химические связи

[nic]

Товарищи, помогите с заданием. Охарактеризовать хим. связи в молекулах: K₄[Fe(CN)₆]; [Cu(NH₃)₄]Cl₂; NH₄OH; HCl. Кое с чем разобрался.
HCl: ковалентная полярная (ионная), ординарная связь с sp-гибридизацией АО. Валентный угол связи-180⁰.
NH₄OH: в молекуле аммония - ковалентная мало полярная одинарная связь с sp³-гибридизацией АО. Валентный угол связи-109⁰. В молекуле гидроксида - ковалентная полярная (ионная) ординарная связь.
Дальше мысль останавливается... А с первыми двумя вообще не пойму что делать. Подскажите балбесу

[vikka2011]

Ковалентная полярная и ионная - совершенно разные вещи. НСІ - ков.пол. В молекуле нет угла, потому что связано два атома, это только прямая. Вещество NH4OH называется гидроксид аммония, его нельзя рассматривать по частям.
А первые два вещества - комплексные соединения. Может, для начала, учебник открыть?

[SkydiVAR]

Товарищи, помогите с заданием. Охарактеризовать хим. связи в молекулах: K₄[Fe(CN)₆]; [Cu(NH₃)₄]Cl₂; NH₄OH; HCl. Кое с чем разобрался.
HCl: ковалентная полярная (ионная), ординарная связь с sp-гибридизацией АО. Валентный угол связи-180⁰.
NH₄OH: в молекуле аммония - ковалентная мало полярная одинарная связь с sp³-гибридизацией АО. Валентный угол связи-109⁰. В молекуле гидроксида - ковалентная полярная (ионная) ординарная связь.
Дальше мысль останавливается... А с первыми двумя вообще не пойму что делать. Подскажите балбесу

Ну, за язык никто не тянул... Если предпочитаете такое обращение - так тому и быть!
Первые две соли - комплексные. Разберем гексацианферрат. Есть центральный ион, лиганды внутренней сферы и лиганды внешней сферы. Центральный ион - Fe⁺². Во внешней оболочке - 5 3d-орбиталей, 3 4p-орбитали и 1 4s-орбиталь, в ионе Fe⁺² осталось 6 электронов на внешнем слое, сталбыть из 9 - 3 орбитали заняты. Оставшиеся 6 вакантных должны быть гибридизованы. Тип гибридизации сейчас не волнует. Главное - 6 отрицательно заряженных ионов CN^-, а каждый из них несет неподеленную пару электронов, должны оказаться на максимальном удалении друг от друга. Сталбыть, эти лиганды должны оказаться в вершинах многогранника, имеющего 6 равноудаленных друг от друга вершин. Что за многогранник - догадайтесь сами. Ну и тип связи лигандов с центральным ионом: у иона вакантные орбитали, у лигандов - неподеленные пары. Тривиально. Связь С и N внутри лиганда - тоже понятно. Два неметалла с разной электроотрицательностью. О том, что связывает комплексный ион [Fe(CN)₆]^-4 с отдельно стоящими ионами калия можно не говорить - очевидно.
С медью - идея та же самая, только вакантных орбиталей поменьше, а 4 молекулы аммиака вполне комфортно размещаются в углах квадрата.
В гидроксиде аммония ион ОН^- - во внешней сфере, остальное аналогично.
Для HCl я бы предположил sp³-гибридизацию. Впрочем - не уверен. Если рассматривать газообразный хлороводород - ионов там нет. Опять - два неметалла с разной электроотрицательностью.

Спасибо, чувааак!

И можешь не благодарить, чувааак! Или лучше - балбес?

[nic]

Не все понятно, но разберусь. А в этих сложных соединениях вообще какие связи описывать? И что еще нужно указать при характеристики связей?

[nic]

Ковалентная полярная и ионная - совершенно разные вещи. НСІ - ков.пол. В молекуле нет угла, потому что связано два атома, это только прямая. Вещество NH4OH называется гидроксид аммония, его нельзя рассматривать по частям.
А первые два вещества - комплексные соединения. Может, для начала, учебник открыть?

Вот как раз учебник мне и сказал, что ионная связь - это предельный случай ковалентной полярной связи. Про комплексные же соединения он вообще молчит, а моих, прямо скажем - неглубоких, знаний не достаточно. Поэтому и приходится просить помощи у сведущих людей!

