tugas kumpul tgl 22

5/19/2018 Tugas Kumpul Tgl 22

1/30

BAB INI. '. Kita bahas dulu beberapa atom, fisika, dan kimia

sifat unsur transisi dan kemudian fokus pada kimia empat

yang akrab: kromium, mangan, perak, dan merkuri. Selanjutnya, kita berkonsentrasi

pada fitur yang paling khas dari kimia unsur transisi, pembentukan

senyawa koordinasi, zat yang mengandung ion-ion kompleks. Kami menganggap

dua model yang menjelaskan warna yang mencolok dari senyawa ini, serta merekasifat magnetik dan struktur, dan kemudian berakhir dengan beberapa bio penting

fungsi kimia ion logam transisi.

23.1

?? SIFAT UNSUR TRANSISI

?? Unsur-unsur transisi berbeda dalam perilaku fisik dan kimia

dari unsur-unsur utama kelompok. Dalam beberapa hal. mereka lebih seragam: main-kelompok

elemen dalam setiap perubahan periode dari logam untuk nonlogam, tetapi semua unsur transisi

adalah logam. Dalam cara lain, unsur-unsur transisi yang lebih beragam: sebagian besarmain-kelompok senyawa ion tidak berwarna dan diamagnetik, tetapi banyak transisi

senyawa logam sangat berwarna dan paramagnetik. Kita bahas dulu elektron

konfigurasi dari atom dan ion, dan kemudian memeriksa sifat kunci tertentu dari

transisi elemen, dengan perbandingan sesekali dengan unsur-unsur utama kelompok.

Elektron Konfigurasi dari Logam Transisi dan Ion mereka

Seperti halnya unsur, sifat-sifat unsur transisi dan com- mereka

pon timbul terutama dari konfigurasi elektron dari atom mereka (Bagian 8.3)

dan ion (Bagian 8.5), The d-blok (B-group) elemen terjadi pada empat seri yang

terletak dalam Periode 4 sampai 7 antara elemen terakhir ns-blok [Group 2A (2)]

dan pertama np-blok elemen [Group 3A (13)]. Setiap seri mewakili mengisi

dari lima orbital d dan, dengan demikian, berisi sepuluh elemen. Pada tahun 1996 dan 1997, unsur-

unsur

110 melalui 112 disintesis dalam akselerator partikel, sehingga seri Periode 7

selesai; dengan demikian, ke-40 elemen blok d transisi diketahui. berbohong antara

anggota pertama dan kedua dari seri transisi blok d di Periode 6 dan 7

adalah unsur-unsur transisi dalam, yang orbital f sedang diisi.

Meskipun ada beberapa pengecualian, secara umum, tanah- kental

konfigurasi elektron negara untuk unsur-unsur di setiap seri d-blok

[gas mulia] I1S2 (/ 1 - l) dX, dengan 11 = 4 sampai 7 dan x = I 10


2/30

Dalam Periode 6 dan 7, konfigurasi kental meliputi f sublevel:

[gas mulia] I1s2 (/ 1 - 2) / 4 (11 - I) d "dengan 11 = 6 atau 7

Parsial (valensi tingkat) konfigurasi elektron untuk unsur-unsur blok d

tidak termasuk inti gas mulia dan penuh dalam f sublevel:

I1S2 (/ 1 - I) d X

Seri transisi pertama terjadi pada Periode 4 dan terdiri dari skandium (Sc)

melalui seng (Zn) (Gambar 23.2 dan 23.1 Tabel). Skandium memiliki con elektron

figurasi [Ar] 4s 2 3d l, dan penambahan satu elektron pada satu waktu (bersama dengan satu

proton dalam inti) pertama setengah mengisi, kemudian mengisi, orbital 3d seluruh periodik

tabel untuk seng. Ingat bahwa kromium dan tembaga adalah dua pengecualian untuk ini umum

Pola: 4s dan 3d orbital di Cr keduanya setengah penuh untuk memberikan [Ar] 4s 1 3d 5, dan

4s di Cu setengah penuh untuk memberikan [Ar] 4s 1 3dlO. Alasan pengecualian ini

disertai perubahan energi relatif 4s dan orbital 3d seperti elektron

ditambahkan di seri dan stabilitas yang tidak biasa sublevels setengah penuh dan penuh.

Ion logam transisi membentuk melalui hilangnya ns elektron sebelum

(n - l) d elektron. Oleh karena itu, konfigurasi elektron Ti2 + adalah [Ar] 3d 2, tidak

[Ar] 4s 2, dan Ti2 + disebut sebagai d 2 ion. Ion logam yang berbeda dengan

konfigurasi yang sama sering memiliki sifat yang mirip. Sebagai contoh, kedua Mn 2 + dan

Fe3 + yang d 5 ion; keduanya memiliki warna pucat dalam larutan berair dan. sebagai we'11

membahas

kemudian, membentuk ion kompleks dengan sifat magnetik yang sama.

Tabel 23.1 menunjukkan pola umum dalam jumlah elektron yang tidak berpasangan (atau setengah-

orbital diisi) seluruh Periode 4 seri transisi. Perhatikan bahwa jumlah meningkat pada semester

pertama dari seri dan, ketika pasangan mulai, menurun babak kedua. Seperti yang Anda lihat, itu

adalah konfigurasi elektron dari atom logam transisi

yang berkorelasi dengan sifat fisik dari elemen, seperti kepadatan dan perilaku magnetik, sedangkan

itu adalah konfigurasi elektron dari ion yang menentukan

sifat-sifat senyawa.

atom dan Sifat Fisik Unsur Transisi

Sifat atom dari unsur-unsur transisi kontras dalam beberapa cara dengan

orang-orang dari satu set sebanding elemen utama kelompok.


3/30

Si atom :: e. Ukuran atom menurun secara keseluruhan di periode

(Gambar 23.3A). Namun. ada adalah halus, penurunan mantap di seluruh kelompok utama

karena elektron

ditambahkan ke orbital luar, yang perisai nuklir meningkat

biaya buruk. Penurunan stabil ini ditangguhkan seluruh transisi

seri, di mana ukuran atom menurun pada awalnya tapi kemudian tetap cukup konstan.Ingat bahwa d elektron mengisi orbital inlier, sehingga mereka melindungi elektron terluar

dari

muatan inti meningkat sangat efisien. Akibatnya. elektron 4s luar tidak ditarik lebih dekat.10ni :: energi asi. Energi ionisasi Periode 4

unsur utama kelompok meningkat tajam dari kiri ke kanan, lebih

dari tiga kali lipat dari kalium (419 kJ / mol) ke kripton

(1351 kJ / mol), sebagai elektron menjadi lebih sulit untuk menghapus

dari buruk terlindung, meningkatkan muatan inti. Dalam logam transisi,

Namun, energi ioni :: asi pertama meningkat relatif sedikit karena batin

3d elektron perisai efektif (Gambar 23.3C); dengan demikian, 4s luar elektron pengalaman hanyamuatan inti sedikit lebih tinggi efektif. [Ingat dari Bagian 8.4

bahwa penurunan di Grup 3A (13) terjadi karena relatif mudah untuk menghapus

elektron pertama dari np luar orbital.]

kuran atom. Seperti yang diharapkan, ukuran meningkat atom dari Periode 4 sampai 5, seperti

halnya

untuk elemen utama kelompok. tapi hampir tidak ada Periode fi'om peningkatan si2e

5 sampai 6 (Gambar 23.4A). Ingat bahwa lantanida, dengan 4F sub mereka dikuburkan

tingkat, muncul antara 4d (Periode 5) dan 5d (Periode 6) seri. Oleh karena itu,elemen dalam Periode 6 dipisahkan dari satu di atas dalam Periode 5 dengan 32 elemen

KASIH (sepuluh 4d, 5p enam, dua 6s, dan empat belas 4f orbital) bukan hanya 18.

penyusutan ekstra yang dihasilkan dari peningkatan muatan inti karena addi- yang

tion dari 14 proton disebut kontraksi lantanida. Secara kebetulan. ini

Penurunan adalah sama dengan peningkatan nomal antara periode, sehingga peri-

ods 5 dan 6 unsur transisi memiliki sekitar ukuran atom yang sama.

Rekayasa / "Onegativity. Kecenderungan vertikal elektronegatifitas terlihat di sebagian

besar transisi

kelompok berlawanan tren di kelompok utama. Di sini, kita melihat peningkatan pemilihan

umum

tronegativity dari Periode 4 sampai Periode 5. tapi kemudian tidak ada peningkatan lebih

lanjut dalam Periode

6 (Gambar 23.4B). Unsur-unsur yang lebih berat, terutama emas (EN = 2,4), menjadi

cukup elektronegatif, dengan nilai-nilai yang lebih besar dari kebanyakan metaloid dan

bahkan

beberapa nonmetals (mis, EN Te dan P = 2,1). (Bahkan, emas membentuk garam-yang

seperti CsAu dan ion Au-, yang ada dalam amonia cair.)

ukuran meningkat atom sedikit dari atas ke bawah kelompok, nuklir

biaya meningkat banyak lagi. Oleh karena itu, berat logam transisi pameranlebih kovalen karakter dalam obligasi mereka dan menarik elektron lebih kuat daripada


4/30

melakukan logam utama kelompok.

. / oni :: energi asi. Peningkatan relatif kecil dalam ukuran dikombinasikan dengan peningkatan yang

relatif besar dalam muatan inti juga menjelaskan mengapa ioni pertama: asi

energi umumnya meningkat ke kelompok transisi (Gambar 23.4C). tren ini

juga bertentangan dengan pola dalam kelompok utama, anggota yang lebih berat

begitu jauh lebih besar yang elektron terluarnya lebih mudah untuk menghapus.

. Kepadatan. Ukuran atom. dan karena volume. berbanding terbalik dengan kepadatan.

Di seberang periode, kepadatan meningkat. kemudian tingkat off, dan akhirnya mencelupkan sedikit

di

akhir seri (Gambar 23.40). Bawah kelompok transisi, kepadatan meningkat

drastis karena volume atom berubah sedikit dari Periode 5 sampai 6, tapi

massa atom meningkat secara signifikan. Akibatnya, seri Periode 6 berisi

beberapa elemen terpadat dikenal: tungsten, renium, osmium, iridium, plat-

inum, dan emas memiliki kepadatan sekitar 20 kali dari air dan dua kali lipat dari

memimpin.

Sifat Kimia dari Logam Transisi

Seperti sifat atom dan fisik mereka, sifat-sifat kimia unsur-unsur transisi sangat berbeda

dengan unsur-unsur utama kelompok. Mari

memeriksa sifat kunci dalam Periode 4 seri transisi dan kemudian melihat bagaimana

perubahan perilaku dalam suatu kelompok.

Oksidasi Serikat Salah satu sifat kimia karakteristik sebagian besar transit yanglogam terj adalah terjadinya beberapa negara oksidasi. Misalnya. di mereka

senyawa, vanadium menunjukkan dua umum oksidasi positif, kromium

tiga, dan mangan tiga (Gambar 23.5A), dan banyak negara oksidasi lain

terlihat kurang sering. Karena I1S dan (n - l) d elektron begitu dekat dalam energi, transit

elemen terj dapat menggunakan semua atau sebagian besar elektron dalam ikatan. perilaku ini

sangat berbeda dari yang dari logam utama kelompok, yang menampilkan satu atau,

paling banyak, dua negara oksidasi dalam senyawanya,

Tertinggi o: Negara ridation elemen dalam Grup 3B (3) melalui 7B (7) adalah

sama dengan kelompok numhel? seperti yang ditunjukkan pada Tabel 23.2. Oksidasi ini

terlihat ketika unsur-unsur bergabung dengan oksigen yang sangat elektronegatif atau ftuorine.

