احتمالا همه کسانی که با شیمی مدرسه آشنایی دارند و حتی اندکی به آن علاقه داشتند از وجود ترکیبات پیچیده اطلاع دارند. اینها ترکیبات بسیار جالب با کاربردهای گسترده هستند. اگر در مورد چنین مفهومی نشنیده اید، در ادامه همه چیز را برای شما توضیح خواهیم داد. اما اجازه دهید با تاریخچه کشف این نوع نسبتاً غیرعادی و جالب ترکیبات شیمیایی شروع کنیم.
تاریخ
نمک های پیچیده حتی قبل از کشف نظریه و مکانیسم هایی که به آنها اجازه وجود می دهد شناخته شده بودند. آنها به نام شیمیدانی که این یا آن ترکیب را کشف کرد نامگذاری شدند و هیچ نام سیستماتیکی برای آنها وجود نداشت. و بنابراین، نمی توان با فرمول یک ماده فهمید که چه خواصی دارد.
این تا سال 1893 ادامه یافت، تا زمانی که آلفرد ورنر شیمیدان سوئیسی نظریه خود را ارائه کرد و 20 سال بعد جایزه نوبل شیمی را برای آن دریافت کرد. جالب است که او مطالعات خود را تنها با تفسیر واکنش های شیمیایی مختلف که در آنها ترکیبات پیچیده خاصی وارد شده است، انجام داد. تحقیقات قبلا انجام شده استکشف الکترون توسط تامپسون در سال 1896، و پس از این رویداد، ده ها سال بعد، این نظریه تکمیل شد، به شکلی بسیار مدرن تر و پیچیده تر به روزگار ما رسیده است و به طور فعال در علم برای توصیف پدیده هایی که در طول دوران رخ می دهد استفاده می شود. تبدیلات شیمیایی شامل کمپلکس ها.
بنابراین، قبل از توضیح اینکه ثابت ناپایداری چیست، بیایید نظریه ای را که در بالا در مورد آن صحبت کردیم، درک کنیم.
نظریه ترکیبات پیچیده
ورنر در نسخه اصلی خود از نظریه هماهنگی تعدادی فرض را فرموله کرد که اساس آن را تشکیل داد:
- یک یون مرکزی باید در هر ترکیب هماهنگی (پیچیده) وجود داشته باشد. این معمولاً یک اتم از یک عنصر d است، در موارد کمتر - برخی از اتم های عناصر p، و از عناصر s، فقط Li می تواند با این ظرفیت عمل کند.
- یون مرکزی، همراه با لیگاندهای مرتبط با آن (ذرات باردار یا خنثی، مانند آب یا آنیون کلر) کره داخلی ترکیب پیچیده را تشکیل می دهد. در محلول مانند یک یون بزرگ رفتار می کند.
- کره بیرونی متشکل از یون هایی است که در مقابل بار کره داخلی قرار دارند. به عنوان مثال، برای یک کره با بار منفی [CrCl6]3- یون کره خارجی می تواند یون های فلزی باشد: Fe 3 +، Ni3+ و غیره
اکنون، اگر همه چیز با تئوری روشن باشد، می توانیم به خواص شیمیایی ترکیبات پیچیده و تفاوت آنها با نمک های معمولی برویم.
خواص شیمیایی
در یک محلول، ترکیبات پیچیده به یون ها، یا بهتر است بگوییم به کره های داخلی و خارجی تجزیه می شوند. می توان گفت که آنها مانند الکترولیت های قوی رفتار می کنند.
علاوه بر این، کره داخلی نیز می تواند به یون تجزیه شود، اما برای تحقق این امر، انرژی بسیار زیادی لازم است.
کره بیرونی در ترکیبات پیچیده را می توان با یون های دیگر جایگزین کرد. به عنوان مثال، اگر یون کلر در کره خارجی وجود داشته باشد و یونی نیز در محلول وجود داشته باشد که همراه با کره داخلی یک ترکیب نامحلول تشکیل می دهد، یا اگر یک کاتیون در محلول وجود داشته باشد، یک یون را ایجاد می کند. ترکیب نامحلول با کلر، یک واکنش جایگزینی کره خارجی رخ خواهد داد.
و اکنون، قبل از اینکه به تعریف ثابت ناپایداری بپردازیم، اجازه دهید در مورد پدیده ای صحبت کنیم که مستقیماً با این مفهوم مرتبط است.