[SkydiVAR]

Вот как раз учебник мне и сказал, что ионная связь - это предельный случай ковалентной полярной связи. Про комплексные же соединения он вообще молчит, а моих, прямо скажем - неглубоких, знаний не достаточно. Поэтому и приходится просить помощи у сведущих людей!

Ну, раз уж мы от "чуваков" перешли к людям - мои 5 копеек в копилку Ваших знаний. Учебник совершенно справедливо говорит, что ионная связь - предельный случай ковалентной полярной. Но! Даже во фториде цезия - соли, образованной самым активным (электроотрицательным) неметаллом и самым активным ("электроположительным") стабильным металлом - степень ионности связи (относительное время пребывания связывающей пары электронов в поле ядра фтора) немногим более 90%. Так что, строго говоря, ионной связи вообще не бывает. Другое дело, что в курсе средней школы и курсе общей и неорганической химии вузов проблема рассматривается с точки зрения теории электролитической диссоциации. Если водный раствор проводит ток - связь ионная. Тот же хлороводород, например. В газовой фазе он существует в виде молекул HCL и небольшого количества ассоциатов, образованных за счет водородных связей. В водном растворе - в виде гидратированных протонов и хлорид-ионов. Сказать однозначно можно только если указаны условия.
Аналогично с гексацианоферратом калия, дихлоридом тетраамминомеди и тем более с гидроксидом аммония. В водном растворе - ионные соединения, потому как диссоциируют. Если говорить о твердых солях - всё гораздо сложнее. Надо привлекать для описания теорию кристаллического поля и/или теорию вибронных взаимодействий. А гидроксид аммония вообще чудо из чудес. В водном растворе - тетраэдрический катион аммония, все связи N-H одинаковые. В газовой фазе - искаженный тетраэдр аммиака, к которому водородной (в упрощенном варианте - донорно-акцепторной) связью зацеплена через протон искаженная же молекула воды.

Кстати, а какой уровень объяснения интересует Вас? От этого зависит ответ на Ваш вопрос

И что еще нужно указать при характеристики связей?

[nic]

Точно не знаю, но это задачи за второй курс ВУЗа.
И если я все правильно понял из предыдущих сообщений, то в 1,2 и 3 соединениях связи ковалентные донорно-акцепторные. Разница только в наличии лигандов внешней и внутренней сфер у первых двух соединений и в конфигурации молекул, т.е. гибридизации. HCl - ковалентная полярная ординарная за счет разности электроотрицательности элементов. Так нет? И не могу разобраться когда же конфигурация будет плоской, а когда пространственной.
Кстати, а почему ГЕКСАцианферрат, ведь координационное число - 6?

[SkydiVAR]

Начнем с ГЕКСА цианоферрата. Вы правы, координационное число 6, и именно шесть цианид-ионов (лигандов) расположены во внутренней сфере. На что и указывет приставка ГЕКСА - сиречь, "шесть". Восемь будет "окта", семь - "гепта-", пять - "пента", четыре - "тетра", три - "три", два - "ди", один - "моно".
Теперь относительно "плоской" и "пространственной". Из курса геометрии известно, что две точки определяют прямую. Через которую можно провести бесконечное количество плоскостей. Поэтому молекула хлороводорода всегда линейна. Через 3 точки можно провести одну и только одну плоскость. Поэтому молекула воды всегда плоская. Начиная от четырех атомов - молекулы могут быть как плоскими, так и нет - зависит от структуры, которая, в свою очередь, зависит от гибридизации.
По типам связей. Судя по вопросам, квантами и заумными теориями можно не заморачиваться. Объясняю, как объясняли в своё время, еще в школе, мне. 1) Есть связи, для образования которых каждая из участвующих в образовании связи частиц предоставляет по одному электрону. Если это связь между атомами металла и неметалла - связь ионная. Если между двумя атомами неметаллов - ковалентная. Если неметаллы одинаковые - ковалентная неполярная, если разные - ковалентная полярная. Строгой границы между ковалентной полярной и ионной нет, как нет и строгой границы между металлами и неметаллами - ионная это предельный случай ковалентной полярной. 2) Есть связи, для образования которых одна из частиц предоставляет неподеленную пару электронов, а другая - вакантную (свободную) орбиталь - это связи по донорно-акцепторному механизму. В такой классификации донорно-акцепторные связи не относятся к ковалентным.
И наконец, Вы не всё правильно поняли из предыдущих сообщений. Разберем пресловутый гексациано(II)феррат калия. Связи между катионом железа и цианид-анионами донорно-акцепторные (вакантная орбиталь железа плюс неподеленная пара аниона), связи внутри цианид-анионов ковалентные полярные (два неметалла - углерод и азот - с разной электроотрицательностью), а связи катионов калия с комплексным анионом [Fe(CN)₆]^4- - ионные. Разберите таким же образом остальные молекулы и я смогу сказать правильно ли Вы меня поняли.
Успехов!