Misalnya, dalam solusi oxoanion ditunjukkan pada Gambar 23.5B, vanadium terjadi

sebagai vanadat ion (Vol; oN V = +5), kromium terjadi sebagai dichro- yang

ion mate (Cr20 / -; oN Cr = +6), dan mangan terjadi sebagai perman- yang

ganate ion (Mn04 -; O.N. Mn = +7). Elemen di Grup 8B (8), 8B (9), dan

8B (IO) menunjukkan oksidasi lebih sedikit, dan negara tertinggi adalah kurang umum dan

tidak pernah sama dengan jumlah kelompok. Sebagai contoh, kita tidak pernah menemukan besi di

+8 Negara dan jarang di negara +6. The +2 dan +3 adalah rute paling

yang umum untuk besi * dan kobalt, dan negara +2 adalah yang paling umum untuk nikel,

tembaga. dan seng. Negara +2 oksidasi umum karena n? elektron

mudah hilang.


5/30

Tembaga, perak, dan emas (logam mata uang) di Grup IB (1I) tidak biasa.

Meskipun tembaga memiliki keadaan oksidasi yang cukup umum + I, yang dihasilkan dari

kehilangan elektron 4s tunggal, negara yang paling umum adalah +2. Perak berperilaku

diduga, menunjukkan terutama keadaan oksidasi + I. Emas pameran +3

negara dan, kurang sering, + I negara. Zinc, kadmium, dan merkuri di Grup 2B (12)

menunjukkan negara +2, tetapi merkuri juga menunjukkan + I negara dalam Hg / + ion,

dengan yang obligasi Hg- Hg. t

?? 'Iron mungkin tampaknya memiliki tingkat oksidasi yang tidak biasa dalam umum bijih magnetit

(Fe S 0 4) dan

pirit (Fe8 2), tetapi hal ini tidak benar-benar terjadi. Dalam magnetit, sepertiga dari ion logam Fe 2 +

dan dua pertiga adalah Fe s +, yang setara dengan rasio 1: 1 dari FeO: Fe20S dan memberikan

keseluruhan

rumus Fe S 0 4. Pyrite mengandung Fe 2 + dikombinasikan dengan ion disulfida, 8 2 2 -.

Bukti t80me menunjukkan bahwa Hg / + ion mungkin ada sebagai atom Hg terikat ke Hg2 + ion,

dengan atom menyumbangkan nya dua 6s elektron untuk ikatan kovalen.

Perilaku metalik dan Mengurangi Kekuatan Atom ukuran dan oksidasi negara memiliki

pengaruh besar pada sifat ikatan dalam senyawa logam transisi. seperti

logam di Grup 3A (l3), 4A (14), dan 5A (l5), unsur-unsur transisi di mereka

oksidasi rendah berperilaku kimia lebih seperti logam. Artinya, ion bond-

ing lebih umum untuk keadaan oksidasi yang lebih rendah, dan ikatan kovalen lebih

lazim bagi negara-negara yang lebih tinggi. Misalnya, pada suhu kamar, TiCl 2 adalah

ionik padat, sedangkan TiCl 4 adalah cairan molekul. Dalam keadaan oksidasi yang lebih tinggi,

atom memiliki kerapatan muatan yang lebih tinggi, sehingga mereka polarisasi awan elektron dari

ion nonlogam lebih kuat dan ikatan menjadi lebih kovalen. untuk

alasan yang sama, oksida menjadi kurang dasar seperti oksidasi negara meningkat: TiO

adalah basa lemah di dalam air. sedangkan Ti0 2 adalah amfoter (bereaksi dengan baik asam dan

base).

Tabel 23.3 menunjukkan potensi elektroda standar Periode 4 transisi

logam dalam keadaan oksidasi +2 dalam larutan asam. Perhatikan bahwa, secara umum,

pengurangan

ing kekuatan menurun di seluruh seri. Semua Periode 4 logam transisi, kecuali

tembaga, cukup aktif untuk mengurangi H + dari asam berair untuk membentuk gas hidrogen.Berbeda dengan reaksi cepat pada suhu kamar Grup lA (l) dan

2A (2) logam dengan air, namun, logam transisi memiliki lapisan oksida

yang memungkinkan reaksi cepat hanya dengan air panas atau uap.

Warna dan Magnet Senyawa Paling utama kelompok senyawa ion adalah warna-

kurang karena ion logam memiliki tingkat luar diisi (gas mulia configura- elektron

tion). Dengan orbital energi hanya jauh lebih tinggi untuk menerima bersemangat

elektron, ion tidak menyerap cahaya tampak. Sebaliknya, elektron dalam sebagian

diisi d sublevel dapat menyerap panjang gelombang terlihat dan pindah ke sedikit lebih tinggi

energi orbital d. Akibatnya. banyak senyawa logam transisi memiliki col- mencolok

ORS. Pengecualian adalah senyawa dari skandium, titanium (IV), dan seng, yang

tidak berwarna karena ion logam mereka memiliki baik kosong d sublevel (Sc H atau


6/30

Ti4 +: [Ar] 3DO) atau satu diisi (Zn2 +: Lar] 3d IO) (Gambar 23.6),

Sifat magnetik juga berkaitan dengan hunian sublevel (Bagian 8.5).

Ingat bahwa zat paramagnetik memiliki atom atau ion dengan elektron tidak berpasangan,

yang menyebabkan ia tertarik pada medan magnet luar. Sebuah sub diamagnetik

sikap hanya telah dipasangkan elektron, sehingga tidak terpengaruh (atau sedikit ditolak) oleh

medan magnet. Kebanyakan ion logam utama kelompok ini adalah diamagnetik karena alasan yang

sama

mereka berwarna: semua elektron mereka dipasangkan. Sebaliknya, banyak logam transisi

senyawa paramagnetik karena berpasangan d elektron mereka. untuk meneliti

ple, MnS0 4 adalah paramagnetik, tapi CaS04 bersifat diamagnetik. The Ca2 + ion memiliki

konfigurasi elektron argon, sedangkan Mn 2 + memiliki iklan 5 konfigurasi. transisi

ion logam dengan dO atau konfigurasi d IO juga berwarna dan diamagnetik.

Perilaku Kimia Dalam Grup Peningkatan reaktivitas turun kelompok

logam utama kelompok, seperti yang ditunjukkan oleh penurunan energi ionisasi pertama

(LEI) '

tidak terjadi turun sekelompok logam transisi. Pertimbangkan kromium

(Cr) kelompok [6B (6)], yang menunjukkan pola khas (Tabel 23.4). Lei meningkat

bawah kelompok, yang membuat dua logam berat kurang reaktif daripada cahaya-

est satu. Kromium juga merupakan agen pereduksi lebih kuat dari molibdenum (Mo)

atau tungsten (W), seperti yang ditunjukkan oleh potensial elektroda standar.

Kesamaan dalam ukuran atom Periode 5 dan 6 anggota juga menyebabkan Serupa

sifat kimia lar, sebuah fakta yang memiliki beberapa konsekuensi praktis yang penting.

Karena Mo dan senyawa W berperilaku sama, misalnya, bijih mereka seringterjadi bersama-sama di alam. yang membuat unsur-unsur yang sangat sulit untuk memisahkan dari

satu sama lain. Situasi yang sama terjadi dengan zirkonium dan hafnium di Grup 4B (4)

dan dengan niobium dan tantalum di Grup 5B (5).

Semua unsur transisi adalah logam. Atom-atom dari unsur-unsur blok d memiliki (n - 1) d

orbital yang diisi, dan ion mereka memiliki ns kosong orbital. Berbeda dengan tren di

unsur utama kelompok, ukuran atom, elektronegativitas, dan perubahan energi ionisasi

pertama

relatif sedikit di serangkaian transisi, Karena kontraksi lantanida, atom

Ukuran perubahan sedikit dari Periode 5 sampai 6 dalam kelompok logam transisi; tersebut,

elektronegatifitas, energi ionisasi pertama, dan kepadatan meningkat ke kelompok. Logamtransisi biasanya memiliki beberapa negara oksidasi, dengan +2 negara yang paling umum.

unsur-unsur

menunjukkan perilaku logam lainnya di negara-negara mereka yang lebih rendah.

Kebanyakan logam Periode 4 transisi yang

cukup aktif untuk mengurangi ion hidrogen dari larutan asam. Banyak logam transisi com-

pon berwarna dan paramagnetik karena ion logam memiliki elektron tidak berpasangan d

THE INNER TRANSISI UNSUR

?? The 14 lantanida-cerium (Ce, Z = 58) melalui lutetium (Lu, Z = 71) -lie

antara lanthanum (Z = 57) dan hafnium (Z = 72) di blok d seri transisi ketiga. Di bawah mereka adalah


7/30

14 aktinida radioaktif, thorium (Th, Z = 90)

melalui lawrensium (Lr; Z = 103), yang terletak antara aktinium (Ac, Z = 89) dan

rutherfordium (Rf, Z = 104). Lantanida dan aktinida disebut unsur transisi batin karena. dalam

banyak kasus. tujuh orbital 4f batin atau mereka sedang

diisi.

antanida

?? The lantanida kadang-kadang disebut unsur-unsur tanah jarang, tenn yang mengacu pada

kehadiran mereka di oksida asing. tetapi mereka sebenarnya tidak langka sama sekali. cerium

(Ce), misalnya, peringkat 26 th dalam kelimpahan alami (massa%) dan lima kali

lebih banyak daripada memimpin. Semua lantanida adalah keperakan, tinggi mencair (800 C untuk

1600 C) logam. Sifat kimia mereka merupakan kasus ekstrim dari kecil

variasi khas unsur transisi dalam periode atau kelompok, yang membuat

lantanida sangat sulit untuk memisahkan.

Alam co-terjadinya lantanida muncul karena mereka ada sebagai MH

ion dari jari-jari sangat mirip dalam bijih bersama mereka. Kebanyakan lantanida memiliki tanah-

yang

konfigurasi elektron negara [Xe] 6s 2 4f'5do, di mana x bervariasi di seluruh seri. The

tiga pengecualian (Ce, Gd, dan Lu) memiliki elektron tunggal di salah satu 5d mereka

orbital: Ce ([Xe] 6s24lSd I) fOlms 4 + ion stabil dengan kosong


8/30

negara-negara lain juga terjadi. Misalnya, uranium pameran + 3 sampai 6 negara. dengan

negara +6 yang paling umum; dengan demikian, oksida yang paling umum dari uranium adalah 0 3,

Ada dua seri unsur transisi batin. Lantanida (seri 4f) memilikiumum oksidasi +3 dan pameran sifat yang sangat mirip. para aktinida

(5f seri) bersifat radioaktif. Semua aktinida memiliki keadaan oksidasi +3; beberapa,

termasuk

uranium, memiliki negara yang lebih tinggi juga.

UTAMA DARI TERPILIH LOGAM TRANSISI

?? Mari kita menyelidiki beberapa elemen transisi, dengan fokus pada pola-pola umum di

kimia air masing-masing, kami memeriksa kromium dan mangan dari

Periode 4, perak dari Periode 5, dan merkuri dari Periode 6.

chromium

Kromium adalah sangat mengkilap, logam keperakan, yang namanya (dari kroma Yunani,

"warna") mengacu pada banyak senyawa yang berwarna-warni. Suatu larutan Cr H adalah

ungu tua,

misalnya, dan jejak Cr 3 + dalam struktur kristal Alz03 memberikan ruby beau- nya

rona merah tiful (lihat foto hal. 1.002). Kromium mudah membentuk tipis, patuh, trans

lapisan induk CrzO) di udara, membuat logam sangat berguna sebagai menarik

lapisan pelindung pada logam mudah berkarat, seperti besi. "Stainless" baja sering

berisi sebanyak 18% kromium massa dan sangat tahan terhadap korosi.Dengan enam elektron valensi ([Ar] 4s 1 3d 5). kromium terjadi pada semua kemungkinan

pos-

itive oksidasi, tetapi tiga yang paling penting adalah +2, +3, dan +6 (lihat Tabel

23.2). Dalam tiga oksida biasa,, kromium menunjukkan pola yang terlihat di banyak

elemen: karakter dan oksida non logam meningkat keasaman dengan oksidasi logam

negara. Kromium (II) oksida (CrO) dasar dan sebagian besar ion. Ini membentuk larut

hidroksida dalam larutan netral atau dasar tetapi larut dalam larutan asam untuk

menghasilkan

Cr z + ion:

CRO (s) + 2H + (aq) - + + CR2 (aq) + HzO (l)

Kromium (III) oksida (CrzO)) adalah amfoter, larut dalam asam untuk menghasilkan violet

yang

Cr H ion,

CrzO) (s) + 6H + (aq) - + + 2Cr3 (aq) + 3H z O (l)

dan di dasar untuk membentuk Cr hijau (OH) 4 - ion:

CrZ03 (S) + 3H z O (/) + 20H- (aq) - + 2Cr (OH) 4 - (aq)

Dengan demikian. kromium dalam state + 3 mirip dengan logam aluminium utama kelompok

di

beberapa hal, termasuk amphoterism nya (Bagian 19.4).

