ.

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 8: Η θεωρία δεσμού σθένους. Τόλης Ευάγγελος

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 12: Κριτήρια Σύγκλισης Σειρών. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Φυσικοχημεία 2 Εργαστηριακές Ασκήσεις

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

Ιστορία της μετάφρασης

Θεωρία του δεσμού σθένους

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΜΑΤΑ

Χηµεία Ενώσεων Συναρµογής

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΧΗΜΕΙΑ Ι Ενότητα 9: Μόρια και ενώσεις, Ονοματολογία Ανόργανων Ενώσεων

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 3: Ηλεκτρονική διαμόρφωση των ατόμων

Χημεία Α ΓΕΛ 15 / 04 / 2018

Σύμπλοκα ιόντα και ενώσεις σύνταξης (Εισαγωγή)

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 10: Θεωρία μοριακών τροχιακών. Τόλης Ευάγγελος

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 6: ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

ΦΥΣΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 15: Διαλύματα

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

Οικονομία των ΜΜΕ. Ενότητα 9: Εταιρική διασπορά και στρατηγικές τιμολόγησης

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 15: Ολοκληρώματα Με Ρητές Και Τριγωνομετρικές Συναρτήσεις Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Εργαστήριο Υλικών ΙΙ (Κεραμικά & Σύνθετα Υλικά)

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Χημεία Α ΓΕΛ 15 / 04 / 2018

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

ΧΗΜΕΙΑ Ι Ενότητα 10: Χημικός Δεσμός

Σύμπλοκα ιόντα ή σύμπλοκα

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 14: Χημική ισορροπία

Διοικητική Λογιστική

Λογισμός 3. Ενότητα 19: Θεώρημα Πεπλεγμένων (γενική μορφή) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΧΗΜΕΙΑ Ι Ενότητα 15: Άλατα

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 12 η : Υδατική ισορροπία Οξέα & βάσεις. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής

Σύμπλοκα. Nobel prize 1913

Χημεία Ενώσεων Συναρμογής

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

Γεωργικά Φάρμακα ΙΙΙ

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

Ανάλυση Τροφίμων. Ενότητα 9: Υδατική ισορροπία Οξέα και βάσεις Τ.Ε.Ι. ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ακαδημαϊκό Έτος

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 7: Μοριακή γεωμετρία. Τόλης Ευάγγελος

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ (10/02/2016)

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑΣ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΟΓΚΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Διπλωματική Ιστορία Ενότητα 2η:

Διπλωματική Ιστορία. Ενότητα 12η: Ο Β Παγκόσμιος Πόλεμος Η Ευρώπη. του Hitler Ιωάννης Στεφανίδης, Καθηγητής Τμήμα Νομικής Α.Π.Θ.

Τι να τις κάνει κάποιος τις ενώσεις συναρμογής;

Ιστορία της μετάφρασης

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 5: Ιοντικός δεσμός. Τόλης Ευάγγελος

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 13: Χημική κινητική

Οδοποιία IΙ. Ενότητα 14: Υπόδειγμα σύνταξης τευχών θέματος Οδοποιίας. Γεώργιος Μίντσης ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Εισαγωγή σε προχωρημένες μεθόδους υπολογισμού στην Επιστήμη των Υλικών

1. (α) Ποιες είναι οι τιμές των κβαντικών αριθμών για το ηλεκτρόνιο. (β) Ποια ουδέτερα άτομα ή ιόντα μπορεί να έχουν αυτή την ηλεκτρονική διάταξη;

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 9: Κίνηση Σε Πολικές Συντεταγμένες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Συντήρησης Αρχαιοτήτων και Έργων Τέχνης Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής - ΣΑΕΤ

Transcript:

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Χημεία Ενώσεων Συναρμογής Ενότητα 3: Σύνθεση, Δραστικότητα και Δομή Ενώσεων Συναρμογής Ακρίβος Περικλής

