Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Recore
Strona główna Start
Dodatkowy u góry

Dodatkowy na dole

Pomiary spektroskopowe związków kompleksowych w roztworach wodnych

Streszczenie

Związki kompleksowe mogą mieć bardzo różną strukturę, a tym samym geometrię cząsteczki. Jednak analizując parametry widma spektroskopowego można dokładnie zdefiniować te właściwości.
Pomiary spektroskopowe związków kompleksowych służą zatem nie tylko do pomiaru absorbancji przy konkretnych długościach fali, ale pozwalają wyznaczyć strukturę i geometrię kompleksu.

Wprowadzenie

Związki kompleksowe jest to specyficzna grupa związków złożona z: rdzenia (jednego lub kilku) oraz ligandów. Rdzeniem jest najczęściej jon metalu przejściowego, zaś ligandy to skoordynowane przez atom centralny jony lub cząsteczki elektroobojętne, które otaczają  rdzeń. Rdzeniem (atomem centralnym) jest zwykle atom lub jon, który jest akceptorem par elektronowych. Ligandy to cząsteczki lub jony dysponujące wolnymi parami elektronów – donory par elektronowych. Powstałe wiązania koordynacyjne zbliżają konfigurację atomu centralnego do konfiguracji najbliższego gazu szlachetnego. Liczba ligandów otaczających atom centralny zwana jest liczbą koordynacyjną.

Związki kompleksowe występują:
  • w fazie stałej – tworzą w sieć krystaliczną związku, 
  • w roztworze
Mechanizm tworzenia wiązania koordynacyjnego i oddziaływa atomu centralnego z ligandami wyjaśniają liczne teorie. Do najpopularniejszych zalicza się : teorię pola krystalicznego (zakłada oddziaływania elektrostatyczne pomiędzy elektronami podpowłoki d atomu centralnego a wolnymi parami elektronów ligandu) oraz teoria pola ligandów (wiązanie koordynacyjne powstaje w wyniku nakrywania się orbitali atomowych ligandów obsadzonych wolnymi parami elektronowymi). Inne zależności występujące w kompleksach przedstawiono w poniższej tabeli. 

 Tab. 1. Ładunek atomu centralnego, a rodzaj ligandu

Zagodnie z  regułą Lamberta liczba koordynacyjna jest funkcja okresu np. dla drugiego okresu LK = 4, dla trzeciego i czwartego – LK = 6, a piatego i szóstego – LK = 8.

Struktura kompleksu

Struktura przestrzenna kompleksu jest warunkowana liczbą koordynacyjną. W budowie kompleksów ważna jest również hybrydyzacja orbitali atomu centralnego. Większość metali tworzących kompleksy to metale grup przejściowych, które charakteryzują sie zapełnianiem orbitalu d przedostatniej powłoki elektronowej. Zapełnione orbitale są zdolne do hybrydyzacji z orbitalami s oraz orbitalami p powłoki walencyjnej W wyniku tych oddziaływań tworzą się hybrydyzowane orbitale wiążące. Typ hybrydyzacji zależy od ilości elektronów d. Typ hybrydyzacji warunkuje strukturę kompleksu (Tab. 2). 


Tab. 2. Typ hybrydyzacji a geometryczna struktura kompleksu
Struktura ligandu jest także warunkowana strukturą samego ligandu. Ligandy posiadające wiele atomów mogących być donorem elektronów nazywamy ligandem wielopozycyjnym lub chylatowym (kleszczowym). 
 

Tab. 3 Podział związków kompleksowych

Energia pola powstała na  skutek oddziaływania elektronów ligandów z orbitalami d atomu metalu zmienia się. Zwiększenie tej energii następuje, gdy pole wytworzone przez ligandy (ligandów obojętne i anionowe) jest sferycznie symetryczne. W skutek tego procesu orbitale d posiadają taka sama energie. W strukturach oktaedrycznych i teraedrycznych i pole wytworzone przez ligandy nie jest sferycznie symetryczne, nie oddziałuje w taki sam sposób na wszystkie orbitale d. Ligandy tzw. osiowe (leżące na osi) zwiększają bardziej energie „osiowych” orbitali d a w mniejszym stopniu energie orbitali d mieszanych (leżących pomiędzy osiami).Wynikiem tego zjawiska jest rozszczepienie poziomów energetycznych orbitali d na dwie grupy – orbitale o wyższej i niższej energii. Rozczepienia te zależą od pola wytworzonego przez ligandy.