Deep-red chromium (VI) oksida (CrO)) adalah kovalen dan asam, membentuk kromat

Asam (H z Cr04) dalam air,CrO) (s) + HzO (l) - + H Z CR0 4 (aq)


9/30

yang menghasilkan ion kromat kuning (Cr04z-) dalam basis:

HZ Cr04 (aq) + 20H- (aq) - + Cr04z- (aq) + 2H z O (!)

Dalam larutan asam, ion kromat segera membentuk ion dikromat orange

(CRZ 0 7 z):

2CrO / - (aq) + 2H + (aq) :::; :: = ::. CrzOl- (aq) + HzO (!)

Karena kedua ion mengandung kromium (VI), ini bukan reaksi redoks; melainkanadalah dehidrasi kondensasi, seperti yang Anda lihat dari struktur pada Gambar 23.7.

Konsentrasi Hidrogen-ion mengontrol posisi kesetimbangan: kuning pra Cr042-

mendominasi pada pH tinggi dan oranye Cr Z 07 z pada pH rendah. Warna-warna cerah

chromium (VI) senyawa menyebabkan penggunaan luas dalam pigmen untuk cat artis

dan glasir keramik. Timbal kromat (chrome kuning) digunakan sebagai warna cat minyak,

dan juga di garis-garis kuning yang menggambarkan jalur lalu lintas.

Logam Chromium dan C.-z + ion adalah agen pereduksi kuat. The dis- logam

tempatkan hidrogen dari asam-asam encer untuk membentuk biru Crz + (aq), yang

mengurangi O 2 di

udara dalam beberapa menit untuk membentuk violet Cr H ion:

4Cr2 + (aq) + Oz (g) + 4H + (aq) - + 4cr H (aq) + 2H O z (/) E verall = 1.64 VChromium (VI) senyawa dalam larutan asam adalah agen pengoksidasi kuat (konsentrasi

solusi basisnya sangat korosif!), kromium (VI) yang mudah berkurang

kromium (III):

CrzOl- (aq) + 14H + (aq) + 6e- - + 2Cr H (aq) + 7H z O (l) EF1 = 1.33 VThis reaction is often used to determine the iron content of a water or soil sam-

ple by oxidizing Fe z + (0 Fe H ion. In basic solution, the crOl- ion, which is a

much weaker oxidizing agent, predominates:

Cr04z-(aq) + 4H 2 0(/) + 3e- --+ Cr(OHh{s) + 50H-(aq) ftJ = -0.13 V

Konsep Valence-Negara Elektronegativitas Mengapa peningkatan keasaman oksida

dengan oksidasi? Dan bagaimana bisa logam, seperti kromium, membentuk oxoanion?

Untuk menjawab pertanyaan tersebut, kita harus menerapkan konsep elektronegatifitas ke

berbagai negara oksidasi elemen. Sebuah logam dalam keadaan oksidasi yang lebih tinggi lebih

bermuatan positif, yang meningkatkan daya tarik bagi elektron; pada dasarnya, elektronnya

elektronegativitas meningkat. Elektronegativitas ini efektif, dan elektronegativitas valensi negara,

juga memiliki nilai-nilai numerik. Elektronegativitas logam kromium1.6, dekat dengan (topi aluminium (1,5), logam aktif lainnya. Untuk kromium (II 1),

nilai meningkat menjadi 1,7, masih karakteristik logam. Namun, elektronegativitas dari chromium

(VI) 2.3, dekat dengan nilai-nilai beberapa nonmetals, seperti

sebagai fosfor (2,1), selenium (2,4), dan karbon (2,5). Dengan demikian, seperti P di pol-, Cr

di krom (VI) senyawa yang sering terjadi kovalen di pusat

oxoanion asam yang relatif kuat.


10/30

mangan

Mangan Elemental keras dan mengkilap dan. seperti vanadium dan kromium, digunakan

sebagian besar untuk membuat paduan baja. Sejumlah kecil Mn 1%) membuat baja lebih mudah

untuk

roll, menempa, dan las. Baja dibuat dengan 12% Mn cukup kuat untuk digunakan untuk

armor angkatan laut, ember loader front-end (lihat foto), dan baja yang sangat keras lainnya

benda. Sejumlah kecil mangan ditambahkan ke kaleng minuman aluminium dan

paduan perunggu untuk membuat mereka kaku dan keras juga.

Sifat kimia mangan menyerupai kromium dalam beberapa hal.

Logam gratis cukup reaktif dan mudah mengurangi H + dari asam, membentuk

Aku. nk M 2 +.

pa e-pl n ION:

Mn (s) + 2H + (aq) - + Mn2 + (aq) + Hz (saya?) FTJ = 1.18 V

Seperti kromium, mangan dapat menggunakan semua elektron valensi dalam senyawanya,

menunjukkan setiap tingkat oksidasi positif mungkin, dengan +2, +4, dan + 7 negarayang paling umum (Tabel 23.5). Sebagai negara oksidasi naik mangan, valence- nya

meningkat elektronegativitas negara dan oksida yang berubah dari dasar asam. mandat

ganese (Il) oksida (MnO) dasar, dan mangan (IL1) oksida (Mn Z 03) adalah

amfoterik, Mangan (IV) oksida (MnOz) tidak larut dan tidak menunjukkan asam-basa

properti. [Hal ini digunakan dalam sel kering dan baterai alkaline sebagai agen pengoksidasi dalam

reaksi redoks dengan seng (Bab 21 p. 932).] Mangan (VII) oksida (MnZ07),

yang bentuk oleh reaksi Mn dengan murni Oz, bereaksi dengan air untuk membentukperman-

asam organik (HMn04) 'yang kuat seperti asam perklorat (hci0 4).

Semua jenis mangan dengan oksidasi menyatakan lebih besar dari + 2 bertindak sebagai

pengoksidasi

agen. tapi permanganat ungu (Mn0 4 -) ion sangat kuat. seperti

ion dengan kromium dalam keadaan tertinggi oksidasi, Mn04 - adalah oksidatif lebih kuat

dizing agen asam dibandingkan dalam larutan dasar:

Mn0 4 - (aq) + 4H + (aq) + 3e- - Mois) + 2H z O (1) FTJ = 1.68 V

Mn0 4 - (aq) + 2H z O (l) + 3e - - Minoz (s) + 40H- (aq) EO = 0.59 V

Tidak seperti C? + Dan Fe2 +, Mn2 + yang ion menolak oksidasi di udara. The Cr 2 + ion

adalah cl 4 spesies dan mudah kehilangan elektron 3d untuk membentuk d 3 ion C? +, yanglebih stabil. The Fe2 + ion ad 6 spesies, dan menghapus elektron 3d menghasilkan

stabil, setengah penuh cl 5 konfigurasi Fe3 +. Menghapus sebuah elektron dari Mn2 +

mengganggu d stabil 5 konfigurasi.

perak

Perak ??, anggota kedua dari logam mata uang [Group IB (11)], telah

dikagumi selama ribuan tahun dan masih berharga untuk digunakan dalam perhiasan dan baik-baik

saja

sendok garpu. Karena logam murni terlalu lunak untuk tujuan ini, namun,

paduan dengan tembaga untuk membentuk perak sterling lebih sulit. Pada waktu sebelumnya, perak


11/30

digunakan dalam koin, tetapi telah diganti hampir secara universal oleh paduan tembaga-nikel.

Silver memiliki konduktivitas listrik tertinggi dari setiap elemen tetapi tidak digunakan dalam

kabel tembaga karena lebih murah dan lebih banyak di masa lalu, perak ditemukan

di nugget dan pembuluh darah dari batu, sering dicampur dengan emas, karena kedua elemen

kimia cukup lembam ada uncombined. Hampir semua orang memiliki deposito

ditambang, sehingga sebagian besar perak sekarang diperoleh dari lumpur anoda terbentuk selama

yang electrorefining tembaga (Bagian 22.4).

Satu-satunya oksidasi penting perak adalah 1. Its larutan yang paling penting

Senyawa ble adalah perak nitrat, yang digunakan untuk elektroplating dan dalam pembuatan

halida digunakan untuk film fotografi. Meskipun bentuk Perak oksida di udara, itu

tarnishes untuk AgzS hitam dengan reaksi dengan jejak senyawa yang mengandung sulfur.

Beberapa poles menghapus AgzS, bersama dengan beberapa perak, dengan fisik abrading

permukaan. Sebuah alternatif "rumah obat" yang menghilangkan tamish dan mengembalikan

logam melibatkan pemanasan objek dalam larutan garam meja atau baking soda

(NaHC0 3) dalam panci aluminium. Aluminium, agen pereduksi kuat, mengurangiAg + ion kembali ke logam:

2AI (s) + 3AG z S (s) + 6H z O (l) - 2AI (OHH {s) + 6AG (s) + 3H 2 S (g) EO = 0.86 V

The Chemistry of Black-and-Putih Fotografi Penggunaan yang paling luas sil-

senyawa-terutama ver tiga halida AgCl, AgBr, dan AgI-dalam hitam

dan putih fotografi, seni yang berlaku kimia logam transisi dan solusi

kinetika. The fotografi film itu sendiri hanyalah sebuah dukungan plastik fleksibel untuk

emulsi peka cahaya. yang terdiri dari mikrokristal AgBr yang tersebar di gelatin. Lima langkah dalam

memperoleh foto akhir mengekspos film, mengembangkan gambar, memperbaiki gambar, mencuci

negatif. dan mencetak gambar.

Gambar 23.8 meringkas empat pertama langkah-langkah. Proses ini tergantung pada sev-

sifat kimia kunci eral perak dan senyawanya:

Perak halida menjalani reaksi redoks bila terkena cahaya tampak.

. Perak klorida, bromida, iodida dan tidak larut dalam air.

. Ag + mudah direduksi: Ag + (aq) + e - Ag (s); EO = 0.80 V.

. Ag + bentuk beberapa stabil, ion yang larut dalam air yang kompleks.

1 Mengekspos film. Cahaya yang dipantulkan dari objek dalam cahaya adegan-lainnya

dari benda-benda terang daripada dari gelap yang memasuki-lensa kamera dan pemogokan

Film. Terkena AgBr menangis menusuk menyerap foton (memiliki) dalam reaksi redoks yang sangat

lokal, A Br - ion Gembira Artikel Baru foton Dan teroksidasi. Dan dirilis Elektron

segera mengurangi sebuah Ag + ion terdekat:

Br -? Br + e

Ag + + e --- + Ag

+ _ H \ "

Ag + Br --- + Ag + BrDi mana memuat berbagai lebih Banyak, Cahaya pemogokan mikrokristal, lebih atom Ag terbentuk.


12/30

terkena

kristal disebut gambar laten KARENA beberapa atom tersebar photoreduced

Ag belum terlihat. Namun demikian, kehadiran mereka sebagai Cacat kristal Dalam,

AgBr kristal membuatnya rentan terhadap pengurangan Ulasan Sangat lebih lanjut.

2 Mengembangkan gambar. Gambar laten dikembangkan menjadi gambar Yang sebenarnya

Artikel Baru mengurangi lebih bahasa Dari ion perak Dalam, kristal Artikel Baru Cara Yang terkendali.

bangan

mengembangkannya adalah Langkah TINGKAT-Tergantung: kristal atom Artikel Baru Banyak, Ag

photoreduced bereaksi

lebih Cepat dibandingkan Artikel Baru hanya beberapa. Pengembang adalah Reduktor Lemah.

seperti hydroquinone Bahan organik (H 2 C 6 H 4 0 Z; HzQ) (lihat margin):

2ag + (s) + HzQ (aq; bentuk tereduksi) --- + 2Ag (s) + Q (aq: bentuk teroksidasi) + 2H + (aq)

Laju Reaksi Tergantung iB konsentrasi HzQ, Suhu larutan, Dan

Panjang? SAYA emulsi dimandikan larutan Dalam. Penghasilan kena pajak Berkembang. kira-

kira 10 sebanyak atom Ag Yang Film Hadir Mortality KARENA ADA di latengambar, Dan mereka membentuk Ulasan Sangat Kecil, nama kelompok hitam perak.

