Pramagneticne supstance

Tiranikus's picture

Znam da su paramagneticne supstance one kod kojih postoje nespareni elektroni. 

Pitanje: zasto je K3[Fe(CN)6], paramagneticna supstanca, a K4[Fe(CN)6​] nije? 

Moze li neko da mi locira te nesparene e- kod prve supstance, odnosno da mi pokaze kako su se sparili svi e- u drugoj? 
Hvala :D

Pop.'s picture

Ok, napises prvo elektronske konfiguracije Fe3+ i Fe2+ jona. Vidis da ti gvozdje otpusta elektrone sa 4s orbitale za Fe2+ a za Fe3+ otpusta i jedan elektron sa 3d orbitale. Ok to si znao, ali sta dalje moras da znas, to je da kod komplexa, ligandi (u ovom slucaju to su ti CN- joni) stvaraju komplex tako sto daju svoje elektronske parove sa graditeljem komplexa, u ovom slucaju to je naravno Fe. Kako izgleda CN- jon? imas atom C koji je trostrukom vezom vezan za N atom, kome ostaje jos jedan slobodan elektronski par. Upravo preko tog elektronskog para se ligand tj CN veze za jon gvozdja i formira komplex. Ima poentu sve ovo sto pricam :) Dakle, ako 1 jon CN- daje 1 elektronski par, odnosno 2 elektrona, 6 jona CN (koliko ih ima u komplexu, to vidis po formuli) daje ukupno 12 elektrona. E sad, to samo napises kao elektronsku konfuguraciju i videces da imas sparene elektrone za K3[Fe(CN)6] odnosno jedan nesparen za K4[Fe(CN)6]. Ja sam to odradio u MS Officu i slikao, probacu da okacim ovde ispod :)

Pop.'s picture

Blah, evo uplodovao sam je na neki sajt i kacim link :D

http://postimg.org/image/ee5txmxx3/

Pop.'s picture

Gde su ti crnim strelicama prikazani elektroni koji poticu od Fe jona i crvenom strelicom joni koji poticu od liganada (ukupno 12). Ako ti nisam dovoljno jasno objasnio pitaj

Pop.'s picture

I ja ne bih bio ja kada ne bih napravio neku gresku u textu, deo gde kaze "E sad, to samo napises kao elektronsku konfuguraciju i videces da imas sparene elektrone za K3[Fe(CN)6] odnosno jedan nesparen za K4[Fe(CN)6]" provaljujes da je obrnuto ko ima sve sparene a ko 1 nesparen elektron na osnovu slike koju sam tako lako okacio :D

kowalsky's picture

Okačio sam ti ja sliku. Bez brige ;)

Tiranikus's picture

Moram da priznam da mi je ovaj odgovor otvorio jedna nova vrata u pogledu paramagneticnosti i veoma sam zahvalan na ovom detaljnom izlaganju resenja :D :D

Predlazem samo da se edituje slika, jer je napisano da 4s orbitala prima 4 elektrona umesto dva. To me je bunilo dobrih 10 minuta, pa sam samo bledo gledao u kucice, razocaran sto mi je sve lepo objasnjeno, a ja vidim dva e- vise :)

Hvala puno jos jednom !

Pop.'s picture

Kao sto vec rekoh, ja ne bih bio ja kada ne bih napravio neku banalnu gresku, tj propust. Elem, daj da ti napunim glavu jos nekim logicnim stvarima ali nepotrebnim :D Orbitale koje ucestvuju u stvaranju veza su 3d, 4s i 4p orbitale, ali kako samo 4 elektrona se dodaju u d orbitali, 2 elektrona u s i 6 u p orbitali (sto daje ukupno 12 elektrona koji poticu od CN liganada) ako bi smo broj tih elektrona delili sa 2, odnosno pisali ih kao elektronske paraove imao bi: 2 elektronska para na d orbitali, 1 na s i 3 na p. Sto se pise d2sp3, odnosno to znaci da je Fe jon d2sp3 hibridizovan (cuo si verovatno pojam hibridizacija ali ne verujem da si znao sta on tacno predstavlja i da ima logike zasto je bas takve oznake).