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Σύνθεση, Δραστικότητα και Δομή Ενώσεων Συναρμογής Ερωτήσεις

Περιεχόμενα ενότητας 1. Ερωτήματα σχετικά με την σύνθεση, δραστικότητα και δομή ενώσεων συναρμογής 5

Σκοποί ενότητας Κατανόηση σχετικά με την σύνθεση, δραστικότητα και δομή ενώσεων συναρμογής μέσω ερωτήσειων και απαντήσεων 6

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Ερωτήσεις και Απαντήσεις Σύνθεση, Δραστικότητα και Δομή ενώσεων συναρμογής

Ερώτηση 1 η Λαμβάνονται 10 ml από υδατικό διάλυμα όπου περιέχονται 0,01 Μ Pb 2+ και 0,01 Μ Mg 2+. Αυτό το διάλυμα αντιδρά με ίσο όγκο υδατικού διαλύματος όπου περιέχονται 0,1 Μ φαινόλης (PhOH) και 0,1 Μ θειοφαινόλης (PhSH). Με βάση την θεωρία περί σκληρών οξέων και βάσεων να εκτιμήσετε ποια είναι τα πιθανά σύμπλοκα που μπορεί να σχηματισθούν κατά την αντίδραση που περιγράφεται. Σύμφωνα με την αρχή του Pearson, δύο κατηγορίες συμπλόκων είναι θερμοδυναμικά σταθερές, αυτές που προκύπτουν από την αλληλεπίδραση σκληρό οξύ σκληρή βάση ή μαλακό οξύ μαλακή βάση 8

Η θεωρία σκληρών και μαλακών οξέων και βάσεων έχει ως εξής: Α Β Γ Δ A,Γ βάσεις κατά Λιούις B,Δ οξέα κατά Λιούις Α,Β σκληρά Γ,Δ μαλακά Στην περίπτωση σκληρών αντιδρα-στηρίων αναμένεται αλληλεπίδραση μεταξύ δύο τροχιακών με μεγάλη ενεργειακή διαφορά και άρα το τελικό σύστημα θα περιγράφεται με "ιοντικές" καταστάσεις ενώ στην περίπτωση μαλακών αντιδραστηρίων αναμένεται ο σχηματισμός ενός ομοιοπολικού συστήματος. 9

Σκληρά Μαλακά Αντιδραστήρια ΟΞΕΑ κατηγορία ΒΑΣΕΙΣ Μικρή ακτίνα r, μεγάλο θετικό φορτίο +q, κενή στοιβάδα σθένους H +, Li +, Na +, Be 2+, Mg 2+, Al 3+, Ti 4+, Fe 3+, Sn 4+, Co 3+, La 3+, Ac 3+ Ενδιάμεσα Fe 2+, Co 2+, Cu 2+, Sn 2+, Pd 2+, Rh 3+, Ir 3+ Μεγάλη ακτίνα r, μικρό θετικό φορτίο +q, κατειλημένη στοιβάδα σθένους Cu +, Ag +, Au +, Tl +, Pt 2+, Pt 4+, Cd 2+, Rh +, Hg 2+ Σκληρά Μικρή ακτίνα r, μεγάλη ηλεκτραρνητικότητα χ. OH 2, OR 2, NH 3, NR 3, OH -, O 2-, F -, Cl -, ClO 4-, SO 4 2-, PO 4 3- Ενδιάμεσα Ενδιάμεσα NO 2-, Br -, PhNH 2, py Μαλακά Μεγάλη ακτίνα r, μικρή ηλεκτραρνητικότητα χ. SR 2, PR 3, CO, αλκένια, RS -, I -, CN -, SCN - 10

