А. Н. МОРОЗОВ

ТЕОРИЯ СТРОЕНИЯ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Курс лекций для студентов химфака ЮФУ (РГУ)

ПРИРОДА СИЛ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ

О природе сил комплексообразования – Электростатические представления  – Энергия комплексного иона  – Критерий Ламберта  – Ион-дипольное взаимодействие

Ион-дипольное взаимодействие

Коссель – применил простые электростатические представления для расчета существования комплексов с ацидолигандами. Магнус с успехом распространил те же представления на комплексы с полярными молекулами типа H2O, NH3, C5H5N и т.д.

Рассчитаем силу и энергию ион-дипольного взаимодействия.

Диполь величиной µ = ql расположен на расстоянии |MO| = а от металла, несущего заряд «+Z». Диполь ориентирован так, что отрицательный полюс расположен ближе к положительно заряженному иону металла, причем направлен по отношению к координационной связи |OM| под углом , который бы обозначим как α.

Найдем значения сил отталкивания и притяжения, используя закон Кулона.

    

Расстояние |OB| = |OA| = l/2

Треугольник ВОК – прямоугольный, тогда

 |BM|2 = |KB|2 + |KM|2 = |KB|2 + (a - |KO|)2

|KB| = |OB| =

|KO|= |OB| =

|BM|2 = |KB|2 + (a - |KO|)2 + (a - )2  

Отсюда получаем

Аналогично можно найти и силу отталкивания Fотт.

Эти точные выражение, но их можно упростить.

1.  Примем, что ось диполя совпадает с направлением ОM (или прямой а). Это наблюдается в действительности при отсутствии теплового движение, т.е. при 0 К. Но при высоких температурах всегда имеется часть молекул, ориентированная под углом 0. Ошибка зависит от величины дипольного момента молекулы лиганда. Так как cos α = cos 0° = 1, то

             

2.  В выражении для дипольного момента l – расстояние между центрами тяжести зарядов диполя; оно значительно меньше расстояния от центра диполя до металла М. Поэтому  l a  и 

             ‹‹ a.  Тогда:                    

Теперь можно найти сумму сил в данном комплексе:

Fрез 

После интегрирования можно найти энергию комплекса, как

 
Copyright  ©  А. Н. Морозов, 2008.

Предыдущий параграф               В начало страницы               Следующий параграф

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru