เพื่อกำหนดโครงสร้างของโมเลกุลโดยใช้วิธีของกิลเลสปี มีการนำเสนอขั้นตอนต่อไปนี้
1. ขึ้นอยู่กับสูตรของโมเลกุล จำนวนลิแกนด์ n ซึ่งอะตอมกลางก่อให้เกิดพันธะจะถูกกำหนด และเขียนสูตร AX n E m เพื่อระบุค่าของ n
2. ค้นหาจำนวนพันธะและคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวทั้งหมด (n + m) โดยใช้สูตร:
(n + m) = 1/2 (N c + N l – z) – ,
โดยที่ N c คือจำนวนอิเล็กตรอนของอะตอมกลางบนชั้นอิเล็กทรอนิกส์ด้านนอก N l คือจำนวนอิเล็กตรอนของลิแกนด์ที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของพันธะกับอะตอมกลางคือจำนวน - พันธะในโมเลกุล z คือประจุของไอออน (ในกรณีกำหนดโครงสร้างของโมเลกุลไอออน)
3. พิจารณาการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของคู่อิเล็กตรอนทั้งหมด (พันธะและพันธะเดี่ยว)
4. พบจำนวนคู่อิเล็กตรอนเดี่ยว m และระบุสูตรของโมเลกุล AX n E m (ระบุค่าของ m)
5. มีการสร้างรูปทรงเรขาคณิตของโมเลกุลแล้ว
คำถามที่ 18)ประจุประสิทธิผลของอะตอมในโมเลกุล โมเมนต์ไดโพลของพันธะ โมเมนต์ไดโพลของโมเลกุล โมเมนต์ไดโพลของโมเลกุลและโครงสร้างของมันโดยใช้ตัวอย่าง....
ประจุที่มีประสิทธิผลของอะตอมแสดงถึงความแตกต่างระหว่างจำนวนอิเล็กตรอนที่อยู่ในอะตอมที่กำหนดในสารเคมี con. และจำนวนอิเล็กตรอนอิสระ อะตอม. ในการประมาณค่าประจุที่มีประสิทธิผลของอะตอม แบบจำลองจะถูกใช้โดยปริมาณที่กำหนดจากการทดลองจะแสดงเป็นฟังก์ชันของประจุแบบจุดที่ไม่สามารถโพลาไรซ์ได้ซึ่งแปลเป็นภาษาท้องถิ่นบนอะตอม ตัวอย่างเช่น โมเมนต์ไดโพลของโมเลกุลไดอะตอมมิกถือเป็นผลคูณของประจุที่มีประสิทธิผลของอะตอมและระยะห่างระหว่างอะตอม ภายในกรอบของแบบจำลองดังกล่าว ประจุที่มีประสิทธิผลของอะตอมสามารถคำนวณได้โดยใช้ข้อมูลเชิงแสง หรือ X-ray spectroscopy, NMR เป็นต้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอิเล็กตรอนมีความหนาแน่นในทางเคมี คอน แยกส่วนและไม่มีขอบเขตระหว่างอะตอม จึงไม่สามารถอธิบายความแตกต่างได้ ลักษณะการเชื่อมต่อ ประจุอะตอมมิกที่มีประสิทธิภาพหนึ่งชุด ค่าของตัวบ่งชี้นี้กำหนดโดยการทดลองต่างๆ วิธีการอาจไม่ตรงกัน ประจุอะตอมมิกที่มีประสิทธิผลสามารถกำหนดได้จากพื้นฐานของเคมีควอนตัม การคำนวณ
การวัดขั้วของพันธะ – โมเมนต์ไดโพล () – ถูกกำหนดโดยผลิตภัณฑ์
โดยที่ q คือประจุที่มีประสิทธิผล ล– ความยาวไดโพล (ระยะห่างระหว่างสองที่มีขนาดเท่ากันและตรงข้ามในประจุเครื่องหมาย +q และ –q)
โมเมนต์ไดโพลเป็นปริมาณเวกเตอร์ แนวคิดของ "โมเมนต์ไดโพลพันธะ" และ "โมเมนต์ไดโพลของโมเลกุล" เกิดขึ้นพร้อมกันสำหรับโมเลกุลไดอะตอมมิกเท่านั้น โมเมนต์ไดโพลของโมเลกุลเชิงซ้อนเท่ากับผลรวมเวกเตอร์ของโมเมนต์ไดโพลของพันธะทั้งหมด โมเมนต์ไดโพลของโมเลกุลโพลีอะตอมมิกนั้นไม่เพียงขึ้นอยู่กับขั้วของพันธะแต่ละตัวในโมเลกุลเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตของโมเลกุลด้วย
ตัวอย่างเช่น ในโมเลกุล CO 2 เชิงเส้น พันธะ C–O แต่ละตัวจะมีขั้ว แต่โมเลกุลโดยรวมไม่มีขั้ว
( (CO 2) = 0) เนื่องจากโมเมนต์ไดโพลของพันธะชดเชยซึ่งกันและกัน (รูปที่ 8.1) ในโมเลกุลเชิงมุม H 2 O พันธะจะอยู่ที่มุม 104.5 o และผลรวมเวกเตอร์ของโมเมนต์ไดโพลของพันธะทั้งสองจะแสดงด้วยเส้นทแยงมุมของสี่เหลี่ยมด้านขนาน (รูปที่ 8.1) ถ้า ¹ 0 แสดงว่าโมเลกุลนั้นมีขั้ว
สิ่งสำคัญคือ ยิ่งโมเลกุลมีความสมมาตรมากเท่าใด μ ของมันก็จะยิ่งต่ำลง เช่น โมเลกุลสมมาตร (CO 2 ; BCl 3 ; CCl 4 ; PCl 5 ; SF 6) จะไม่มีขั้วและมี μ = 0
คำถามที่ 19)หลักการพื้นฐานของวิธีโมเลกุลออร์บิทัล (MO LCAO) อธิบายคุณสมบัติพาราแมกเนติกของ ... และค้นหาความหลายหลากของการเชื่อมต่อใน ... และ ...
บทบัญญัติพื้นฐานของวิธี MO:
1) e มีประชากรรวมกันตามหลักการของ Pauli: ใน 1 วงโคจรไม่เกินไม่เกิน 2 e)
และกฎของฮุนด์: เมื่อมีออร์บิทัลที่มีพลังงานเท่ากัน ออร์บิทัลเหล่านี้จะถูกเติมด้วย 1 e ก่อน
2) แอนติบอดีแต่ละตัวจะลบล้างผลของพันธะอิเล็กตรอน หากมีการละลายมากกว่าหรือมีปริมาณเท่ากันกับสารยึดเกาะ โมเลกุลจะไม่เกิดขึ้น Kr st = (หมายเลข e (พันธบัตร) - หมายเลข e (ตัวแบ่ง))/ 2
3) MMO ช่วยให้คุณกำหนดคุณสมบัติทางแม่เหล็กของโมเลกุล: หากโมเลกุลมีอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่แสดงว่าเป็นพาราแมกเนติกอนุภาคดังกล่าวจะถูกผลักออกจากสนามแม่เหล็กอนุภาคที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่เรียกว่าอนุมูล มีฤทธิ์ทางเคมีและเป็นพิษ โมเลกุลที่ทุกอย่างจับคู่กันนั้นเป็นไดแม่เหล็ก พวกมันไม่ทำปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็ก
ชุดพลังงาน MO
คำถามที่ 20)หลักการพื้นฐานของวิธีเวเลนซ์บอนด์เมื่ออธิบายพันธะเคมีในสารประกอบเชิงซ้อน ดูตัวอย่าง...และ...
จากข้อมูลของ MBC ในระหว่างการก่อตัวของ CS พันธะ d/a เกิดขึ้นเนื่องจากคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวของลิแกนด์และเซลล์ควอนตัมอิสระของสารก่อให้เกิดสารเชิงซ้อน ในกรณีนี้ ออร์บิทัลของสารก่อให้เกิดสารเชิงซ้อนจะเกิดการผสมพันธุ์ ในกรณีของ sp ลูกผสมเป็นรูปสามเหลี่ยมปกติ sp3 เป็นจัตุรมุข dsp2 เป็นโมเลกุลสี่เหลี่ยม dsp3 เป็นปิรามิดแบบตรีโกณมิติ d2sp3 เป็นแปดหน้า คู่ e อิสระที่ลิแกนด์ครอบครองจะเข้าไปเติมเต็มวงโคจรว่างของไอออนที่อยู่ตรงกลาง ออร์บิทัลเหล่านี้จะรวมกันเป็นการผสมแบบผสมโดยขึ้นอยู่กับหมายเลขโคออร์บิทัล (CN)
คำถามที่ 21)หลักการพื้นฐานของทฤษฎีสนามคริสตัลเมื่ออธิบายพันธะเคมีในสารประกอบเชิงซ้อน ดูตัวอย่าง...และ...
ประเด็นสำคัญ:
1. การเชื่อมต่อระหว่าง c/o และลิแกนด์ถือเป็นไฟฟ้าสถิต
2. ลิแกนด์ถือเป็นพอยต์ไอออนหรือพอยต์ไดโพล โครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของพวกมันจะถูกละเว้น
3. ลิแกนด์และ c/o ถือว่าคงที่อย่างเข้มงวด
4. พิจารณาโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของ c/o อย่างละเอียด
คำถามที่ 22)เทียบเท่าในปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน (หรือในปฏิกิริยารีดอกซ์) ปัจจัยความเท่าเทียมกัน มวลโมลาร์ที่เทียบเท่า ปริมาตรโมลาร์ที่เทียบเท่า ขอยกตัวอย่างสามตัวอย่าง กฎแห่งการเทียบเท่า
เทียบเท่าคืออนุภาคจริงหรือตามเงื่อนไขของสาร X ซึ่งในปฏิกิริยากรด-เบสหรือปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนจะเทียบเท่ากับไฮโดรเจนไอออน H + หนึ่งตัว (หนึ่ง OH - ไอออนหรือหนึ่งหน่วยประจุ) และในปฏิกิริยารีดอกซ์ที่กำหนดจะเทียบเท่ากัน ถึงหนึ่งอิเล็กตรอน กล่าวอีกนัยหนึ่ง สิ่งที่เทียบเท่าคือส่วนหนึ่งของโมเลกุลต่ออิเล็กตรอนใน ORR ที่กำหนดหรือต่อโปรตอน (ไฮดรอกซิลหนึ่งหน่วยประจุ) ในปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนที่กำหนด
ปัจจัยความเท่าเทียมกัน feq(X) คือตัวเลขที่แสดงเศษส่วนของอนุภาคจริงหรืออนุภาคทั่วไปของสาร X เทียบเท่ากับไฮโดรเจนไอออนหนึ่งตัวหรืออิเล็กตรอนหนึ่งตัวในปฏิกิริยาที่กำหนด กล่าวคือ เศษส่วนที่เทียบเท่ากับโมเลกุล ไอออน อะตอม หรือหน่วยสูตรของสาร ค่านี้จะแตกต่างกันไปตั้งแต่ศูนย์ถึงหนึ่ง
1 โมลสมมูล มีค่าเทียบเท่า 6.02.10 23 และมวลมีหน่วยเป็นกรัม เทียบเท่ามวลฟันกราม : M eq = f eq.M.
เทียบเท่าปริมาตรฟันกราม คือปริมาตรที่เทียบเท่ากับ 1 โมล in-va ภายใต้สภาวะปกติ
กฎแห่งการเทียบเท่า: สารจะทำปฏิกิริยาในปริมาณตามสัดส่วนที่เทียบเท่ากัน ถ้า n(เทียบเท่า 1) โมลเทียบเท่าของสารหนึ่งถูกนำมาใช้ จะต้องใช้จำนวนโมลเทียบเท่ากับสารอื่น n(equiv 2) ที่เท่ากันในปฏิกิริยานี้ กล่าวคือ (จำนวนเทียบเท่าของสารที่ทำปฏิกิริยากับที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเท่ากัน)
neq(A)= neq(B)= neq(C)= neq(D)
ตัวอย่าง: O2(0)----+4e----2O(-2)
เฟค = 1/4; Meq = M* feq = 34*1/4 = 8 กรัม/โมล; Veq = Vm*feq = 22.4*1/4=5.6 ลิตร/โมล*eq
คำถามที่ 23)กฎแห่งการเทียบเท่า การเขียนกฎหมายรูปแบบต่างๆ (ปฏิกิริยาในสารละลาย ปฏิกิริยาในสถานะก๊าซ) ความเข้มข้นปกติคืออะไร และเกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของฟันกรามอย่างไร
คำถามที่ 22
1 โมลสมมูล มี 6.02.10 23 เทียบเท่า และมวลเป็นกรัมจะเป็นมวลโมลาร์ที่เทียบเท่า: M eq = f eq.M จำนวนโมลที่เทียบเท่าของผู้เข้าร่วมแต่ละคนในกระบวนการสามารถพบได้ดังนี้: ; โดยที่ m A และ m B คือมวลของ A และ B ดังนั้นอีกรายการหนึ่งสำหรับกฎการเทียบเท่าจึงมี: “จำนวนโมลของผู้เข้าร่วมที่เทียบเท่ากันในกระบวนการที่กำหนดจะเป็นค่าคงที่”: n eq.A = n eq.B = n eq.C = … = const
หากผู้เข้าร่วมในกระบวนการอยู่ในสารละลาย จะสามารถหาจำนวนโมลที่เทียบเท่าของแต่ละคนได้โดยการคูณความเข้มข้นปกติของสารด้วยปริมาตรของสารละลาย ด้วยเหตุนี้ ในกรณีนี้ กฎแห่งการเทียบเท่าจะอยู่ในรูปแบบ:
สำหรับการคำนวณทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับก๊าซพร้อมกับมวลโมลาร์ จะใช้ค่า 22.4 ลิตร (ปริมาตรของก๊าซ 1 โมลภายใต้สภาวะปกติ) เข้าในลักษณะเดียวกัน: 
.