تجزیه الکترولیتی
احتمالاً این کلمه را از مدرسه می دانید. با این حال، اجازه دهید این مفهوم را تعریف کنیم. تفکیک، تجزیه مولکول های املاح به یون ها در یک محیط حلال است. این به دلیل تشکیل پیوندهای به اندازه کافی قوی مولکول های حلال با یون های ماده محلول است. به عنوان مثال، آب دارای دو سر با بار مخالف است و برخی از مولکول ها با انتهای منفی به کاتیون ها و برخی دیگر با انتهای مثبت به آنیون ها جذب می شوند. به این ترتیب هیدرات ها تشکیل می شوند - یون هایی که توسط مولکول های آب احاطه شده اند. در واقع، این جوهر الکترولیتی استتفکیک.
اکنون، در واقع، به موضوع اصلی مقاله خود بازگردیم. ثابت ناپایداری ترکیبات پیچیده چقدر است؟ همه چیز بسیار ساده است و در بخش بعدی این مفهوم را به تفصیل و با جزئیات تحلیل خواهیم کرد.
ثابت ناپایداری ترکیبات پیچیده
این اندیکاتور در واقع مخالف مستقیم ثابت پایداری کمپلکس ها است. بنابراین، بیایید با آن شروع کنیم.
اگر در مورد ثابت تعادل یک واکنش شنیده باشید، به راحتی مطالب زیر را درک خواهید کرد. اما اگر نه، اکنون به طور خلاصه در مورد این شاخص صحبت خواهیم کرد. ثابت تعادل به عنوان نسبت غلظت محصولات واکنش، افزایش یافته به توان ضرایب استوکیومتری آنها، به مواد اولیه تعریف می شود که در آن ضرایب در معادله واکنش به همین ترتیب در نظر گرفته می شود. این نشان می‌دهد که واکنش عمدتاً در کدام یک از غلظت‌های اولیه مواد و محصولات به کدام سمت می‌رود.
اما چرا ما ناگهان شروع به صحبت در مورد ثابت تعادل کردیم؟ در واقع، ثابت ناپایداری و ثابت پایداری، به ترتیب، ثابت های تعادلی از واکنش های تخریب و تشکیل کره داخلی مجتمع هستند. ارتباط بین آنها بسیار ساده تعیین می شود: Kn=1/Kst.
برای درک بهتر مطالب، اجازه دهید مثالی بزنیم. اجازه دهید آنیون مختلط [Ag(NO2)2]- را بگیریم و معادله را برای واکنش فروپاشی آن:
[Ag(NO2)2]-=> Ag + + 2NO2-.
ثابت ناپایداری یون کمپلکس این ترکیب 1.310-3 است. این بدان معنی است که به اندازه کافی پایدار است، اما هنوز به حدی نیست که بتوان آن را بسیار پایدار در نظر گرفت. هرچه پایداری یون کمپلکس در محیط حلال بیشتر باشد، ثابت ناپایداری کمتر است. فرمول آن را می توان بر حسب غلظت مواد شروع کننده و واکنش دهنده بیان کرد:]2/[Ag(NO2) 2] -].
اکنون که به مفهوم اصلی پرداختیم، ارزش ارائه اطلاعاتی در مورد ترکیبات مختلف را دارد. نام مواد شیمیایی در ستون سمت چپ و ثابت ناپایداری ترکیبات پیچیده در ستون سمت راست نوشته شده است.
جدول
| مواد | ثابت ناپایداری |
| [Ag(NO2)2]- | 1.310-3 |
| [Ag(NH3)2]+ | 6.8×10-8 |
| [Ag(CN)2]- | 1×10-21 |
| [CuCl4]2- | 210-4 |
اطلاعات دقیق تر در مورد همه ترکیبات شناخته شده در جداول ویژه در کتاب های مرجع آورده شده است. در هر صورت، ثابت ناپایداری ترکیبات پیچیده، که جدول آن برای چندین ترکیب در بالا آورده شده است، بعید است بدون استفاده از کتاب مرجع کمک زیادی به شما کند.
نتیجه گیری
بعد از اینکه فهمیدیم چگونه ثابت ناپایداری را محاسبه کنیم،فقط یک سوال باقی می ماند - در مورد اینکه چرا همه اینها مورد نیاز است.
هدف اصلی این کمیت تعیین پایداری یک یون کمپلکس است. این بدان معنی است که ما می توانیم پایداری در محلول یک ترکیب خاص را پیش بینی کنیم. این در همه زمینه ها کمک زیادی می کند، به هر طریقی که با استفاده از مواد پیچیده مرتبط است. یادگیری شیمی مبارک!