[nic]

Тогда получается: HCl - ковалентная полярная (разные неметаллы с неспаренными электронами); NH₄OH - тоже ковалентная полярная (два иона неметаллов разноименно заряженные и вроде бы у ОН есть свободные электроны);
[Cu(NH₃)₄]Cl₂: внутренняя сфера - донорно-акцепторная (металл с вакантными орбиталями и ион неметалла с неподеленной парой), внешняя сера - ионная (ведь катион образован металлом и неметалл с неспаренным электроном). Как-то так?
Скажите, если в задаче требуется охарактеризовать хим. связи, что еще нужно указать помимо того, что обзываются сами связи?
Нашел такие понятия для ковалентной связи как - длина связи, энергия связи, валентный угол, полярность связи, насыщаемость связи, направленность связи, гибридизация АО, а что с ними делать не знаю. Во-первых не знаю как их определить, а во-вторых не знаю нужно ли их вообще указывать? Что скажите?

[SkydiVAR]

Тогда получается: HCl - ковалентная полярная (разные неметаллы с неспаренными электронами);

Согласен.

NH₄OH - тоже ковалентная полярная (два иона неметаллов разноименно заряженные и вроде бы у ОН есть свободные электроны);

А вот тут Вы ушли в сторону. Попробуйте рассмотреть процесс образования гидроксида аммония, считая, что в растворе присутствуют молекулы аммиака NH₃ и частично ионизированная вода в виде протонов Н⁺ и гидроксид-ионов ОН^-. Рассмотрите процесс образования катиона аммония и его взаимодействия с гидроксид-анионом. Укажите, связи какого типа были в исходных веществах, какие связи образовались и какие связи присутствуют в продукте взаимодействия.

[Cu(NH₃)₄]Cl₂: внутренняя сфера - донорно-акцепторная (металл с вакантными орбиталями и ион неметалла с неподеленной парой),

Действительно, донорно-акцепторная. И действительно, металл с вакантными орбиталями. Но лиганды внутренней сферы в данном случае вовсе не ионы! Лиганды - незаряженные молекулы аммиака. Впрочем, неподеленные пары у них есть.

внешняя сфера - ионная

Почти согласен. Кстати, какую форму имеют комплексы Cu(II)? Тетраэдр? Квадрат? А может, октаэдр? От этого будет зависеть, считаем мы хлорид-анионы лигандами внешней или внутренней сферы, и, стало быть, будем относить связи их с катионом к донорно-акцепторным или к ионным.

Как-то так?
Скажите, если в задаче требуется охарактеризовать хим. связи, что еще нужно указать помимо того, что обзываются сами связи?
Нашел такие понятия для ковалентной связи как - длина связи, энергия связи, валентный угол, полярность связи, насыщаемость связи, направленность связи, гибридизация АО, а что с ними делать не знаю. Во-первых не знаю как их определить, а во-вторых не знаю нужно ли их вообще указывать? Что скажите?

И вот тут я не знаю. Ответ на этот вопрос зависит от ширины и глубины подачи информации в Вашем курсе. Возможно, достаточно просто указать тип связи.

[nic]

Комплексы меди - тетраэдр, т.к. гибридизируются одна s- и три р-орбитали. А как определить внутренней или внешней?
NH₃+H⁺OH^--->NH₄⁺OH^-
Ион аммония NH₄⁺ образуется по донорно-акцепторному механизму с Н⁺.
А дальше получается только статическое притяжение ионов, потому что NH₄ отдавать и делить уже нечего. Правильно?

[SkydiVAR]

Комплексы меди - тетраэдр, т.к. гибридизируются одна s- и три р-орбитали. А как определить внутренней или внешней?

Тетраамминмедь - квадратная. Там d-орбитали в гибридизации участвуют. А вот если бы была октаэдрическая, как железо - координационное число было бы 6, 4 молекулы аммиака были бы в вершинах квадрата, а два хлорид-аниона - в противоположных вершинах октаэдра. И всё оказалось бы во внутренней сфере. В варинте с квадратом (как и есть "на самом деле") - во внутренней сфере только аммиак, а хлор во внешней.