ความเข้มข้นปกติ (ความเป็นปกติ) n ของสารละลายแสดงจำนวนโมลเทียบเท่าของสารที่ละลายอยู่ในสารละลาย 1 ลิตร
n r.v mol eq = CH * V dis-ra
ความสัมพันธ์ระหว่าง Sn และ Sm: ที่ feq< 1 Сн >ซม
คำถามที่ 24)การจำแนกประเภทของปฏิกิริยารีดอกซ์ ให้ยกตัวอย่างปฏิกิริยาแต่ละประเภท 2 ตัวอย่าง (อย่าใช้สมการจากภารกิจที่ 5)
การจำแนกประเภท OVR:
กลุ่มที่ 1 - ปฏิกิริยาของปฏิกิริยาออกซิเดชันระหว่างอะตอมและระหว่างโมเลกุล การรีดักชัน - เป็นปฏิกิริยาที่การแลกเปลี่ยน e เกิดขึ้นระหว่างอะตอม โมเลกุล หรือไอออนที่แตกต่างกัน
2KBr+ Cl2 ถึง Br2+ 2KCl
2) กลุ่มที่ 2 – ปฏิกิริยาที่ไม่สมส่วน ในปฏิกิริยาที่ไม่สมส่วน โมเลกุลหรือไอออนของสารชนิดเดียวกันจะทำปฏิกิริยากันในฐานะตัวรีดิวซ์และตัวออกซิไดซ์
ตัวอย่างเช่น: (N -3 H 4) 2 Cr +6 2 O 7 N 0 2 + Cr +3 2 O 3 + 4H 2 0
Cl2 + 2NaOH และ NaCl + NaClO+H2O
3Cl2+ 6NaOH ถึง 5 NaCl + NaClO3 + 3H2O
3) กลุ่มที่ 3 - ปฏิกิริยาของการเกิดออกซิเดชันภายในโมเลกุลการรีดิวซ์ซึ่งตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์อยู่ในโมเลกุลเดียว: 2KClO3 à 3O2 + 2KCl
4) กลุ่มที่ 4 – ปฏิกิริยาต่อต้านความไม่สมส่วน ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างองค์ประกอบเดียวกันในสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกและลบจะเกิดขึ้นในระดับกลาง ศิลปะ. ออกซิเดชัน
2H2S + SO2 และ 3S + 2H2O
(ยังไม่มีข้อความ 3- ชั่วโมง 4) 2 ไม่มี 3+ O 2 = ไม่มี 2 0 + ชั่วโมง 2 O
คำถามที่ 25)สารรีดิวซ์ทั่วไปใน OVR ผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากออกซิเดชันมีอะไรบ้าง? ยกตัวอย่าง. การจำแนกประเภทของ OVR
ตัวรีดิวซ์ – สารที่มีโมเลกุลหรือไอออนให้อิเล็กตรอน สารรีดิวซ์ทั่วไป:
อะตอม Me, ไอออน NeMe มีประจุบวก ไอออน NeMe, Me ซึ่งบริจาคอิเล็กตรอน กลุ่มที่ 1: Fr Cs K Na Li Ba Sr Ca Mg
กลุ่ม 2: Br (-) S (2-) Cl(-) I (-) Se(2-)
กลุ่มที่ 3: SO3 NO2 SnO2
กลุ่ม 4: แคตไอออนของโลหะ Sn Fe Cr Mn ในสถานะออกซิเดชันต่ำ
กลุ่มที่ 5: H2 C N2H2 CO SO2
สารประกอบแอมโมเนียและแอมโมเนียม
HCl(เฉพาะความเข้มข้น) KBr NaI CuS(2-)
ผลิตภัณฑ์ออกซิเดชันของพวกเขา: หากองค์ประกอบเป็นตัวรีดิวซ์ สถานะออกซิเดชันของมันจะเพิ่มขึ้น
เฟ(+2) à เฟ(+3)
ไนไตรต์เป็นไนเตรต
ซัลไฟต์เป็นซัลเฟต
NH3àin N2 หรือ HNO3 (หรือเกลือ)
S(2-) à S(0) SO4 (กรดหรือเกลือ)
HHal และ Br2 I2 Cl2
HNO2 à โดยปกติจะอยู่ใน NO
คำถามจำแนกประเภท 25
ตัวอย่าง:
2KMnO4+ 10KBr (ตัวรีดิวซ์) + 8H2SO4 ถึง 2MnSO4 + 5Br2+ 6K2SO4 +8H2O
KMnO4 + 16HCl ถึง 5Cl2+2 MnCl2 + 2KCl +8H2O
คำถามที่ 26)สารออกซิไดซ์ทั่วไปใน ORR ผลิตภัณฑ์ฟื้นตัวของพวกเขามีอะไรบ้าง? การจำแนกประเภทของ OVR ยกตัวอย่าง.
ตัวออกซิไดซ์คือสารที่มีโมเลกุลหรือไอออนรับอิเล็กตรอน สารออกซิไดซ์ทั่วไป:
1) สารที่โมเลกุลประกอบด้วยอะตอมขององค์ประกอบในสถานะออกซิเดชันเชิงบวกที่สูงกว่าเช่น: KMn +7 O 4, KBi +5 O 3, K 2 Cr 2 +6 O 7, Pb +4 O 2; โครเมต, ไดโครเมต, แมงกาเนต
2) ไอออนบวกของโลหะที่มีประจุสูงกว่า (สถานะออกซิเดชันที่สูงขึ้น) เช่น Fe +3; ออสเตรเลีย +3 ; เอสเอ็น+4 ;
3) ฮาโลเจนและออกซิเจน (ที่อุณหภูมิสูง)
H2O2, H2SO4(k), HNO3
การจำแนกประเภทของ OVR: คำถามที่ 24
ผลิตภัณฑ์ฟื้นฟู: หากองค์ประกอบเป็นตัวออกซิไดซ์ สถานะออกซิเดชันจะลดลง ในบรรดาสารอย่างง่าย คุณสมบัติการออกซิไดซ์เป็นลักษณะของอโลหะทั่วไป (F 2, Cl 2, Br 2, I 2, O 2, O 3) ฮาโลเจนซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ จะมีสถานะออกซิเดชันที่ –1 และคุณสมบัติการออกซิไดซ์จะลดลงจากฟลูออรีนไปเป็นไอโอดีน เมื่อออกซิเจนลดลงจะได้สถานะออกซิเดชัน –2 (H 2 O หรือ OH–)
กรดซัลฟิวริกเข้มข้นแสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์เนื่องจากซัลเฟอร์มีสถานะออกซิเดชันสูงสุดที่ +6 H 2 SO 4 ที่เข้มข้นในการทำปฏิกิริยากับโลหะสามารถลดลงเป็น SO 2, S หรือ H 2 S องค์ประกอบของผลิตภัณฑ์รีดิวซ์ถูกกำหนดโดยกิจกรรมของโลหะ ความเข้มข้นของกรด และอุณหภูมิ ที่อุณหภูมิปกติ กรดซัลฟิวริกเข้มข้นจะไม่ทำปฏิกิริยากับโลหะ เช่น เหล็ก โครเมียม และอะลูมิเนียม (ปรากฏการณ์ทู่) และเมื่อถูกความร้อน H 2 SO 4 จะไม่ทำปฏิกิริยากับทองคำและแพลตตินัม โลหะที่มีฤทธิ์ต่ำซึ่งอยู่ในชุดของศักย์ไฟฟ้าอิเล็กโทรดมาตรฐานทางด้านขวาของไฮโดรเจน จะลดกรดซัลฟิวริกเข้มข้นให้เป็น SO 2 โลหะที่ออกฤทธิ์ (Ca, Mg, Zn ฯลฯ) จะลดกรดซัลฟิวริกเข้มข้นให้เป็นกำมะถันอิสระหรือไฮโดรเจนซัลไฟด์
ผลิตภัณฑ์รีดิวซ์ของ KMnO 4 ขึ้นอยู่กับ pH ของสภาพแวดล้อมที่เกิดปฏิกิริยา:
ในเกลือที่เป็นกรด Mn(+2) และเกลือ K+
ในความเป็นด่างถึง K2MnO4
ในสภาวะเป็นกลาง à MnO2 + KOH
ไดโครเมตโพแทสเซียมโครเมต K 2 Cr 2 O 7 ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด (H 2 SO 4) ลดลงเหลือ Cr 2 (SO 4) 3 ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างใน Cr(OH)3 หรือสารเชิงซ้อน
HNO3 (p) ส่วนใหญ่อยู่ใน NO และมีความเข้มข้นใน NO2
KClO4 NaBrO3 KClO2 สู่เกลือปราศจากออกซิเจน KCl NaBr
ฮาโลเจนใน Cl- Br- I- (กรดหรือเกลือ)
ตัวอย่าง:
2KMnO 4 (ตัวออกซิไดซ์) + 5Na 2 SO 3 + 3H 2 SO 4 = 5Na 2 SO 4 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O;
K 2 Cr 2 O 7 + 6FeSO 4 + 7H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 7H 2 O.
4Ca + 5H 2 SO 4 (คอนซี) = 4CaSO 4 + H 2 S + 4H 2 O
S + 2H 2 SO 4 (กระชับ) = 3SO 2 + 2H 2 O
FeO + 4HNO 3(conc) = Fe(NO 3) 3 + NO 2 + 2H 2 O;
C + 4HNO 3 (คอนซี) = CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O;
คำถามที่ 27)ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับสารประกอบเชิงซ้อน: สารก่อให้เกิดสารเชิงซ้อน ลิแกนด์ หมายเลขโคออร์ดิออน ทรงกลมด้านในและด้านนอก การจำแนกประเภทของสารประกอบเชิงซ้อน ยกตัวอย่าง.
เรียกว่าสารประกอบลำดับสูงกว่าที่เกิดจากรูปแบบทางเคมีที่มีความเสถียรง่ายกว่า (โมเลกุล, ไอออน, อะตอม) สารประกอบเชิงซ้อน.
รวมไอออนกลาง (อะตอม) การเชื่อมต่อที่เรียกว่า ตัวแทนเชิงซ้อน. (ไอออนขององค์ประกอบ d หรือ f มักจะน้อยกว่าขององค์ประกอบ p- หรือ s)
ไอออนหรือโมเลกุลรอบๆ c/o ทันที เรียกว่า แกนด์, รวมตัวกับ c/o ภายใน(ประสานงาน) ทรงกลม(เน้น).
ไอออน (โมเลกุล) ที่อยู่นอกทรงกลมชั้นในก่อตัวขึ้น ทรงกลมด้านนอกชุด การเชื่อมต่อ
จำนวนลิแกนด์ทั้งหมดภายใน ทรงกลมเรียกว่า หมายเลขประสานงาน.
การจำแนกประเภทของสารประกอบเชิงซ้อน ยกตัวอย่าง: ดูคำถามที่ 28
คำถามที่ 28)การจำแนกประเภทของสารประกอบเชิงซ้อน: ตามประเภทของลิแกนด์โคออร์ดิเนต, โดยประจุของไอออนเชิงซ้อน, ตามประเภทของสารประกอบ ศัพท์เฉพาะของสารประกอบเชิงซ้อน ยกตัวอย่าง.
การจำแนกประเภทของสารประกอบเชิงซ้อน:
1) ตามประเภทของลิแกนด์ที่มีการประสานงาน: +) คอมเพล็กซ์น้ำซึ่งมีลิแกนด์อยู่ โมเลกุลของน้ำ ตัวอย่างเช่น: Cl3,
+) อะมิโนเชิงซ้อน (แอมโมนิก): NH 3 ลิแกนด์ ตัวอย่างเช่น: Cl, (OH) 2.
+) สารเชิงซ้อนของกรดซึ่งลิแกนด์เป็นไอออนของสารตกค้างที่เป็นกรด ตัวอย่างเช่น: K, K 2
+)ไฮดรอกซีคอมเพล็กซ์ (OH) ตัวอย่าง: Na3
+) ชนิดผสม [Cr(H2O)5Cl]Cl2* H2O
2) ตามประจุของไอออนเชิงซ้อน: +) ประจุบวก – สารเชิงซ้อนมีประจุบวก c/o ตัวอย่างเช่น: 
Cl2
+) ประจุลบ – สารเชิงซ้อนมีประจุลบ c/o ตัวอย่างเช่น: 
+) เป็นกลาง – c/o ไม่มีค่าใช้จ่าย ตัวอย่างเช่น:
3) ตามคลาสการเชื่อมต่อ:
+) คอมเพล็กซ์กรด ตัวอย่างเช่น: H 2 H[AuCl4]
+) คอมเพล็กซ์ฐาน ตัวอย่างเช่น: โอ้ (OH)2
+) คอมเพล็กซ์เกลือ ตัวอย่างเช่น: K 3 Cl.
ระบบการตั้งชื่อ c.s.:
ขั้นแรกเราเรียกไอออนแล้วตามด้วยไอออนบวก แต่ระบุจำนวนและประเภทของลิแกนด์ ชื่อจะอ่านจากขวาไปซ้าย ชื่อของไอออนบวกและแอนไอออนจะถูกเขียนแยกกัน และระบุความจุของสารก่อให้เกิดสารเชิงซ้อน
ในกรณีของประจุลบ รากของชื่อละตินขององค์ประกอบจะถูกใช้และเพิ่ม "at" (stannate, aurat, plumbate) ลงไป ตัวอย่างเช่น: K 3 - โพแทสเซียมเฮกซะไฮดรอกโซอะลูมิเนต (III); Cl – ไดคลอโรเตตรามีนโครม (III) คลอไรด์
คำถามที่ 29)กฎของเฮสส์ เงื่อนไขในการนำไปปฏิบัติ เอนทาลปีของการก่อตัว การเผาไหม้ การทำให้เป็นอะตอม (คำจำกัดความ)
กฎของเฮสส์: การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปี (พลังงานภายใน) ของปฏิกิริยาเคมีไม่ได้ขึ้นอยู่กับเส้นทางของกระบวนการ แต่ขึ้นอยู่กับชนิดและสถานะของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาเท่านั้น
- งานประเภทเดียวคืองานขยาย (ไม่มีงานที่มีประโยชน์)
- ความดันและอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง (p, T = const) - กระบวนการไอโซบาริก-ไอโซเทอร์มอล
- ปริมาตรและอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง (V, T = const) – กระบวนการไอโซคอริก-ไอโซเทอร์มอล
- ปฏิกิริยาเคมีจะต้องดำเนินต่อไปจนเสร็จสิ้นและไม่สามารถย้อนกลับได้
- ความร้อนคำนวณต่อสาร 1 โมล เช่น จำเป็นต้องคำนึงถึงสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ในสมการปฏิกิริยา
- ผลกระทบจากความร้อนถูกกำหนดภายใต้สภาวะปกติ T = 25ºСและ p = 1 atm และใช้การดัดแปลงที่เสถียรที่สุด
เอนทัลปีของการก่อตัว H ประมาณ f,298 (หรือ H ประมาณ arr,298) คือการเปลี่ยนแปลงของเอนทัลปีในกระบวนการสร้างสารที่กำหนด (ปกติคือ 1 โมล) ซึ่งอยู่ในสถานะมาตรฐาน จากสารธรรมดาที่อยู่ในสถานะมาตรฐานเช่นกัน และ สารเชิงเดี่ยวมีอยู่ในสถานะที่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์มากที่สุดที่อุณหภูมิที่กำหนด
เอนทัลปีของการเผาไหม้ – เอนทัลปีมาตรฐานของการเผาไหม้ H o การเผาไหม้298 คือเอนทัลปีของการเผาไหม้ของสาร (ปกติ 1 โมล) ในสถานะมาตรฐานโดยมีการก่อตัวของ CO 2 (g), H 2 O (l) และสารอื่น ๆ องค์ประกอบ ซึ่งจะต้องระบุไว้โดยเฉพาะ ผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ทั้งหมดจะต้องอยู่ในสภาพมาตรฐานด้วย
เอนทัลปีของการทำให้เป็นละอองหรือพลังงานไอออไนเซชันคือพลังงานขั้นต่ำที่จำเป็นในการดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอมอิสระในสถานะพลังงาน (พื้นดิน) ต่ำสุดจนถึงอนันต์
คำถามที่ 30)กฎของเฮสส์ ข้อพิสูจน์จากกฎของเฮสส์ กฎหมายนี้บังคับใช้ภายใต้เงื่อนไขใด?
กฎของเฮสส์: คำถามที่ 29
ข้อพิสูจน์จากกฎของเฮสส์:
ข้อพิสูจน์ 1. , ที่ไหน ฉันและ เอ็นเจ
ข้อพิสูจน์ 2. , ที่ไหน ฉันและ เอ็นเจ– จำนวนโมล (สัมประสิทธิ์ในสมการ)
1. การเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีของปฏิกิริยาเท่ากับผลรวมของเอนทัลปีของการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาลบด้วยผลรวมของเอนทัลปีของการก่อตัวของสารตั้งต้น (ผลรวมจะดำเนินการโดยคำนึงถึงสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์)
2. การเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีของปฏิกิริยาเท่ากับผลรวมของเอนทัลปีของการเผาไหม้ของสารเริ่มต้นลบด้วยผลรวมของเอนทัลปีของการเผาไหม้ของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา (การบวกจะดำเนินการโดยคำนึงถึงสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์)
คำถามเงื่อนไขการปฏิบัติตามข้อ 29
คำถามที่ 31)ลักษณะทางอุณหพลศาสตร์มาตรฐาน แนวคิดเกี่ยวกับสถานะมาตรฐานของสาร ก๊าซ และสารละลายที่เป็นของเหลวและผลึกแต่ละชนิด กฎของเฮสส์
สาขาวิชาเคมีที่ศึกษาผลกระทบทางความร้อนของกระบวนการคืออุณหเคมี
กฎของเฮสส์: คำถามที่ 29
สถานะมาตรฐานของสารละลายถือเป็นสารละลายในอุดมคติ กิจกรรมของสารละลาย = 1 และเอนทาลปี = เอนทาลปีในสารละลายที่เจือจางอย่างไม่สิ้นสุดอย่างแท้จริง
Fugacity (ความผันผวน) คือปริมาณที่เกี่ยวข้องกับคุณลักษณะทางอุณหพลศาสตร์อื่นๆ ของก๊าซจริงในลักษณะเดียวกับความดันที่เกี่ยวข้องกับก๊าซในกรณีของก๊าซในอุดมคติ
สำหรับสถานะมาตรฐานของก๊าซ พวกเขาถือว่าสถานะของก๊าซในอุดมคติสมมุติฐาน ซึ่งมีความผันผวนเท่ากับความสามัคคี และเอนทาลปีของก๊าซจริงที่อุณหภูมิและความดันเท่ากันมีแนวโน้มเป็นศูนย์ เหล่านั้น. ต่อมาตรฐาน คอมพ์ ได้รับก๊าซที่ปล่อยออกมาอย่างไม่สิ้นสุด
ปัญหาหนึ่งยังคงอยู่ - การปรับเปลี่ยนแบบ allotropic อันไหนควรถือเป็นมาตรฐาน? พวกมันอยู่ในรูปแบบที่เสถียรที่สุด ยกเว้น: ฟอสฟอรัสขาวถูกถ่าย และไม่ใช่สีแดงที่เสถียรกว่า เพราะ เขามีปฏิกิริยามากขึ้น S (ขนมเปียกปูน) ไม่ใช่ S (โมโนคลินิก); C (ค. กราไฟท์) ไม่ใช่ C (ค. เพชร) หากพบผู้เข้าร่วมกระบวนการทั้งหมด ให้ได้มาตรฐาน เงื่อนไข จากนั้นปฏิกิริยาจะเป็นมาตรฐานและระบุด้วย "ศูนย์" ที่ด้านขวาบน
สำหรับสารแต่ละชนิดที่เป็นของเหลวและผลึก สถานะของสารเหล่านั้นภายใต้ความดันปกติจะถูกถือเป็นสถานะมาตรฐานในแต่ละอุณหภูมิ
คำถามที่ 32)พลังงานเอนทาลปีและกิ๊บส์ ความหมายทางกายภาพ การเชื่อมโยงระหว่างทั้งสอง
เอนทาลปี(ปริมาณความร้อน ฟังก์ชันความร้อนของกิ๊บส์) ศักย์ทางอุณหพลศาสตร์ ที่แสดงลักษณะของระบบทางอุณหพลศาสตร์เมื่อเลือกเอนโทรปี S และความดัน p เป็นตัวแปรอิสระหลัก แสดงโดย H
พลังงานกิ๊บส์เป็นฟังก์ชันทางอุณหพลศาสตร์ของสถานะของระบบ ความหมายทางกายภาพ: พลังงานกิ๊บส์แสดงความเป็นธรรมชาติระหว่างปฏิกิริยาเคมี
∆G = Нт –T∆S
ความหมายทางกายภาพของเอนทาลปี: ความหมายทางกายภาพของเอนทัลปี: การเปลี่ยนแปลงคือความร้อนที่จ่ายให้กับระบบในกระบวนการไอโซบาริก (ที่ความดันคงที่)
ลองวิเคราะห์สมการ G o T = H o T - T S o T ที่อุณหภูมิต่ำ T S o T จะมีค่าน้อย ดังนั้นเครื่องหมายของ G o T จึงถูกกำหนดโดยค่าของ H o T (ปัจจัยเอนทัลปี) เป็นหลัก ที่อุณหภูมิสูง T S o T มีค่ามาก สัญลักษณ์ของ D G o T จะถูกกำหนดโดยปัจจัยเอนโทรปีด้วย ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของปัจจัยเอนทาลปี (H o T) และปัจจัยเอนโทรปี (T S o T) กระบวนการมีสี่รูปแบบ
1. ถ้าไม่ใช่หรือต< 0, S о Т >0 จากนั้น G o T< 0 всегда (процесс может протекать самопроизвольно при любой температуре).
2. ถ้า H o T > 0, S o T< 0, то G о Т >0 เสมอ (กระบวนการไม่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิใด ๆ )
3. ถ้าไม่ใช่หรือต< 0, S о Т < 0, то G о Т < 0 при Т < Н о / S о (процесс идет при низкой температуре за счет энтальпийного фактора).
4. ถ้า H o T > 0, S o T > 0 แล้ว G o T< 0 при Т >H o / S o (กระบวนการเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงเนื่องจากปัจจัยเอนโทรปี)
คำถามที่ 33)พลังงานกิ๊บส์เป็นฟังก์ชันทางอุณหพลศาสตร์ของสถานะ ความหมายและคุณสมบัติ การคำนวณพลังงานกิ๊บส์มาตรฐานของกระบวนการจากข้อมูลอ้างอิง เกณฑ์สำหรับปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเอง
G เป็นฟังก์ชันของสถานะของระบบที่เรียกว่าพลังงานกิ๊บส์ ซึ่งเท่ากับความแตกต่างระหว่างเอนทาลปีกับผลคูณของเอนโทรปีและอุณหภูมิ: G=H – T∙S ไม่สามารถระบุค่าสัมบูรณ์ของ G ได้ ∆G=∆H – T∙∆S คำนวณ ∆G ในลักษณะเดียวกับ ∆H โดยใช้พลังงาน Gibbs มาตรฐานในการก่อตัวของสาร ΔG ปฏิกิริยาเคมี = ∑n i G i (ผลิตภัณฑ์) − ∑n j G j (สารตั้งต้น)
นักบุญแห่ง f-tion:
1) ฟังก์ชั่นสถานะของระบบที่ชัดเจน จำกัด และต่อเนื่อง
2) มีคุณสมบัติเป็นอิสระ ΔG จากเส้นทางการเปลี่ยนจากสารตั้งต้นไปเป็นผลิตภัณฑ์
3) −A ชั้น ≥ G 2 − G 1 = ΔG
ความหมายทางกายภาพของพลังงานกิ๊บส์เป็นไปตามความสัมพันธ์: -Apol=U2+pV2-TS2-(U1-pV1-TS1) – พลังงานกิ๊บส์ในกระบวนการสมดุลเท่ากับงานที่มีประโยชน์ที่ระบบสามารถทำได้ จนถึง เครื่องหมาย ในกรณีของกระบวนการที่ไม่สมดุล พลังงานกิ๊บส์จะเป็น (ที่มีเครื่องหมายตรงกันข้าม) เท่ากับงานที่มีประโยชน์สูงสุดที่เป็นไปได้ที่ระบบสามารถทำได้
:
ในระบบที่ P, T = const เฉพาะกระบวนการที่มาพร้อมกับพลังงานกิ๊บส์ที่ลดลงเท่านั้นที่สามารถเกิดขึ้นได้เองตามธรรมชาติ
(จี< 0). При достижении равновесия в системе G = 0.
คำถามที่ 34)เกณฑ์สำหรับการเกิดปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเอง ปัจจัยเอนทาลปี และเอนโทรปีของกระบวนการ ปฏิกิริยาใดที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติในสารละลายที่เป็นน้ำ?
เกณฑ์สำหรับกระบวนการที่จะเกิดขึ้นเอง: คำถามที่ 34
∆G = ∆N – ∆S กระบวนการที่เกิดขึ้นเอง (ΔG< 0) возможно при:
· ถ้า ∆H< 0 и ΔS >0 แล้ว ∆G เสมอ< 0 и реакция возможна при любой температуре.
· ถ้า ΔH > 0 และ ΔS< 0, то всегда ΔG >0 และปฏิกิริยากับการดูดซับความร้อนและเอนโทรปีที่ลดลงนั้นเป็นไปไม่ได้ภายใต้เงื่อนไขใด ๆ
· ในกรณีอื่นๆ (∆H< 0, ΔS < 0 и ΔH >0, ΔS > 0) เครื่องหมายของ ΔG ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่าง ΔH และ TΔS ปฏิกิริยาอาจเกิดขึ้นได้หากมีการลดลงของศักยภาพไอโซบาริก ที่อุณหภูมิห้อง เมื่อค่าของ T น้อย ค่าของ TΔS ก็น้อยเช่นกัน และโดยปกติแล้วการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีจะมากกว่า TΔS ดังนั้นปฏิกิริยาส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิห้องจึงเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ยิ่งอุณหภูมิสูง TΔS และแม้แต่ปฏิกิริยาดูดความร้อนก็จะยิ่งเป็นไปได้มากขึ้นเท่านั้น
ยิ่ง ΔG เป็นลบมาก กระบวนการจะเกิดขึ้นได้ง่ายขึ้นภายใต้สภาวะที่เบาลง
ปัจจัยเอนทาลปีและเอนโทรปีของกระบวนการ:
ถ้า∆N<0 отражает стремление к объединению частиц в более крупные агрегаты, то ΔS>0 สะท้อนถึงความปรารถนาที่จะจัดเรียงอนุภาคแบบสุ่มเพื่อการแยกกลุ่ม ระบบจะเปลี่ยนไปสู่สถานะที่มีพลังงานน้อยที่สุดเมื่อ ΔS=0 แต่หาก ΔH=0 ระบบจะเปลี่ยนไปสู่สถานะที่ไม่เป็นระเบียบมากที่สุดโดยธรรมชาติ แนวโน้มที่ขัดแย้งกันแต่ละอย่างเหล่านี้ ซึ่งแสดงเป็นปริมาณโดย ΔH และ ΔS ขึ้นอยู่กับลักษณะของสารและสภาวะของกระบวนการ (อุณหภูมิ ความดัน อัตราส่วนระหว่างรีเอเจนต์ ฯลฯ)
ผลิตภัณฑ์ TΔS (kJ/mol) มี ปัจจัยเอนโทรปีของกระบวนการ ΔН – ปัจจัยเอนทาลปี ในสภาวะสมดุล: ΔН = ТΔS สมการนี้คือ สภาวะสมดุลจะแสดงลักษณะของระบบที่กำหนดเมื่ออัตราของกระบวนการที่ตรงกันข้ามที่เกิดขึ้นในระบบนั้นเท่ากัน จากสมการนี้: การคำนวณการเปลี่ยนแปลงเอนโทรปีในกระบวนการสมดุลสามารถทำได้จากปริมาณที่วัดได้โดยตรง ΔH ของการเปลี่ยนเฟสสามารถหาได้จากการทดลองโดยใช้แคลอรีมิเตอร์
ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเองในสารละลายที่เป็นน้ำ: ซึ่งการเปลี่ยนแปลงของพลังงานกิ๊บส์มีค่าน้อยกว่าศูนย์
คำถามที่ 35)สมดุลเคมี ความสมดุลที่แท้จริง (คงที่) และชัดเจน (จลน์ศาสตร์) เป็นสัญญาณ ยกตัวอย่าง.
สมดุลคือสถานะไอออนิกของระบบที่ไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป และความคงตัวนี้ไม่ได้เกิดจากการเกิดขึ้นของกระบวนการภายนอกใดๆ ความสมดุลยังคงไม่เปลี่ยนแปลงตราบใดที่สภาวะภายนอกไม่เปลี่ยนแปลง มีความสมดุลที่แท้จริง (คงที่) และชัดเจน (จลน์ศาสตร์)
ความสมดุลที่แท้จริงยังคงไม่เปลี่ยนแปลงไม่ได้เกิดจากการขาดกระบวนการ แต่เนื่องจากการเกิดขึ้นพร้อม ๆ กันในสองทิศทางตรงกันข้ามด้วยความเร็วเท่ากัน ยอดคงเหลือที่แท้จริงมีลักษณะดังต่อไปนี้:
1. หากไม่มีอิทธิพลจากภายนอก ระบบจะคงที่ตลอดเวลา
2. อิทธิพลภายนอกเล็กน้อยทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสมดุลของระบบ หากอิทธิพลภายนอกถูกลบออกไป ระบบจะกลับสู่สถานะเดิม
3. สถานะของระบบจะเท่ากันไม่ว่าด้านใดจะเข้าสู่สมดุล
ความสมดุลที่ชัดเจนนั้นคงที่เมื่อเวลาผ่านไปหากไม่มีอิทธิพลจากภายนอก แต่สัญญาณที่สองและสามนั้นไม่ได้เป็นลักษณะเฉพาะของมัน ตัวอย่างของระบบในสภาวะสมดุลที่ชัดเจนคือสารละลายที่มีความอิ่มตัวยิ่งยวด: ก็เพียงพอแล้วที่จุดจะเข้าไปในสารละลายหรือการสั่นและเริ่มปล่อยสสารที่ละลายส่วนเกินออกจากสารละลาย
เมื่อสภาวะภายนอกเปลี่ยนแปลง ความสมดุลก็จะเปลี่ยนไปตามเงื่อนไขใหม่ หรืออย่างที่พวกเขาพูดว่า "เปลี่ยนไป"
คำถามที่ 36)สมดุลเคมี หลักการของเลอ ชาเตอลิเยร์-บราวน์ และการเปลี่ยนแปลงสมดุล ลองพิจารณาตัวอย่างปฏิกิริยา......
คำถามสมดุลเคมีข้อ 35
การเปลี่ยนแปลงสมดุลเป็นไปตามรูปแบบที่เรียกว่า หลักการของเลอ ชาเตอลิเยร์: “ถ้าระบบที่อยู่ในสมดุลที่แท้จริงได้รับอิทธิพลจากภายนอก โดยเปลี่ยนพารามิเตอร์ใดๆ ที่กำหนดสถานะของสมดุล จากนั้นในระบบ ทิศทางของกระบวนการที่ทำให้ผลกระทบของอิทธิพลอ่อนลงจะแข็งแกร่งขึ้น และตำแหน่งของ ระบบก็จะเปลี่ยนไปในทิศทางเดียวกัน”
การชดเชยสมดุล:
1) การเพิ่มอุณหภูมิของระบบสมดุลจะช่วยเพิ่มกระบวนการดูดความร้อนและการทำความเย็น – ในทางกลับกัน
2) การเปลี่ยนแปลงของความดันส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความสมดุลของระบบแก๊สเท่านั้น แรงกดดันที่เพิ่มขึ้นสำหรับพวกมันนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในสมดุลไปสู่ปริมาตรที่น้อยลง ความดันที่ลดลง - ไปสู่ปริมาตรที่มากขึ้น
3) การเพิ่มความเข้มข้นของการอ้างอิง c-c นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในสมดุลไปทางขวา (สู่ผลิตภัณฑ์)
คำถามที่ 37)ค่าคงที่สมดุลเคมี ความสัมพันธ์ระหว่างค่าของ K p และ K c สำหรับสมดุลของก๊าซ การสื่อสารและค่าคงที่สมดุล
ลักษณะเชิงปริมาณของสมดุลเคมีคือค่าคงที่สมดุลเคมี
2 SO2 (ก.) + O 2 (ก.) 2 SO 3 (ก.)
ในช่วงเวลาสมดุล ความเข้มข้นจะไม่เปลี่ยนแปลง และความดันบางส่วนของก๊าซก็ไม่เปลี่ยนแปลงเช่นกัน
กส = 
ความดันบางส่วนของก๊าซคือความดันที่ก๊าซนี้จะผลิตได้หากครอบครองปริมาตรทั้งหมด
ความสัมพันธ์ระหว่าง Kc และ Kp สำหรับกระบวนการที่เป็นเนื้อเดียวกัน:
P1 = n1*R*T/V = C1*RT
Kr = Kc(RT)^ ∆n
Δn – ผลต่างของสัมประสิทธิ์สำหรับสูตรของสารทางด้านขวาและด้านซ้ายในสมการทางเคมี
ค่าคงที่สมดุลเคมีสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานกิ๊บส์ตามสมการ:
G T o = – RTlnK .