3 Memperbaiki gambar. Penghasilan kena pajak gambar dikembangkan, harus "diperbaiki"; yaitu,

pengurangan Ag + harus dihentikan, Film seluruh atau Akan menghitamkan Mortality keterpaparan

Pastikan untuk lebih Banyak, Cahaya. Memperbaiki melibatkan menghapus Sisa Ag + KIMIA Diposkan

oleh

mengubahnya menjadi ion Kompleks larut Artikel Baru larutan tiosulfat natrium ("hipo"):

AgBr (s) + 2S z 0 / - (aq) --- + Ag (SZ03h3- (aq) + Br- (aq)

4. Mencuci negatif. Ion-ion Yang Yang larut Dalam, udara hanyut di udara.

Mencuci adalah Langkah terakhir Dalam, memproduksi negatif foto, di mana Gelap

Benda Dalam, Adegan tampil Cemerlang Dalam, gambar, Dan sebaliknya.

5. Mencetak gambar. Melalui penggunaan pembesar, gambar pada hal yang negatif

diproyeksikan ke kertas cetak dilapisi dengan emulsi (halida perak dalam gelatin)

dan terkena cahaya, dan langkah-langkah kimia sebelumnya diulang untuk menghasilkan

"positif" dari gambar. Area terang pada negatif, seperti ban mobil, memungkinkan besar

kesepakatan cahaya untuk melewati dan mengurangi banyak Ag + ion pada kertas cetak.

gelap

area pada negatif, seperti awan. memungkinkan apalagi cahaya untuk melewati dan,

dengan demikian, apalagi Ag + pengurangan. Emulsi cetak kertas biasanya berisi klorida

perak, yang bereaksi lebih lambat dari perak bromida, memberikan kontrol yang lebih baik

dari

gambar cetak. Film kecepatan tinggi menggabungkan iodida perak, yang paling sensitif

terhadap cahaya

dari tiga halida,

Mercury

Mercury telah dikenal sejak zaman dahulu karena cinnabar (HgS), prinsip-nya

bijih pal, merupakan pigmen merah alami (vermilion) yang siap mengalami

Reaksi redoks dalam panas api. Ion sulfida, zat pereduksi untuk proses tersebut,

sudah ada sebagai bagian dari bijih:


13/30

HgS (s) + 02 (g) ---- Hg (g) + Soz (g)

The gas Hg mengembun pada permukaan dingin di dekatnya.

The Latin Nama air raksa ("perak cair") adalah penjelasan yang baik dari mer-

cury, satu-satunya logam yang cair pada suhu kamar. Dua faktor account untuk

properti yang tidak biasa ini. Pertama, karena struktur kristal terdistorsi, setiap merkuri

atom dikelilingi oleh 6 daripada 12 tetangga terdekat. Kedua, diisi, eratdaun sublevel d diadakan hanya dua 6s elektron yang tersedia untuk ikatan logam.

Dengan demikian, interaksi antara atom merkuri relatif sedikit dan relatif lemah

dan, sebagai hasilnya, bentuk padat rusak di - 38.9 C.

Banyak penggunaan merkuri yang timbul dari sifat fisik yang tidak biasa. cair

range (- 39 C sampai 357 C) meliputi sebagian besar suhu sehari-hari, sehingga Hg adalah

com

Kendala ini digunakan dalam termometer. Seperti yang mungkin Anda harapkan dari

posisinya di Periode 6

setelah kontraksi lantanida, merkuri cukup padat (13,5 g / mL), yang

membuat nyaman untuk digunakan dalam barometer dan manometer. Fluiditas Merkurius

dan konduktivitas membuatnya berguna untuk "diam" switch di termostat. Pada tekanantinggi

langkah-, uap merkuri bisa senang elektrik untuk memancarkan cahaya putih terang yang

terlihat

di stadion olahraga dan lampu jalan raya.

Merkuri merupakan pelarut yang baik untuk logam lainnya, dan banyak amalgam (paduan

merkuri) ada. Dalam baterai merkuri, seng amalgam bertindak sebagai anoda dan

merkuri (I1) oksida bertindak sebagai katoda (Bab 21, hal. 933). Dalam sel-raksa

versi proses chlor-alkali (Bab 22, hal. 995), tindakan merkuri sebagai

katoda dan sebagai pelarut untuk logam natrium yang membentuk. Ingatlah bahwa, ketika

diobati dengan air, natrium amalgam yang dihasilkan, Na (Hg), membentuk dua penting

by-products:

2Na (Hg) + 2H z O (l)? 2NaOH (aq} + H 2 (g)

Merkuri ini dirilis pada langkah ini dan digunakan kembali di sel elektrolit. dalam pandangan

toksisitas merkuri, yang kita bahas segera, metode baru yang melibatkan

membran polimer menggantikan metode sel-merkuri. Namun demikian, masa lalu

kontaminasi air limbah dari proses chlor-alkali dan pembuangan tua

baterai merkuri tetap masalah lingkungan yang serius,

Sifat kimia merkuri yang unik dalam Grup 2B (l2). The

anggota lain, seng dan kadmium, terjadi pada keadaan oksidasi +2 sebagai ion IO d,

tapi merkuri terjadi di + 1 negara juga, dengan elektron kental config-

uration [Xe] 6s saya 4L 4 5d IO. Kita bisa membayangkan elektron 6s berpasanganmemungkinkan dua

Hg (I) spesies untuk membentuk ion diatomik [Hg-HGF + (ditulis Hg / +), salah satu

spesies pertama yang diketahui dengan ikatan logam-logam kovalen (tetapi juga melihat

catatan kaki

pada hal. 1008). Oksidasi lebih umum Merkurius adalah +2. Sedangkan HGF z adalah

sebagian besar ion, banyak senyawa lain, seperti HgCl z, berisi obligasi yang pra

kovalen dominan. Kebanyakan merkuri (II) senyawa tidak larut dalam air.

Ion-ion Zn2 + umum, Cd H, dan Hg2 + adalah biopoisons. Seng oksida digunakan

sebagai salep antiseptik eksternal. Ion-ion Cd2 + dan Hg2 + adalah dua begitu- yang

disebut ion logam berat beracun. Kadmium di solder mungkin lebih bertanggung jawab

daripada memimpin untuk toksisitas yang tinggi solder ini. Senyawa merkuri telah digunakandalam


14/30

pertanian sebagai fungisida dan pestisida dan obat-obatan sebagai obat internal, tetapi

menggunakan ini telah banyak dihapus.

Karena sebagian besar merkuri (II) senyawa tidak larut dalam air, mereka sekali

dianggap hannless di lingkungan; tapi sekarang kita tahu sebaliknya. mikro

organisme dalam lumpur dan sedimen sungai mengkonversi atom merkuri dan ion ke

ion merkuri metil. CH 3 -Hg +. dan kemudian organomercury senyawa. sepertidimethylmercury, CH 3 -Hg-CH 3. Senyawa beracun ini nonpolar dan,

seperti hidrokarbon terklorinasi, menjadi semakin terkonsentrasi di jaringan lemak,

karena mereka bergerak ke atas rantai makanan dari mikroorganisme untuk wonns untuk ikan

dan, akhirnya,

untuk burung dan mamalia. Memang, ikan hidup di sebuah danau tercemar merkuri atau

pesisir

muara dapat memiliki ribuan konsentrasi merkuri kali lebih tinggi dari

air itu sendiri.

Mekanisme toksisitas merkuri dan ion logam berat lainnya tidak

sepenuhnya dipahami. Diperkirakan bahwa ion bermigrasi dari jaringan lemak dan mengikat

kuat untuk tiol (-SH) kelompok asam amino dalam protein, sehingga mengganggustruktur dan fungsi protein ', Karena otak memiliki kandungan lemak yang tinggi, kecil

jumlah timbal, kadmium, dan merkuri ion yang beredar dalam darah menjadi

disimpan dalam jaringan lemak otak, berinteraksi dengan protein, serta sering menimbulkan

dev-

astating efek neurologis dan psikologis.

Kromium dan mangan menambah ketahanan korosi dan kekerasan terhadap baja. mereka

khas logam transisi dalam memiliki beberapa negara oksidasi. Elektronegativitas Valence-

negara mengacu pada kemampuan suatu unsur di berbagai negara oksidasi untuk menarik

elektron ikatan. Ini meningkat dengan bilangan oksidasi, yang merupakan elemen alasan

bertindak lebih logam (senyawa yang lebih ionik, oksida lebih mendasar) di negara-negara

yang lebih rendah dan

lebih non-logam (oksida lebih asam, oksianion asam) di negara-negara yang lebih tinggi. cr

dan

Mn menghasilkan H 2 dalam asam. Cr (VI) mengalami pH-sensitif dehidrasi kondensasi

reaksi. Kedua Cr (VI) dan Mn (V11) adalah oksidator kuat dalam asam daripada di dasar.

Satu-satunya negara oksidasi penting bagi perak + 1. halida perak peka cahaya

tive dan digunakan dalam fotografi. Mercury, satu-satunya logam yang cair pada suhu kamar,

melarutkan logam lainnya dalam aplikasi penting. Merkuri (l) ion

diatomik dan memiliki kovalen ikatan logam-logam. Unsur dan senyawanya adalahberacun dan menjadi terkonsentrasi karena mereka bergerak ke atas rantai makanan.

SENYAWA KOORDINASI

?? Aspek yang paling khas dari kimia logam transisi adalah dasar dari senyawa koordinasi (juga

disebut kompleks). Ini adalah zat yang mengandung

setidaknya satu ion kompleks, spesies yang terdiri dari kation logam pusat (baiklogam transisi atau logam utama kelompok) yang terikat pada molekul dan / atau


15/30

anion yang disebut ligan. [untuk mempertahankan netralitas muatan di coordinate-

senyawa tion, ion kompleks biasanya terkait dengan ion lain, yang disebut

ion counter. Senyawa koordinasi khas muncul pada Gambar 23.9A: koordinasi

senyawa [Co (NH3) 6] 3 CI, ion kompleks (selalu tertutup dalam brack- persegi

ets) adalah [Co (NH3) 6] H, enam NH 3 molekul terikat pada pusat Co H merupakan ligan,dan tiga ion Cl ion counter. Senyawa koordinasi berperilaku

seperti elektrolit dalam air: ion ion dan kontra kompleks terpisah dari masing-masing

lainnya. Tapi ion kompleks berperilaku seperti ion atom poli: ligan dan-abad

ion logam tral tetap melekat. Dengan demikian, sebagai Gambar 23.9A menunjukkan, 1 mol

[Co (NH3) 6] CI 3 hasil 1 mol [Co (NH3) 6] ion H dan 3 mol ion Cl.

Kami membahas Lewis sifat asam-basa ion logam terhidrasi, yang

adalah jenis ion kompleks, dalam Bagian 18.9, dan kami menguji kesetimbangan kompleks-

ion dalam Bagian 19.4. Pada bagian ini, kita mempertimbangkan ikatan, struktur, dan

sifat ion kompleks.

Kompleks Ion Bilangan Koordinasi, geometri, dan Ligan

Ion kompleks dijelaskan oleh ion logam dan jumlah dan jenis ligan

melekat padanya. Strukturnya berhubungan dengan tiga karakteristik-koordinasi num-

ber, geometri, dan nomor atom donor per ligan:

. Numbel Koordinasi: Bilangan koordinasi adalah jumlah ligan

atom yang terikat langsung ke centra] ion logam dan spesifik untuk

diberikan ion logam dalam keadaan oksidasi tertentu dan senyawa. koordinasi di

jumlah tion dari ion Co H di [Co (NH3) 6] H adalah 6 karena enam atom ligan

(N dari NH 3) terikat untuk itu. Jumlah koordinasi ion Pt2 + di

banyak kompleks adalah 4, sedangkan yang dari Pt 4 + ion dalam kompleks adalah

6 Tembaga (ll) mungkin memiliki bilangan koordinasi 2, 4, atau 6 di com- berbeda

kompleks ion. Secara umum, bilangan koordinasi yang paling umum dalam ion kompleks

adalah 6, tapi 2 dan 4 sering terlihat, dan beberapa yang lebih tinggi juga dikenal.

