Е.В. Савинкина, Г.П. Логинова, С.С. Плоткин - История химии. Элективный курс (1118120), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

Естествоиспытатели давнообращали внимание на некоторые химические реакции, в ко­торых, как мы теперь знаем, образуются комплексы. В IX в.арабский алхимик Джабир открыл способность смеси азотнойи соляной кислот взаимодействовать с золотом. Эта смесь,растворяющая «царя металлов», получила название царскойводки. Протеканию реакции способствует образование проч­ного комплексного соединения HfAuCU], состав которого былустановлен лишь через много сотен лет. В 1597 г. немецкийхимик и врач А. Либавий отметил появление ярко-синего окра­шивания при действии аммиака на раствор сульфата меди.

Это2+результат образования комплексного катиона [Си(ЫНз)4] , ко­торый можно выделить в виде фиолетовых кристаллов состава[Cu(NH3)4]S0 4 • НгО. С образованием комплексных соединенийстолкнулся еще один известный немецкий химик той эпохи —И. Р. Глаубер. В 1648 г. он обнаружил, что малорастворимыйв воде хлорид серебра можно перевести в раствор действиемаммиака.

Это на первый взгляд удивительное явление легкообъяснить, зная о существовании хорошо растворимого ком­плекса [Ag(NH3)2JCl. Растворение цианида золота при действииизбытка цианида калия, обнаруженное шведским химикомК. Шееле в 1772 г., тоже связано с образованием комплексногосоединения K[Au(CN)2]И все же началом изучения комплексных соединенийпринято считать получение в 1798 г. французским химикомВернер Альфред (1866-1919) —швейцарскийхимик. В 1891-1893 гг.

создал координацион­ную теорию. В последующие годы научная де­ятельность была посвящена эксперименталь­ному доказательству правильности новой тео­рии. Разработал методы синтеза, определениясостава и строения комплексных соединений.Б . М . Тассером соединения состава [Со(№Нз)б]С1з при пропуска­нии аммиака через водный раствор хлорида кобальта. Химикипытались объяснить строение этого соединения с помощьютеории валентности, разработанной в середине XIX в., однакоэто никак не удавалось. Если принять валентность кобальтаи азота равной трем, а водорода и хлора — единице (как впростых соединениях), то при любом взаимном расположенииатомов получалась путаница.Л и ш ь спустя почти столетие после синтеза Тассера швей­царский химик А.

Вернер сумел объяснить, как именно обра­зуются комплексы.В 1891-1893 гг. Вернер создал координационную теориюстроения комплексных соединений. В основу представлений остроении соединений высшего порядка (комплексных соедине­ний) были положены свойства металла. Вернер считал, чтометалл обладает двумя типами валентных сил: главными ипобочными. В результате проявления главных валентных силобразуются соединения первого порядка, например оксиды исоли. Побочные валентности металла насыщаются при при­соединении молекул, способных существовать самостоятельно,таких как аммиак или вода.

В результате образуются комплекс­ные соединения: аммиакаты, гидраты и т. д. Каждый элементстремится насытить как главную, так и побочную валент­ность.Первоначально многим ученым теория Вернера казаласьслишком гипотетической и искусственной. Однако постепенноони привыкли к необычному объяснению строения комплекс­ных соединений. Работы Вернера получили всеобщее призна-843.4. Новые классы неорганических соединенийЧасть 3. Развитие неорганическом химия85Вопросы1.

Предложите возможные графические формулы для перечис­ленных в тексте комплексных соединений.2. К какому разделу химии следует относить химию комплекс­ных соединений металлов с органическими веществами — кнеорганической или к органической химии?Чугаев Лев Александрович (1873-1922) — рус­ский химик.

Внес большой вклад в химию ком­плексных соединений. Открыл реактивы дляопределения никеля и осмия, впервые синтези 7ровал многие комплексы платины.ние, и в 1913 г. он стал лауреатом Нобелевской премии, а еготеорией строения комплексных соединений мы пользуемся исейчас.Одним из первых идеи Вернера поддержал русский химикЛ. А. Чугаев.