ยิ่งพลังงานกิ๊บส์ต่ำ ค่าคงที่สมดุลก็จะยิ่งสูงขึ้น
K= 1 ΔG=0 สมดุลเคมี
เค<1 ΔG>0 (สมดุลจะเลื่อนไปทางซ้าย) K>1 ΔG<0 (равновесие сместится вправо)
คำถามที่ 38)ความสมดุลของการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่เกี่ยวข้อง (อ่อนแอ) โดยใช้ตัวอย่าง.... ระดับของการแยกตัว ค่าคงที่ของการแยกตัว กฎการเจือจางของออสต์วาลด์
ระดับการแยกตัวออกจากกันคืออัตราส่วนของจำนวนโมเลกุลที่สลายตัวเป็นไอออน N¢ ต่อจำนวนโมเลกุลที่ละลายทั้งหมด N:
ระดับความแตกแยกจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์หรือเศษส่วนของหน่วย ถ้า a =0 แสดงว่าไม่มีการแยกตัวและสารนั้นไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์ ถ้า a =1 แสดงว่าอิเล็กโทรไลต์สลายตัวเป็นไอออนโดยสิ้นเชิง
อิเล็กโทรไลต์ที่อ่อนแอในสารละลายที่เป็นน้ำ ได้แก่ กรด: คาร์บอนิก, ซัลเฟอร์, ไฮโดรเจนซัลไฟด์, ซัลฟิวริก (ในระยะที่สอง), ออร์โธฟอสฟอริก, กรดคาร์บอนิกทั้งหมด ฐาน: ไฮดรอกไซด์ของแมกนีเซียม, เบริลเลียม, อลูมิเนียม, แอมโมเนียม, ไฮดรอกไซด์ทั้งหมดขององค์ประกอบ d
ค่าคงที่การแยกตัว - ค่าคงที่สมดุลในกระบวนการแยกตัวจะเหมือนกัน
A ม B n(k) = mA n+ + nA ม-
เค ดิส = 
ค่าคงที่การแยกตัวแสดงถึงความสามารถของอิเล็กโทรไลต์ในการแยกตัวออกเป็นไอออน ยิ่งค่าคงที่การแยกตัวมากขึ้น ไอออนในสารละลายอิเล็กโทรไลต์อ่อนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ในสารละลายของกรดไนตรัส HNO 2 จะมี H + ไอออนมากกว่าในสารละลายของกรดไฮโดรไซยานิก HCN เนื่องจาก K(HNO 2) = 4.6·10 - 4 และ K(HCN) = 4.9·10 - 10 .
สำหรับอิเล็กโทรไลต์ I-I ที่อ่อนแอ (HCN, HNO 2, CH 3 COOH) ค่าของค่าคงที่การแยกตัว K d มีความสัมพันธ์กับระดับของการแยกตัวและความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ คสมการออสต์วาลด์:
สำหรับการคำนวณในทางปฏิบัตินั้น<<1 используется приближенное уравнение
คำถามที่ 39)หลักการสร้างมาตราส่วนของฟังก์ชันทางอุณหพลศาสตร์มาตรฐานสำหรับการก่อตัวของไอออนในสารละลายที่เป็นน้ำ จะทราบเอนทาลปีมาตรฐานของการก่อตัวได้อย่างไร…. ในสารละลายที่เป็นน้ำ
สารละลายเจือจางแบบไม่สิ้นสุดคือสารละลายที่ทุกๆ โมเลกุลของสารละลายจะมีโมลของสารละลายจำนวนมากเป็นอนันต์ ลักษณะของมัน:
1) อิเล็กโทรไลต์ทั้งหมดในนั้นถูกแยกออกจากกันโดยสิ้นเชิง
2) ปฏิสัมพันธ์ระหว่างไอออนขาดหายไปโดยสิ้นเชิง
คุณสมบัติใดๆ ของไอออนแต่ละตัว เช่น เทอร์โมไดนามิกส์ ไม่สามารถระบุได้อย่างเป็นกลาง ในสถานการณ์เช่นนี้ พวกเขาหันไปสร้างมาตราส่วนของค่าสัมพัทธ์ โดยมูลค่าของทรัพย์สินที่เป็นปัญหาสำหรับระบบใดระบบหนึ่งนั้นได้รับการตั้งสมมุติฐาน และมูลค่าของคุณสมบัติของระบบอื่นจะถูกวัดจากมูลค่าที่ยอมรับได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสารละลายน้ำของอิเล็กโทรไลต์ ขนาดของฟังก์ชันทางอุณหพลศาสตร์ อ๊าก ไอออนถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของสมมติฐานต่อไปนี้:
ΔH 0 (สารละลาย H + ∞) = 0
S 0 (สารละลาย H + ∞) = 0
ΔG 0 (สารละลาย H + ∞) = 0
จากข้อมูลนี้ เราได้รับ: ΔNobr0HCl (สารละลาย, st.s.)= ΔNobr0H+(สารละลาย, st.s.)+ΔNobr0Cl- (สารละลาย, st.s.)= ΔNobr0Cl- (สารละลาย, st.s. )
เราพบ ΔNobr0Cl- (สารละลาย, st.c) จากนั้นเราจะพบ ΔNobr0NaCl (สารละลาย, st.c) และจากนั้น - ΔNobr0Na+ (สารละลาย, st.c) เป็นต้น
เราได้รับระดับเอนทาลปีของการก่อตัวของไอออน
คุณหา ΔNobr0HCl(สารละลาย, st.s) ได้อย่างไร ½ H2(g) + ½ Cl2(g) + ∞H2O(l)=HCl (½ H2(g) + ½ Cl2(g))= ΔNobr0HCl(g) ----->HCl(g)--- -(+ ∞H2O(l)= ΔНsolt0HCl(g))---->HCl ที่ได้รับ: ΔNobr0HCl(สารละลาย, st.s.)= ΔNobr0HCl(g)+ ΔHsol0HCl(g)
คุณหาค่าสุดท้ายได้อย่างไร? ΔNobr0HCl(สารละลาย, HCl*nH2O)= ΔNobr0HCl(g)+ ΔHsolt0HCl(g) ด้วยการก่อตัวของสารละลายที่มีองค์ประกอบ HCl*nH2O
ในทำนองเดียวกัน พบพลังงานมาตรฐานของกิ๊บส์ในการสร้างไอออนและเอนโทรปีไอออนมาตรฐาน แม้ว่าเอนโทรปีจะเป็นค่าบวกเท่านั้น เอนโทรปีของไอออนอาจเป็นค่าลบได้เช่นกันเนื่องจากเป็นปริมาณสัมพัทธ์
คำถามที่ 40)สเกลของค่า pH และ pOH การคำนวณ pH ของสารละลายของอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่เกี่ยวข้องโดยใช้ตัวอย่าง....
ความสมดุลของกระบวนการแยกตัวของน้ำ
ชม 2 โอ ชม + + โอ้ -
อธิบายได้ด้วยค่าคงที่ K w ซึ่งเรียกว่า "ผลิตภัณฑ์ไอออนิกของน้ำ" ผลิตภัณฑ์ไอออนิกของน้ำคือ:
K w = [H + ] [OH - ]
เพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติ จะสะดวกในการใช้ไม่ใช่ความเข้มข้นของไอออนไฮโดรเจน แต่เป็นตัวบ่งชี้ไฮโดรเจน - ลอการิทึมทศนิยมลบ - pH ค่า pH คือ:
pH - ตัวบ่งชี้ความเป็นกรดหรือความเป็นด่างของสิ่งแวดล้อม
pH = - บันทึก
H + – กิจกรรมของไฮโดรเจนไอออน
1) ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง pH = - log10 -7 = 7
2) ในสภาพแวดล้อม pH ที่เป็นกรด< 7
3) ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง pH > 7
อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ เมื่อคำนวณ pH ของสารละลายเจือจาง โดยปกติจะใช้สมการ
พีเอช + พีเอช = 14,
โดยที่ pOH = - บันทึก[O H- ]
4) อย่างไรก็ตาม ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างสูง ค่า pH อาจสูงกว่า 14 เล็กน้อย และในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดมาก ค่า pH อาจมีค่าเป็นลบได้
คำถามที่ 41)ความสมดุลของการแยกตัวของน้ำ ผลิตภัณฑ์ไอออนิกของน้ำ สเกลของค่า pH และ pOH
น้ำบริสุทธิ์ถึงแม้จะไม่ดี (เมื่อเทียบกับสารละลายอิเล็กโทรไลต์) ก็สามารถนำกระแสไฟฟ้าได้ สาเหตุนี้เกิดจากความสามารถของโมเลกุลของน้ำที่จะสลายตัว (แยกตัว) ออกเป็นไอออน 2 ตัวซึ่งเป็นตัวนำกระแสไฟฟ้าในน้ำบริสุทธิ์:
ชม 2 โอ ↔ ชม + + โอ้ -
การแยกตัวออกจากกันสามารถย้อนกลับได้ กล่าวคือ ไอออน H + และ OH - สามารถสร้างโมเลกุลของน้ำได้อีกครั้ง ในที่สุดมันก็มา พลวัตสมดุลซึ่งจำนวนโมเลกุลที่สลายตัวจะเท่ากับจำนวนไอออนของ H + และ OH - ที่เกิดขึ้น
ผลิตภัณฑ์ไอออนิกของน้ำ:
1) Kd = 
2) Kd H2O สามารถหาได้จากอุณหพลศาสตร์ ฉ-ฉัน:
ΔG 0 diss = -RT*lnK diss (ใช้ค่าตาราง)
3)α<<1 в растворе const
V ชั่วโมง 2 o = 1l ม ชั่วโมง 2 o = 1,000 ก
เท่ากับ =1000(กรัม/ลิตร)/18(กรัม/โมล)=55.6 โมล/ลิตร = ค่าคงที่
Kdiss* = const = * = กิโลวัตต์
* = Kw – ผลิตภัณฑ์ไอออนิกของน้ำ
กิโลวัตต์ = คดิสส์* = 1.8*10 -16 * 55.56 = 10 -14
* = กิโลวัตต์ = 10 -14
มาตราส่วนค่า pH และค่า pH คำถาม 40
คำถามที่ 42)ความสมดุลของการแยกตัวของสารประกอบเชิงซ้อน ความเสถียรคงที่และความไม่เสถียรคงที่ ปฏิกิริยาการเกิดสารประกอบเชิงซ้อน ยกตัวอย่างการเตรียมไฮดรอกโซคอมเพล็กซ์ อะมิโนคอมเพล็กซ์ และกรดคอมเพล็กซ์
ปฏิกิริยาการเกิดสารประกอบเชิงซ้อน:สารประกอบเชิงซ้อนเกิดขึ้นและมีอยู่ในสารละลายที่มีลิแกนด์มากเกินไป โดยปกติจะใช้เวลามากกว่าจำนวนที่ต้องการหลายเท่าตามอัตราส่วนปริมาณสัมพันธ์ เป็นผลให้การแยกตัวของสารประกอบเชิงซ้อนถูกระงับและทำให้เสถียร
ความแข็งแรงของพันธะที่แตกต่างกันในทรงกลมด้านในและด้านนอกของสารประกอบเชิงซ้อนทำให้เกิดความแตกต่างในลักษณะการแยกตัวของส่วนต่างๆ ของโมเลกุล ในทรงกลมด้านนอกในสารละลายที่เป็นน้ำ สารประกอบเชิงซ้อนทั้งหมดเป็นอิเล็กโทรไลต์เข้มข้น ในขณะที่การแยกตัวออกจากกันในทรงกลมด้านในเกิดขึ้นในระดับที่ไม่มีนัยสำคัญ
K 2 2K + + [ สังกะสี(CN) 4 ] 2- ; 2- สังกะสี 2+ + 4CN - .
ค่าคงที่สมดุลสำหรับกระบวนการสุดท้าย (การแยกตัวของไอออนเชิงซ้อน) เรียกว่าค่าคงที่ความไม่เสถียร: K เท่ากับ = K Nest = 
.
ค่าคงที่สมดุลของกระบวนการย้อนกลับ: Zn 2+ + 4CN - = 2- เรียกว่า เสถียรภาพคงที่: K เท่ากับ = เข้าปาก = 
.
ยิ่งปากเค.. (รังไข่มี K น้อยลง) ยิ่งสารประกอบเชิงซ้อนมีความแข็งแรงมากเท่าไร การแยกตัวก็จะยิ่งอ่อนลงเท่านั้น เป็นที่แน่ชัดว่างานเคปาก และเครัง เท่ากับหนึ่ง
ตัวอย่าง:
1) คอมเพล็กซ์ไฮดรอกโซ– สารประกอบเชิงซ้อนที่มีไฮดรอกไซด์ไอออน OH - เป็นลิแกนด์ คอมเพล็กซ์ไฮดรอกโซเกิดขึ้นจากปฏิกิริยา โปรโตไลซิสจากอควาคอมเพล็กซ์:
3+ + เอช 2 โอ 2+ + เอช 3 โอ +
หรือเมื่อมีการละลาย แอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์ในสารละลายน้ำของไฮดรอกไซด์โลหะอัลคาไล:
สังกะสี(OH) 2 + 2 OH - = 2 -
2) สารประกอบเชิงซ้อนกลุ่มนี้สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ส่วน คือ สารประกอบเชิงซ้อนด้วย ลิแกนด์ที่มีออกซิเจนและซับซ้อนด้วย ปราศจากออกซิเจน(ส่วนใหญ่เป็นเฮไลด์หรือซูโดฮาไลด์) แกนด์. ตัวอย่างเช่น สารเชิงซ้อนของกรดที่มีลิแกนด์ที่ประกอบด้วยออกซิเจน ได้แก่ ไดไทโอซัลฟาโตอาร์เจนเตต(I) ไอออน ซึ่งได้มาจากปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน:
Ag + + 2 SO 3 ส 2 - = 3 -
และไอออนเฮกซานิโตรโคบอลเตต (III) ซึ่งตกตะกอนเป็นผลึกเกลือโพแทสเซียมสีเหลืองขนาดเล็กเมื่อสารละลายที่ประกอบด้วยโคบอลต์ (II) คลอไรด์ โพแทสเซียมไนไตรท์ และกรดอะซิติกผสมกัน:
CoCl 2 + 7 KNO 2 + 2 CH 3 COOH =
= K 3 Â + NO + 2 KCl + 2 CH 3 ปรุงอาหาร + H 2 O
3) โดยปกติแล้วแอมโมเนียคอมเพล็กซ์จะได้มาจากการทำปฏิกิริยากับเกลือของโลหะหรือไฮดรอกไซด์ด้วย แอมโมเนียวี น้ำหรือ สารละลายที่ไม่ใช่น้ำ, หรือ กำลังประมวลผลเกลือชนิดเดียวกันในสถานะผลึก ก๊าซแอมโมเนีย:
AgCl(t) + 2 NH 3 . H 2 O = Cl + 2 H 2 O
ลูกบาศ์ก(OH) 2 (t) + 4 NH 3 เอช 2 โอ = (OH) 2 + 4 เอช 2 โอ
ไนโซ 4 + 6 NH 3 . เอช 2 โอ = ดังนั้น 4 + 6 ชั่วโมง 2 โอ
CoCl 2 + 6 NH 3 (g) = Cl 2
ในกรณีที่แอมโมเนียเชิงซ้อนไม่เสถียรในสารละลายในน้ำ สามารถรับได้ในแอมโมเนียเหลว:
AlCl 3 (s) + 6 NH 3 (l) = Cl 3 (s)
คำถามที่ 43)สารละลายบัฟเฟอร์และคุณสมบัติ การคำนวณค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์ขององค์ประกอบ....