NH₃+H⁺OH^--->NH₄⁺OH^-
Ион аммония NH₄⁺ образуется по донорно-акцепторному механизму с Н⁺.
А дальше получается только статическое притяжение ионов, потому что NH₄ отдавать и делить уже нечего. Правильно?

Согласен. А "статическое притяжение ионов" - это как раз ионная связь.
nic, распишите типы всех связей для дихлорида тетраамминмеди. Тогда я смогу понять, разобрались Вы или нет.

[nic]

А почему же мне книга говорит, что конфигурация меди 4s¹ 3d¹⁰. Отсюда я и отталкивался: 1 s-орбиталь и 3 р-орбитали.

[nic]

распишите типы всех связей для дихлорида тетраамминмеди. Тогда я смогу понять, разобрались Вы или нет.

Получилось так: комплексное соединение с лигандами внутренней и внешней сферы. Связь внутри лигандов внутренней сферы ковалентная полярная. Связь лигандов внутренней сферы с комплексообразователем Cu⁺² - донорно-акцепторная. Связь лигандов внешней сферы Cl₂^- с катионом - ионная.

[Alximikus]

А почему же мне книга говорит, что конфигурация меди 4s¹ 3d¹⁰. Отсюда я и отталкивался: 1 s-орбиталь и 3 р-орбитали.

Это вероятно потому что в книге приводилась конфигурация меди(0), а у вас то Cu²⁺ - два электрончика тю-тю.
Советую вам не заморачиваться по поводу типов гибридизации комплексных соединений, тут на поверхностном уровне не разберешься.
Коллега SkydiVAR, может я конечно, че-то подзабыл, но кажется мне, что нам в школе говорили, что, донорно-акцепторный - относится к механизму образования связи, а не к ее типу. Говорят: связь ковалентная полярная, донорно-акцепторная - значит, связь ковалентная полярная, образованная по донорно-акцепторному механизму. Ну, как-то так.
Кстати, так как до ковалентных связей они не дотягивают и не совсем они ионные, может лучше называть связи центрального атома с лигандами внутренней сферы кординационными... хотя может я и че-то путаю...
Главное, что бы я не запутал nic'а)))

[SkydiVAR]

распишите типы всех связей для дихлорида тетраамминмеди. Тогда я смогу понять, разобрались Вы или нет.

Получилось так: комплексное соединение с лигандами внутренней и внешней сферы. Связь внутри лигандов внутренней сферы ковалентная полярная. Связь лигандов внутренней сферы с комплексообразователем Cu⁺² - донорно-акцепторная. Связь лигандов внешней сферы Cl₂^- с катионом - ионная.

На мой взгляд - правильно. Теперь главное, чтобы на взгляд преподавателя тоже правильно оказалось...

А почему же мне книга говорит, что конфигурация меди 4s¹ 3d¹⁰. Отсюда я и отталкивался: 1 s-орбиталь и 3 р-орбитали.

Книга говорит, что на внешнем слое в атоме меди один электрон находится на 4s-орбитали и десять электронов на 3d-орбиталях. НО! у атома есть еще 4р-орбитали, три штуки, вакантные. Поэтому в образовании гибридных орбиталей может участвовать любое мыслимое сочетание этих девяти орбиталей - и sd⁴, и p³d², вплоть до sp³d⁵! И, как справедливо заметил коллега Alximikus, "тут на поверхностном уровне не разберешься".

Коллега SkydiVAR, может я конечно, че-то подзабыл, но кажется мне, что нам в школе говорили, что, донорно-акцепторный - относится к механизму образования связи, а не к ее типу. Говорят: связь ковалентная полярная, донорно-акцепторная - значит, связь ковалентная полярная, образованная по донорно-акцепторному механизму. Ну, как-то так.

Может быть. Может, и я чего подзабыл. А может, взгляды на химическую связь и/или методика преподавания химии изменилась. Да и вообще, формально разделить ковалентную, ионную и донорно-акцепторную сложно. А как в эту классификацию уложить водородную (четырехэлектронную трехцентровую) связь?
Именно поэтому, вероятно, простейшая осмысленная классификация - та, что я привел. По электрону от каждого - ковалентная, если оба неметаллы или ионная, если металл с неметаллом. От одного пара электронов, от другого вакантная орбиталь - донорно-акцепторная, а в ее рамки можно и водородную с некоторым приближением втиснуть.

[nic]

Спасибо, ребята! Оставлю все как написал. С задачами вроде разобрался, теперь еще в четверг надо экзамен сдать.