Răspuns:Încerc, să vă explic cu teoria formării legăturilor chimice în complecșii metalelor tranziționale, metoda legăturilor de valență, care admite formarea de orbitali hibrizi din orbitalii liberi (neocupați cu electroni):s,p, d. La elementele cu orbitali f, apare opțiunea de hibridizare a orbitalilor s,p,d,f liberi de electroni și N.C. ajunge la 8,9.
Ați învățat noțiunile:
-combinația complexă este o substanță alcătuită dintr-un ion metalic (numit ion central sau generator de complecși) înconjurat de un număr de liganzi.
-ionul central trebuie să aibă orbitali liberi, care pot fi ocupați de electronii neparticipanți ai ligandului.
-ligandul poate fi molecula neutră (:NH₃) sau ioni negativi (:OH⁻) care trebuie să aibă electroni neparticipanți la legăturile chimice din interiorul lor;
-fiecare ligand donează o pereche de electroni neparticipanți unui orbital liber din ionul central.
-un ion pozitiv de metal tranzițional (cation) poate forma legături coordinative, dacă: are volum mic și orbitali liberi care să primească electronii neparticipanți ai donatorului, ligandului.
-numărul de coordinare, N.C. reprezintă numărul de legături dative dintre ionul central și ligand; el reprezintă și numărul de orbitali liberi implicați în legăturile dative.
Revenind la întrebările puse, avem o rezolvare, de genul:
a) atomul de Cu, Z=29, grupa IB sistemul periodic are:
a1) configurația electronică:
(Ar) 3d¹⁰4s¹4p⁰; Z Ar=18
a2) formează ionii: Cu⁺ instabil și Cu²⁺ stabil, prin cedare de 2 e, de către atomul de Cu:
configurația electronică la ionul Cu²⁺
(Ar) 3d⁹4s⁰4p⁰
a3) hibridizarea orbitalilor liberi din ionul Cu²⁺ este sp²d, prin care rezultă 4 orbitali hibrizi, ce pot forma 4 legături dative, deci N.C.=4
3d⁹(XX- XX-XX-XX-X) +4s⁰(_) +4p(_ _ _) hibridizarea orbitalilor:
unul de tip d cu unul de tip s și cu 2 de tip p
Rezultă: 3d⁸ + 4 orbitali hibrizi tip :d_, s_, 2p(_ _) + un orbital 4p¹z
Pe acești 4 orbitali hibrizi de energie mică se vor fixa 4 perechi de electroni neparticipanți de la liganzi. Forma spațială a complexului este plană, pătrată.
a4)La Ionul Cu⁺ instabil, se formează 2 orbitali hibrizi, prin variate opțiuni de hibridizare ale orbitalilor: sp; ds, dp, deci N.C.=2. Orientarea spațială a legăturilor dative este liniară. (Cu⁺Cl⁻₂)⁻
Cl⁻ →Cu+← Cl⁻
b) atomul de Fe, Z= 26, este metal tranzițional, grup -a VIII-aB, perioada a 4-a.
b1) Fe liber are configurația electronică:
(Ar) 4s²3d⁶ 4p⁰
b2) Fe atom formează ionii, cei mai întâlniți:
-Fe²⁺ : Fe 4s²3d⁶4p⁰ - 2e⁻ = Fe 4s⁰3d⁶4p⁰
-Fe³⁺: Fe 4s² 3d⁶ 4p⁰-3e⁻ = Fe 4s⁰ 3d⁵ 4p⁰
b3) ionii Fe²⁺ și ionii Fe³⁺ formează complecși cu N.C. 4,5, 6. în funcție de opțiunile de hibridizare ale orbitalilor liberi de electroni de tipul:4s,4p și 3d.
La NC=6 avem hibridizare d²sp³ cu formare de 6 orbitali hibrizi, fără electroni de tipul:
Fe³⁺ : (Ar) 3d(X_X_X_X_X)4s(_)4p(_ _ _) hibridizare d²sp³⇒
⇒(Ar) 3d + 6 orbitali hibrizi din: 2 de tip 3d+1tip 4s+ 3 de tip p + alte straturi electronice libere, de energie mai mare.
O altă opțiune de hibridizare este sp³d², cu orbitalii 4s,4p 4d.
Orientarea în spațiu a celor 6 legături dative:
Fe²⁺ sau Fe³⁺ ← 6 (CN:)⁻ este octaedru.
Observație:
Alte N.C. la ionii de Fe, pot fi:
-NC=4, Fe(3+), hibridizare sp³ sau d³s; unele studii spun și de ionul Fe⁶⁺
-NC=5, Fe(CO)₅, hibridizare dsp², d²sp, d²sp².
Sper să înțelegeți, cum v-am explicat!
Explicație:
