Πιθανώς όλοι όσοι είναι εξοικειωμένοι με τη σχολική χημεία και ενδιαφέρονται έστω και λίγο για αυτήν γνωρίζουν την ύπαρξη πολύπλοκων ενώσεων. Πρόκειται για πολύ ενδιαφέρουσες ενώσεις με ευρείες εφαρμογές. Αν δεν έχετε ακούσει για μια τέτοια έννοια, τότε παρακάτω θα σας τα εξηγήσουμε όλα. Αλλά ας ξεκινήσουμε με την ιστορία της ανακάλυψης αυτού του μάλλον ασυνήθιστου και ενδιαφέροντος τύπου χημικών ενώσεων.
Ιστορία
Σύμπλοκα άλατα ήταν γνωστά ακόμη και πριν από την ανακάλυψη της θεωρίας και των μηχανισμών που τους επιτρέπουν να υπάρχουν. Ονομάστηκαν από τον χημικό που ανακάλυψε αυτή ή εκείνη την ένωση και δεν υπήρχαν συστηματικά ονόματα για αυτούς. Και, επομένως, ήταν αδύνατο να καταλάβουμε από τον τύπο μιας ουσίας ποιες ιδιότητες έχει.
Αυτό συνεχίστηκε μέχρι το 1893, μέχρι που ο Ελβετός χημικός Άλφρεντ Βέρνερ πρότεινε τη θεωρία του, για την οποία 20 χρόνια αργότερα έλαβε το Νόμπελ Χημείας. Είναι ενδιαφέρον ότι διεξήγαγε τις μελέτες του μόνο ερμηνεύοντας διάφορες χημικές αντιδράσεις στις οποίες εισήχθησαν ορισμένες σύνθετες ενώσεις. Έρευνες έχουν γίνει στο παρελθόνη ανακάλυψη του ηλεκτρονίου από τον Thompson το 1896, και μετά από αυτό το γεγονός, δεκάδες χρόνια αργότερα, η θεωρία συμπληρώθηκε, σε μια πολύ πιο εκσυγχρονισμένη και περίπλοκη μορφή έφτασε στις μέρες μας και χρησιμοποιείται ενεργά στην επιστήμη για να περιγράψει τα φαινόμενα που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια χημικοί μετασχηματισμοί που περιλαμβάνουν σύμπλοκα.
Λοιπόν, πριν προχωρήσουμε στην περιγραφή του τι είναι η σταθερά αστάθειας, ας κατανοήσουμε τη θεωρία για την οποία μιλήσαμε παραπάνω.
Θεωρία σύνθετων ενώσεων
Ο Βέρνερ στην αρχική του εκδοχή της θεωρίας συντονισμού διατύπωσε μια σειρά από αξιώματα που αποτέλεσαν τη βάση της:
- Ένα κεντρικό ιόν πρέπει να υπάρχει σε οποιαδήποτε ένωση συντονισμού (σύνθετη). Αυτό είναι, κατά κανόνα, ένα άτομο ενός στοιχείου d, λιγότερο συχνά - ορισμένα άτομα των στοιχείων p, και από τα στοιχεία s, μόνο το Li μπορεί να δράσει με αυτήν την ιδιότητα.
- Το κεντρικό ιόν, μαζί με τους συνδεόμενους υποκαταστάτες του (φορτισμένα ή ουδέτερα σωματίδια, όπως το νερό ή το ανιόν χλωρίου) σχηματίζουν την εσωτερική σφαίρα της σύνθετης ένωσης. Συμπεριφέρεται στο διάλυμα σαν ένα μεγάλο ιόν.
- Η εξωτερική σφαίρα αποτελείται από ιόντα που βρίσκονται σε αντίθεση με το φορτίο της εσωτερικής σφαίρας. Δηλαδή, για παράδειγμα, για μια αρνητικά φορτισμένη σφαίρα [CrCl6]3- το ιόν της εξωτερικής σφαίρας μπορεί να είναι μεταλλικά ιόντα: Fe 3 +, Ni3+ κ.λπ.
Τώρα, αν όλα είναι ξεκάθαρα με τη θεωρία, μπορούμε να προχωρήσουμε στις χημικές ιδιότητες των σύνθετων ενώσεων και στις διαφορές τους από τα συνηθισμένα άλατα.
Χημικές ιδιότητες
Σε ένα διάλυμα, οι σύνθετες ενώσεις αποσυντίθενται σε ιόντα, ή μάλλον σε εσωτερικές και εξωτερικές σφαίρες. Μπορούμε να πούμε ότι συμπεριφέρονται σαν ισχυροί ηλεκτρολύτες.
Επιπλέον, η εσωτερική σφαίρα μπορεί επίσης να διασπαστεί σε ιόντα, αλλά για να συμβεί αυτό, απαιτείται αρκετή ενέργεια.
Η εξωτερική σφαίρα σε σύνθετες ενώσεις μπορεί να αντικατασταθεί από άλλα ιόντα. Για παράδειγμα, εάν υπήρχε ένα ιόν χλωρίου στην εξωτερική σφαίρα, και ένα ιόν υπάρχει επίσης στο διάλυμα, το οποίο μαζί με την εσωτερική σφαίρα θα σχηματίσουν μια αδιάλυτη ένωση ή εάν υπάρχει ένα κατιόν στο διάλυμα, το οποίο θα δώσει αδιάλυτη ένωση με χλώριο, θα συμβεί αντίδραση αντικατάστασης εξωτερικής σφαίρας.
Και τώρα, πριν προχωρήσουμε στον ορισμό του τι είναι σταθερά αστάθειας, ας μιλήσουμε για ένα φαινόμενο που σχετίζεται άμεσα με αυτήν την έννοια.
Ηλεκτρολυτική διάσταση
Μάλλον γνωρίζετε αυτή τη λέξη από το σχολείο. Ωστόσο, ας ορίσουμε αυτήν την έννοια. Διάσπαση είναι η διάσπαση των μορίων της διαλυμένης ουσίας σε ιόντα σε ένα διαλυτικό μέσο. Αυτό οφείλεται στο σχηματισμό επαρκώς ισχυρών δεσμών μορίων διαλύτη με ιόντα της διαλυμένης ουσίας. Για παράδειγμα, το νερό έχει δύο αντίθετα φορτισμένα άκρα και ορισμένα μόρια έλκονται από το αρνητικό άκρο στα κατιόντα και άλλα από το θετικό άκρο στα ανιόντα. Έτσι σχηματίζονται οι υδρίτες - ιόντα που περιβάλλονται από μόρια νερού. Στην πραγματικότητα, αυτή είναι η ουσία του ηλεκτρολυτικούδιάσταση.
Τώρα, ουσιαστικά, πίσω στο κύριο θέμα του άρθρου μας. Ποια είναι η σταθερά αστάθειας των σύνθετων ενώσεων; Όλα είναι αρκετά απλά, και στην επόμενη ενότητα θα αναλύσουμε αυτή την έννοια λεπτομερώς και λεπτομερώς.
Σταθερά αστάθειας σύνθετων ενώσεων
Αυτός ο δείκτης είναι στην πραγματικότητα το άμεσο αντίθετο της σταθεράς σταθερότητας των συμπλεγμάτων. Επομένως, ας ξεκινήσουμε με αυτό.
Αν έχετε ακούσει για τη σταθερά ισορροπίας μιας αντίδρασης, θα καταλάβετε εύκολα το παρακάτω υλικό. Αλλά αν όχι, τώρα θα μιλήσουμε εν συντομία για αυτόν τον δείκτη. Η σταθερά ισορροπίας ορίζεται ως ο λόγος της συγκέντρωσης των προϊόντων της αντίδρασης, αυξημένη προς την ισχύ των στοιχειομετρικών συντελεστών τους, προς τις αρχικές ουσίες, στις οποίες οι συντελεστές στην εξίσωση αντίδρασης λαμβάνονται υπόψη με τον ίδιο τρόπο. Δείχνει προς ποια κατεύθυνση θα πάει η αντίδραση κατά κύριο λόγο στη μία ή την άλλη συγκέντρωση αρχικών ουσιών και προϊόντων.
Αλλά γιατί αρχίσαμε ξαφνικά να μιλάμε για τη σταθερά ισορροπίας; Στην πραγματικότητα, η σταθερά αστάθειας και η σταθερά σταθερότητας είναι στην πραγματικότητα οι σταθερές ισορροπίας, αντίστοιχα, των αντιδράσεων καταστροφής και σχηματισμού της εσωτερικής σφαίρας του συμπλέγματος. Η σύνδεση μεταξύ τους καθορίζεται πολύ απλά: Kn=1/Kst.
Για να κατανοήσουμε καλύτερα το υλικό, ας πάρουμε ένα παράδειγμα. Ας πάρουμε το μιγαδικό ανιόν [Ag(NO2)2]- και γράψουμε την εξίσωση για αντίδραση διάσπασής του:
[Ag(NO2)2]-=> Ag + + 2NO2-.
Η σταθερά αστάθειας του συμπλόκου ιόντος αυτής της ένωσης είναι 1,310-3. Αυτό σημαίνει ότι είναι αρκετά σταθερό, αλλά και πάλι όχι σε τέτοιο βαθμό ώστε να θεωρείται πολύ σταθερό. Όσο μεγαλύτερη είναι η σταθερότητα του συμπλόκου ιόντος στο διαλυτικό μέσο, τόσο χαμηλότερη είναι η σταθερά αστάθειας. Ο τύπος του μπορεί να εκφραστεί ως προς τις συγκεντρώσεις των ουσιών έναρξης και αντίδρασης:]2/[Ag(NO2) 2] -].
Τώρα που ασχοληθήκαμε με τη βασική έννοια, αξίζει να δώσουμε κάποια στοιχεία για διάφορες ενώσεις. Τα ονόματα των χημικών ουσιών αναγράφονται στην αριστερή στήλη και η σταθερά αστάθειας των σύνθετων ενώσεων αναγράφεται στη δεξιά στήλη.
Πίνακας
| Ουσία | Σταθερά αστάθειας |
| [Ag(NO2)2]- | 1,310-3 |
| [Ag(NH3)2]+ | 6,8×10-8 |
| [Ag(CN)2]- | 1×10-21 |
| [CuCl4]2- | 210-4 |
Περισσότερα λεπτομερή δεδομένα για όλες τις γνωστές ενώσεις παρέχονται σε ειδικούς πίνακες σε βιβλία αναφοράς. Σε κάθε περίπτωση, η σταθερά αστάθειας σύνθετων ενώσεων, ο πίνακας της οποίας για πολλές ενώσεις δίνεται παραπάνω, είναι απίθανο να σας βοηθήσει πολύ χωρίς να χρησιμοποιήσετε το βιβλίο αναφοράς.
Συμπέρασμα
Αφού καταλάβαμε πώς να υπολογίσουμε τη σταθερά αστάθειας,απομένει μόνο μια ερώτηση - για το γιατί χρειάζονται όλα αυτά.
Ο κύριος σκοπός αυτής της ποσότητας είναι να προσδιορίσει τη σταθερότητα ενός μιγαδικού ιόντος. Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να προβλέψουμε τη σταθερότητα σε ένα διάλυμα μιας συγκεκριμένης ένωσης. Αυτό βοηθά πολύ σε όλους τους τομείς, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο που συνδέονται με τη χρήση πολύπλοκων ουσιών. Καλή εκμάθηση χημείας!
