D ブロック元素の元素および化合物の特性と反応 - セッション 2

D ブロック元素による着色化合物の形成。錯体の命名法。名前から配位錯体の式を書きます。炎試験。ブラウンリングテスト。

遷移金属イオンが配位子に囲まれている場合、金属イオンと配位子間の相互作用により、金属イオンの d 軌道の対称性が歪みます。この歪みは、d 軌道の電子と配位子の電子の間の反発によって生じます。反発により、d 軌道は 2 つの異なるエネルギーレベルに分割されます。エネルギーレベルは t2gそして eg。の t2gレベルには低エネルギーの d 軌道が 3 つあります。の egレベルには高エネルギーの d 軌道が 2 つあります。

シンボル ∆t2g と eg のエネルギーレベル間のエネルギー差を表します。エネルギーの違い ∆2組のd軌道の間の電荷によって、錯体の色が決まります。光子が複合体に当たると、t2g 軌道の 1 つの電子によって吸収されます。吸収された光子のエネルギーは、t2g レベルと eg レベル間のエネルギー差と同じでなければなりません。吸収されたエネルギーにより、電子は t2g レベルから eg レベルにジャンプします。その結果、t2g レベルに空きスペースまたは穴ができます。

t2g レベルのホールは、リガンドの 1 つからの電子によって埋めることができます。このリガンドの電子は光子の形でエネルギーを放出します。このプロセスで放出されるエネルギーは、2 つの d 軌道エネルギーレベル間のエネルギー差と同じである必要があります。放出された光子の色は吸収された光子の補色であり、反対の色であることを意味します。放出された光子の色は、与えられた配位複合体の色です。つまり、d 軌道の電子が赤色光を吸収すると、錯体の色は緑色になります。

ここで、配位錯体の命名方法について説明します。ご存知のとおり、無機化合物は陽イオンと陰イオンから構成されており、陽イオンが最初に名前が付けられます。たとえば、塩化ナトリウムの場合、ナトリウムは陽イオンで、塩化物は陰イオンです。錯体には2つの種類があります。 1 つのタイプは、複雑な陽イオンと単純な陰イオンで構成されます。 Hexaaminecobalt (III) Chloride、または [Co(NH₃)₆]Cl₃はそのような複合体の一例です。それは Hexaaminecobalt (III) Chloride陽イオンと塩化物陰イオン。

このような複合体に名前を付ける規則について説明しましょう。まず、中心となる金属イオンを特定します。その後、中心金属イオンの酸化状態を調べます。例えば、 hexaaminecobalt(III) cation、これは [Co(NH₃)₆]⁺³コバルトは中心金属イオンです。ここで、コバルトの酸化状態は正 3 です。その後、リガンドを特定します。この例では、配位子はアンモニアである N H three。リガンドは中性、負電荷、または正電荷を帯びることがあります。

負に帯電したリガンドの場合、 o名前の最後に追加されます。たとえば、配位子が塩化物イオンである場合、塩化物の名前はクロリドと表記されます。中性配位子には特別な末尾はありません。中には特別な名前が付けられているものもあります。 H₂Oアクアと名付けられています。 NH₃アミンと名付けられます。正に帯電した配位子の場合、配位子名の末尾に ium が追加されます。 ⁺NH₂-NH₂名前はヒドラジニウムです。で [Co(NH₃)₆]⁺³、リガンドは NH₃。中性リガンドです。それはアミンと名付けられます。

ここでリガンドの数を数えてみましょう。同じタイプの配位子が 2 つ、3 つ、4 つ、5 つ、6 つある場合は、接頭辞として di、tri、tetra、penta、hexa を使用します。リガンドの形式が複数ある場合は、リガンドはアルファベット順に名前が付けられます。さて、すべてをまとめて、まず錯イオンの配位子の数と名前を書きます。その後、中心となる金属イオンの名前を書きます。中心金属イオンの名前をそのまま書きます。この後、金属イオンの酸化状態を括弧内に書きます。の名前 [Co(NH₃)₆]⁺³は hexaaminecobalt(III) ion。

