Как определить степень окисления в комплексном соединении
- Комплексные соединения: структура и состав
- Пример комплексного соединения
- Определение степеней окисления элементов
- Определение степени окисления хлора
- Общий заряд комплексного соединения
- Определение степени окисления ионов водорода и золота
Комплексные соединения: структура и состав
Комплексные соединения представляют собой химические вещества с сложной структурой, которые состоят из центрального атома, комплексообразователя, а также внутренней и внешней сферы. Внутренняя сфера состоит из нейтральных молекул или ионов, называемых лигандами, которые тесно связаны с комплексообразователем. Внешняя сфера может состоять из анионов или катионов. Важной характеристикой комплексного соединения является степень окисления элементов, которые входят в его состав.
Пример комплексного соединения
Давайте возьмем для примера соединение, образующееся при реакции золота с смесью концентрированной соляной и азотной кислот – так называемую "царскую водку". Реакция протекает по следующей схеме: Au + 4HCl + HNO3 = H[Au(Cl)4] + NO + 2H2O. В результате образуется комплексное соединение – тетрахлораурат водорода. В этом соединении ион золота является комплексообразователем, ион хлора – лигандом, а ион водорода – внешней сферой.
Определение степеней окисления элементов
Как определить степени окисления элементов в таком комплексном соединении? Сначала необходимо определить, какой из элементов будет самым электроотрицательным, то есть тем, который будет притягивать к себе общую электронную плотность. В данном случае это хлор, так как он расположен в верхней правой части таблицы Менделеева и является одним из самых электроотрицательных элементов. Следовательно, степень окисления хлора будет отрицательной.
Определение степени окисления хлора
Хлор, аналогично другим галогенам, расположен в 7-й группе таблицы Менделеева и имеет 7 электронов на внешнем электронном уровне. Чтобы достичь устойчивого положения, хлору необходимо притянуть еще один электрон на свой внешний уровень. Таким образом, степень окисления хлора в этом комплексном соединении будет равна -1. Учитывая, что в соединении присутствуют 4 иона хлора, общий заряд будет равным -4.
Общий заряд комплексного соединения
Однако сумма всех степеней окисления элементов, входящих в состав молекулы, должна быть равна нулю, так как молекула должна быть электрически нейтральной. Поэтому отрицательный заряд -4 должен быть компенсирован положительным зарядом +4, который возникает за счет присутствия ионов водорода и золота в соединении.
Определение степени окисления ионов водорода и золота
Водород, находясь в самом верху таблицы Менделеева и имея только один электрон для образования химической связи, имеет степень окисления +1. Следовательно, для того чтобы общий заряд молекулы был равен нулю, ион золота должен иметь степень окисления +3.
Таким образом, степень окисления элементов в данном комплексном соединении определена. Этот пример наглядно демонстрирует важность понимания структуры и состава комплексных соединений при изучении химии.