สารละลายบัฟเฟอร์คือสารละลายที่มีค่า pH คงที่ โดยไม่ขึ้นอยู่กับการเจือจางและการเติมกรดและด่างแก่เล็กน้อย
1) อาจเป็น: ส่วนผสมของกรดอ่อนและเกลือของมัน
CH3COOH + CH3COONa pH<7
2) ฐานอ่อนแอและเกลือของมัน
NH4OH+NH4Cl pH<7
ตัวอย่าง: HCN + KCN
Kdiss HCN = * /
กดิส* /
ในที่ที่มีดิสโซก KCN ของอิเล็กโทรไลต์เข้มข้น HCN ถูกระงับตามหลักการของ Le Chatelier Brownie จากนั้นความเข้มข้นของ HCN สามารถเท่ากับความเข้มข้นของกรดได้
เท่ากับ ̴̴ C HCN ref = กรด C
เท่ากับ ̴ C KCN ref = C เกลือ
Kdiss * (กรด/เกลือ)
Kdiss * (มีฐาน/มีเกลือ)
เกลือของกรด/С = ค่าคงที่เมื่อเจือจางสารละลาย
H+ + CN- à HCN ในตัวกลางที่เป็นกรด
OH- + H+ à H2O ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง
แทบไม่มีผลกระทบต่อค่า pH
ตามที่เห็น:
1) เมื่อเจือจางสารละลายด้วยน้ำจะทำให้ปริมาณลดลงเท่ากัน เอสถึงคุณและ ด้วยเกลือและอัตราส่วน ด้วยเกลือ / ด้วยเกลือจะไม่เปลี่ยนแปลงและค่า pH จะยังคงเท่าเดิม
2) เติม HCl สองสามหยดลงในสารละลายบัฟเฟอร์ และเกลือบางส่วนจะเปลี่ยนเป็นเกลือ ผลที่ตามมา เอสถึงคุณเพิ่มขึ้นเล็กน้อยและ ด้วยเกลือ– จะลดลงและอัตราส่วน ด้วยเกลือ / ด้วยเกลือ
3) สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเมื่อคุณเทสารละลาย NaOH สองสามหยดลงในส่วนผสมบัฟเฟอร์: ด้วยเกลือเพิ่มขึ้น เอสถึงคุณจะลดลงเล็กน้อยและอัตราส่วน ด้วยเกลือ / ด้วยเกลือและค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์จะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตามไปด้วย
คำถามที่ 44)ความสมดุลของการละลายและการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายได้น้อย ผลิตภัณฑ์ที่สามารถละลายได้ ความสัมพันธ์ระหว่าง PR และความสามารถในการละลาย (เช่น.....).
AmBn(k)↔ AmBn↔ mA(n+) + nB(m-)- sat. สารละลาย
สารละลายระดับกลาง
แอมบีn(k) ↔ mA(n+) + nB(m-)
K เท่ากับ = m * n /
PR = ผลิตภัณฑ์ความสามารถในการละลาย (SP)
เนื่องจาก = const ดังนั้น
K เท่ากับ * = m * n = PR
พีอาร์ = ม. * น
ดังนั้น, ผลิตภัณฑ์ความสามารถในการละลาย (SP)คือค่าคงที่สมดุลของการละลายและการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายน้ำได้เล็กน้อย เป็นตัวเลขเท่ากับผลคูณของความเข้มข้น (กิจกรรม) ของไอออนในกำลังของสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ในสารละลายน้ำอิ่มตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายได้เล็กน้อยที่กำหนด อนุญาต ความสามารถในการละลาย (ความเข้มข้นของสารละลายอิ่มตัวที่อุณหภูมิที่กำหนด)อิเล็กโทรไลต์มีค่าเท่ากัน รนางสาว. แล้ว:
PR= (mp) ม. (np) n = ม. * n n * p ม.+n
จากที่นี่ เราพบความเชื่อมโยงระหว่าง PR และความสามารถในการละลาย:
ถ้า พีซี > ประชาสัมพันธ์- จะเกิดการตกตะกอน พีซี< ПР - ตะกอนจะละลาย พีซี = ประชาสัมพันธ์- ความสมดุลจะถูกสร้างขึ้น (
คำถามที่ 45)สภาวะของการตกตะกอนและการละลายของอิเล็กโทรไลต์ที่ละลายได้ต่ำ ความสัมพันธ์ระหว่าง PR กับการละลาย โดยใช้ตัวอย่าง....
ถ้า พีซี > ประชาสัมพันธ์- จะเกิดการตกตะกอน พีซี< ПР - ตะกอนจะละลาย พีซี = ประชาสัมพันธ์- ความสมดุลจะถูกสร้างขึ้น ( พีซี = น. ม. พีซี– ผลคูณของความเข้มข้น)
คำถาม 46)ผลคูณของการละลายเป็นค่าคงที่สมดุลสำหรับการละลายและการแตกตัวของสารประกอบที่ละลายน้ำได้ไม่ดี ความสัมพันธ์ระหว่าง PR กับการละลาย โดยใช้ตัวอย่าง....
คำถามที่ 44-45
คำถามที่ 47)การไฮโดรไลซิสโดยสมบูรณ์ (ไม่สามารถย้อนกลับได้) การเพิ่มประสิทธิภาพร่วมกันของการไฮโดรไลซิส (co-hydrolysis) ยกตัวอย่าง.
ไฮโดรไลซิส– ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนระหว่างสารที่ละลาย (เช่น เกลือ) กับน้ำ ไฮโดรไลซิสเกิดขึ้นในกรณีที่ไอออนของเกลือสามารถสร้างอิเล็กโทรไลต์ที่แยกออกจากกันเล็กน้อยกับไอออนของน้ำ H + และ OH
การไฮโดรไลซิสของเกลือบางชนิดที่เกิดจากเบสอ่อนและกรดอ่อนนั้นไม่สามารถย้อนกลับได้
ตัวอย่างเช่น อลูมิเนียมซัลไฟด์ถูกไฮโดรไลซ์อย่างถาวร:
อัล 2 ส 3 + 6H 2 O 2อัล(OH) 3 + 3H 2 ส.
ไฮโดรไลซิสจะเกิดขึ้นอย่างถาวรหากเกลือที่เกิดจากโลหะหนักและเกลือที่เกิดจากกรดระเหยอ่อนถูกใส่เข้าไปในสารละลายพร้อมๆ กัน เช่น
2AI.ซีไอ 3 +3นา 2 ส+ H 2 O = อัล 2 ส 3 +6NaCI
CH3COONH4 = CH3COO + NH4
SbCl 3 + H 2 O SbOCl + 2HCl
การเพิ่มประสิทธิภาพร่วมกันของการไฮโดรไลซิส. ให้เราสมมติว่าความสมดุลนั้นถูกสร้างขึ้นในภาชนะต่างๆ:
CO 3 2– + H 2 O HCO 3 – + OH –
อัล 3+ + H 2 O อัล OH 2+ + H +
เกลือทั้งสองชนิดถูกไฮโดรไลซ์เล็กน้อย แต่ถ้าผสมสารละลายจะเกิดการจับตัวของไอออน H + และ OH – ตามหลักการของ Le Chatelier ความสมดุลทั้งสองจะเลื่อนไปทางขวา และการไฮโดรไลซิสดำเนินไปโดยสมบูรณ์:
2 AlCl 3 + 3 Na 2 CO 3 + 3 H 2 O = 2 Al(OH) 3 + 3 CO 2 + 6 NaCl
สิ่งนี้เรียกว่าการเพิ่มประสิทธิภาพร่วมกันของการไฮโดรไลซิส
2FeCl 3 +3Na 2 CO 3 +3H 2 O=2Fe(OH) 3 +6NaCl+3CO 2
2เฟ 3+ +3CO 3 2- +3H 2 O=2เฟ(OH) 3 +3CO 2
อัล 2 (SO 4) 3 +3Na 2 CO 3 +3H 2 O=2Al(OH) 3 +3Na 2 SO 4 +3CO 2
2อัล 3+ +3CO 3 2- +3H 2 O=2Al(OH) 3 +3CO 2
Cr 2 (SO 4) 3 +3Na 2 S+6H 2 O=2Cr(OH) 3 +3Na 2 SO 4 +3H 2 S
2Cr 3+ +3S 2- +6H 2 O=2Cr(OH) 3 +3H 2 วิ
2CuCl 2 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O → (CuOH) 2 CO 3 + CO 2 + 4NaCl
คำถามที่ 48)การไฮโดรไลซิสโดยสมบูรณ์ (ไม่สามารถย้อนกลับได้) ให้สองตัวอย่าง การไฮโดรไลซิสร่วมกันของเกลือสองชนิดด้วยการก่อตัวของก) ไฮดรอกไซด์ของโลหะ (+3) b) คาร์บอเนตโลหะพื้นฐาน (+2)
ก) 2NaCl 3 (cr) + 3Na 2 CO 3 (cr) + 3H 2 O (l) = 2Al(OH) 3 (โซล) + 3CO 2 (g) + 6NaCl (p - p)
b) 2CuCl 2 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O = (CuOH) 2 CO 3 ↓ + CO 2 + 4NaCl
คำถามที่ 49)การไฮโดรไลซิสของเกลือพร้อมกันโดยไอออนบวกและไอออน (ไฮโดรไลซิสแบบผันกลับได้) การคำนวณค่าคงที่ของไฮโดรไลซิส ระดับของไฮโดรไลซิส และ pH ของสารละลายของเกลือดังกล่าวโดยใช้ตัวอย่าง ...
เกลือที่เกิดจากเบสแก่และกรดอ่อนเช่น CH 3 COONa, Na 2 CO 3, Na 2 S, KCN จะถูกไฮโดรไลซ์ที่ประจุลบ:
CH 3 COONa + HON CH 3 COOH + NaOH (pH > 7)
AB + H2O = AOH + HB
คราฟน์ = [หมายเลขผู้โทร]* / *
Kequal[H2O] = Khydr = ค่าคงที่
คไฮดร์ = * /
Kt + + A - + H 2 O = KtOH + HA
ค่าคงที่ไฮโดรไลซิสมีรูปแบบ:
ปล่อยให้ความเข้มข้นรวมของเกลือที่ไฮโดรไลซ์พร้อมกันเข้าไปในไอออนบวกและไอออนเท่ากับ กับโมล/ลิตร คือระดับของการไฮโดรไลซิส ชม.. แล้ว:
จากที่นี่: 
. ค่าคงที่ของไฮโดรไลซิสไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของเกลือไฮโดรไลซิสหรืออีกนัยหนึ่งระดับของการไฮโดรไลซิสของเกลือที่ผ่านการไฮโดรไลซิสของไอออนบวกและไอออนไอออนในเวลาเดียวกันจะเท่ากันที่ความเข้มข้นของเกลือใดๆ ในสารละลาย .
คำถามที่ 51)การไฮโดรไลซิสของเกลือด้วยไอออน วิธีการระงับไฮโดรไลซิส การคำนวณค่าคงที่ของไฮโดรไลซิส ระดับของไฮโดรไลซิส และ pH ของสารละลายของเกลือที่ถูกไฮโดรไลซ์ที่ประจุลบโดยใช้ตัวอย่างของ ....
เกลือเกิดจากเบสแก่และกรดอ่อน (NaCN K2SO3 Na3PO4)
NaCN = นา+ + CN-
CN- + HOH = HCN + OH-
วิธีการระงับไฮโดรไลซิส:
1) ทำให้สารละลายเย็นลง
2) เติมกรดลงในสารละลายเพื่อยับยั้งไฮโดรไลซิสของไอออนบวก เติมอัลคาไลลงในสารละลายเพื่อยับยั้งไฮโดรไลซิสของไอออน
การไฮโดรไลซิสประเภททั่วไปโดยไอออน:
ดังนั้นค่าคงที่ไฮโดรไลซิสคือ:
ผลิตภัณฑ์จะให้ค่าคงที่ผลิตภัณฑ์ไอออนิกของน้ำ - K W และเศษส่วนคือค่าคงที่การแยกตัวของกรด ดังนั้นเราจึงได้:
เพราะ = และ = สโซลี
เพราะว่าอัลฟ่า<1 мала
กิโลกรัม = =
เรายังพบค่า pH ของสารละลายด้วย
ระดับของการไฮโดรไลซิส () เท่ากับอัตราส่วนของจำนวนโมเลกุลที่ถูกไฮโดรไลซ์ต่อจำนวนโมเลกุลที่ละลายทั้งหมด ในระหว่างการไฮโดรไลซิสด้วยไอออนจะไม่ดีนัก ยิ่งกรด (หรือเบสอ่อนลง) ระดับไฮโดรไลซิสก็จะยิ่งมากขึ้น
วิธีที่ง่ายและสะดวกในการทำนายเรขาคณิตของโมเลกุลคือแบบจำลองแรงผลักของคู่อิเล็กตรอนที่มีตำแหน่งเฉพาะ หรือวิธี R.D. Gillespie ซึ่งใช้วิธี VS ข้อมูลเริ่มต้นสำหรับวิธีนี้คือ จำนวนอะตอมอื่นที่เกี่ยวข้องกับอะตอมกลาง ความเป็นไปได้ของวาเลนซ์ของอะตอมที่ถูกพันธะทั้งหมด จำนวนอิเล็กตรอนในชั้นนอกของอะตอมกลาง
บทบัญญัติหลักของวิธี Gillespie มีดังนี้
คู่อิเล็กตรอนแต่ละคู่ ไม่ว่าจะสร้างพันธะหรือไม่ใช้ร่วมกัน จะครอบครองตำแหน่งเฉพาะในอวกาศ (คู่อิเล็กตรอนที่มีการแปล) เนื่องจากการผลักกัน คู่อิเล็กตรอนจึงถูกจัดเรียงในลักษณะให้แยกจากกันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวจะมีปริมาตรมากกว่าคู่ที่ใช้ร่วมกัน พันธบัตรคู่และสามถือเป็นพันธบัตรเดี่ยวแม้ว่าจะมีปริมาณมากกว่าก็ตาม
ขั้นตอนการทำงานตามวิธีกิลเลสปีมีประมาณดังนี้ ให้เราแสดงอะตอมของโครงสร้างเป็น A อะตอมอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องเป็นตัวอักษร B เป็นต้น คู่อิเล็กตรอนเดี่ยว - E คือจำนวนคู่ทั้งหมดของอะตอมกลางในพันธะเคมี - พีและจำนวนคู่อิเล็กตรอนโดดเดี่ยวคือ ต.จากนั้นโมเลกุลที่พิจารณาในกรณีที่ง่ายที่สุดเมื่อเทียบกับอะตอมกลางจะมีรูปแบบ AB w E ;// . โดยทั่วไปแล้วอะตอมที่มีหลายวาเลนท์มากที่สุดจะถูกเลือกให้เป็นอะตอมกลาง โมเลกุลขนาดใหญ่ที่ซับซ้อนได้รับการพิจารณาเป็นบางส่วนภายในวิธีกิลเลสปี อันเป็นผลจากการสรุปผล ปและ ตตามวิธีที่เสนอข้างต้น แบบจำลองเริ่มต้นของเรขาคณิตของโมเลกุลหรือไอออนจะถูกกำหนด จากนั้นจึงกำหนดเรขาคณิตที่แท้จริงของอนุภาค
โครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุลขึ้นอยู่กับจำนวนคู่อิเล็กตรอนแสดงไว้ในตารางที่ 1 3.1.