Geometri. Geometri (bentuk) dari ion kompleks tergantung pada koordinasi yang

nomor tion dan sifat dari ion logam, Tabel 23.6 menunjukkan geometri Asso

diasosiasikan dengan bilangan koordinasi 2, 4, dan 6 dengan beberapa contoh masing-masing.Ion kompleks yang ion logam memiliki bilangan koordinasi 2, seperti

[Ag (NH 3 Hj +, adalah linem: Koordinasi nomor 4 menimbulkan salah satu dari dua

geometri persegi planar atau tetrahedral. Kebanyakan d 8 logam ion Fonti pla- persegi

nar ion kompleks, digambarkan pada Gambar 23.9B. Ion-ion DLO antara mereka yang membentuk

ion kompleks tetrahedral. Sejumlah koordinasi 6 hasil dalam octa-

geometri hedral, seperti yang ditunjukkan oleh [Co (NH3) 6] 3 + pada Gambar 23.9A. Perhatikan

kesamaan dengan beberapa bentuk molekul dalam VSEPR teori (Bagian 10.2).

Atom Donor per ligan. Ligan ion kompleks molekul atau anion

dengan satu atau atom donor lebih yang masing-masing menyumbangkan pasangan elektron ke

ion logam untuk membentuk ikatan kovalen. Karena mereka memiliki setidaknya satu pasangan

bebas,


16/30

atom donor sering kali datang dari Grup 5A (l5), 6A (16), atau 7A (17).

Ligan diklasifikasikan dalam hal jumlah atom donor, atau "gigi," yang

masing-masing menggunakan untuk obligasi dengan ion logam pusat. Monodentat (Latin, "satu-

bergigi")

ligan, seperti Cl- dan NH 3, gunakan atom donor tunggal. Ligan bidentat memiliki

dua atom donor, yang masing-masing obligasi dengan ion logam. Ligan polidentat memiliki

lebih dari dua atom donor. Tabel 23.7 menunjukkan beberapa ligan umum dalam koordinasi

Senyawa bangsa; diketahui bahwa setiap ligan memiliki satu atau lebih atom donor (berwarna

ketik), masing-masing dengan pasangan elektron untuk menyumbangkan. Bidentat dan polidentat

ligan menimbulkan cincin dalam ion kompleks. Misalnya, etilendiamin

(disingkat en di fonnulas) memiliki rantai empat atom (: NCCN :), sehingga

membentuk cincin beranggota lima, dengan dua atom N elektron-menyumbangkan ikatan untuk

atom logam. Ligan tersebut tampaknya ambil ion logam seperti cakar, sehingga com- sebuah

plex ion yang berisi mereka juga disebut khelat (diucapkan "KEY-akhir";

Chela Yunani, "cakar kepiting").

Rumus dan Nama Koordinasi Senyawa

Ada tiga aturan penting untuk menulis fonnulas koordinasi com

pon, dua yang pertama yang sama untuk menulis fonnulas dari senyawa ionik:

1 kation ini ditulis sebelum anion.

2. bertanggung jawab atas kation (s) seimbang dengan muatan anion (s).

3 Dalam ion kompleks, neutralligands ditulis sebelum ligan anionik, dan

rumus untuk seluruh ion ditempatkan dalam tanda kurung.

Mari kita menerapkan aturan ini karena kami memeriksa kombinasi ion dalam koordinasi

senyawa. Seluruh ion kompleks mungkin kation atau anion. kompleks

kation memiliki ion kontra anionik, dan anion kompleks memiliki ion kontra kationik.

Sangat mudah untuk menemukan muatan ion logam pusat. Misalnya, dalam

K z [Co (NH 3 HCI 4], dua ion K + kontra menyeimbangkan muatan anion kompleks

[Co (NH 3 HCI 4 f-, yang berisi dua NH 3 molekul dan empat ion Cl sebagai li

gands. Kedua NH] netral, empat Cl memiliki muatan total 4-, dan

Seluruh ion kompleks memiliki muatan 2 -, sehingga meta pusat] ion harus Co 2 +:

Biaya ion kompleks = Charge ion logam + muatan total ligan

2- = Biaya ion logam + [(2 X 0) + (4 X 1-)]Jadi, Charge ion logam = (2-) - (4-) = 2 +

Dalam senyawa [Co (NH3) 4Clz] CI, ion kompleks [Co (NH3) 4Clz] + dan satu

Cl adalah ion counter. Keempat NH 3 ligan netral, dua ligan Cl

memiliki muatan total 2 -, dan kation kompleks memiliki muatan 1 +, sehingga

ion logam pusat harus Co H [yaitu, 1 + = (3 +) + (2-)]. beberapa koordinasi

Senyawa memiliki kation kompleks dan anion kompleks, seperti m

[Co (NH 3) SBR) z [Fe (CN) 6] 'Dalam senyawa ini, kation kompleks

[Co (NH 3 HBR] 2 +, dengan Co H, dan anion kompleks [Fe (CN) 6] 4-, dengan Fe2 +.

Senyawa Koordinasi awalnya dinamai orang yang pertama kali

mempersiapkan mereka atau dari warna mereka, dan beberapa dari nama-nama umum masih

digunakan, tetapi sebagian besar senyawa koordinasi diberi nama secara sistematis melalui set


17/30

aturan:

?? 1. Kation ini dinamai sebelum anion. Dalam penamaan [Co (NH3) 4Clz] Cl, untuk meneliti

ple. kami nama [Co (NH3) 4Cl2] + ion sebelum ion Cl. Dengan demikian. nama adalah

tetraamminedichlorocobalt (LII) klorida

Satu-satunya ruang dalam nama muncul antara kation dan anion.

2 Dalam ion kompleks, ligan diberi nama, dalam urutan abjad, sebelum

ion logam. Perhatikan bahwa dalam [Co (NH3) 4ClZ] + ion dari senyawa bernama

dalam aturan 1, empat NH 3 dan dua Cl diberi nama sebelum Co H.

3 Neutralligands umumnya memiliki nama molekul, tetapi ada beberapa pengecualian

tions (Tabel 23.8). Ligan anionik menjatuhkan -ide dan menambahkan -0 setelah root

nama; dengan demikian, nama fluoride untuk ion F menjadi nama ligan fluoro.

Kedua ligan dalam [Co (NH3) 4Clz] + adalah Gnzmine (NH 3) dan kloro (Cl-) dengan

ammine datang sebelum chloro abjad.

4. awalan numerik menunjukkan jumlah ligan dari jenis tertentu. untuk

Misalnya, tetraammine menunjukkan empat NH3. dan dichloro menunjukkan 111'0 Cl-. lainnyaprefiks yang tri, penta-, dan hexa-. Prefiks ini tidak mempengaruhi alphabet- yang

Agar ical; dengan demikian, tetraammine datang sebelum dikloro. Karena beberapa ligan nama telah

berisi awalan numerik (seperti etilendiamin), kita menggunakan

bis (2), tris (3), atau tetrakis (4) untuk menunjukkan jumlah ligan tersebut, diikuti

dengan nama ligan dalam tanda kurung. Oleh karena itu, ion kompleks yang memiliki dua

ligan etilendiamin memiliki bis (etilendiamin} dalam namanya.

5. Biloks ion logam pusat diberikan oleh angka Romawi (di

kurung) hanya jika ion logam dapat memiliki lebih dari satu negara, seperti di com- yang

pon disebutkan dalam aturan 1.

6 Jika ion kompleks adalah anion, kita drop akhir dari nama logam dan tambahkan

-ate. Dengan demikian, nama untuk K [Pt (NH3) J CI s adalah

kalium amminepentachloroplatinate (IV)

(Perhatikan bahwa ada satu K + meja ion, sehingga anion kompleks memiliki muatan

1-. Kelima ligan Cl memiliki muatan total 5 -, sehingga Pt harus dalam +4

oksidasi.) Untuk beberapa logam, kita menggunakan akar bahasa Latin dengan akhir -ate,

ditunjukkan pada Tabel 23.9. Misalnya, nama untuk Na4 [FeBr6J adalah

Sebuah Perspektif Sejarah: Alfred Werner dan Teori Koordinasi

Zat yang sekarang kita sebut senyawa koordinasi telah dikenal selama hampir

200 tahun ketika kimiawan muda Swiss Alfred Werner mulai belajar mereka dalam

yang l890s. Dia menyelidiki serangkaian senyawa seperti seri kobalt ditampilkan

pada Tabel 23.10, yang masing-masing berisi satu kobalt ion (I1I), tiga ion klorida,

dan sejumlah tertentu molekul amonia. Pada saat itu, yang 30 tahun

sebelum gagasan orbital atom diusulkan, tidak ada teori struktural dapat menjelaskan

bagaimana senyawa dengan setara, bahkan identik, formula bisa secara luas berbeda-

properti ent.Werner mengukur konduktivitas masing-masing senyawa dalam larutan berair untuk


18/30

menentukan jumlah ion yang menjadi dipisahkan. Dia diperlakukan larutan

tions dengan kelebihan AgN0 3 untuk mengendapkan ion Cl dirilis sebagai AgCl dan dengan demikian

menghalangi-

menambang jumlah ion Cl gratis per unit susu formula. Studi sebelumnya telah

menetapkan bahwa NH 3 molekul tidak bebas dalam larutan. Data Werner, ringkasan

marized dalam Tabel 23.10, tidak dapat dijelaskan oleh diterima, untuk- tradisional

mulas senyawa. Kimiawan lain telah mengusulkan "rantai" struktur, seperti

orang-orang dari senyawa organik, untuk menjelaskan data tersebut. Misalnya, struktural yang

diusulkan

ture untuk [Co (NH3) 6] 3 CI telah

NH 3 -Cl

saya

Co-NH 3 -Cl

saya

NH 3 -NH 3 -NH 3 -NH 3 -ClNamun, model ini terbukti tidak memadai.

Gagasan baru Werner adalah kompleks koordinasi, sur- ion logam pusat

dibulatkan oleh jumlah konstan molekul kovalen dan / atau

anion. Koordinasi kompleks bisa netral atau dibebankan; jika dikenakan, itu com-

dikombinasi dengan ion kontra malah dibebankan, dalam hal ini Cl. untuk membentuk netral

majemuk.

Werner mengusulkan dua jenis valensi, atau menggabungkan kemampuan, untuk ion logam.

Valensi primer, sekarang disebut keadaan oksidasi, adalah muatan positif pada logam

ion yang harus dipenuhi oleh sebuah muatan negatif yang setara. Dalam kobalt Wernerseri, valensi utama adalah +3, dan selalu skor seimbang tiga ion cipher.

Anion ini dapat terikat kovalen dengan Co sebagai bagian dari ion kompleks dan / atau

terkait dengan itu sebagai ion counter. Valensi Secondwy, sekarang disebut koordinasi

numbel? adalah jumlah total konstan sambungan (anionik atau ligan netral)

dalam ion kompleks. Valensi sekunder dalam seri ini senyawa Co adalah 6,

Seperti yang Anda lihat, Data Werner puas jika jumlah ligan

tetap sama untuk setiap senyawa, meskipun jumlah CI - ion dan

NH 3 molekul dalam ion kompleks yang berbeda bervariasi. Misalnya, com pertama

pound, [Co (NH3) 6] 3 CI, memiliki total empat ion: satu [Co (NH3) 6] H dan tiga cipher.

Ketiga 0- ion bebas untuk membentuk lalu. Senyawa terakhir, [Co (NH 3 HCI 3 L

tidak mengandung ion terpisah.

Anehnya, Werner adalah seorang ahli kimia organik, dan karyanya pada koordinasi

senyawa, yang hampir merevolusi pemahaman sezamannya 'dari

ikatan kimia, adalah upaya untuk menunjukkan kesatuan kimia. untuk

studi perintis, terutama prediksi dari isomer optik (dibahas

berikutnya), Werner menerima Hadiah Nobel di bidang kimia pada tahun 1913.

