ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процессы координации в растворах из "Общая химия. Состояние веществ и химические реакции" Взаимодействия между частицами как одного, так и разных видов очень разнообразны. Чрезвычайно широк и интервал энергий взаимодействий — от слабых сил Ван-дер-Ваальса да высоких энергий химических связей. [c.120] В системах, состоящих из частиц одного вида, возможны следующие взаимодействия. [c.120] Способность веществ, содержащих атомы водорода и одного из следующих элементов — азота, кислорода и фтора, — образовывать водородные связи между молекулами приводит к формированию ассоциатов молекул и жидких структур. [c.120] Действительно, в растворе НР кроме иона НР - обнаружены ионы НгРз и менее устойчивый РН2+ или [Н(НР)]+. [c.120] При понижении температуры склонность молекул к ассоциации возрастает, происходит образование все более крупных агрегатов и в конечном итоге—кристаллических зародышей и кристаллов. [c.120] Такой записью подчеркивается, что атом серы координирует вокруг себя четыре равноценных атома кислорода, проявляя координационное число, равное четырем. [c.121] Объяснение причин взаимодействия нейтральных и валентнонасыщенных частиц, не имеющих неспаренных электронов, также представляет затруднения. [c.121] Приведенные числа гидратации — не целые, хотя, разумеется, ион может быть окружен только целым числом молекул воды Несмотря на то что радиусы ионов возрастают от лития к цезию, числа гидратации в том же направлении уменьшаются, хотя, казалось бы, больший ион должен окружаться большим числом молекул воды. Ион лития, имеющий наименьший радиус, удерживает вокруг себя наибольшее число молекул, т. е. связь иона лития с окружающими его молекулами воды наиболее прочная. [c.122] Н—о—Н в гидратах такое же, как в нейтральной молекуле воды. [c.124] Существование иона гидроксония Н3О+ доказано результатами изучения электролиза смеси НВг и Н2О в жидком оксиде серы SO2 как растворителе. Эксперименты показывают, что вода перемещается к катоду, и это свидетельствует о наличии положительного заряда на молекуле воды, т. е. свидетельствует об образовании иона Н3О+ и соединения [НзО]Вг. Ион гидроксония обнаружен рентгенографически в кристаллах гидратов НЫОз-НгО и НСЮ4-Н20, или [НзО]ЫОз и [Нз0]С104. [c.124] Образовавшийся ион гидроксония гидратируется другими молекулами воды с возникновением ионов Н5О2+, Н9О4+ и, возможно, других. Эти ионы можно записать как комплексные [Н(Н20)2]+ и [Н(Н20)4]+. Следовательно, можно предположить, что протон Н+ проявляет координационные числа 1,2 и 4. Ион [Н(НгО)4]+ имеет тетраэдрическое строение, хотя в этом ионе ион гидроксония имеет координационное число 3 (рис. 3.18, а). [c.124] Ион Н9О4+ окружен другой менее плотной оболочкой молекул воды, которые связаны значительно слабее с центральным ионом, чем молекулы воды, входящие в первую оболочку. [c.124] Гидроксид-ион в водном растворе также сильно гидратирован. Наиболее прочно он связан с тремя молекулами воды (координационное число равно 3) с образованием комплексного иона Н704 (рис. 3.18,6). [c.124] В отличие от катионов s-элементов 1 группы Периодической системы (Li, Na, К, Rb и s) катионы переходных металлов имеют целые координационные числа гидратации. Для большинства катионов они равны 4 или 6. Например, в водном растворе ионов Fe + нет, а есть ионы Ре(Н20)б +- Гидратированные ионы относят к комплексным ионам (см. ниже), если вода связана прочно и число молекул связанной воды отвечает координационному числу катиона. В то же время комплексный ион окружен шачительно менее прочной гидратной оболочкой с переменным числом молекул воды. [c.124] Степень взаимодействия может быть увеличена, т. е. положение равновесия может смещаться вправо в соответствии с принципом Ле Шателье. [c.125] Вторая запись отражает процесс вытеснения одного лиганда другим, что возможно, поскольку ион Ре + имеет большую склонность координировать ион N , чем молекулу воды, т. е. ион СЫ проявляет большую способность быть лигандом. [c.125] Следует отметить, что не всегда можно провести четкую границу между ионными ассоциатами и комплексными ионами. [c.125] При образовании таких ионов координационное число комплексообразователя не изменяется. [c.126] Эта реакция показывает, что молекулы аммиака обладают большей склонностью к координации ионом Ре + по сравнении) с молекулами воды. [c.126] Приведенный краткий обзор взаимодействий между части цами растворенного вещества и молекулами (и ионами) растворителя показывает исключительную сложность полного описания всей системы частиц в растворе, поэтому обычно выбирают один или несколько наиболее важных процессов, определяющи.х поведение системы, пренебрегая многообразием остальных. [c.126] Вернуться к основной статье