Σκληρότητα Αντιδραστηρίων Προφανώς για τα ενδιάμεσου τύπου αντιδραστήρια αναμένεται να πραγματοποιούν αλληλεπιδράσεις τόσο με σκληρά όσο και με μαλακά αντιδραστήρια. Η «σκληρότητα» είναι κάτι μεταβλητό και εξαρτώμενο από το περιβάλλον του αντιδραστηρίου. Για παράδειγμα το CuCl 2 μπορεί να αντιδράσει ευκολότερα με σκληρές βάσεις ενώ το Cu(SCN) 2 ευκολότερα με μαλακές. Έτσι, πιθανότερη είναι η απομόνωση CuCl 2 (NR 3 ) 2 παρά CuCl 2 (PR 3 ) 2 11

Ερώτηση 1 η συνέχεια Πίσω στο «πρόβλημα». Δίνεται ότι 10 ml από υδατικό διάλυμα όπου περιέχονται 0,01 Μ Pb 2+ και 0,01 Μ Mg 2+. Εδώ υπάρχει ένα τυπικό μαλακό κι ένα τυπικό σκληρό οξύ κατά Lewis. Δίνεται ακόμη ότι : Αυτό το διάλυμα αντιδρά με ίσο όγκο υδατικού διαλύματος όπου περιέχονται 0,1 Μ φαινόλης (PhOH) και 0,1 Μ θειοφαινόλης (PhSH). Κι εδώ έχουμε μια τυπικά σκληρή και μια τυπικά μαλακή βάση, αφού οι δότες των δύο μορίων είναι τα άτομα Ο και S αντίστοιχα. Συνεπώς έχουμε επίδραση των βάσεων σε μια δεκαπλάσια περίσσεια ως προς τα οξέα, άρα δεν υπάρχει περίπτωση να ισχυριστούμε την ύπαρξη ισορροπίας. Οι αντιδράσεις που συμβαίνουν πρέπει να θεωρηθεί ότι ολοκληρώνονται. 12

Ερώτηση 2 η Έχοντας υπόψιν ότι οι κυριότεροι αριθμοί συναρμογής στις ενώσεις των μετάλλων είναι 6 και δευτερευόντως 4, μπορούμε να προτείνουμε τον σχηματισμό των εξής σταθερών ενώσεων. [Pb(PhSH) 6 ] 2+ και [Mg(PhOH) 6 ] 2+ Πραγματοποιήθηκε αντίδραση 1 mmol υδατικών διαλυμάτων [Co(NH 3 ) 6 ] 3+ και [Co(en) 3 ] 3+ με στοιχειομετρική ποσότητα διθειοκαρβαμιδικού άλατος του καλίου. Τα αρχικά διαλύματα έχουν πορτοκαλί χρώμα και μετά παρέλευση 72 ωρών υπό ανάδευση παρατηρείται η καταβύθιση ενός πράσινου προϊόντος. Στην πρώτη περίπτωση το διήθημα είναι άχρωμο ενώ στην δεύτερη ανοιχτό πορτοκαλί και το στερεό προϊόν λαμβάνεται σε μικρή ποσότητα. Να γραφούν οι αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα και να εξηγηθεί λεπτομερώς η παρατηρούμενη διαφοροποίηση στην συμπεριφορά των δύο συμπλόκων. 13

[Co(NH 3 ) 6 ] 3+ και [Co(en) 3 ] 3 NH 3 H 3 N NH 3 Co H 3 N NH 3 NH 3 3+ H 2 H 2 N N N Co N H2 H 2 H 2 N N H 2 3+ Οι δύο ενώσεις είναι σύμπλοκα του τρισθενούς κοβαλτίου με αριθμό συναρμογής 6, άρα οκταεδρικές, με μόρια που έχουν άτομα-δότες Ν. Άρα οι αντιδράσεις τους είναι άμεσα συγκρίσιμες μεταξύ τους. 14