ตารางที่ 3.1
โครงสร้างโมเลกุลโดยใช้วิธีกิลเลสปี
ท้ายตาราง. 3.1
|
จำนวนคู่อิเล็กตรอน |
ที่ตั้ง อิเล็กทรอนิกส์ |
โมเลกุล |
เรขาคณิต โมเลกุล |
|
|
จัตุรมุข |
จัตุรมุข |
|||
|
ตรีโกณมิติ |
||||
|
ปิรามิด |
||||
|
อ๊ะ 2 และ 2 |
||||
|
ตรีโกณมิติ- |
ตรีโกณมิติ |
|||
|
ปิรามิดสองด้าน- |
ปิรามิดสองด้าน |
|||
|
โดย 4 อี |
ดิสฟีนอยด์ |
|||
|
รูปตัว T |
||||
|
เชิงเส้น |
||||
|
แปดด้าน |
||||
|
สี่เหลี่ยม |
||||
|
ปิรามิด |
||||
|
ห้าเหลี่ยม- |
เอ่อ 7 |
ห้าเหลี่ยม |
||
|
บิปิรามิ- |
ปิรามิดสองด้าน |
|||
|
โดย 6 อี |
หนึ่งหมวก |
|||
|
แปดหน้า |
ให้เราสาธิตความสามารถของวิธีการของกิลเลสปีโดยใช้ตัวอย่างโมเลกุลหลายตัว
แอมโมเนีย (NH 3): อะตอมกลางคือไนโตรเจน เสื้อ =(5 - 3*1)/2 = = 1; ดังนั้นประเภทของโมเลกุลคือ AB 3 E t แบบจำลองเริ่มต้นคือจัตุรมุข โมเลกุลเป็นปิรามิดตรีโกณมิติ มุมระหว่างพันธะ H - N - H นั้นน้อยกว่าจัตุรมุข (109°28 ") เนื่องจากเป็นคู่เดียว ของอิเล็กตรอนที่มีปริมาตรมากกว่าและมีค่าประมาณ 107 ,3°
น้ำ (H 2 0): อะตอมกลางคือออกซิเจน เสื้อ = (6 --2 - 1) / 2 = 2; ดังนั้นประเภทของโมเลกุลจึงตามมา - AB 9 E 9 ซึ่งเป็นแบบจำลองเริ่มต้นซึ่งเป็นจัตุรมุขโมเลกุลเป็นเชิงมุมมุมพันธะระหว่างพันธะเคมี H - O - H ยิ่งเล็กลงเนื่องจากมีคู่เดี่ยว ๆ สองคู่ อิเล็กตรอนบนอะตอมออกซิเจน และมีค่าเท่ากับ 104.5°
ดีบุกคลอไรด์ (SnCl 9): อะตอมกลางคือดีบุก ต= = (4-2 -1) / 2 = 1; ประเภทของโมเลกุล - AB 2 E G รูปแบบเดิมเป็นรูปสามเหลี่ยมปกติ โมเลกุลเป็นเชิงมุม มุมพันธะระหว่างพันธะเคมี Cl - Sn - Cl คือ 120°
คาร์บอนมอนอกไซด์ (1U) (C0 9): อะตอมกลางคือคาร์บอน เสื้อ =(4 - 2 2) / 2 = 0; ประเภทของโมเลกุลคือ AB 2 โมเลกุลเป็นแบบเส้นตรง มุมระหว่างพันธะ O = C = O คือ 180°
ควรสังเกตว่าวิธีการของ Gillespie มีข้อจำกัดที่สำคัญ ข้อเสียเปรียบหลัก:
- ไม่สามารถใช้ได้กับสารประกอบส่วนใหญ่ ง-และธาตุทั้ง 5;
- ไม่สามารถใช้ได้กับสารประกอบที่มีความเป็นไอออนอย่างมีนัยสำคัญของพันธะเคมี ดังนั้นโมเลกุล Li 2 0 จึงเป็นเส้นตรง แต่เนื่องจากอยู่ในประเภท AB 2 E 2 จึงต้องเป็นเชิงมุม
- ความเป็นไปไม่ได้ที่จะทำนาย "ความเฉื่อย" (ขาดทิศทาง, ความเป็นสเตอริโอ) ของคู่อิเล็กตรอนเดี่ยว ดังนั้น Pblg^SbBr^" และ TeBr 6 2_ ไอออนจึงอยู่ในประเภท AB 6 Ej แต่ในความเป็นจริงกลับกลายเป็นโครงสร้างแปดด้านปกติ การกระจายตัวของคู่อิเล็กตรอนนี้เป็นลักษณะของไอออนและโมเลกุลของสารประกอบเชิงซ้อนที่เกิดจาก แคตไอออนเชิงซ้อนที่มีรัศมีขนาดใหญ่และลิแกนด์ที่มีอิเลคโตรเนกาติวีตี้ค่อนข้างต่ำ
ในการสร้างแผนภาพพลังงานของ MO ของโมเลกุลโพลีอะตอมมิก จำเป็นต้องทราบโครงสร้างทางเรขาคณิตล่วงหน้า โดยปกติแล้วจะพิจารณาจากการทดลอง แต่ในหลายกรณีสามารถคาดเดาได้ง่ายมาก ความเป็นไปได้นี้ได้มาจากวิธีการผลักคู่อิเล็กตรอนของเปลือกเวเลนซ์ ซึ่งเสนอในปี 1957 โดย R. Gillespie
วิธีการของกิลเลสปีมีพื้นฐานมาจากแนวคิดที่ว่าอิเล็กตรอนหรือถ้าพูดให้ถูกคือบริเวณที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นในสภาพแวดล้อมเวเลนซ์ของอะตอมกลาง ควรอยู่ในอวกาศเพื่อให้แรงผลักกันซึ่งกันและกันมีน้อยที่สุด ดังที่เราทราบ บริเวณดังกล่าวสอดคล้องกับพันธะโควาเลนต์ที่เกิดจากอะตอมนี้หรือกับคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวของมัน ดังนั้น เราสามารถพูดได้ว่าเพื่อลดแรงผลักของอินเตอร์อิเล็กตรอนลง พันธะและคู่โดดเดี่ยวของอะตอมกลางควรอยู่ห่างจากกันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
รูปแบบที่ให้แรงผลักกันน้อยที่สุดของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่เพิ่มขึ้นสอง, สาม, สี่, ห้าและหกบริเวณ: สามเหลี่ยม 2 เส้นตรง, สามเหลี่ยมด้านเท่า 3 ด้าน, สี่ด้านจัตุรมุข, ปิรามิดสองด้านทรงสามเหลี่ยม 5 เหลี่ยม, ทรงแปดหน้าแปดเหลี่ยม
ตัวอย่างเช่น ในโมเลกุลโบรอนไฮไดรด์ BH3 แรงผลักที่น้อยที่สุดของทั้งสามบริเวณของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่เพิ่มขึ้นซึ่งสอดคล้องกับพันธะ B-H นั้นจะเกิดขึ้นได้ โดยมีเงื่อนไขว่าพันธะเหล่านี้มุ่งตรงไปยังจุดยอดของรูปสามเหลี่ยมปกติ
ในโมเลกุลมีเทน CH4 แรงผลักน้อยที่สุดระหว่างสี่บริเวณของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่เพิ่มขึ้น (พันธะ C-H) จะเกิดขึ้นได้เมื่อพวกมันมีรูปทรงจัตุรมุขรอบอะตอมของคาร์บอนส่วนกลาง ดังนั้นโมเลกุลนี้จึงต้องมีรูปร่างของจัตุรมุขที่มีพันธะ C-H พุ่งเข้าหาจุดยอด อะตอมไนโตรเจนในโมเลกุลแอมโมเนีย NH3 ถูกล้อมรอบด้วยสี่บริเวณที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น ทั้งสามสอดคล้องกับพันธะ N-H และอีกคู่หนึ่งเป็นคู่อิเล็กตรอนเดี่ยว เช่นเดียวกับในตัวอย่างก่อนหน้านี้ ควรหันเข้าหาจุดยอดของจัตุรมุข อย่างไรก็ตาม เรา “ไม่เห็น” จุดยอดที่ถูกครอบครองโดยคู่อิเล็กตรอนตัวเดียว ดังนั้นโมเลกุลแอมโมเนียจึงมีรูปร่างเป็นปิรามิดทรงสามเหลี่ยม (เช่น สามเหลี่ยม) โดยมีอะตอมไนโตรเจนอยู่ที่ด้านบนและมีอะตอมไฮโดรเจนสามอะตอมที่ฐาน
อีกตัวอย่างหนึ่งคือโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์ CO2 ประกอบด้วยพันธะคู่สองพันธะ C=0 และตามด้วยบริเวณอิเล็กทรอนิกส์ที่เพิ่มขึ้นสองส่วน
ความหนาแน่นซึ่งแต่ละอันประกอบด้วยคู่อิเล็กตรอนสองตัว เห็นได้ชัดว่าแรงผลักที่เล็กที่สุดเกิดขึ้นได้ด้วยโครงสร้างเชิงเส้นของโมเลกุล
ตอนนี้ให้เรากำหนดขั้นตอนในการกำหนดเรขาคณิตของโมเลกุลโดยวิธี Gillespie
ขั้นแรก ให้กำหนดจำนวนบริเวณที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น (n) ในสภาพแวดล้อมของอะตอมกลาง เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้นับจำนวนพันธะที่พันธะเกิดขึ้น ทั้งเดี่ยวและหลายพันธะ และจำนวนอิเล็กตรอนเดี่ยวที่มี
จากนั้นเลือกตัวเลขหรือรูปทรงหลายเหลี่ยมที่ตรงกับหมายเลข n อะตอมกลางวางอยู่ที่ศูนย์กลางของรูปนี้หรือรูปทรงหลายเหลี่ยม
สุดท้าย ให้ดึงออกจากรูปทรงหลายเหลี่ยมหรือคิดหาจุดยอดที่ตรงกับคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวๆ และได้รูปร่างที่สังเกตได้ของโมเลกุล
ลองดูตัวอย่างเพิ่มเติมบางส่วน
ในโมเลกุลฟอสจีนของ COCI2 อะตอมของคาร์บอนจะสร้างพันธะคู่กับอะตอมออกซิเจนและพันธะเดี่ยวสองพันธะกับอะตอมของคลอรีน เนื่องจากอะตอมของคาร์บอนในโมเลกุลนี้ไม่มีคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวๆ จำนวน n จึงเป็นสามและโมเลกุลนั้นมีรูปร่างเป็นรูปสามเหลี่ยม
ในไนไตรต์ไอออน NO2- อะตอมไนโตรเจนจะสร้างพันธะกับอะตอมออกซิเจน 2 อะตอม โดยจะใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอน 2 ตัวไปบนตัวหนึ่งและอีกตัวหนึ่งอยู่อีกตัวหนึ่ง อะตอมไนโตรเจนยังคงรักษาคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวๆ เอาไว้ ซึ่งเมื่อรวมกับพันธะสองตัว จะก่อให้เกิดบริเวณสามบริเวณที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นซึ่งมุ่งตรงไปยังจุดยอดของรูปสามเหลี่ยม หนึ่งในนั้นมีคู่เดียวซึ่งไม่ได้นำมาพิจารณาเมื่ออธิบายการจัดเรียงอะตอมที่สัมพันธ์กัน ดังนั้นไอออน NO2- จึงมีรูปร่างเป็นมุมและมีมุมพันธะระหว่างพันธะ N-O ใกล้ถึง 120 องศา รอบอะตอมของคลอรีนส่วนกลางในไอออนของคลอเรต ClO3 มีพื้นที่ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสามบริเวณซึ่งสอดคล้องกับพันธะ C1-0 สามพันธะและคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวหนึ่งคู่ ดังนั้นไอออนนี้จึงมีโครงสร้างปิรามิดแบบสามเหลี่ยมคล้ายกับโครงสร้างของแอมโมเนีย
โมเลกุล PCI5 ของฟอสฟอรัสเพนตะโดไรด์มีรูปร่างของปิรามิดแบบตรีโกณมิติซึ่งเกิดจากพันธะ P-CI ห้าพันธะ
วิธีของกิลเลสปีให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในการทำนายโครงสร้างของสารประกอบของธาตุที่ไม่เปลี่ยนผ่าน อย่างไรก็ตาม แม้แต่สำหรับพวกเขาแล้ว การคาดการณ์ที่ใช้มันบางครั้งก็กลับกลายเป็นว่าผิดพลาด แม้ว่าจำนวนการคาดการณ์ที่ผิดพลาดจะมีน้อยก็ตาม ตัวอย่างเช่น คาดการณ์ว่าโมเลกุล BaF2 จะมีโครงสร้างเชิงเส้น ในขณะที่มุมพันธะที่กำหนดในการทดลองในโมเลกุลนี้คือ 100 องศา ในทางตรงกันข้าม โมเลกุล Li2O เชิงเส้นถูกทำนายโดยวิธีของกิลเลเซียว่าเป็นเชิงมุม
เรขาคณิตของโมเลกุลโพลีอะตอมมิกจะกำหนดขั้วของมัน โมเลกุลที่มีรูปร่างเป็นรูปทรงเรขาคณิตปกติหรือรูปทรงหลายเหลี่ยมปกติมักจะไม่มีขั้วเสมอ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในแต่ละพันธะไปสู่องค์ประกอบที่มีอิเลคโตรเนกาติวิตี้มากขึ้นจะหักล้างซึ่งกันและกัน ตัวอย่างเช่น โมเลกุล PCI5 มีรูปร่างของรูปทรงหลายเหลี่ยมปกติ - ปิรามิดแบบตรีโกณมิติและดังนั้นจึงไม่มีขั้ว
หากโมเลกุลมีรูปร่างเป็นรูปทรงหลายเหลี่ยมที่ผิดปกติหรือมีมุมบางมุมในมุมปกติบิดเบี้ยว จะกลายเป็นขั้ว ตัวอย่างเช่น พันธะ P-Cl ในฟอสฟอรัสไตรคลอไรด์ก่อตัวเป็นปิรามิดตรีโกณมิติโดยมีอะตอมฟอสฟอรัสอยู่ที่ปลายยอด (รูปทรงหลายเหลี่ยมไม่ปกติ) ดังนั้นโมเลกุล PCI3 จึงมีโมเมนต์ไดโพล
กองกำลังฟาน เดอร์ วาลส์
(กลไกการเกิดสารที่มีพันธะอะตอมหรือไอออนิกเห็นได้ชัดเจนคือ การก่อตัวของโมเลกุลออร์บิทัล ส่งผลให้พลังงานศักย์ของสารลดลงอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนผ่านของอิเล็กตรอนไปสู่ระดับพลังงานที่ลดลง อีกทั้ง การกระจายตัวของความหนาแน่นของอิเล็กตรอน ทำให้เกิดแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิตระหว่างไอออน)
อย่างไรก็ตาม การดึงดูดไฟฟ้าสถิตก็เกิดขึ้นได้ระหว่างโมเลกุลที่เป็นกลาง ซึ่งเกิดจากแรงแวนเดอร์วาลส์
1) ปฏิกิริยาเชิงทิศทางเกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลเชิงขั้ว ซึ่งถูกวางตัวเพื่อนำขั้วตรงข้ามเข้ามาใกล้กันมากขึ้น ส่งผลให้เกิดแรงดึงดูดระหว่างขั้วทั้งสองและพลังงานศักย์ลดลงเมื่อขั้วทั้งสองเข้ามาใกล้กันมากขึ้น
2) ปฏิกิริยาอุปนัย หากโมเลกุลไม่มีโมเมนต์ไดโพลถาวรมันก็สามารถเกิดขึ้นได้ในนั้นถูกเหนี่ยวนำ (เหนี่ยวนำ) ภายใต้อิทธิพลของโมเลกุลอื่นที่มีขั้ว
3) ปฏิสัมพันธ์การกระจายตัว ในโมเลกุลใด ๆ เนื่องจากเป็นมวลที่มีประจุเคลื่อนที่ (นิวเคลียสอิเล็กตรอน) สิ่งที่เรียกว่าไมโครไดโพลทันทีจะปรากฏขึ้นเคลื่อนไหวและหายไปอย่างต่อเนื่อง เมื่อโมเลกุลเข้ามาใกล้กันมากขึ้น การเกิดขึ้นของพวกมันก็จะไม่เกิดขึ้นอย่างสุ่มและเป็นอิสระโดยสิ้นเชิง ความสอดคล้องบางอย่างปรากฏในการศึกษาของพวกเขา
ดังนั้น Van der Waals จึงเกิดจากความสัมพันธ์ (การประสานงาน) ของการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในโมเลกุลข้างเคียงเนื่องจากปฏิกิริยาของคูลอมบ์ พวกมันอ่อนตัวลงอย่างรวดเร็วมากเมื่อระยะห่างระหว่างโมเลกุลเพิ่มขึ้น การมีส่วนร่วมสัมพัทธ์ของแรงแต่ละประเภทนั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของโมเลกุลสองประการเป็นหลัก: ขั้ว (ขนาดของโมเมนต์ไดโพล) และความสามารถในการโพลาไรซ์ (ความสามารถในการเปลี่ยนสัมพัทธ์ไม่มากก็น้อยได้อย่างง่ายดาย การกระจายประจุเชิงพื้นที่ภายในโมเลกุล )
46. โครงสร้างวงดนตรีที่เป็นของแข็ง การก่อตัวของแถบพลังงานในผลึกของสารเชิงเดี่ยวและในสารประกอบที่มีพันธะไอออนิก
จนถึงขณะนี้เราได้พิจารณาการก่อตัวของพันธะเคมีในโมเลกุลที่เกิดจากอะตอมหลายอะตอม อย่างไรก็ตาม สารหลายชนิดไม่ได้ประกอบด้วยโมเลกุล แต่เป็นอะตอมหรือไอออนโดยตรง พันธะเคมีในผลึกของสารดังกล่าวอธิบายโดยใช้ทฤษฎีแบนด์ ซึ่งเป็นการพัฒนาวิธี MO และถือว่าคริสตัลเป็นโมเลกุลที่มีขนาดใหญ่มากโมเลกุลหนึ่ง
/// ผลึกอะตอม