 
Rys. 1. Rozczepienie orbitali d metali przejściowych: A. zwiększenie energii orbitali d metalu przejściowego na skutek oddziaływania ze sferycznie symetrycznym polem wytworzonym przez ligandy; B. rozszczepienie energii orbitali d metalu przejściowego na skutek oddziaływania z oktaedrycznym polem wytworzonym przez ligandy.

W stanie podstawowym jonu obsadzone są elektronami orbitale d o najniższej energii. Elektron ten może pochłonąć kwant promieniowania i zająć orbital d o wyższej energii. Wartość przerwy energetycznej orbitali d odpowiada długości promieniowania widzialnego, na skutek absorpcji jednej z długości fali związki kompleksowe posiadają barwę. Szerokość pasma pomiędzy rozszczepionymi orbitalami d decyduje o barwie kompleksu. Badając widmo promieniowania elektromagnetycznego danego kompleksu, na podstawie położenia maksimum absorpcji, można łatwo zmierzyć wartość przerwy energetycznej. 

Analiza właściwości spektroskopowych 

W rozważaniach właściwości spektroskopowych związków kompleksowych symetria otoczenia atomu centralnego ma bardzo ważne znaczenie, gdyż determinuje liczbę i rodzaj poziomów energetycznych, a tym samym możliwe przejścia elektronowe.

Rozpatrując kompleks o liczbie koordynacyjnej 5 możliwa jest symetria: bipiramidy trygonalnej oraz piramidy trygonalnej. W wyniku zniesienia degeneracji orbitalnej, następuje wzrost ilości poziomów energetycznych, powodując tym samym wzrost liczy przejść między termami a takiej samej multipletowości. Liczba koordynacyjna 5 w konfiguracji d9(d1) atomu centralnego daje zatem dodatkowe pasmo (850 nm), często o bardzo małym współczynniku absorpcji. Powoduje to, iż w takich badaniach najczęściej analizuje się pogłębianie asymetrii mierzonego pasma oraz jego poszerzania. W wyniku oddziaływania ze struktura kompleksu cząsteczek wody (często w pozycjach aksjalnych) następuje przesunięcie maksimum absorpcji w kierunku fal dłuższych. Ogromny wpływ na pomiary spektroskopowe kompleksów ma pH środowiska.

Autor: Karolina Wójciuk



Tagi: budowa kompleksów, analiza widma spektroskopowego światła widzialnego, lab, laboratoria, laboratorium
Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

Informacje dnia: Lata 2018-2022 będą wyjątkowo gorące Kwas buraczany wpisany na listę produktów tradycyjnych Konkurs na najlepsze prace magisterskie z edukacji ekologicznej Dlaczego kawa w Polsce jest tak droga? Mrożone ryby i lody z owocami dla zwierząt na upały Polscy naukowcy pracują nad dokładnym poznaniem funkcji mózgu Lata 2018-2022 będą wyjątkowo gorące Kwas buraczany wpisany na listę produktów tradycyjnych Konkurs na najlepsze prace magisterskie z edukacji ekologicznej Dlaczego kawa w Polsce jest tak droga? Mrożone ryby i lody z owocami dla zwierząt na upały Polscy naukowcy pracują nad dokładnym poznaniem funkcji mózgu Lata 2018-2022 będą wyjątkowo gorące Kwas buraczany wpisany na listę produktów tradycyjnych Konkurs na najlepsze prace magisterskie z edukacji ekologicznej Dlaczego kawa w Polsce jest tak droga? Mrożone ryby i lody z owocami dla zwierząt na upały Polscy naukowcy pracują nad dokładnym poznaniem funkcji mózgu

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Job24 Obywatele Nauki NeuroSkoki Portal MaterialyInzynierskie.pl Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA Mlodym Okiem Polski Instytut Rozwoju Biznesu Analityka Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja Instytut Lotnictwa EuroLab

Szanowny Czytelniku!

 
25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.
 
Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej Laboratoria.net w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.

Kto będzie administratorem Twoich danych?

Administratorami Twoich danych będziemy my: Portal Laboratoria.net z siedzibą w Krakowie (Grupa INTS ul. Czerwone Maki 55/25 30-392 Kraków).

O jakich danych mówimy?

Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.

Dlaczego chcemy przetwarzać Twoje dane?

Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby:

Komu możemy przekazać dane?

Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.

Jakie masz prawa w stosunku do Twoich danych?

Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.

Jakie są podstawy prawne przetwarzania Twoich danych?

Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.

Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu *Laboratoria.net, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
 
Więcej w naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI
 

Newsletter

Zawsze aktualne informacje