Вместе со своими учениками он выполнил боль­шую серию работ по синтезу и исследованию комплексных со­единений и установил закономерности их устойчивости. Чугаевпоказал, что наиболее устойчивые комплексные соединения со­держат во внутренней сфере пяти- или шестичленные циклы.Изучая реакции с участием комплексов, химики обнару­жили, что ход реакции во многом определяется строениемэтих соединений. Вопрос о направлении реакций был ре­шен русским химиком-неоргаником Ильей Ильичом Черняе­вым (1893-1966), который открыл закономерности протека­ния реакций замещения в комплексных соединениях (эффекттранс-влияния, или эффект Черняева).

Черняев предложилтакже промышленные методы получения платины, осмия ирутения.Почти вся современная неорганическая химия — это химиякомплексных соединений. На каждое вновь полученное неком­плексное соединение приходятся сотни комплексных. Совре­менную науку, технологию, медицину невозможно представитьбез этих сложных веществ. Было установлено, что комплекс-'ные соединения играют незаменимую роль в жизни растенийи животных. Важнейшие природные вещества хлорофилл игемоглобин — это комплексы магния и железа со сложнымиорганическими молекулами.

Большинство витаминов и фермен­тов тоже относится к этому классу химических соединений.3.4.2. Соединения благородных газовКакиегазы?степениокисления могутпроявлятьблагородныеСразу после открытия элементы VIIIA группы периодиче­ской системы получили название благородных газов, так какони не вступали ни в какие химические реакции. Причинойотсутствия реакционной способности стали считать устойчи­вость конфигураций внешних электронных оболочек атомовблагородных газов.Однако в 60-е годы XX в. американский химик-неорганикНил Вартлетт (р. 1932), сумевший окислить молекулярныйкислород с помощью гексафторида платины (он получил соеди­нение состава 0£[PtFe]~), обратил внимание на близость раз­меров и других свойств Ог и Хе. В 1962 г.

он выделил первыехимические соединения благородного газа ксенона Xe[PtFe]x(1 < х < 2).После этого наступил период бурного развития химии бла­городных газов. В течение нескольких месяцев 1962 г. былисинтезированы различные фториды ксенона: XeF2, XeF4, XeFeВ качестве окислителя применяли фтор, используя термиче­скую, фотохимическую или другой вид активации. В зависи­мости от условий эксперимента образовывался тот или инойфторид (или их смесь). Оказалось, что фториды ксенона вполнеустойчивы не только при комнатной температуре, но даже прислабом нагревании.В 1963 г. удалось получить фторид криптона KrF2.

Былоустановлено, что радон также образует ряд фторидов, однакоиз-за радиоактивности элемента они мало изучены. Химиче­ские соединения гелия, неона и аргона синтезировать не уда­лось. Кислородные соединения — оксиды, кислоты и их солиполучены только для ксенона.Число полученных соединений благородных газов давноперевалило за сотню, причем примерно третья часть из них86Часть 3.Развитие неорганической химиибыла синтезирована в нашей стране. Некоторые соединенияксенона и криптона (например, кислоту ЩХе05) применяют вкачестве очень сильных окислителей.Часть 4Развитие органической химииВопросы1.

В 1933 г. американский ученый Л. Полинг предсказал прин­ципиальную возможность образования нескольких фтори­дов ксенона. Почему его идеи в то время не были подтвер­ждены экспериментально?2. К каким элементам ближе благородные газы: к металламили неметаллам?Какой метод исследования является основным в органиче­скойхимии?Ежегодно число синтезированных органических соединенийвозрастает на 250-300 тысяч.

Оно превышает число извест­ных неорганических соединений в десятки раз. Многообразиеорганических соединений определяется уникальной способно­стью атомов углерода соединяться друг с другом простыми икратными с в я з я м и , давать соединения с практически неогра­ниченным числом атомов, связанных в цепи, циклы, каркасы,образовывать прочные связи со многими химическими элемен­тами.4.1.

Первые шаги органической химииПочему теория строения органических соединений появи­лась намного раньше, чем неорганических?Установив, что бесконечное число органических веществобразуется из небольшого числа элементов (углерода, водорода,кислорода, азота), химики были очень удивлены. Они не моглипонять, как из одних и тех же элементов могут состоять ли­стья, цветы, кожа, кровь.

Характеристики

Список файлов книги