これで複合陽イオンの名前が完成しました。ご存知のとおり、塩化物イオンがそれに付着しています。だから名前の [Co(NH₃)₆]Cl₃ヘキサアミンコバルト(III)塩化物です。単純な陽イオンと複雑な陰イオンからなる別のタイプの配位錯体もあります。このような場合には、まず単純な陽イオンの名前を書きます。この後、中心金属イオンの名前を除いて、前に説明したのと同じ複合陰イオンの命名規則に従います。中心金属イオンの名前の末尾にateを付加します。例えば、 Na₃[Co(CN)₆]N A three C O C N six錯体はヘキサシアニド鉄(III)酸ナトリウムである。

錯体の名前から錯体の化学式を書くこともできます。私たちは学んだのと同じルールに従います。たとえば、テトラシアノ銅(II)ナトリウム錯体の式を書いてみます。ご覧のとおり、ナトリウムは単純なイオンです。テトラシアニド銅(II)は錯イオンです。錯イオンの式は常に角括弧内に書きます。ご覧のとおり、テトラシアニドは 4 つのシアン化物配位子があることを示しています。 o はシアン化物の末尾にあり、これはシアン化物が負に帯電した配位子であることを示しています。つまり、シアン化物配位子は 4 つあります。リガンドは丸括弧内に記述されます。

銅酸塩は中心金属イオンが銅であることを示します。銅酸塩中の ate は、錯イオンが陰イオンであることを示しています。 (II)のように丸括弧内の銅酸化物の後にローマ数字で書かれた2は、銅の酸化状態が正の2であることを示します。まず金属イオンの記号を書きます。その後、リガンド記号を丸括弧内に書きます。リガンドの数についても言及します。その後、両方を角括弧で囲みます。

ここで、複合イオン全体の電荷を求めます。ご存知のとおり、1 つのリガンドの電荷は負の電荷です。したがって、複合陰イオンの全体的な電荷はマイナス 2 として計算されます。この例では、ナトリウムが陽イオンです。したがって、2 つのナトリウムイオンは、複合陰イオンの負の 2 つの電荷と等しくなるように記述されます。与えられた配位錯体の完全な式が図示されています。テトラアミン銅(II)塩化物の化学式を書けますか？。

炎試験は簡単な分析技術です。炎で加熱されたときに生成される特徴的な色に基づいてイオンを識別するために使用されます。この方法では、イオンを含むサンプルを少量炎の中に置きます。炎の熱によりイオン内の電子が励起され、より高いエネルギーレベルにジャンプします。電子が元のエネルギーレベルに戻ると、光の形でエネルギーを放出します。イオンによって放出される光の色は、サンプル内のイオンの特性を表します。

イオンの炎試験を行うには、まず少量のサンプルを水に溶かして溶液を作ります。得られた溶液を少量、ワイヤーループまたは木の棒に塗布し、炎で加熱します。イオンによって発生した炎の色を観察します。次に、既知の参照色と比較し、イオンを識別します。ナトリウムイオンは炎の色を黄橙色にします。カリウムイオンは紫色の炎の色を与えます。カルシウムイオンはオレンジがかった赤色を与えます。

ブラウンリングテストは、溶液中の硝酸イオンの存在を検出するために使用される化学テストです。検査を行うには、少量の硫酸鉄 FeSO₄テスト対象のソリューションに追加されます。その後、濃硫酸を試験管の側面から下に向かって慎重に加えます。チューブの底に別の層を形成します。溶液中に硝酸イオンが存在する場合、2 つの層の界面に茶色のリングが形成されます。これは硝酸イオンが存在することを示しています。

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D ブロック元素の元素および化合物の特性と反応 - セッション 2

D ブロック元素による着色化合物の形成。 錯体の命名法。 名前から配位錯体の式を書きます。 炎試験。 ブラウンリングテスト。

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