ลองจินตนาการว่าคริสตัลก่อตัวขึ้นจากอะตอมของโลหะอัลคาไลได้อย่างไร ซึ่งแต่ละอะตอมมีวาเลนซ์ s-orbital เพียงตัวเดียวและมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวในวงโคจรนี้ เมื่ออะตอมสองอะตอมดังกล่าวมารวมกัน จะเกิดวงโคจรโมเลกุลสองวง: พันธะหนึ่งซึ่งมีพลังงานน้อยกว่าพลังงานของ AO ดั้งเดิม และอีกพันธะหนึ่งที่มีพลังงานสูงกว่า ถ้าสามอะตอมรวมกันจะเกิด MO สามตัว ถ้าสี่อะตอมจะเกิด MO สี่ตัว เป็นต้น ในผลึกที่ประกอบด้วยอะตอม 1 โมล ควรเกิดวงโคจร 6.022 * 10 วง
จะเห็นได้ว่าในโมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมจำนวนน้อย ต้องใช้พลังงานค่อนข้างมากในการเปลี่ยนอิเล็กตรอนไปเป็นวงโคจรอิสระ เมื่อจำนวนอะตอมที่มีปฏิสัมพันธ์เพิ่มขึ้น ความแตกต่างในพลังงานของ MO จะน้อยลง และเมื่อมีอะตอมจำนวนมากมาก อาจกล่าวได้ว่าวงโคจรก่อตัวเป็นแถบพลังงานที่เกือบจะต่อเนื่องกัน ตามหลักการของพลังงานน้อยที่สุด อิเล็กตรอนจะครอบครองวงโคจรของครึ่งล่างของแถบเป็นคู่ โดยปล่อยให้ครึ่งบนเป็นอิสระ อิเล็กตรอนที่อยู่ในส่วนที่เต็มของแถบที่มีการกระตุ้นน้อยที่สุดสามารถเคลื่อนที่เข้าสู่วงโคจรอิสระที่มีพลังงานสูงกว่าได้ สารที่มีแถบพลังงานซึ่งเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนบางส่วนนำกระแสไฟฟ้าได้ดี เช่น มีค่าการนำไฟฟ้าสูง และเรียกว่าโลหะ
ทีนี้ลองพิจารณาสถานการณ์ที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งเกิดขึ้นในกรณีที่อะตอมมีเวเลนซ์ออร์บิทัลหลายอัน เช่น อะตอมของคาร์บอน (2s และ 2p) หรืออะลูมิเนียม (3s และ 3p) ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของอะตอมที่เชื่อมต่อกันและชนิดของโครงตาข่ายคริสตัลที่พวกมันก่อตัวขึ้น ผล MO ของคริสตัลสามารถรวมเข้ากับโซนพลังงานเดียว หรืออาจก่อตัวเป็นโซนแยกกันหลายโซนก็ได้
เมื่อคริสตัลถูกสร้างขึ้นจากอะตอมอะลูมิเนียม N โซนเดียวจะปรากฏขึ้น ประกอบด้วยวงโคจร 4N ซึ่ง 3/2N เต็มไปด้วยอิเล็กตรอน และส่วนที่เหลือจะเป็นอิสระ ดังนั้นอลูมิเนียมจึงเป็นโลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง
คริสตัลเพชรมีโครงสร้างสายที่แตกต่างกัน เมื่ออะตอมของคาร์บอน N รวมเข้าด้วยกัน จะเกิดสองโซนขึ้น แต่ละโซนประกอบด้วยออร์บิทัล 2N เนื่องจากอะตอมของคาร์บอนมีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 4 ตัว จึงเป็นเรื่องง่ายที่จะคำนวณว่าทุกระดับของโซนที่อยู่ในแผนภาพพลังงานในบริเวณที่มีพลังงานต่ำกว่านั้นเต็มไปหมด และทุกระดับของโซนด้านบนนั้นว่าง แถบที่อิเล็กตรอนครอบครองเรียกว่าแถบวาเลนซ์ และแถบอิสระเรียกว่าแถบการนำไฟฟ้า ระหว่างแถบเวเลนซ์และแถบการนำไฟฟ้า มีสิ่งที่เรียกว่าแถบต้องห้าม ซึ่งไม่อนุญาตให้มีตำแหน่งพลังงานสำหรับอิเล็กตรอน (เช่น MO) ดังนั้น เพื่อที่จะมีความคล่องตัว อิเล็กตรอนจะต้องได้รับพลังงานเพิ่มเติมเกิน "ความกว้าง" ของช่องว่างของแถบความถี่ ตัวอย่างเช่น ในผลึกเพชร “ความกว้าง” นี้มีขนาดค่อนข้างใหญ่และมีค่าประมาณ 5.5 eV ดังนั้นเพชรจึงเป็นอิเล็กทริก (ฉนวน)
เพื่อให้เพชรมีค่าการนำไฟฟ้าได้นั้นจะต้องได้รับการฉายรังสีอัลตราไวโอเลตอย่างหนักหรือให้ความร้อนที่อุณหภูมิหลายพันองศา นอกจากนี้ การถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปยังโซนการนำไฟฟ้าอาจเกิดขึ้นได้ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าที่ ความเข้มสูงมาก ในกรณีนี้จะเกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการสลายอิเล็กทริก
อะตอมของเจอร์เมเนียมมีโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์เหมือนกับอะตอมของคาร์บอน และโครงสร้างผลึกของเจอร์เมเนียมก็คล้ายกับของเพชร ดังนั้นสองโซนที่แยกจากกันจึงก่อตัวขึ้นในเจอร์เมเนียมแบบผลึก ช่องว่างแถบของเจอร์เมเนียม (0.66 eV) มีขนาดเล็กกว่าช่องว่างของเพชรมาก และที่อุณหภูมิห้อง อิเล็กตรอนจำนวนเล็กน้อย (ประมาณหนึ่งใน 10 ถึง 21 พลัง) จะถูก "โยน" จากแถบวาเลนซ์เข้าไปในแถบการนำไฟฟ้าเนื่องจาก การเคลื่อนไหวด้วยความร้อน สิ่งนี้ปรากฏว่าเพียงพอสำหรับเจอร์เมเนียมที่จะมีค่าการนำไฟฟ้าที่เห็นได้ชัดเจน: สูงกว่าเพชรถึง 10 เท่าแม้ว่าจะน้อยกว่าโลหะทั่วไปถึง 10 เท่าก็ตาม เจอร์เมเนียม และสารอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งที่มีความกว้างไม่มาก (< 3 эВ) запрещенной зоной (Si, GaAs, PbS) называют полупроводниками.
ดีบุกสีเทายังเป็นสารกึ่งตัวนำ - การดัดแปลงผลึกซึ่งมีความเสถียรที่อุณหภูมิต่ำกว่า 14°C โครงสร้างของดีบุกสีเทาก็คล้ายกับเพชรเช่นกัน อย่างไรก็ตาม ช่องว่างของแถบในสารนี้มีขนาดเล็กมาก (ประมาณ 0.1 eV) ซึ่งที่อุณหภูมิห้องแล้ว อิเล็กตรอนจำนวนมากพอสมควรจะผ่านจากแถบเวเลนซ์ไปยังแถบการนำไฟฟ้า ดังนั้นค่าการนำไฟฟ้าของดีบุกสีเทาจึงต่ำกว่าดีบุกโลหะสีขาวเพียง 15 เท่า ซึ่งเป็นการปรับเปลี่ยนที่มีความเสถียรในห้องและอุณหภูมิสูงขึ้น
จากตัวอย่างของดีบุกสีเทาและสีขาว เรากำลังเผชิญกับสถานการณ์สำคัญที่แนวคิดของ "องค์ประกอบโลหะ" และ "สารที่มีคุณสมบัติเป็นโลหะ" ไม่เหมือนกัน องค์ประกอบของโลหะสามารถสร้างสารเซมิคอนดักเตอร์อย่างง่าย (ดีบุกสีเทา) และธาตุที่ไม่ใช่โลหะสามารถสร้างสารที่มีพันธะเคมีประเภทโลหะได้ ตัวอย่างเช่น คาร์บอนและสารหนูเป็นองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะ แต่สารอย่างง่ายที่ก่อตัวขึ้น ได้แก่ กราไฟต์และสารหนูสีเทา จะมีการนำไฟฟ้าประเภทโลหะ
///คริสตัลไอออนิก
ตอนนี้ให้เราพิจารณาโครงสร้างของแถบพลังงานในผลึกที่เกิดจากอะตอมซึ่งมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ต่างกันมาก เนื่องจากพลังงานการโคจรของอะตอมเริ่มต้นแตกต่างกันอย่างมาก เมื่อ AO ของพวกมันทับซ้อนกัน โซนสองโซนจึงเกิดขึ้น แถบพลังงานต่ำ (แถบวาเลนซ์) ส่วนใหญ่ประกอบด้วยออร์บิทัลของอะตอมที่มีอิเลคโตรเนกาติวีตีมากกว่า และแถบพลังงานสูง (แถบการนำไฟฟ้า) ประกอบขึ้นจากออร์บิทัลของอะตอมที่มีอิเลคโตรเนกาติตีน้อยกว่า
ใน NaCl ที่เป็นผลึก แถบวาเลนซ์ถูกครอบครองโดยสมบูรณ์ และแถบการนำไฟฟ้านั้นเป็นอิสระ ช่องว่างของแถบในโซเดียมคลอไรด์มีขนาดค่อนข้างใหญ่และอยู่ที่ประมาณ 7 eV ดังนั้นผลึกโซเดียมคลอไรด์ก็เหมือนกับสารไอออนิกอื่นๆ ส่วนใหญ่ จึงเป็นอิเล็กทริกที่อุณหภูมิห้อง
การละลายของสารไอออนิก (เช่น NaCl) นำกระแสไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ค่าการนำไฟฟ้าในกรณีเหล่านี้จะถูกกำหนดโดยการเคลื่อนที่ของไอออน ไม่ใช่อิเล็กตรอน
///โครงสร้างของผลึกโควาเลนต์ ไอออนิก และโลหะ รัศมีโควาเลนต์ โลหะ และไอออนิกของอะตอม
โครงสร้างผลึกของสารที่มีพันธะเคมีประเภทต่างๆ เกิดขึ้นตามหลักการที่ต่างกัน
ในผลึกโควาเลนต์ของอะตอม จำนวนพันธะที่เกิดขึ้นโดยแต่ละอะตอมมักจะเท่ากับจำนวนวงโคจรของเวเลนซ์ ตัวอย่างเช่น ในผลึกเพชร อะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมจะอยู่ในสภาพแวดล้อมเวเลนซ์แบบเตตราฮีดรัล เช่นเดียวกับในโมเลกุลของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว ในผลึกควอตซ์ SiO2 อะตอมของซิลิคอนแต่ละอะตอมจะสร้างพันธะสี่พันธะกับอะตอมของออกซิเจน และอะตอมของออกซิเจนแต่ละอะตอมจะสร้างพันธะสองพันธะกับอะตอมของซิลิคอน
ในสารไอออนิก แต่ละไอออนมีแนวโน้มที่จะมีไอออนบวกมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในสภาพแวดล้อมของมัน และไอออนบวกแต่ละตัวมีแนวโน้มที่จะมีไอออนลบมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ดังนั้นในผลึกไอออนิก จำนวนเคาน์เตอร์ที่อยู่ใกล้เคียงจะมากกว่าสถานะวาเลนซ์หรือออกซิเดชันของอะตอมที่เกี่ยวข้องเสมอ ตัวอย่างเช่น ในผลึก NaCl แต่ละแคลนไอออนจะถูกล้อมรอบด้วยไอออนบวก Na+ หกตัว และโซเดียมไอออนบวกแต่ละตัวจะถูกล้อมรอบด้วยไอออนคลอไรด์หกไอออน
ในที่สุด ในผลึกโลหะ เวเลนซ์อิเล็กตรอนจะเกาะติดกับอะตอมอย่างอ่อนมาก จนโครงสร้างโลหะมักจะแสดงเป็นกลุ่มของแคตไอออนที่ล้อมรอบด้วย "ก๊าซ" ของอิเล็กตรอนที่เกือบจะเป็นอิสระ ดังนั้นในโลหะ อะตอมมักจะถูกจัดเรียงในลักษณะที่ว่าเมื่อมีปริมาตรคริสตัลน้อยที่สุด ระยะห่างระหว่างอะตอมจึงมากที่สุด กล่าวอีกนัยหนึ่ง การที่อะตอมในผลึกดังกล่าวมีเพื่อนบ้านที่ห่างไกลจำนวนมากจะเป็นประโยชน์มากกว่าที่มีเพื่อนบ้านที่ใกล้ชิดเพียงไม่กี่คน ตัวอย่างเช่น ในโครงสร้างผลึกของ a-iron (การดัดแปลงที่มีความเสถียรที่อุณหภูมิต่ำกว่า 769°C) แต่ละอะตอมมีเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด 8 อะตอมที่ระยะ 248 น. และอีก 6 อะตอมที่อยู่ไกลออกไป ซึ่งเป็นระยะทาง 287 น. . โลหะอัลคาไล แบเรียม โครเมียม โมลิบดีนัม วานาเดียม และโลหะอื่นๆ ทั้งหมดมีโครงสร้างผลึกเหมือนกันภายใต้สภาวะมาตรฐาน
โดยธรรมชาติแล้ว ระยะห่างระหว่างอะตอมเดียวกันในผลึกที่มีพันธะต่างกันจะมีค่าต่างกัน ตัวอย่างเช่น ในผลึกโควาเลนต์ของดีบุกสีเทา ความยาวพันธะ Sn-Sn คือ 280 pm ในขณะที่ผลึกโลหะของดีบุกสีขาว ระยะห่างระหว่างอะตอมที่สั้นที่สุดคือ 302 pm ดังนั้น ในการทำนายระยะห่างระหว่างอะตอม จึงมีการใช้รัศมีอะตอมประเภทต่างๆ เช่น โควาเลนต์ ไอออนิก และโลหะ รัศมีเหล่านี้เป็นค่าที่คำนวณได้จากระยะทางระหว่างอะตอมที่ทราบอยู่แล้ว
รัศมีโควาเลนต์ของอะตอมจะเท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวของพันธะเดี่ยวระหว่างอะตอมที่เหมือนกัน ตัวอย่างเช่น รัศมีโควาเลนต์ของอะตอมไฮโดรเจนถือเป็นครึ่งหนึ่งของระยะ H-H ในโมเลกุล H2 (37 น.) และรัศมีโควาเลนต์ของอะตอมคาร์บอนคือครึ่งหนึ่งของระยะห่าง C-C ในผลึกเพชร (197.00 น.) ความยาวพันธะ C-H ที่คำนวณโดยใช้ค่าเหล่านี้คือ 234 น. ซึ่งสอดคล้องกับค่าการทดลองที่ดี (109 น. ในโมเลกุล CH4) พันธะหลายพันธะสั้นกว่าพันธะเดี่ยว ดังนั้นเมื่อคำนวณความยาว จึงมีการแนะนำการแก้ไขแบบพิเศษหรือใช้ค่าพิเศษของรัศมีโควาเลนต์ รัศมีโลหะยังถูกกำหนดให้เป็นระยะทางครึ่งหนึ่งของระยะระหว่างนิวเคลียร์ที่สั้นที่สุดในผลึกโลหะอีกด้วย รัศมีโลหะของอะตอมจะมากกว่ารัศมีโควาเลนต์เสมอ
รัศมีไอออนิกพบได้ในวิธีที่ซับซ้อนกว่า เมื่ออิเล็กตรอนเกาะติดกับอะตอมที่เป็นกลาง แรงผลักระหว่างอิเล็กตรอนในเปลือกเวเลนซ์ของมันจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นรัศมีของประจุลบจึงมากกว่ารัศมีโควาเลนต์ของอะตอมที่เป็นกลาง ในทางตรงกันข้าม ขนาดของแคตไอออนที่สูญเสียอิเล็กตรอนจะมีขนาดเล็กกว่าขนาดของอะตอมดั้งเดิม ดังนั้นจึงเชื่อกันว่าในระหว่างการก่อตัวของผลึกไอออนิก แอนไอออนขนาดใหญ่จะซ้อนกันอยู่ใกล้กัน และช่องว่างที่เหลืออยู่ระหว่างพวกมันจะเต็มไปด้วยแคตไอออน ดังนั้น ครึ่งหนึ่งของระยะอินเทอร์ไอออนที่สั้นที่สุดจึงถือเป็นรัศมีไอออนลบ และความแตกต่างระหว่างระยะห่างระหว่างไอออนบวกกับไอออนที่สั้นที่สุดจะถือเป็นรัศมีไอออนบวก
47. คอมเพล็กซ์ การเชื่อมต่อที่ซับซ้อน – สารประกอบที่มีคุณสมบัติหลายประการ:
1) ในเชิงซ้อนสามารถแยกแยะอะตอมกลางและอะตอมโดยรอบได้เสมอ ผลรวมของประจุจะรวมกันเป็นประจุของสารเชิงซ้อน (บวก 2+, ลบ 3- หรือเป็นกลาง)
2) สารประกอบเชิงซ้อนเกิดขึ้นจากการเชื่อมโยงของไอออนและโมเลกุลธรรมดาเข้าด้วยกัน และไอออนหรือโมเลกุลหลายอะตอมจะรวมอยู่ในอนุภาคเชิงซ้อนทั้งหมด โดยที่พันธะเคมีทั้งหมดยังคงอยู่
3) อะตอมกลางมีพันธะเคมีมากกว่าสถานะออกซิเดชันหรือความจุที่กำหนด (ใน 4- หนึ่งไอออนของเหล็ก2 ถูกล้อมรอบด้วยไอออนไซยาไนด์ 6 ตัว)
4) อนุภาคเชิงซ้อนในสารและสารละลายที่เป็นผลึกมีอยู่เป็นชิ้นเดียว
สารประกอบเชิงซ้อนในธรรมชาติ: Na3AlF6 cryolite ประกอบด้วย 3-ไอออน ฮีม คลอโรฟิลล์ และวิตามินบี-12 รวมถึงสารเชิงซ้อนด้วย เอนไซม์หลายชนิดมีลักษณะเชิงซ้อน สารเชิงซ้อนนี้ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เม็ดสี และใช้ในการแยกโลหะออกจากแร่และแยกส่วนผสม (เกลือคู่ไม่ถือเป็นเชิงซ้อน!!)
แนวคิดพื้นฐาน:
สารเชิงซ้อน - อะตอมกลางหรือไอออนในอนุภาคเชิงซ้อน (โดยปกติจะเป็นไอออนหรืออะตอมของโลหะ แม้ว่าจะมีอโลหะด้วยก็ตาม (2-, -, -.))
ลิแกนด์เป็นไอออนหรือโมเลกุลที่เป็นกลางที่เกี่ยวข้องกับสารก่อให้เกิดสารเชิงซ้อนที่อยู่รอบ ๆ (สร้างสภาพแวดล้อมการประสานงาน) สิ่งเหล่านี้คือโมเลกุลหรือไอออนที่สามารถเป็นผู้บริจาคคู่อิเล็กตรอนได้ (อะตอมที่ให้มันคืออะตอมของผู้บริจาค) ลิแกนด์สามารถเป็นโมโนเดนเทต (สร้างพันธะประสานกันหนึ่งพันธะ) และโพลีเดนเทต (หลายพันธะเนื่องจากมีอะตอมผู้บริจาคหลายอะตอม)
หมายเลขโคออร์ดิเนตคือจำนวนพันธะที่สารก่อให้เกิดสารเชิงซ้อนก่อตัวขึ้นกับลิแกนด์ (ส่วนใหญ่มักจะเป็น 6,4,2)
การก่อตัวของสารเชิงซ้อนในสารละลายและความเสถียร
สารประกอบเชิงซ้อนสามารถได้รับได้หลายวิธี (ตัวอย่างเช่น โดยการทำปฏิกิริยาเกลือแอนไฮดรัส Mg(ClO4)2 กับแอมโมเนีย ซึ่งทำให้เกิด (ClO4)2) อย่างไรก็ตาม จากมุมมองเชิงปฏิบัติ สิ่งที่น่าสนใจที่สุดคือการก่อตัวของสารเชิงซ้อนในสารละลายน้ำที่มีไอออนของโลหะและลิแกนด์ที่ก่อให้เกิดสารเชิงซ้อน เอนทัลปีของไฮเดรชั่นของแคตไอออนส่วนใหญ่ค่อนข้างสูง ดังนั้นโมเลกุลของน้ำจึงเกาะติดกับไอออนของโลหะอย่างแน่นหนา และถือได้ว่าเป็นลิแกนด์ที่ประสานกัน ไอออนไฮเดรตดังกล่าวเรียกว่าอควาคอมเพล็กซ์ อนุภาคที่สร้างพันธะกับไอออนของโลหะได้ดีกว่าโมเลกุลของน้ำสามารถแทนที่พวกมันจากสภาพแวดล้อมที่ประสานกันของสารก่อให้เกิดสารเชิงซ้อนได้ กระบวนการทดแทนเกิดขึ้นเป็นขั้นตอน แต่ละขั้นตอนจะมีคุณลักษณะเฉพาะด้วยค่าคงที่สมดุลที่สอดคล้องกัน ตัวอย่างเช่น:
1)2+ + NH3 = +H2O K=/=590
2) + + NH3= 2++ H2O K=/[ นิ(NH3)(H2O)52+ ]=170
3) + NH3= 2++ H2O K=/[ นิ(NH3)2(H2O)42+ ]=54
4) + NH3= 2++ H2O K=/[ พรรณี(NH3)3(H2O)32+ ]=16.6
5) + NH3= 2++ H2O K=/[ พรรณี(NH3)4(H2O)22+ ]=5.4
6) + NH3= 2++ H2O K=/[ นิ(NH3)5(H2O)2+ ]=1.12
ค่าคงที่ Ki เรียกว่าค่าคงที่การก่อตัวเชิงซ้อนแบบขั้นตอน (โดยปกติยิ่งค่าคงที่มีค่าสูง ค่าก็จะยิ่งต่ำลง)
ค่าคงที่กระบวนการทั้งหมด)2+ +6 NH3=2++ H2O เขียนแทนด้วยตัวอักษร? (เบต้า) และเรียกว่าค่าคงที่ความเสถียรของคอมเพล็กซ์ มันเท่ากับผลคูณของค่าคงที่ขั้นทั้งหมด แต่ก็สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรปกติเช่นกัน
ค่าคงที่เสถียรภาพสามารถเขียนได้ไม่เพียงแต่สำหรับสารเชิงซ้อนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการแทนที่น้ำด้วยลิแกนด์อื่นด้วย
บางครั้งค่าคงที่ความไม่เสถียรจะถูกระบุในตาราง ซึ่งเป็นค่าคงที่สมดุลสำหรับปฏิกิริยาการทำลายเชิงซ้อน (การแทนที่ลิแกนด์ด้วยโมเลกุลของน้ำ) พวกมันคือค่าผกผันของค่าคงที่เสถียรภาพ
วิธีที่ง่ายและสะดวกในการทำนายเรขาคณิตของโมเลกุลคือแบบจำลองการผลักกันของคู่อิเล็กตรอนที่มีการแปลเป็นภาษาท้องถิ่น หรือวิธีกิลเลสปี ซึ่งใช้วิธี BC ข้อมูลเริ่มต้นสำหรับวิธีนี้คือจำนวนอะตอมอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับอะตอมกลาง ความสามารถในการเวเลนซ์ของอะตอมที่เกี่ยวข้องทั้งหมด และจำนวนอิเล็กตรอนบนชั้นนอกของอะตอมกลาง บทบัญญัติหลักของวิธี Gillespie มีดังนี้
1. คู่อิเล็กตรอนแต่ละคู่ ซึ่งทั้งก่อให้เกิดพันธะและไม่มีการใช้ร่วมกัน จะครอบครองพื้นที่ที่แน่นอนในอวกาศ (คู่อิเล็กตรอนที่มีการแปล) กลุ่มเมฆของพันธะคู่และสามถือเป็นพันธะเดี่ยว แน่นอนว่าคู่อิเล็กตรอน (เมฆอิเล็กตรอน) จะผลักกัน
2. ขึ้นอยู่กับจำนวนคู่อิเล็กตรอนที่มีการแปล (เมฆอิเล็กตรอน) พวกมันจะอยู่ในอวกาศดังนี้:
2 – การกำหนดค่าเชิงเส้น
3 – สามเหลี่ยมปกติ
4 – จัตุรมุข
5 – ปิรามิดแบบตรีโกณมิติปกติ
ขั้นตอนการทำงานตามวิธีกิลเลสปีมีประมาณดังนี้ ให้เราแสดงอะตอมกลางด้วยตัวอักษร A อะตอมอื่นๆ ที่เชื่อมต่อกับอะตอมด้วยตัวอักษร B และคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวด้วยตัวอักษร E ให้จำนวนคู่พันธะเคมีทั้งหมดของอะตอมกลางเป็น n และตัวเลข ของคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวๆ ที่ได้คือ m จากนั้นโมเลกุลที่เป็นปัญหาในรูปแบบพับแปลก ๆ ที่สัมพันธ์กับอะตอมกลางจะถูกเขียน AB n E ม. แน่นอนว่าอะตอมที่มีหลายค่ามากที่สุดจะถูกเลือกให้เป็นอะตอมกลาง โมเลกุลขนาดใหญ่ที่ซับซ้อนได้รับการพิจารณาเป็นบางส่วนภายในวิธีกิลเลสปี จากผลของการรวม n และ m โดยใช้วิธีที่เสนอข้างต้น แบบจำลองเริ่มต้นของเรขาคณิตของโมเลกุลหรือไอออนจึงถูกกำหนด จากนั้น หลังจากการทิ้งคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวออกไป รูปทรงที่แท้จริงของอนุภาคก็จะถูกกำหนด
การเพิ่มเติมที่เป็นไปได้ของวิธี Gillespie:
ก) คลาวด์บอนด์คู่ใช้พื้นที่ในอวกาศมากกว่าคลาวด์บอนด์เดี่ยว
b) ทริปเปิลบอนด์คลาวด์ครอบครองพื้นที่ในอวกาศที่ใหญ่กว่าคลาวด์บอนด์เดี่ยว และยิ่งกว่านั้นอีก มากกว่านั้นอีก มากกว่านั้นก็คือ มากกว่าคลาวด์บอนด์เดี่ยว
c) ในกรณีของพันธะโควาเลนต์มีขั้ว เมฆอิเล็กตรอนจะรวมตัวกันในระดับที่มากขึ้นใกล้กับอะตอมที่มีอิเล็กโทรเนกาติตีมากกว่า
d) เมฆของคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวนั้นครอบครองพื้นที่ในอวกาศมากกว่าเมฆของพันธะเดี่ยว
การเพิ่มเติมเหล่านี้ช่วยให้มีการปรับปรุงเรขาคณิตของโมเลกุลและการเบี่ยงเบนจากมุมพันธะที่ทำนายโดยขั้นตอนหลัก
ให้เราสาธิตความสามารถของวิธีการของกิลเลสปีโดยใช้ตัวอย่างโมเลกุลหลายตัว เริ่มจากโมเลกุลของน้ำและแอมโมเนียที่กล่าวถึงข้างต้นกันก่อน
เอช 2 โอ; เอบี 2 อี 2; ; แบบจำลองเริ่มต้นคือจัตุรมุข โมเลกุลนั้นเป็นเชิงมุม มุม H–O–H คือ 109 o 28"
NH3; เอบี 3 อี 1; ; แบบจำลองเริ่มต้นคือจัตุรมุข โมเลกุลเป็นปิรามิดตรีโกณมิติ มุม H–N–H 109 หรือ 28" โปรดทราบว่าจัตุรมุขซึ่งเป็นปิรามิดตรีโกณมิติปกตินั้นเป็นบุคคลที่อาวุโสกว่า (อะตอมกลางและคู่พันธะเคมีสี่คู่) มากกว่าปิรามิดตรีโกณมิติที่เหมาะสม (ตรงกลาง อะตอมและคู่พันธะเคมีสามตัว)
ตัวอย่างเพิ่มเติมบางส่วน
SnCl2; เอบี 2 อี 1; ; รุ่นดั้งเดิมเป็นรูปสามเหลี่ยมปกติ โมเลกุลเป็นโมเลกุลมุม มุม Cl–Sn–Cl คือ 120 o หรือน้อยกว่า เนื่องจากคู่อิเล็กตรอนอิสระใช้พื้นที่ในอวกาศมากกว่าคู่พันธะ
คาร์บอนไดออกไซด์ 2; เอบี 2 อี 0; ; โมเลกุลเชิงเส้น
แอนไอออนของกรดนั้นง่ายที่สุดในการพิจารณาในลักษณะเดียวกับโมเลกุลของกรด: H 2 SO 4 และ SO 4 2– AB 4 E 0; H 3 PO 4 และ PO 4 3– AB 4 E 0 ; H 2 CO 3 และ CO 3 2 – AB 3 E 0 เป็นต้น
ในบางกรณี โครงสร้างอนุภาคหลายแบบจำลองสามารถทำได้ภายในวิธีกิลเลสปี และเลือกแบบจำลองที่มีพลังงานดีกว่า ตัวอย่างเช่น XeF 2; เอบี 2 อี 3 ; แบบจำลองเริ่มต้นคือปิรามิดตรีโกณมิติ มีตัวเลือกต่อไปนี้:
ตัวเลือกแรกมีความกระฉับกระเฉงมากกว่า: คู่อิเล็กตรอนจะถูกแยกออกจากกันมากที่สุด อะตอมของฟลูออรีนที่มีประจุที่มีประสิทธิผลเท่ากันก็จะถูกกำจัดออกให้มากที่สุดเช่นกัน สรุป: โมเลกุล XeF 2 มีลักษณะตรง