Isomer di Koordinasi SenyawaIsomer adalah senyawa dengan rumus kimia yang sama tetapi sifat yang berbeda.


19/30

Kami membahas banyak aspek Isomer dalam konteks senyawa organik di

Bagian 15.2; mungkin akan membantu untuk meninjau bagian itu sekarang. Gambar 23.10

hadiah

gambaran dari jenis yang paling umum dari Isomer senyawa koordinasi....

Isomer Konstitusi: Atom Sama Terhubung Berbeda Dua senyawa

dengan rumus yang sama, tetapi dengan atom terhubung secara berbeda, disebut con-

konstitusional (struktural) isomer. Senyawa Koordinasi menunjukkan berikut

dua jenis isomer konstitusional: satu melibatkan perbedaan dalam komposisi

ion kompleks, yang lain dalam atom donor ligan.

1 isomer koordinasi terjadi ketika komposisi ion kompleks

perubahan tetapi tidak senyawa. Salah satu cara jenis Isomer terjadi

adalah ketika posisi pertukaran ligan dan ion counter, seperti pada [Pt (NH3) 4Clz] (NOzhdan [Pt (NH3MNO zh] Cl z. Dalam senyawa pertama, 0- ion adalah ligan, dan

NO z - ion ion counter; kedua, peran dibalik. lain

cara bahwa jenis Isomer terjadi dalam senyawa dari dua ion kompleks dalam

yang dua set ligan dalam satu senyawa dibalik yang lain, seperti dalam

[Cr (NH3) 6] [CO (CN) 6] dan [Co (NH3) 6] [Cr (CN) 6]; dicatat bahwa NH 3 adalah ligan

Cr H dalam satu senyawa dan Co H yang lain.

2 isomer Linkage terjadi ketika komposisi ion kompleks tetap

sama tapi lampiran perubahan atom donor ligan. Beberapa ligan dapat

mengikat ion logam melalui salah satu dari dua atom donor. Misalnya, nitrit

ion dapat mengikat melalui pasangan elektron bebas di kedua atom N (nitro, 2 N :) atau salah satu

a atom (nitrito, aNa :) untuk memberikan isomer linkage, seperti dalam pentaamminenitrocobalt

senyawa oranye (II 1) klorida [Co (NH 3 h (NO z)] Cl z (bawah kiri) dan yang merah

linkage isomer pentaamminenitritocobalt (III) klorida [Co (NH3) 5 (ANO)] CI 2

(kanan bawah):

Contoh lain adalah ion cyanate, yang dapat melampirkan melalui pasangan elektron bebas

pada

o atom (cyanate, bintara :) atau N atom (isosianat, OCN :); ion tiosianat

berperilaku sama, melampirkan melalui atom S atau atom N:

Stereoisomer: Pengaturan Tata Ruang berbeda Atom Stereoisomer adalah

senyawa yang memiliki koneksi atom sama tetapi arrange- spasial yang berbeda

KASIH atom. Dua jenis kita bahas untuk senyawa organik, yang disebut

isomer geometris dan optik, terlihat dengan senyawa koordinasi juga:

1 isomer geometris (juga disebut cis-jalan isomer dan, kadang-kadang,

diastereomer) terjadi ketika atom atau kelompok atom disusun berbeda di

ruang relatif terhadap ion logam pusat. Misalnya, bujur sangkar


20/30

[Pt (NH3) ZCL z] memiliki dua pengaturan, yang menimbulkan dua senyawa yang berbeda

(Gambar 23.11A). Isomer dengan ligan identik di samping satu sama lain adalah cis

diamminedichloroplatinum (II), dan satu dengan ligan identik seberang

satu sama lain adalah trans-diamminedichloroplatinum (II); perilaku biologis mereka

sangat berbeda. Kompleks oktahedral juga menunjukkan isomer cis-trans

(Gambar 23.l1B). Isomer cis dari [Co (NH3) 4Clz] + ion memiliki dua Cl ligands di samping satu sama lain dan violet adalah, sedangkan isomer trans memiliki dua ini

ligan seberang dari satu sama lain dan hijau.

2 isomer optik (juga disebut enantiomer) terjadi ketika molekul dan yang

gambar cermin tidak dapat ditumpangkan (lihat Gambar 15,8-15,10. pp. 627-628).

Tidak seperti jenis lain dari isomer, yang memiliki sifat fisik yang berbeda, iso- optik

mer secara fisik identik dalam segala hal kecuali satu: arah di mana mereka memutar

bidang cahaya terpolarisasi. Ion kompleks oktahedral menunjukkan banyak contoh

isomer optik, yang dapat kita amati dengan memutar satu isomer dan melihat jika

adalah superimposibel pada isomer lainnya (bayangannya). Misalnya, seperti yang Anda

bisa lihat pada Gambar 23.12A, dua struktur (I dan II) dari [Co (en) ZCL z] +, yang

cis-dichlorobis (etilendiamin) kobalt (III) ion, adalah gambar kecil dari satu sama lain.Putar struktur I 180 0 sekitar sumbu vertikal, dan Anda mendapatkan III. Ligan cipher

pertandingan III yang dari II, tapi en ligan tidak: II dan III (diputar I)

tidak superimposibel: oleh karena itu, mereka isomer optik. Satu isomer ditunjuk

D [Co (enhCh] + dan yang lainnya adalah 1- [Co (enhCh] +, tergantung pada apakah itu

berputar

cahaya terpolarisasi ke kanan (d- untuk "dextro-") atau ke kiri (1- untuk "levo-"). (The

D atau 1- penunjukan hanya dapat ditentukan secara eksperimental, bukan dengan

pemeriksaan

dari struktur.) Sebaliknya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 23.12B, dua struktur dari

trans-dichlorobis (etilendiamin) kobalt (III) ion tidak isomer optik: memutar Saya

90 sekitar sumbu vertikal dan Anda mendapatkan III, yang superimposibel pada II.

Senyawa Koordinasi terdiri dari ion kompleks dan ion kontra biaya-balancing.

Ion kompleks memiliki ion logam pusat terikat pada ligan netral dan / atau anionik,

yang memiliki satu atau lebih atom donor yang masing-masing memberikan pasangan

elektron. The

yang paling umum adalah geometri oktahedral (enam atom ligan ikatan). Rumus dan nama

koordinasi senyawa mengikuti aturan yang sistematis. Werner mendirikan struktural

dasar senyawa koordinasi. Senyawa ini dapat menunjukkan isomer konstitusional (koordinasi

dan linkage) dan stereoisomer (geometris dan optik).

23.5 DASAR TEORITIS UNTUK BONDING DAN

SIFAT KOMPLEKS

?? Pada bagian ini, kami mempertimbangkan model yang menangani. dengan cara yang berbeda,

beberapa kunci

fitur kompleks: bagaimana ikatan logam-ligan Fonn, mengapa geometri tertentu

disukai, dan mengapa kompleks ini berwarna cerah dan sering paramagnetik.

Seperti yang Anda lihat dengan ikatan kovalen dalam senyawa lain (Bab II), lebih dari

satu model seringkali diperlukan untuk menceritakan seluruh cerita.


21/30

Aplikasi ?? dari Valence Teori Obligasi Kompleks Ion

Valence bond (VB) teori, yang membantu menjelaskan ikatan dan struktur di main-

Senyawa kelompok (Bagian 11.1), juga digunakan untuk menggambarkan ikatan di kompleks

ion. Dalam fonnation dari ion kompleks, ligan diisi orbital tumpang tindih

kosong logam-ion orbital. Ligan (basa Lewis) menyumbangkan pai1 elektron? dan

yang iO metal / 1 (asam Lewis) menerimanya untuk membentuk salah satu ikatan kovalen dari

kompleks ion (Lewis aduk) (Bagian 18.9). Seperti obligasi, di mana satu atom di

obligasi kontribusi kedua elektron, disebut ikatan kovalen koordinat,

meskipun, sekali formed, itu identik dengan setiap ikatan tunggal kovalen. Ingat bahwa

Konsep VB hibridisasi mengusulkan pencampuran kombinasi tertentu s,

p, dan orbital d untuk memberikan set orbital hibrida, yang memiliki geometri tertentu.

Demikian pula, untuk senyawa koordinasi, model mengusulkan bahwa jumlah dan

Jenis logam-ion orbital hibrid ditempati oleh pasangan mandiri ligan menentukan

geometri iOIl kompleks. Mari kita bahas kombinasi orbital yang menyebabkan

oktahedral, bujur sangkar, dan geometri tetrahedral.

Oktahedral Kompleks The hexaamminechromium (III) ion, [Cr (NH3) 6] 3 +, mengilustrasikan

trates penerapan teori VB ke sebuah kompleks oktahedral (Gambar 23.13). The

enam energi orbital kosong terendah dari Cr H ion-dua 3d, satu 4s, dan tiga 4p-

mencampur dan menjadi enam setara d 2 orbital sl 'hibrida yang mengarah ke cor yang

mitra-dari segi delapan. * Enam NH 3 molekul menyumbangkan pasangan mandiri dari gens nitro

mereka

untuk membentuk enam ikatan logam-ligan. Tiga elektron yang tidak berpasangan 3d dari pusat

Cr H ion ([Ar] 3d 3), yang membuat paramagnetik ion kompleks, tetap berada di orbital

unhybridized.

Ion persegi planar Kompleks Logam dengan iklan 8 konfigurasi biasanya membentuk persegi

kompleks planar (Gambar 23.14). Dalam [Ni (CN) ion 4f-, misalnya, model

mengusulkan bahwa satu 3d, satu 4s, 4p dan dua orbital dari Ni2 + campuran dan bentuk empat d sp

2

orbital hibrid, yang mengarah ke pendatang persegi dan menerima satu elektron

sepasang dari masing-masing empat ligan CN-.

J melihat konfigurasi elektron keadaan dasar dari ion Ni2 +, bagaimanapun,

menimbulkan pertanyaan kunci: bagaimana ion Ni2 + ([Ar] 3d 8) menawarkan kosong 3d orbital

untuk menerima pasangan bebas, jika delapan 3d elektron terletak pada tiga diisi dan dua setengah

orbital diisi? Rupanya, di d 8 konfigurasi Ni2 +, elektron dalam setengah

diisi pasangan orbital dan meninggalkan satu orbital 3d yang kosong. Penjelasan ini

konsisten dengan fakta bahwa kompleks bersifat diamagnetik (tidak ada elektron yang tidak

berpasangan).

Selain itu, membutuhkan energi yang diperoleh dengan menggunakan orbital 3d untuk ikatan di

hibrida orbital lebih besar dari energi yang dibutuhkan untuk mengatasi tolakan daripasangan elektron 3d.


22/30

?? 'Perhatikan perbedaan antara penunjukan hybrid-orbital di sini dan bahwa untuk rnol- oktahedral

ecules seperti SF 6. Penunjukan ini memberikan orbital dalam rangka energi dalam nilai n tertentu.

dalam

[Cr (NH3) 6] 3 + ion kompleks, orbital d memiliki nilai n lebih rendah dari pasir orbital p, sehingga

orbital hibrida d 2 sp3. Untuk orbital di SF 6, d orbital memiliki nilai n sama dengan s

dan p, sehingga orbital hibrida sp 3 d 2.

Ion tetrahedral Kompleks Logam yang memiliki penuh d sublevel, seperti Zn2 +

([Ar] 3d10), sering membentuk kompleks tetrahedral (Gambar 23.15). Untuk kompleks

ion [Zn (OH) 4] 2, misalnya, teori VB mengusulkan bahwa terendah yang tersedia Zn 2 +

orbital-satu 4s dan tiga 4p-mix menjadi empat orbital hibrida SP3 titik

dengan pendatang tetrahedron dan ditempati oleh empat pasangan mandiri, satu dari setiap

empat OH ligan.