Διθειοκαρβαμιδικό Άλας του Καλίου K + S S N R R Το διθειοκαρβαμιδικό άλας του καλίου έχει την δυνατότητα συναρμογής πρώτον γιατί φέρει αρνητικό φορτίο και δεύτερον επειδή μπορεί να σχηματίσει χηλικό δακτύλιο με το μεταλλικό ιόν (σταθερότερο σύμπλοκο). Άρα θα πραγματοποιηθεί, σε κάθε περίπτωση αντίδραση αντικατάστασης του δότη από το διθειοκαρβαμιδικό ανιόν. 15

Πορεία Αντίδρασης Ερώτησης 2 η Το ότι η αντίδραση πραγματοποιείται για 72 ώρες σημαίνει πως οποιαδήποτε ισορροπία υπήρχε έχει αποκατασταθεί. Το ότι σχηματίζεται ένα πράσινο ίζημα σημαίνει ότι δημιουργείται ένα νέο προϊόν το οποίο είναι δυσδιάλυτο στο νερό, άρα πρέπει να είναι μια ένωση ομοιοπολική και με σχετικά μεγάλο μοριακό βάρος.η ένωση αυτή είναι κοινή και στις δύο αντιδράσεις. Το ότι το διάλυμα στην μία περίπτωση είναι άχρωμο ενώ στην άλλη ανοιχτό πορτοκαλί σημαίνει ότι στην πρώτη περίπτωση η αντίδραση ολοκληρώθηκε ενώ στην δεύτερη όχι. Από τα παραπάνω προκύπτει ότι η δεύτερη ένωση είναι πιο σταθερή και κατά συνέπεια δεν πραγματοποιεί σε μεγάλο βαθμό την αντίδραση αντικατάστασης της αιθυλενοδιαμίνης από το διθειοκαρβαμιδικό ανιόν. 16

Τυπικό παράδειγμα εμφάνισης του λεγομένου χηλικού αποτελέσματος R 2 N NH 3 H 3 N NH 3 Co H 3 N NH 3 NH 3 3+ + 3 K + S S N R R S S S Co S S S NR 2 + 6 NH 3 R 2 N 17

Ερώτηση 3 η Έχουν απομονωθεί οι ενώσεις με συντακτικό τύπο [Hg(SCN) 4 ] 2- και [Co(SCN) 4 ] 2- για τις οποίες τα φάσματα υπερύθρου έδειξαν από μια χαρακτηριστική έντονη κορυφή στα 2160 και 1940 cm -1 αντίστοιχα. α) Να εξηγηθεί η πηγή της απορρόφησης αυτής και να συσχετισθεί με τον συντακτικό τύπο των ενώσεων. β) Κάποιος σκέφτηκε να πραγματοποιήσει μια αντίδραση με προσθήκη σε υδατικό διάλυμα 1 mol HgCl 2, 1 mol CoCl 2 και 4 mol NH 4 SCN. Το προϊόν που καταβυθίστηκε είχε την αναμενόμενη στοιχειομετρία CoHg(SCN) 4. Το φάσμα υπερύθρου του αναμένεται να εμφανίζει και τις δύο παραπάνω ταινίες απορρόφησης και αν όχι γιατί. Να προταθεί δομή για την νέα αυτή ένωση. 18

Απάντηση 3 ης Ερώτησης Πρόκειται για την περίπτωση της δημιουργίας ενώσεως ενός αμφιδραστικού δότη όπως είναι το ιόν SCN -. Σε πρώτη προσέγγιση αναμένεται ο σχηματισμός συμπλόκου και με τα δύο μεταλλικά ιόντα. Απ αυτά ο μεν υδράργυρος μπορεί να θεωρηθεί μαλακό το δε κοβάλτιο σκληρό οξύ, άρα πρέπει ανάλογα και το SCN - να συμπεριφερθεί ως μαλακή και σκληρή βάση αντίστοιχα. Αυτό είναι δυνατόν επειδή μπορεί να δράσει ως δότης τόσο από το «μαλακό» S όσο και από το «σκληρό» Ν. Πριν προχωρήσουμε στον τρόπο συναρμογής καλό είναι να διαπιστώσουμε αν πραγματικά μπορεί να γίνει συναρμογή και από τα δύο άκρα. Στην περίπτωση αυτή (όπως και σε κάθε παρόμοια) χρησιμοποιείται ένα «μείγμα» προσεγγίσεων, με τρόπο συμπληρωματικό η μια της άλλης, ώστε να «κερδίζουμε» από κάθε προσέγγιση τα πλεονεκτήματα που δίνει. Συνεπώς αρχίζουμε με την περιγραφή του ιόντος του SCN - με τις πιθανές δομές Lewis. 19

