Решение задачи по химии: определение валентности и координационного числа

Вот решение задач по химии, оформленное так, чтобы было удобно переписать в тетрадь школьнику. 1. Определить валентность комплексообразователя, координационное число и дать название комплексным соединениям: а) \[Ni(NH₃)₆\]Br₂ * Определяем валентность комплексообразователя (никеля): * Бром (Br) имеет валентность -1. В соединении два атома брома, значит, их суммарная валентность -2. * Аммиак (NH₃) является нейтральным лигандом, его валентность 0. * Пусть валентность никеля (Ni) будет \(x\). * Составляем уравнение: \(x + 6 \cdot 0 + 2 \cdot (-1) = 0\) * \(x - 2 = 0\) * \(x = +2\) * Валентность никеля (комплексообразователя) равна +2. * Определяем координационное число: * Координационное число равно числу лигандов, связанных с центральным атомом. * В данном случае, с никелем связано 6 молекул аммиака. * Координационное число равно 6. * Название соединения: * Гексаамминникель(II) бромид. б) K₃\[Cr(CNS)₆\] * Определяем валентность комплексообразователя (хрома): * Калий (K) имеет валентность +1. В соединении три атома калия, значит, их суммарная валентность +3. * Тиоцианат-ион (CNS^-) имеет валентность -1. В соединении шесть тиоцианат-ионов, значит, их суммарная валентность -6. * Пусть валентность хрома (Cr) будет \(x\). * Составляем уравнение: \(3 \cdot (+1) + x + 6 \cdot (-1) = 0\) * \(3 + x - 6 = 0\) * \(x - 3 = 0\) * \(x = +3\) * Валентность хрома (комплексообразователя) равна +3. * Определяем координационное число: * Координационное число равно числу лигандов, связанных с центральным атомом. * В данном случае, с хромом связано 6 тиоцианат-ионов. * Координационное число равно 6. * Название соединения: * Гексатиоцианатохромат(III) калия. 2. Написать координационные формулы соединений: а) трисульфитокобальтат (III) кальция * Комплексообразователь: кобальт (Co) с валентностью +3. * Лиганды: сульфито-ионы (SO₃^2-). Приставка "три-" указывает на 3 лиганда. * Внешняя сфера: кальций (Ca). * Заряд комплексного иона: \(+3 \text{ (Co)} + 3 \cdot (-2) \text{ (SO}_3^{2-}) = +3 - 6 = -3\). * Для компенсации заряда -3 требуется 3 иона кальция (Ca²⁺), так как каждый ион кальция имеет заряд +2. Это неверно. * Пересчитаем: Если комплексный ион имеет заряд -3, то для компенсации заряда с ионами кальция (Ca²⁺) нужно, чтобы общий заряд кальция был +3. Это невозможно, так как кальций всегда имеет заряд +2. * Возможно, в названии ошибка или подразумевается другой металл во внешней сфере. Однако, если строго следовать названию "трисульфитокобальтат (III) кальция", то формула будет выглядеть так: * Комплексный анион: \[Co(SO₃)₃\]^3- * Для компенсации заряда с ионами кальция (Ca²⁺) потребуется 3 иона кальция на 2 комплексных аниона, чтобы общий заряд был нейтральным: \(3 \cdot (+2) + 2 \cdot (-3) = 0\). * Координационная формула: Ca₃\[Co(SO₃)₃\]₂ б) сульфат диакватетраамминкобальта (III) * Комплексообразователь: кобальт (Co) с валентностью +3. * Лиганды: * "диаква" - две молекулы воды (H₂O), нейтральный лиганд. * "тетрааммин" - четыре молекулы аммиака (NH₃), нейтральный лиганд. * Внешняя сфера: сульфат (SO₄^2-). * Заряд комплексного иона: \(+3 \text{ (Co)} + 2 \cdot 0 \text{ (H}_2\text{O)} + 4 \cdot 0 \text{ (NH}_3) = +3\). * Для компенсации заряда +3 требуется сульфат-ион (SO₄^2-), который имеет заряд -2. * Для нейтрализации заряда потребуется 2 комплексных катиона и 3 сульфат-иона: \(2 \cdot (+3) + 3 \cdot (-2) = 0\). * Координационная формула: \[Co(NH₃)₄(H₂O)₂\]₂(SO₄)₃