Complexes, ligands et changements de couleur
Introduit| English | Sens |
|---|---|
| ligand/ˈlɪɡænd/ | ligand |
| coordination number/kəʊˈɔːdɪneɪʃn ˈnʌmbə/ | nombre de coordination |
| octahedral/ˌɒktəˈhiːdrəl/ | octaédrique |
| Absorption/əbˈsɔːpʃn/ | Absorption |
Compter ce qui se lie réellement
- Un ligand donne une paire d'électrons à un ion métallique. Le nombre de coordination compte les atomes donneurs directement liés à cet métal.
- Trois ligands bidentates en possèdent six atomes donneurs. Un complexe à six coordinats a souvent une géométrie octaédrique.
Trois ligands bidentates donnent nécessairement un nombre de coordination trois.
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Chaque ligand apporte deux atomes donneurs, ce qui donne six.
Garder séparées les configurations atomiques et ioniques
- Le chrome est [Ar]3d⁵4s¹ et le cuivre est [Ar]3d¹⁰4s¹. Retirer les électrons 4s avant les 3d pour former des ions positifs.
- Cu²⁺ est d⁹ et satisfait au critère d'élément de transition. Zn²⁺ est d¹⁰ ; le zinc ne satisfait pas cette définition.
Quel ion possède une sous-couche d incomplète ?
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Le cuivre(II) est d⁹, satisfaisant la condition de sous-couche d incomplète.
Résoudre la charge avant d'interpréter la couleur
- Dans [Cr(H₂O)₄Cl₂]⁺, l'eau neutre contribue par zéro et deux chlorures contribuent par −2. Le chrome est +3.
- Quatre donneurs d'eau plus deux donneurs chlorure donnent un nombre de coordination de six. Ni la couleur ni le seul nombre de ligands ne déterminent tous les détails structuraux.
Pour [Co(en)₃]³⁺, trois ligands en neutres laissent le cobalt à +3 et donnent six atomes donneurs.
Trouver l'état d'oxydation du chrome dans [Cr(H₂O)₄Cl₂]⁺.
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x − 2 = +1, donc x = +3.
Expliquer la couleur via les niveaux d'énergie
- Les ligands scindent les niveaux d'énergie des orbitales d. L'absorption d'une lumière visible appropriée promeut un électron entre ces niveaux.
- Changer de ligand, d'état d'oxydation ou de nombre de coordination peut modifier l'écart. Un ion d⁰ ou d¹⁰ n'a pas de transition d–d appropriée.
Quels deux changements peuvent modifier le fractionnement des orbitales d ?
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L'environnement du ligand et l'état d'oxydation affectent l'écart énergétique des orbitales d.
Séparer les deux rôles de l'ammoniac
- Une petite quantité d'ammoniac précipite l'hydroxyde de cuivre en acceptant des protons de l'eau coordonnée.
- Un excès d'ammoniac remplace les ligands d'eau et dissout le précipité pour donner une solution bleu profond. Le cuivre reste +2.
Les complexes à quatre coordinats peuvent être tétraédriques ou plans carrés ; le même nombre de coordinats peut avoir une géométrie différente.
Comptez les paires de donneurs et les sites de coordination, suivez l'état d'oxydation du métal et distinguez la précipitation du remplacement des ligands avant d'interpréter un changement de couleur.
L'ammoniac en excès donne au cuivre(II) une solution _____ profondément colorée.
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Le complexe ammine dissous est bleu foncé, contrairement au précipité bleu pâle initial.