Περιγραφή του ιόντος του SCN - με τις πιθανές δομές Lewis. Κατ αρχήν σημειώνουμε τα άτομα με τα ηλεκτρόνια σθένους που έχει το καθένα. Κατόπιν αρχίζουμε τις προσπάθειες να «ικανοποιήσουμε» το καθένα, δηλαδή να σχηματίσουμε τους απαραίτητους δεσμούς ώστε όλα τα άτομα να έχουν συμπληρώσει την εξωτερική τους τροχιά με 8 ηλεκτρόνια... Ṣ. C Ṇ. (το επιπλέον ηλεκτρόνιο του ιόντος) Για να γίνει αυτό θα απαιτούνταν 3 x 8 = 24 ηλεκτρόνια ενώ είναι διαθέσιμα μόνο 6 + 4 + 5 + 1 = 16 Άρα πρέπει να διαμοιραστούν, με σκοπό να γίνουν «κοινά», 24-16 = 8 ηλεκτρόνια, δηλαδή θα απαιτηθεί ο σχηματισμός 4 δεσμών (σ- ή π- αδιακρίτως). 20

Δεσμοί στο ιόν SCN - Αν αρχίσουμε από το Ν προς τα αριστερά, τότε έχουμε την εξής κατάληξη:.. Ṣ. C N S C N Αν αρχίσουμε από το S προς τα δεξιά, τότε έχουμε την εξής κατάληξη.. Ṣ. C N S C N Προκύπτουν δύο δομές συντονισμού με 4 δεσμούς η καθεμιά (άρα σωστές) αλλά με τις εξής διαφορές. Η πρώτη έχει τριπλό δεσμό μεταξύ C και N και το αρνητικό φορτίο εντοπισμένο στο «μαλακό» S, ενώ η δεύτερη έχει διπλό δεσμό μεταξύ C και N και το αρνητικό φορτίο εντοπισμένο στο «σκληρό» Ν. 21

Πιθανές Δομές Συντονισμού SCN - NCS S Hg 2- C N N=C=S SCN SCN Co NCS SCN NCS 2- Οι δύο απορροφήσεις που δίνονται βρίσκονται σε ψηλούς κυματάριθμους και αποδίδονται στην ύπαρξη στα μόρια αυτά κάποιων ισχυρών πολλαπλών δεσμών, στην περίπτωσή μας πιθανότατα του δεσμού μεταξύ C και Ν. Πράγματι, στο σύμπλοκο του Hg προβλέπεται «τριπλός» δεσμός (απορρόφηση στους 2150 cm -1 ) και στο αντίστοιχο του Co «διπλός» και άρα απορρόφηση σε μικρότερο κυματάριθμο. 22

Αντίδραση που πραγματοποιήθηκε HgCl 2 + CoCl 2 + 4 NH 4 SCN 4NH 4 Cl + HgCo(SCN) 4 Ελλείψει άλλου δεδομένου, θεωρούμε ότι η ένωση είναι μια, ενιαία, μη ηλεκτρολύτης, άρα το πιο πιθανό είναι να αποτελεί μια διμεταλλική ένωση με προφανή τον σχηματισμό γεφυρών μεταξύ των δύο μετάλλων. Οι γέφυρες αυτές μπορούν εύκολα να θεωρηθούν ότι σχηματίζονται αν κάθε ιόν συνδέεται με το αντίστοιχο μέταλλο με το αντίστοιχο άκρο του, δηλαδή κατά κάποιο τρόπο διατηρούνται οι επιμέρους δομές που έχουμε ήδη βρει για τα επιμέρους μονοπυρηνικά σύμπλοκα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την δημιουργία ενός πολυμερούς πλέγματος του ακόλουθου γενικού τύπου. 23

