مجمعات كيمياء التنسيق

1. مجمعات وألوان النيكل

1. Ni(H₂O)₆²⁺ مركب ( الشكل 1a)
   1. قم بإعداد محلول 1 متر من Ni (H ₂ O) ₆ ^{2 +} عن طريق إذابة NiSO ₄ في الحجم المناسب من الماء.
   2. قم بتخفيف محلول Ni (H ₂ O) ₆ ^{2 +} عن طريق إضافة 70 مل من محلول 1 M إلى 1,000 مل من الماء منزوع الأيونات.
   3. قسم Ni (H ₂ O) ₆ ^{2 +} على سبعة أكواب سعة 400 مل.
   4. يأخذ محلول النيكل المائي لونا أخضر فاتحا لأن الماء هو رابط ضعيف المجال.
   5. يشير طيف الامتصاص إلى امتصاص الأطوال الموجية الحمراء ، مما يبرر العكس ، الأخضر ، الذي يتم ملاحظته.
2. Ni(NH₃)₆²⁺ مركب ( الشكل 1b)
   1. أضف محلول الأمونيا المائي 5 أمتار إلى الدورق وحركه.
   2. يأخذ المحلول لونا أزرق غامق ، مما يشير إلى أن المحلول يمتص الضوء البرتقالي الذي يكون أعلى في الطاقة من الضوء الأحمر.
   3. يشير طيف الامتصاص إلى امتصاص الأطوال الموجية الصفراء ، مما يبرر العكس ، الأزرق ، الذي لوحظ.
      1. الأمونيا هي ترابط مجال أقوى من الماء ، مما يزيد من الانقسام بين المدارات t _2g و e _g .
3. Ni(en)₃²⁺ مركب (الشكل 1c)
   1. أضف محلول إيثيلين ديامين (en) بنسبة 30٪ إلى مركب Ni(H₂O)₆²⁺ المائي وقلب.
   2. يتحول المحلول تدريجيا من الأزرق الفاتح إلى الأزرق إلى الأرجواني حيث تنسق جزيئات الإيثيلين ديامين تدريجيا حول المركز المعدني لتشكل في النهاية Ni (en) ^{3 +} .
   3. الإيثيلين ديامين هو ترابط أقوى من الماء أو الأمونيا وهو bidentate. يشير اللون الأرجواني إلى أن المحلول يمتص الضوء الأصفر الذي يكون أعلى في الطاقة من الضوء البرتقالي أو الأحمر.
   4. يشير طيف الامتصاص إلى امتصاص الأطوال الموجية الصفراء ، مما يبرر العكس ، الأرجواني ، الذي لوحظ.
4. Ni(dmg)₂²⁺ مركب ( الشكل 1d)
   1. ثنائي ميثيل جلوكسين (dmg) هو ترابط بيدينتات يخلب عددا كبيرا من المعادن. مطلوب جزيئين فقط من dmg لكل مركز معدني لأن Ni (dmg) ₂ ^{2 +} له هندسة مربعة المستو.
   2. أضف 1٪ dmg إلى المركب المائي.
   3. يتشكل الراسب الوردي / الأحمر الصلب ، المركب Ni (dmg) ₂ ^{2 +} المركب.
   4. طيف الإرسال المرئي للمجمع غير ممكن ، لكن اللون الأحمر يشير إلى امتصاص الضوء الأخضر. الأخضر هو طاقة أعلى من الأصفر والبرتقالي والأحمر.
5. Ni(CN)₄^2- مركب (الشكل 1e)
   1. أيون السيانيد (CN^-) أحادي الأسنان ، ولكنه رابط مجال قوي جدا ، والذي يشكل أيضا مجمعات مربعة مستوية مع النيكل (II).
   2. أضف محلول 1 M KCN.
   3. أصفر Ni(CN)₄^2- يتشكل مركب على الفور تقريبا.
      1. ملحوظة: يجب أن يتم العمل مع أملاح السيانيد بعناية فائقة. قد تؤدي إضافة الحمض إلى تكوين غاز السيانيد.
   4. السيانيد هو رابط أقوى من أي من الروابط الأخرى نظرا لوجود رابطة σ من الترابط إلى المعدن والترابط الخلفي π من المعدن إلى الترابط. يشير اللون الأصفر إلى أن المحلول يمتص الضوء الأزرق ، وهو أعلى في الطاقة من الأخضر والأصفر والبرتقالي والأحمر.
   5. يشير طيف الامتصاص إلى امتصاص الأطوال الموجية الصفراء ، مما يبرر العكس ، الأرجواني ، الذي لوحظ.

2. قوة الترابط

1. وفقا للسلسلة الكيميائية الطيفية ، فإن بعض الروابط أقوى مجال من غيرها ، والتي تتوافق مع حجم انقسام المدارات d لأيون المعدن المركزي.
2. تحل روابط المجال الأقوى محل روابط المجال الأضعف في المحلول.
3. يظهر المحلول المائي من كبريتات النيكل باللون الأخضر الفاتح لأن Ni (H ₂ O) ₆ ^{2 +} يتشكل المعقد.
4. أضف بالتتابع محاليل الأمونيا والإيثيلين ديامين وثنائي ميثيل جليوكسيم والسيانيد إلى المحلول المحتوي على النيكل أثناء التحريك.
5. بعد كل إضافة ، يختفي اللون السابق ويظهر اللون الجديد.
6. يشير تغير اللون إلى تكوين مجمع تنسيق جديد مدفوع بقوة الترابط. يمكن قياسها كميا من خلال ثابت التوازن لكل تفاعل:
   Ni(H₂O)₆²⁺(aq) + 6 NH₃ (aq) → Ni(NH₃)₆²⁺ (aq) + 6 H₂OK_}eq = 1.2 x 10⁹
   Ni(NH₃)₆²⁺ (aq) + 3 en(aq) → Ni(en)₃²⁺ (aq) + 6 NH₃ (aq)K_}eq = 1.1 x 10^}9
   Ni(en)₃²⁺ (aq) + 2 Hdmg(aq) → Ni(dmg)₂ (s) + 3 en(aq) + 2 H⁺ (aq)K_eq = 1.35 x 10⁵
   Ni(dmg)₂ (ق) + 4 CN^- (aq) - → Ni(CN)₄^}-2 (aq) + 2 dmg^- (aq)K_eq = 6.3 x 10⁷
7. ثابت الاتزان في كل تفاعل كبير جدا (>1) ، مما يشير إلى أن التفاعلات كلها مدفوعة بالمنتج.

الشكل 1. هياكل مجمعات تنسيق النيكل (II) a-e.