Синтез и свойства комплексов железа (II) и железа (III)
Таблица 1.
Электронная конфигурация координ. иона |
Ион-комплексообразователь |
P, см–1 |
Лиганды |
Δ, см–1 |
Электр. конфигурация октаэдр. иона |
Спиновое состояние |
d4 |
Cr2+ |
23500 |
H2O |
13900 |
|
BC |
Mn3+ |
28000 |
H2O |
21000 |
|
BC | |
d5 |
Mn2+ |
25200 |
H2O |
7800 |
|
BC |
Fe3+ |
30000 |
H2O |
13700 |
|
BC | |
d6 |
Fe2+ |
17700 |
H2O |
10400 |
|
BC |
17700 |
CN– |
33000 |
|
HC | ||
Co3+ |
21000 |
F– |
1300 |
|
BC | |
21000 |
NH3 |
23000 |
|
HC | ||
d7 |
Co2+ |
22500 |
H2O |
10100 |
|
BC |
В рамках ТКП высокоспиновый комплекс [Fe(H2O)6]2+ с электронной конфигурацией будет менее устойчив (ЭСКП = 0,4Δокт), чем низкоспиновый [Fe(H2O)6]3+ (электронная конфигурация ЭСКП = 2,4 Δокт).
Распределение электронов между нижним (dγ) и верхним (dε) уровнями в тетраэдрических комплексах также зависит от соотношения Δ и P, но поскольку Δтетр < Δокт, тетраэдрические комплексы обычно остаются высокоспиновыми.
В отличие от метода валентных связей, ТКП, основываясь на электронной конфигурации центрального атома, положении лигандов в спектрохимическом ряду и симметрии комплекса, позволяет не только объяснять, но и предсказывать магнитные и спектроскопические свойства комплексов.
С физической точки зрения ТКП является весьма приближенной, поскольку учитывает только электростатическое взаимодействие между комплексообразователем и лигандами. ТКП не дает объяснения устойчивости комплексов с электронными конфигурациями центрального атома d0 и d10, однако существование подобных комплексов легко объяснимо с позиций метода молекулярных орбиталей.
Таблица 2. Физические свойства элементов триады железа [2].
Свойства |
26Fe |
27Co |
28Ni |
Атомная масса |
55,85 |
58,93 |
58,70 |
Электронная конфигурация |
[Ar]3d64s2 |
[Ar]3d74s2 |
[Ar]3d84s2 |
, нм |
0,126 |
0,130 |
0,124 |
, нм |
0,08 |
0,08 |
0,079 |
Энергия ионизации Э0 → Э+ , эВ |
0,58 |
0,94 |
1,28 |
Возможные степени окисления |
+2, +3, +6 |
+2, +3 |
+2, +3, +4 |
кларк, ат.% (распространенность в природе) |
1,5 |
1∙10-3 |
3∙10-3 |
Агрегатное состояние (н. у.) |
Т В Е Р Д Ы Е В Е Щ Е С Т В А | ||
Цвет |
серебристо-серый |
серо-стальной |
серебристо-белый |
tпл, 0С |
1539 |
1493 |
1455 |
Tкип, 0С |
3070 |
2880 |
2800 |
Плотность d, г/см3 |
7,87 |
8,9 |
8,91 |
Стандартный электродный потенциал |
-0,440 |
-0,277 |
-0,250 |
Фото |
|
|
|