Πολυμερές Πλέγμα που δημιουργήθηκε SCN NCS Hg NCS NCS Co SCN SCN Hg NCS Co SCN Εννοείται πως στην περίπτωση αυτή δεν μπορεί να περιγραφεί η συναρμογή του ανιόντος της γέφυρας με καμιά από τις δύο προηγούμενες δομές συντονισμού του άρα περιγράφεται από την μεσομερή δομή, όπου προφανώς η τάξη δεσμού μεταξύ C και Ν είναι μεταξύ 2 και 3. Συνεπώς στο μόριο που παρασκευάστηκε, αναμένεται να εμφανίζεται μία κορυφή στην περιοχή που απορροφά η ομάδα του SCN - και μάλιστα μεταξύ των 2150 και των 1900 κυματάριθμων. 24

4 η Ερώτηση Έχουν καταγραφεί τα φάσματα ορατού των ενώσεων [Ni(PPh 3 ) 2 Br 2 ] και [Ni(PPh 3 ) 2 (CN) 2 ] με το καθένα να εμφανίζει μια ταινία τύπου d-d. Οι ταινίες αυτές σημειώθηκε κάπου πρόχειρα ότι ήταν στα 527 nm και στα 583 nm αλλά δεν σημειώθηκε η αντιστοίχισή τους. α) Να βρεθεί και να δικαιολογηθεί η αντιστοίχιση των ταινιών. β) Να εκτιμηθούν οι μαγνητικές ιδιότητες των δύο ενώσεων. γ) Να προταθεί μοριακή δομή για καθεμιά από τις ενώσεις. 25

Δικαιολόγηση Αντιστοίχησης Ταινιών Σε καθένα από τα δύο σύμπλοκα συμμετέχουν δύο φωσφίνες που είναι δότες μονοδραστικοί και ουδέτεροι. Συμμετέχουν επίσης από δύο ανιονικοί μονοδραστικοί δότες. Αυτό σημαίνει ότι τα δύο σύμπλοκα έχουν αριθμό συναρμογής 4 και άρα είναι είτε τετραεδρικά είτε επίπεδα τετραγωνικά. Αφού τα σύμπλοκα είναι ουδέτερα, αυτό σημαίνει ότι η βαθμίδα οξείδωσης του μετάλλου είναι η +2. Η ηλεκτρονιακή διαμόρφωση για το Ni είναι 4s 2 3d 8 και συνεπώς για το δισθενές Ni 3d 8. Η διαφοροποίηση στην θέση της ταινίας d-d αντιστοιχεί στην διαφοροποίηση Δ του καθενός από τα δύο σύμπλοκα. Οι δύο δότες είναι κοινοί στις δύο ενώσεις, όμως οι άλλοι δύο διαφέρουν και το μεν Br είναι ασθενούς πεδίου, το δε CΝ ισχυρού. Αν υιοθετηθεί η προσέγγιση της θεωρίας δεσμού σθένους, τότε το ισχυρό πεδίο του CN συνεπάγεται «συμπίεση» των ηλεκτρονίων του μετάλλου ώστε να σχηματίσουν 4 ζεύγη αφήνοντας ένα d τροχιακό κενό, ενώ το ασθενές πεδίο του Br συνεπάγεται την τυπική διάταξη των ηλεκτρονίων σύμφωνα με τον κανόνα του Hund, άρα την ύπαρξη δύο μονήρων ηλεκτρονίων. 26

Κατανομή των ηλεκτρονίων στα d τροχιακά του Ni 3d 4s 4p 3d 4s 4p [Ni(PPh 3 ) 2 (CN) 2 ] [Ni(PPh 3 ) 2 Br 2 ] [Ni(PPh 3 ) 2 (CN) 2 ] [Ni(PPh 3 ) 2 Br 2 ] Έτσι, η κατανομή των ηλεκτρονίων στα d τροχιακά του Ni είναι η ακόλουθη για τις δύο ενώσεις Αυτό σημαίνει ότι η κατανομή των ζευγών ηλεκτρονίων από τους δότες θα ακολουθήσει το επόμενο γενικό σχήμα. 27

Μαγνητική Συμπεριφορά των 2 Ενώσεων Προκύπτει ένα άμεσο συμπέρασμα για την μαγνητική συμπεριφορά των δύο ενώσεων. Αυτές είναι, η μεν κυανιούχος διαμαγνητική η δε βρωμιούχος παραμαγνητική. Ακόμη προκύπτει άμεσα ο υβριδισμός του κεντρικού μετάλλου που είναι dsp 2 (δηλαδή τετραγωνικός) για την κυανιούχο και sp 3 (δηλαδή τετραεδρικός) για την βρωμιούχο ένωση. Τέλος, ισχυρότερο πεδίο για το CN σημαίνει για το σύμπλοκό του μεγαλύτερο Δ, μεγαλύτερη ν και μικρότερο λ απορρόφησης απ ότι για το σύμπλοκο του Br. Άρα το κυανιούχο σύμπλοκο απορροφά στα 527 nm. 28

Διάγραμμα Ενεργιακών Καταστάσεων Σύμπλοκης Ένωσης L(σ*) L(π*) Md* Μd L(π) L(σ) d-d L-M CT M-L I-L Τυπικό διάγραμμα ενεργειακών καταστάσεων σε μια ένωση συναρμογής. Η διαδοχή των σ, π, π* και σ* τροχιακών που είναι εντοπισμένα κυρίως στα ligand είναι όπως και στα ελεύθερα ligand αν και οι θέσεις των τροχιακών είναι διαφοροποιημένες σε σχέση με εκείνες στα ελεύθερα μόρια. Στο σύμπλοκο παρεμβάλλονται τα d και d* τροχιακά που είναι κυρίως εντοπισμένα στο μεταλλικό ιόν. 29

Φάσμα ορατού-υπεριώδους ενός συμπλόκου Χαρακτηριστικές θέσεις και εντάσεις απορροφήσεων στο φάσμα ορατού-υπεριώδους ενός συμπλόκου. 30

Είδη διέγερσης και περιπτώσεις που παρατηρούνται είδος διέγερσης περιοχή τιμών ε Περιπτώσεις όπου παρατηρούνται Σπιν απαγορευμένη και Λαπόρτε απαγορευμένη Σπιν επιτρεπτή και Λαπόρτε απαγορευμένη 0,1-10 Οι περισσότερες περιπτώσεις διεγέρσεων τύπου d-d στις σύμπλοκες ενώσεις και κυρίως στις οκταεδρικές ενώσεις 10-100 Οι d-d διεγέρσεις στα «ιοντικά» οκταεδρικά σύμπλοκα, καθώς και σε αρκετά επίπεδα τετραγωνικά. 100 1.000 Οι d-d διεγέρσεις σε τετραεδρικά σύμπλοκοα καθώς και σε οκταεδρικού τύπου αλλά χαμηλής συμμετρίας Σπιν επιτρεπτή και Λαπόρτε επιτρεπτή 100-10.000 Οι ταινίες μεταφοράς φορτίου > 10.000 Διεγέρσεις μεταξύ ενεργειακών σταθμών που εντοπίζονται στους δότες 31

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. [1] http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Τέλος ενότητας Επεξεργασία: <Άννα Μάντη> Θεσσαλονίκη, <Δεκέμβριος 2014>

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Σημειώματα

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.