Jos jedna info, ova je krajnje suvisna ali neka je ovde. Ovaj tip vezivanja se zove unutrasnje-orbitalno vezivanje, a zove se unutrasnje jer ucestvuje unutrasnja 3d orbitala (unutrasnja jer potice od graditelja kompleksa) i spoljasnjih orbitala 4s i 3p. Postoji i spoljasnji tip vezivanja. Taj primer imas kod kompleksnig jona [Fe F6]3- kod koga imas 5 nesparenih elektrona u 3d orbitali, a novih 12 elektrona koji poticu od liganda se rasporedjuju u 4s, 4p i 4d gde u s imas 2 elektrona, p imas 6 elektrona a u d imas 4 elektrona, sto opet predstavlja d2sp3 hibridizaciju ali je razlika sto je spoljasnje orbitalno vezivanje jer ucestvuju samo spoljasnje orbitale, kao sto rekoh 3d orbitala ostaje sa nesparenim elektronima. Msm da je ovaj deo (koji sam moram priznati prepisao iz svekse sa davnih predavanja) suvisan, ali po meni jako logican i koristan, pogotovo ovo za hibridizaciju koju ces sretati cesto, pa sto da ucis napamet ako mozes da skontas sta ona u stvari znaci.

asterix's picture

Dobro pojasnjeno, svi ujedno ucimo odavde. 

a kako objasniti teoriju ligandnog polja- cepanje d-orbitala. To mi nikada nije bilo jasno.

Zasto Al3+ ion veze bas 6 molekula vode [Al(H2O)6]3+, inace ima 10 i kad dobije 12 e-  od vode bude ukupno 22 sto nema niti jedan plemeniti gas. 

Pop.'s picture

Dotakao si obimnu temu, samo da znas, inace kada ti nesto nije jasno to je zato sto je to obimna tema i oni pokusavaju (skola ili udzbenik) da ti to objasni sto krace ali zato dolazi do konfuzije i ljudi uce napamet.

d-orbitale metala, tj graditelja kompleksa se prostiru u koordinatnom sistemu tako da imas dve orbitale koje su usmerene duz koordinata dok su preostale 3 usmerene izmedju tih koordinata. Sta se desava kada metal formira kompleks? Tada ligandi okruzuju metal ali tako sto idu na rogljeve (imaginarne) koje taj metal formira sa ligandima, odnosno da ti pojasnim, ti ligandi se "povezuju" sa metalom ali na bas na mestima tih koordinata. E sad, ako imas metal, koji ima elektrone i ti elektroni se naravno nalaze u d-orbitalama, i dodje ligand sa elektronskim parom on ce se odbijati od tih elektrona koji poticu od metala. E sad, ako imas kako smo rekli na pocetku orbitale (dve) koje su usmerene duz koordinata i tri koje su izmedju koordinata, tada ligandi koji se nalaze bas na tim koordinatama, normalno da ce se odbijati jace od onih d orbitala koje su usmerene tj, nalaze se na d orbitala u odnosu na one koje se nalaze izmedju koordinata.

To se zove cepanje d-orbitala, odnosno imas ove dve d orbitale koje su direktno suocene sa elektronima liganda (na koordinatama) i te dve orbitale su vise energije, odnosno uticu nepovoljnije na stvaranje kompleksa, dok se ove preostale tri, takodje odbijaju ali u manjoj meri jer se nalaze izmedju koordinata, pa su one nize energije. Inace ove dve orbitale koje se nalaze na koordinatama se obelezavaju sa dx^2-y^2  i dz^2  i oznacavaju se sa eg a ove ostale tri su dxy , dxz i dyz   tj t2g.

Inace ovo se objasnjava teorijom kristalnog polja i ligandnog polja (vidi nadji na netu jos malo o tome, sa slikama ce ti to verovatno biti mnogo jasnije). Ovo je inace samo pocetak, kasnije preko ovog ide racunanje ESLP.

A sto se tice Al3+, broj elektrona nema veze sa time da ce atom teziti konfiguraciji plemenitog gasa, odnosno JA mislim da nema veze sa time, nigde nisam ti procitao to kao definiciju. Kao sto sam npr gore objasnio za [FeF6]3- koji ima u 3d orbitalama samo 5 elektrona i onda mu se popunjavaju 4d orbitale sa 4 elektrona. To koliko liganda okruzuje centralni atom se zove koordinacioni broj, a taj koordinacioni broj zavisi od mnogo faktora, npr od velicine liganda i centralnog atoma, ja sam ucio da se on krece od 2 do 6 gde je 6 najveci broj (odnosno koliko je fizicki moguce da ligandi okruzuju atom) ali kasnije sam naleteo na veci broj liganada sto su vec neke druge stvari. Nadji i o tome kako se odredjuje koordinacioni broj (preko elektronske konfiguracije centralnog atoma) ali, videces opet da postoje izuzetci od tih pravila, sto mislim da vazi bas za ovaj primer, ne secam se bas toliko stvari :) I da, pitaj sta god ti ovde nije lepo objasnjeno, ti ili bilo ko drugi

Pop.'s picture

Ispravka :D

Drugi pasus poslednja recenica "E sad, ako imas kako smo rekli na pocetku orbitale (dve) koje su usmerene duz koordinata i tri koje su izmedju koordinata, tada ligandi koji se nalaze bas na tim koordinatama, normalno da ce se odbijati jace od onih d orbitala koje su usmerene tj, nalaze se na KOORDINATAMA u odnosu na one koje se nalaze izmedju koordinata."