Kristal Bidang Teori

Model VB mudah membayangkan dan merasionalisasi ikatan dan bentuk, tetapi

memperlakukan

orbital sebagai sedikit lebih dari kosong "slot" untuk menerima pasangan elektron. quences

berkala, memberikan wawasan tentang warna senyawa koordinasi dan kadang

kali memprediksi sifat magnetik mereka salah. Berbeda dengan VB

pendekatan, teori medan kristal memberikan sedikit wawasan tentang ikatan logam-ligan

tetapi menjelaskan warna dan magnetisme jelas. Untuk melakukannya, menyoroti efek pada

energi d-orbital dari ion logam sebagai ligan mendekati. Sebelum kita dis-

makian teori ini, mari kita mempertimbangkan apa yang menyebabkan zat yang akan

diwarnai.

Apa Warna? Cahaya putih adalah radiasi elektromagnetik yang terdiri dari semua disebabkan

oleh gelombangpanjang (X.) dalam kisaran terlihat (Bagian 7.1). Hal ini dapat tersebar ke dalam spektrum

yang

warna, masing-masing memiliki berbagai sempit panjang gelombang. Objek muncul

berwarna cahaya putih karena mereka menyerap panjang gelombang tertentu dan

mencerminkan atau

mengirimkan orang lain: obyek buram memantulkan cahaya, sedangkan satu yang jelas

mentransmisikan.

Cahaya yang dipantulkan atau ditransmisikan memasuki mata dan otak merasakan warna.

Jika suatu benda menyerap semua panjang gelombang terlihat, tampaknya hitam; jika itu

mencerminkan semua,

tampak putih.Setiap warna memiliki warna komplementer. Sebagai contoh, hijau dan merah com


23/30

warna plementary. Campuran warna komplementer menyerap semua gelombang yang terlihat

panjang dan muncul hitam. Gambar 23.16 menunjukkan hubungan ini pada seorang seniman

roda warna, di mana warna komplementer muncul sebagai wedges berlawanan satu sama

lain,

Sebuah objek memiliki warna tertentu untuk satu dari dua alasan:

. Hal ini mencerminkan (atau mentransmisikan) cahaya warna itu. Jadi, jika sebuah objekmenyerap semua gelombang yang

panjang kecuali hijau, tercermin (atau dikirimkan) cahaya masuk mata kita dan

ditafsirkan sebagai hijau.

Menyerap cahaya warna komplementer. Jadi, jika objek hanya menyerap

merah, komplemen dari hijau, campuran sisa tercermin (atau ditransmisikan

ted) panjang gelombang masuk keluar mata dan ditafsirkan sebagai hijau juga.

Tabel 23.11 daftar warna diserap dan warna yang dihasilkan dirasakan. A familiar

contoh fenomena ini menyebabkan warna musiman pohon gugur. dalam

musim semi dan musim panas, daun mengandung konsentrasi tinggi fotosintesis yang

pigmen klorofil dan konsentrasi yang lebih rendah dari pigmen lain yang disebut xantho-

phylls. Klorofil menyerap kuat di daerah biru dan merah, mencerminkan sebagian besarpanjang gelombang hijau ke dalam mata Anda. Pada musim gugur, fotosintesis melambat,

sehingga daun

tidak lagi membuat klorofil. Secara bertahap, warna hijau memudar sebagai klorofil

terurai, mengungkapkan xanthophyUs yang hadir AU bersama tapi tertutup oleh klorofil.

Xanthophylls menyerap hijau dan biru kuat. mencerminkan

kuning cerah dan merah musim gugur (lihat foto).

Memisahkan dari d orbital dalam Oktahedral Bidang Ligan Model medan kristal

menjelaskan bahwa sifat kompleks hasil dari splining dari d-orbital

energi. yang timbul dari interaksi elektrostatik antara ion logam dan li

gands. Model ini mengasumsikan bahwa bentuk ion kompleks sebagai akibat dari elektrostatik

Objek wisata befH'een kation logam dan muatan negatif dari ligan. ini

muatan negatif adalah salah parsial, seperti dalam ligan netral polar seperti NH 3, atau penuh,

seperti dalam

sebuah ligan anionik seperti Cl. Ligan mendekati ion logam sepanjang saling

tegak lurus x, y, dan;; sumbu, yang meminimalkan energi keseluruhan sistem.

Gambar apa yang terjadi sebagai pendekatan ligan. Gambar 23.17 A menunjukkan enam li

gands bergerak menuju ion logam untuk membentuk kompleks oktahedral. Mari kita lihat

bagaimanaberbagai orbital d dari ion logam yang terpengaruh sebagai bentuk-bentuk kompleks. sebagai

ligan pendekatan, pasangan elektron mereka menolak elektron dalam orbital d. dalam

ion logam terisolasi, orbital d memiliki energi yang sama meskipun berorientasi pada masa yang

berbeda

entations. Di medan elektrostatik ligan. Namun. d elektron yang ditolak

tidak merata karena orbitalnya kelinci orientasi yang berbeda. Karena ligan

bergerak sepanjang x, y, dan sumbu :::, mereka mendekati langsung menuju lobus dari

dx 2 _ y 2 dan d Z 2 orbital (Gambar 23.17B dan C) tetapi antara lobus dyY yang '

de> dan orbital d yz (Gambar 23.17D ke F). Dengan demikian, elektron dalam d x 2 _ y 2 dan d z 2

orbital mengalami tolakan kuat daripada di dx> "'dc, dan dyz orbital.


24/30

Sebuah diagram energi orbital menunjukkan bahwa semua orbital d lebih tinggi di

energi dalam membentuk kompleks daripada dalam ion logam bebas karena tolakan

dari ligan mendekat, tetapi energi orbital dibagi, dengan nl'O orbital d

tinggi energi dibandingkan tiga lainnya (Gambar 23,18). Kedua tinggi energi

orbital disebut orbital misalnya, dan tiga yang energi yang lebih rendah adalah orbital Izg.

(Sebutan ini mengacu pada fitur dari orbital yang tidak perlu perhatian kita di sini.)

The splining energi orbital disebut efek medan kristal. dan dif- yang

ference energi antara misalnya dan t2g set orbital adalah split-bidang kristal

energi ting (?). Ligan yang berbeda menciptakan medan kristal kekuatan yang berbeda dan,

dengan demikian, menyebabkan energi d-orbital untuk membagi untuk luasan yang berbeda. Ligan

kuat-medan

menyebabkan energi splining yang lebih besar (lebih besar M; ligan lemah-lapangan menyebabkan

lebih kecil

energi membelah (Ll kecil). Misalnya, HzO adalah ligan lemah-lapangan, dan CN-

adalah ligan kuat-lapangan (Gambar 23.19). Besarnya Ll berhubungan langsung denganwarna dan sifat magnetik kompleks.

Menjelaskan Warna Logam Transisi Warna sangat beragam

senyawa koordinasi ditentukan oleh perbedaan energi (Ll) antara

t 2g dan e g set orbital dalam ion kompleks mereka. Ketika ion menyerap cahaya dalam

kisaran terlihat, elektron senang ("" melompat ") dari tingkat energi t 2g yang lebih rendah untuk

semakin tinggi e g tingkat. Ingat bahwa perbedaan antara dua energi lev- elektronik

els di ion sama dengan energi (dan berbanding terbalik dengan panjang gelombang) dari

foton diserap:

!! J.Eelcclron = Epholon = hv = dia / A.

Zat ini memiliki warna karena panjang gelombang hanya ce11ain dari putih masuk

cahaya yang diserap.

Pertimbangkan [Ti (H 2 0) 6] 3 + ion. yang muncul ungu dalam larutan berair

(Gambar 23.20). Terhidrasi Ti H adalah d 1 ion. dengan d elektron dalam salah satu dari tiga yang

lebih rendah t energi orbital 2g. Perbedaan energi (L1) antara t Zg dan misalnya orbital

di ion ini sesuai dengan energi dari foton yang mencakup hijau dan kuning

Kisaran. Ketika cahaya putih bersinar pada solusi, warna-warna ini cahaya yang diserap,

dan elektron melompat ke salah satu misalnya orbital. Merah, biru, dan cahaya violet yang

ditransmisikan, sehingga solusinya muncul ungu.

Spektrum serapan menunjukkan panjang gelombang diserap oleh ion logam diberikan denganligan yang berbeda dan dengan ion-ion logam yang berbeda dengan ligan yang sama. dari seperti

data, kita berhubungan dengan energi dari cahaya yang diserap dengan nilai-nilai L1, dan dua impor-

Pengamatan tant muncul:

1.Untuk ligan tertentu, warna tergantung pada keadaan oksidasi ion logam.

Suatu larutan [V (HzO) (jika + ion adalah violet, dan larutan [V (H 2 0) (i] 3 + ion

kuning (Gambar 23.21A).

2.Untuk ion logam tertentu, warna tergantung pada ligan. Bahkan ligan tunggal

substitusi dapat memiliki pengaruh besar pada panjang gelombang diserap dan. dengan demikian,

warna, seperti yang Anda lihat selama dua ion kompleks Cr H pada Gambar 23.21B.

Pengamatan kedua memungkinkan kita untuk peringkat ligan ke spectrochemical sebuah

seri berkaitan dengan kemampuan mereka untuk membagi d-orbital energi. Sebuah seri disingkat,


25/30

bergerak dari ligan lemah-lapangan (membelah kecil, kecil, l) ke ligan kuat-medan

(membelah besar. L1 besar). ditunjukkan pada Gambar 23.22. Menggunakan seri ini. kita dapat pra

dict ukuran relatif L1 untuk serangkaian kompleks oktahedral dari logam yang sama

ion. Meskipun sulit untuk memprediksi warna yang sebenarnya dari sebuah kompleks yang

diberikan, kita bisa

detennine apakah kompleks akan menyerap panjang gelombang yang lebih panjang atau lebih

pendek dari yang lain

kompleks dalam seri.

Menjelaskan Sifat Magnetik Transisi Logam Kompleks splining The

dari tingkat energi mempengaruhi sifat magnetik dengan mempengaruhi jumlah

elektron tidak berpasangan dalam ion logam orbital d. Berdasarkan aturan Hund, elektron

menempati orbital satu per satu selama orbital energi yang sama yang tersedia.

Ketika semua orbital energi yang lebih rendah adalah setengah penuh. elektron berikutnyadapat

. masukkan setengah penuh orbital dan berpasangan dengan mengatasi energi pasangan

menjijikkan

(Epairing), atau

. masukkan kosong, lebih tinggi energi orbital dengan mengatasi pemisahan medan kristal

energi (Ll).

Dengan demikian, relatif :: si es dari Epairillg dan akan menentukan hunian orbital d.

Pola hunian orbital, pada gilirannya, menentukan jumlah pemilu tidak berpasangan

trons dan, dengan demikian, perilaku paramagnetik ion.

Sebagai contoh, terisolasi Mn2 + ion ([Ar] 3d 5) memiliki lima elektron tidak berpasangan

di orbital 3d memiliki energi yang setara (Gambar 23.23A). Dalam bidang oktahedral ligan,energi orbital dibagi. Hunian orbital dipengaruhi oleh ligan dalam satu

dari dua cara:

. Ligan lemah-lapangan dan kompleks putaran tinggi. Ligan lemah-bidang, seperti H 2 0

di [Mn (H 2 0) 6] 2 +, menyebabkan energi membelah kecil, sehingga dibutuhkan sedikit

energi untuk d

elektron untuk melompat ke misalnya set daripada berpasangan dalam t ZG set. Oleh karena

itu, d

elektron tidak berpasangan tetap (Gambar 23.23B). Dengan demikian, dengan ligan lemah-

lapangan,

energi pasangan lebih besar dari energi membelah (Epairing> :: 1.); oleh karena itu,

jumlah electlVns berpasangan dalam ion kompleks adalah sama seperti pada ion bebas.Ligan lemah-bidang membuat kompleks tinggi-spin, mereka dengan num- maksimum

ber elektron yang tidak berpasangan.

