Комплексті қосылыстар тақырыбына арналған химия сабақ жоспары

Тақырыбы: Комплексті қосылыстар

Мақсаттары:

Білімділік: Студенттерді комплексті қосылыстар, олардың аталуы, жіктелуі, диссоциациясы, химиялық қасиеттері және тұрақсыздық константасы жайлы біліммен таныстыру және қамту.

Дамытушылық: Тақырыпты әртүрлі әдіс – тәсілдерді қолдана отырып оқыту арқылы студенттердің танымдық белсенділіктері мен ой – өрістерін дамыту.

Тәрбиелік:Өз беттерімен тапсырма орындауға, ізденімпаздыққа, пәнге деген сүйіспеншілікке тәрбиелеу.

Күтілетін нәтиже: Сабақ соңында студенттер комплексті қосылыстарды атап, жіктеп, химиялық реакция теңдеулерін жазып, сонымен қатар тапсырмаларды орындай алатын болады.

Көрнекілік: Интербелсенді тақта, презентация, видеоролик, карточкалар

Қолданылған әдіс-тәсілдер: Ойын, сұрақ - жауап

Дәріс түрі: дәстүрлі емес сабақ

Сабақтың хронкартасы

Ұйымдастыру кезеңі

1 мин

Өткен тақырыпқа шолу

2 мин

Жаңа материалды оқыту

35 мин

Бекіту кезеңі

10 мин

Қорытынды кезең

2 мин

І. Ұйымдастыру кезеңі. Амандасу, оқушылардың сабаққа қатысуын тексеру, сабақ тақырыбы мен мақсатын хабарлау.

ІІ. Өткен тақырыпқа шолу. Өткен тақырып бойынша сұрақтар қою.

Тұздар гидролизі деп ?

Гидролиз константасы.

Иондық реакцияларға мысал келтір.

ІІІ. Жаңа материалды оқыту.

(Интербелсенді тақтада дәріс беріледі, оны қысқаша жазғызу және тақтаға қосымша түсіндіру)

1893 жылы А.Вернердің координациялық теориясына сәйкес комплексті қосылыстың молекулалары орталық атомнан (комплекс түзуші) және онымен байланысқан лигандтардан (зарядталған немесе нейтралды анорганикалық немесе органикалық бөлшектер, яғни иондар немесе молекулалар) тұрады.

Комплексті қосылыстардың кұрылысы өте күрделі. Сулы ерітінділерде комплексті объектілер комплекс түзуші мен лигандтардың электронды орбиталдары арасындағы өзара әрекеттесуі нәтижесінде түзіледі. Лигандтарда бөлінбеген электрондар жұбы болады, ол жұпты комплекс түзуші өзінің бос орбиталіне қабылдайды. Электронды жұп ортақ болып, нәтижесінде комплекс түзуші мен лиганд арасында донорлы-акцепторлы деп аталатын химиялық байланыс түзіледі.

Сапалық және сандық анализде комплекс түзілу реакциялары өте жиі қолданылады. 1893 жылы А.Вернердің координациялық теориясына сәйкес комплексті қосылыстың молекулалары ішкі координациялық сферамен бірге сыртқысын да түзетін иондар немесе молекулалардан тұрады. Ішкі сферасының ортасында бір не бірнеше орталық атомдар (иондар) бар, оларды комплекс түзушілер деп атайды және көбінесе М әрпімен белгілейді. Оларды айнала қарама-қарсы зарядты иондар немесе полюсті молекулалар топтасады, олар лигандтар деп аталады және L әрпімен белгіленеді. Егер лигандалардың саны бірнешеу болса, олардың санын грекше көрсетеді: 2 – ди, 3 – три, т.б. Кешенді қосылыстар су ерітіндісінде диссоциацияланады. Кешенді қосылыстар хим. талдауда, сирек кездесетін маңызды металдарды бөліп алуда, тазартуда т.б. қолданылады. Кешенді қосылыстардың өсімдіктер мен жануарлар организміндегі биол. зат алмасу процестеріндегі маңызы зор.

Комплексті қосылыстар – құрамында комплекс бөлшектер бар химиялық заттар.

Қазіргі уақытта " комплексті бөлшек" түсінігі туралы қатаң анықтама жоқ.

Комплексті бөлшек – кристалдар немесе ерітіндіде өздігінен болуға қабілетті күрделі бөлшектер, олардан өздігінен бөлінуге қабілетті жай бөлекті көруге болады. Мысалы, мыстың гидраттанған ионы [Cu(H2O)4]2 – комплексті бөлшек, ол ерітінділер және бірнеше кристаллогидраттарда болады, ол Cu2иондары және H2O молекуласынан құралған, су молекулалары –нақты молекулалар, Cu2 иондары көптеген мыс қосылыстары кристаллдарында кездеседі. Керісінше, SO42 ионы комплексті бөлшек болмайды, бірақ O2 ионы кристалл түрінде кезігеді, S6 ионы химиялық жүйелерде болмайды. Басқа да комплексті бөлшектерге мысалы: [Zn(OH)4]2, [Al(H2O)6]3, [Cu(H2O)2Br2], [HgI4]2

Бұлармен қатар NH4 және H3O , иондары комплексті бөлшектерге H. Кейде комплексті бөлшектерге донор-акцептор механизмімен түзілген химиялық күрделі заттарды жатқызады. Көптеген комплексті бөлшектерде, мысалы алюмокалилі квасцта [K(H2O)6][Al(H2O)6]SO4 комплексті бөлшекте [Al(H2O)6]3 Al және O атомдары өзара донор-акцептор механизммен түзілген, [K(H2O)6] комплексті бөлшекте электростатикалық (ион-дипольдық) әсер болады. Бұған дәлел– [NH4(H2O)6], су молекулалары және NH4 ионы өзара тек ион-дипольмен әсер етеді.

Комплексті қосылыстар-құрамында бір немесе бірнеше донорлы-акцепторлы байланыс болатын жоғары ретті қосылыстар.

лигандалар

K3[Fe(CN)6]

Ішкі сфера – комплексті ион

Сыртқы сфера Координациялық сан

Комплексті бөлшектер зарядтары бойынша катион, анион, және де бейтарап молекула болады. Комплексті қосылыстар химиялық заттардың әртүрлі топтарына жатады. (қышқыл, негіз, тұз). Мысалы: (H3O)[AuCl4] – қышқыл, [Ag(NH3)2]OH – негіз, NH4Cl және K3[Fe(CN)6] – тұздар. Комплекс түзуші – комплексті бөлшектегі орталық атом.

Комплекстүзуші – көбінесе оң зарядталған металл иондары, немесе комплекс түзуші элемент атомы, бірақ бұл и атом оттегі , азот, күкірт, йод және де басқа элементтер атомдары болуы мүмкін. Комплекстүзуші тотығу дәрежесі оң, теріс немесе нольге тең болады, комплекстік қосылыстан неғұрлым жай зат түзгенде ол өзгермейді.

Лигандалар – комплекстүзуші маңайындағы атомдар немесе бейтараптанған топ атомдар.

Лигандалар болып комплексті қосылыстар түзуші молекулалар (H2O, CO, NH3т.б..), аниондар (OH, Cl, PO43 и др.), және де сутегі катионы болуы мүмкін. Оларды унидентатты немесе монодентатты лигандалар (орталық атомның бір -байланыспен байланысуына сай), бидентатты (орталық атомның екі -байланыспен байланысуына сай), тридентатты т. б.

Координациялық саны (КС) – орталық атом мен лиганда арасындағы ð-байланыс саны.

Егер лигандалар унидентатты болса координациялық сан лигандалар санына тең.

КС орталық атомның электрондық құрамына, тотығу дәрежесіне, орталық атом мөлшері және лигандалар, комплексті қосылыстар түзілу жағдайы, температура және басқа да факторларға тәуелді. КС 2 ден 12 дейін мәнге ие бола алады. Көбінесе - алтыға, одан сирек –төртке тең болады.

Бірнеше орталық атомды комплекстік бөлшектер де кездеседі. Комплексті қосылыстың ішкі сферасы–лигандамен байланысқан орталық атом ,яғни комплексті бөлшек.

Комплексті қосылыстың сыртқы сферасы – комплексті бөлшектермен иондық немесе молекулааралық, сутектік байланыспен байланысқан комплексті бөлшектердің қалған бөлшектері.

Комплексті бөлшектердің екі құрылымдық түрі қолданылады: орталық атом және лигандалардың зарядын формальды көрсету немесе комплексті бөлшектің зарядын формальды көрсету (1-сурет) :

Сурет 1 Орталық атом және лигандалардың зарядын формальды көрсету немесе комплексті бөлшектің зарядын формальды көрсету

Комплексті қосылыстардың жіктелуі

Химиялық зат ретінде комплексті қосылыстар иондық (кейде ионогенді деп те атайды) және молекулярлық (ионогенді емес) деп бөледі. Иондық комплексті қосылыстар зарядталған комплексті бөлшекті – қышқыл, негіз, тұздардың иондары. Молекулярлық комплексті қосылыстар зарядталмаған комплексті бөлшектерден тұрады (молекула), мысалы: [Fe(CO)5] немесе[Cr(C6H6)2] – бұлар негізгі топтардың кез-келгеніне жатқызу қиын. Комплексті қосылыстардың құрамындағы комплексті бөлшектер әртүрлі. Сондықтан комплексті қосылыстарды жіктеуде бірнеше белгілерін алып қарастырады: орталық атом саны, лиганда типі, координациялық сан және т.б.

Орталық атом санына қарай комплексті бөлшектер бірядролы және көпядролы болып бөлінеді. Көпядролы комплексті бөлшектердің орталық атомы өзара үздіксіз немес лиганда арқылы байланысады. Бұл екі жағдайда да орталық атом лиганда атомдарымен комплексті қосылыстардың бір ішкі сферасын құрайды (2-сурет):