5.5  РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ “КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ”
(для нехимических специальностей)

1. Определите, чему равен заряд комплексного иона и степень окисления комплексообразователя в следующих соединениях:  а) Mg[CuI₄],  б) [Pd(NH₃)₄]SO₄,  в) [Al(H₂O)₅Cl]Br₂.

Решение.

а) В соединении Mg[CuI₄] во внешней сфере находится двухзарядный катион Mg²⁺. Суммарный заряд ионов внешней сферы и комплексного иона должен быть равен нулю. Поэтому комплексный ион имеет заряд –2: [CuI₄]^2–. Комплексообразователем в рассматриваемом соединении является ион меди, а лигандами – иодид-ионы I^– с зарядом –1. Сумма степени окисления * x комплексообразователя и суммарного заряда всех лигандов должна равняться заряду комплексного иона: 

x+4·(–1)= –2 ,

откуда x=2, т.е. степень окисления комплексообразователя равна +2 (ион Cu²⁺).

Ответ:  –2, +2.

б) Соединение [Pd(NH₃)₄SO₄] является нейтральным комплексом (заряд внутренней сферы равен нулю, внешняя сфера отсутствует). Лигандами служат молекулы аммиака, имеющие нулевой заряд, и ион SO₄^2–. Исходя из равенства заряда комплексной частицы сумме степени окисления комплексообразователя и зарядов всех лигандов, получаем уравнение

x+4·0+(–2)=0 ,

откуда определяем степень окисления палладия:  x=2 (т.е. комплексообразователь – ион Pd²⁺).

Ответ:  0, +2.

в) В соединении [Al(H₂O)₅Cl]Br₂ во внешней сфере находятся два иона Br^–, суммарный заряд которых равен –2. Тогда, принимая во внимание, что молекула в целом электронейтральна, получаем, что заряд комплексного иона равен +2. Он складывается из искомой степени окисления * алюминия и зарядов лигандов – пяти нейтральных молекул воды и иона Cl^– – в соответствии с уравнением

x+5·0+(–1)=2 ,

откуда x=3.

Ответ:  +2, +3.

2. Напишите формулы следующих комплексных соединений:  а) тетрацианодиамминплатинат (II) калия,  б) динитротетраакваалюминия (III) бромид. В ответе укажите заряд комплексного иона и координационное число комплексообразователя.

Решение.

а) Согласно номенклатуре комплексных соединений, лиганды перечислены в начале названия внутренней сферы. Лигандами являются четыре иона CN^– (тетрациано-) и две молекулы NH₃ (диаммин-). Комплексообразователем комплексного аниона служит двухзарядный ион Pt²⁺ (-платинат(II)). Определим заряд z комплексного иона, складывающийся из степени окисления комплексообразователя и зарядов лигандов:

z = 2+4·(–1)+2·0 = –2

Таким образом, внутренняя сфера представляет собой анион [Pt(CN)₄(NH₃)₂]^2–. Во внешней сфере, согласно названию соединения, находятся ионы K⁺, количество которых равно 2, т.к. молекула должна иметь нулевой заряд. Получаем формулу комплексного соединения в виде K₂[Pt(CN)₄(NH₃)₂]. Общее количество лигандов равно 6. Оно определяет координационное число комплексообразователя.

Ответ:  –2; 6.

б) Лигандами комплексного соединения являются два иона NO₂^– (динитро-) и четыре молекулы H₂O (тетрааква-), а комплексообразователем служит Al³⁺ (алюминия(III)). Следовательно, заряд комплексного катиона равен

z = 3+2·(–1)+4·0 = +1 ,

а формулу комплексного иона можно записать в виде [Al(NO₂)₂(H₂O)₄]⁺. Судя по названию, во внешней сфере находятся бромид-ионы Br^–, количество которых должно быть равно 1 согласно условию электронейтральности молекулы. Формула комплексного соединения:  [Al(NO₂)₂(H₂O)₄]Br. По количеству лигандов (два иона NO₂^– и четыре молекулы воды) определяем, что координационное число комплексообразователя равно 6.

Ответ:  +1; 6.

3. Определите, каким станет заряд комплексного иона [Cd(CNS)₄]^2–, если три роданидных лиганда заменить на три молекулы аммиака.

Решение.

Лиганды CNS^– заряжены отрицательно, а молекулы аммиака имеют нулевой заряд. Поэтому в результате замены трех лигандов CNS^– на три молекулы NH₃ заряд комплексного иона увеличится на 3 и станет равным –2+3=+1 (образуется ион [Cd(NH₃)₃CNS]⁺).

Ответ:  +1.

4. Составьте координационную формулу соединения NiBr₂·5NH₃, если координационное число комплексообразователя равно 6. В ответе укажите заряд комплексного иона.

Решение.

В координационной формуле внутренняя сфера соединения (комплексообразователь и лиганды) должна быть записана внутри квадратных скобок, а внешняя сфера – за скобками. Комплексообразователем в данном случае служит ион Ni²⁺. Молекулы аммиака могут находиться только в числе лигандов во внутренней сфере, т.к. они электронейтральны. Бромид-ионы Br^– могут быть лигандами или находиться во внешней сфере. По условию координационное число никеля равно шести, поэтому лигандами являются 5 молекул аммиака и один ион Br^–, а другой бромид-ион составляет внешнюю сферу комплексного соединения [Ni(NH₃)₃Br]Br, в котором заряд комплексного иона равен +1.

Ответ:  +1.

5. Напишите уравнение первичной диссоциации в водном растворе комплексной соли Ca₂[Fe(CN)₆]. В ответе укажите количество образующихся положительно заряженных ионов.

Решение.

Первичная диссоциация комплексного соединения происходит с образованием ионов внешней сферы и комплексных ионов:

Ca₂[Fe(CN)₆]  2Ca²⁺ + [Fe(CN)₆]^4–

При этом образуются два положительно заряженных иона (Ca²⁺).

Ответ:  2.

6. Напишите уравнение диссоциации комплексного иона [Zn(NH₃)₃CN]⁺. В ответе укажите общее количество ионов и молекул, образующихся при диссоциации.

Решение.

Диссоциация комплексного иона (вторичная диссоциация) происходит с образованием иона комплексообразователя (иона Zn²⁺), а также лигандов (молекул NH₃ и ионов CN^–):

[Zn(NH₃)₃CN]⁺  Zn²⁺ + 3NH₃ + CN^– .

Общее количество образовавшихся частиц (молекул и ионов) равно 5.

К следующему разделу

К оглавлению