. Ligan StlVng-lapangan dan kompleks rendah berputar. Sebaliknya, ligan kuat-medan,

seperti CN- di [Mn (CN) 6] 4-, menyebabkan pemisahan besar energi d-orbital,

sehingga dibutuhkan lebih banyak energi untuk elektron untuk melompat ke misalnya setdaripada berpasangan di

set t 2g (Gambar 23.23C). Dengan ligan kuat-medan, energi pasangan adalah

lebih kecil daripada energi membelah (Epairing


26/30

bahwa kedua putaran tinggi dan rendah spin pilihan yang mungkin hanya untuk d 4, d 5, d 6,

dan d 7

ion (Gambar 23.24). Dengan tiga energi yang lebih rendah TZ g orbital yang tersedia, dl itu,

d 2, dan

d 3 ion selalu membentuk kompleks putaran tinggi karena tidak ada kebutuhan untuk

berpasangan.Demikian pula, dB dan d 9 ion selalu membentuk kompleks putaran tinggi: karena set t 2g

adalah

diisi dengan enam elektron, dua misalnya orbital harus memiliki baik dua (dB) atau satu (d 9)

elektron tidak berpasangan.

23.5 Dasar Teoritis untuk Bonding dan Sifat Kompleks

?? CONTOH MASALAH 23.6 Mengidentifikasi Kompleks Ion sebagai spin tinggi atau spin

Rendah

Masalah Zat Besi (lI) membentuk kompleks penting dalam hemoglobin. Untuk masing-

masing dua octahe-

Dral ion kompleks [Fe (H 2 0) 6] H dan [Fe (CN) 6] 4-, DMW diagram membelah orbital, pra

dict jumlah elektron yang tidak berpasangan, dan mengidentifikasi ion sebagai spin rendahatau putaran tinggi.

Rencana The Fe H konfigurasi elektron memberi kita jumlah elektron d, dan alamiah lainnya

yang

seri trochemical pada Gambar 23.22 menunjukkan kekuatan relatif dari kedua ligan. Kami

menarik

diagram. memisahkan t 2g dan misalnya set dengan jarak yang lebih besar untuk kuat medan

li

gand. Lalu kita tambahkan elektron, mencatat bahwa ligan lemah-lapangan memberikan

jumlah maksimum

elektron tidak berpasangan dan kompleks tinggi-spin, sedangkan kuat-medan ligan

menyebabkan pemilu

tron paiting dan kompleks rendah berputar.

Solusi Fe2 + memiliki [Ar] 3d 6 konfigurasi. Menurut Gambar 23.22, H 2 0 menghasilkan

membelah lebih kecil dari CN-. Diagram ditunjukkan dalam margin. The [Fe (H20) 6] 2 +

ion

memiliki empat elektron tidak berpasangan (berputar tinggi), dan [Fe (CN) 6] 4-ion tidak

memiliki berpasangan

elektron (spin rendah).

Komentar 1 H 2 0 adalah ligan lemah-bidang, sehingga hampir selalu membentuk kompleks

putaran tinggi.

2 Hasil ini benar, tapi kita tidak bisa percaya diri memprediksi spin dari dengan- kompleksout memiliki nilai yang sebenarnya untuk: 1 dan Epairing '3 ion Sianida dan karbon

monoksida sangat

beracun karena mereka berinteraksi dengan kation besi dalam protein.

F 0 0 LL W - UP PRO BLEM 23.6 Berapa banyak elektron tidak berpasangan yang Anda

harapkan untuk

[Mn (CN) 6] 3-? Apakah ini ion putaran tinggi atau rendah spin kompleks?

?? Kristal Lapangan Memisahkan di Tetrahedral dan Square Planar Kompleks Empat ligan

sekitar ion logam juga menyebabkan d-orbital membelah, tetapi besarnya dan pola

dari pemisahan tergantung pada apakah ligan berada dalam tetrahedral atau pla- persegi

pengaturan nar.

. Kompleks tetrahedral. Dengan ligan mendekat dari pendatang daritetrahedron, tak satu pun dari lima orbital d secara langsung di jalan mereka (Gambar 23.25).


27/30

Dengan demikian, pemisahan d-orbital energi kurang di kompleks tetrahedral dari dalam

kompleks oktahedral memiliki ligan yang sama:

??: 1rerrahedral


28/30

orbital. Hanya putaran tinggi kompleks tetrahedral dikenal karena melalui kekuatan yang

tude D. begitu kecil.

Kompleks bujur sangkar. Efek dari medan ligan dalam pla- persegikasus nar lebih mudah untuk membayangkan jika kita membayangkan dimulai dengan oktahedral

geometri dan kemudian menghapus dua ligan di sepanjang sumbu z, seperti yang digambarkan

pada Gambar 23.26. Tanpa interaksi z-sumbu ini, d = 2 energi orbital

menurun sangat. dan energi dari orbital lain dengan com- sumbu z

ponent, yang d.c dan d p juga menurun. Akibatnya, dua orbital d dalam

tersebut. \ y pesawat berinteraksi paling kuat dengan ligan. dan karena d X 2 _ y 2

orbital memiliki lobus pada sumbu, energi tertinggi. Akibatnya

pola pemisahan ini, kompleks bujur sangkar dengan ion logam dB, seperti

sebagai [PDCI 4 f-, adalah diamagnetik, dengan empat pasang elektron d mengisi

empat orbital energi terendah. Dengan demikian, sebagai aturan umum, persegi planar com

plexes adalah spin rendah.

Pada titik ini, kata akhir tentang teori ikatan dapat membantu. Ketika Anda

telah melihat dalam diskusi kami beberapa topik lainnya. ada satu model yang memuaskan

dalam segala hal. Pendekatan VB menawarkan gambar sederhana pembentukan ikatan tetapi

bahkan tidak mencoba untuk menjelaskan warna. Model medan kristal memprediksi warna dan

perilaku magnetik indah tapi memperlakukan ion logam dan ligan sebagai tempat

muatan yang berlawanan dan dengan demikian tidak memberikan wawasan tentang sifat kovalenlogam-

ikatan ligan.

Meskipun kompleksitas, ahli kimia sekarang bergantung pada model yang lebih halus, yang disebut

ligan teori orbital molekul lapangan. Teori ini menggabungkan aspek, dulunya yang

ous dua model dengan teori MO (Bagian 11.3). Kami tidak akan mengeksplorasi model ini

di sini, tapi itu adalah alat prediksi yang kuat. menghasilkan infonnation pada properti obligasi

bahwa hasil dari tumpang tindih dari ion logam dan ligan orbital serta informasi

tion pada sifat spektral dan magnetik yang dihasilkan dari pemecahan suatu

orbital d ion logam.

Selain aplikasi kimia penting mereka, kompleks dari transisi tersebut

elemen tion memainkan peran penting dalam sistem kehidupan, sebagai berikut Chemical Con-

esai nections menjelaskan.

Valence teori ikatan gambar ikatan dalam ion kompleks seperti yang timbul dari koordinat

kovalen ikatan antara dasar Lewis (Ligan) dan Lewis asam (ion logam). ligan

pasangan mandiri menempati orbital logam-ion hibridisasi untuk membentuk ion kompleks

dengan bentuk yang khas.

Kristal teori medan menjelaskan warna dan daya tarik kompleks. Sebagai hasilnyalapangan sekitar ligan, energi d-orbital dari split ion logam. Besarnya energi ini medan kristal

membelah (Ll) tergantung pada muatan ion logam


29/30

dan kekuatan medan kristal ligan. Pada gilirannya,? mempengaruhi energi pho- yang

ton diserap (warna) dan jumlah yang tidak berpasangan d elektron (paramagnetisme). Strong-

ligan lapangan membuat Ll besar dan menghasilkan kompleks rendah spin yang menyerap

cahaya

energi yang lebih tinggi (lebih pendek A); sebaliknya adalah benar ligan lemah-bidang.

beberapa transisilogam, seperti besi dan seng, sangat penting elemen diet yang berfungsi dalam

kompleks dalam protein.

KIMIA CONNECTION

?? ke Science Gizi

?? Logam Transisi sebagai Esensial Diet Trace Elemen?? Ij 'vin g hal besar terdiri dari air dan kompleks organik

senyawa empat elemen bangunan-blok: karbon. oksigen,

ydrogen, dan nitrogen (lihat Gambar 2.18. hal. 61). semua organisme

juga mengandung tujuh unsur-unsur lain, yang dikenal sebagai macronutrients menjadi-

menyebabkan mereka terjadi dalam konsentrasi yang cukup tinggi. Dalam urutan semakin

meningkat-

ing nomor atom, mereka adalah natrium, magnesium, fosfor,

belerang, klor, kalium, dan kalsium. [Selain n, organisme

mengandung sejumlah besar mengejutkan unsur-unsur lain di banyak

konsentrasi yang lebih rendah, dan sebagian besar mikronutrien tersebut. atau jejak

elemen. adalah logam transisi.

Dengan pengecualian dari skandium dan titanium, semua Periode 4

unsur transisi sangat penting bagi organisme, dan tanaman membutuhkan

molibdenum (dari Periode 5) juga. Ion logam transisi

biasanya terjadi pada tikungan rantai protein kovalen terikat

gugus asam amino sekitarnya yang Nand 0 atom bertindak sebagai li

gands. Meskipun kompleksitas struktural biomolekul, yang

prinsip-prinsip ikatan dan membelah d-orbital yang sama seperti di

sistem anorganik sederhana. Tabel B23.1 (pada halaman berikutnya) adalah daftarPeriode 4 logam transisi dikenal, atau pikiran, menjadi penting

dalam gizi manusia. Dalam pembahasan ini kita fokus pada besi dan seng.

Besi memainkan peran penting dalam transportasi oksigen dalam semua vertebrata.

Protein oksigen mengangkut hemoglobin (Gambar B23.1A)

terdiri offour rantai protein dilipat yang disebut globin, masing-masing menggendong

heme kompleks yang mengandung besi. Heme adalah porfirin, satu com

plex berasal dari ion logam dan ligan cincin tetradentate

dikenal sebagai porphin. [ron (lI) berpusat pada bidang porphin yang

cincin, membentuk ikatan kovalen koordinasi dengan empat N pasangan mandiri,

menghasilkan kompleks bujur sangkar. Ketika heme terikat dalam

?? hemoglobin (Gambar B23.IB), kompleks oktahedral, dengan


30/30

ligan kelima besi (lI) menjadi atom N dari asam amino terdekat

(histidin), dan keenam sebuah 0 atom baik dari O 2 (ditampilkan) atau

H 2 0 molekul.

Hemoglobin ada dalam dua bentuk, tergantung pada sifat dari

ligan keenam. [n pembuluh darah paru-paru, di mana O 2 con-

centration yang tinggi, heme mengikat O 2 untuk membentuk myhemoglobin, yang

diangkut dalam arteri ke jaringan OTdepleted. Pada tis- ini

menggugat, O 2 dilepaskan dan diganti oleh H 2 0 molekul untuk membentuk

deoxyhemoglohin. yang diangkut dalam pembuluh darah kembali ke

paru-paru. The H 2 0 adalah ligan lemah-lapangan, sehingga d 6 ion Fe2 + dalam de-

oksihemoglobin adalah bagian dari kompleks putaran tinggi. Karena relatip yang

yang relatif sempit membelah d-orbital, deoxyhemoglobin menyerap cahaya pada

merah (energi rendah) ujung spektrum dan terlihat biru keunguan,

yang menyumbang warna gelap darah vena. Di sisi lain

tangan, O 2 adalah ligan kuat medan. sehingga meningkatkan membelah en-Ergy, yang menimbulkan sebuah kompleks rendah berputar. Untuk alasan ini, oxy-

hemoglobin menyerap pada biru (energi tinggi) akhir spektrum,

yang bertanggung jawab atas warna merah cerah dari darah arteri.

Posisi F, 2 + ion relatif terhadap bidang porsi yang yang

cincin phin juga tergantung pada ligan keenam ini. Terikat dengan O 2, Fe 2 + adalah

pada bidang porphin: terikat H 2 0, bergerak keluar dari pesawat

sedikit. Ini kecil (-60 pm = 6x 10- 11 m) perubahan posisi

Fe 2 + pada rilis atau lampiran dari O 2 mempengaruhi bentuk nya

rantai globin, yang pada gilirannya mengubah bentuk-bisnis global tetangga

rantai bin, memicu pelepasan atau lampiran dari O-nya 2, dan seterusnya

dengan dua rantai globin lainnya. The val sangat survi hidup vertebrata

adalah hasil dari koperasi ini "kerja tim" oleh empat globin

(lanjutan)

tugas kumpul tgl 22

Documents