Биологическая роль

Введение

Все возрастающее значение комплексных соединений в различных  областях теоретического и практического  применения диктует настоятельную  необходимость их глубокого и  всестороннего изучения.

Основоположником учения о комплексных соединениях является А. Вернер, он разделил все вещества на два типа: соединения первого  порядка (простые соединения) и соединения высшего порядка (продукты взаимного  сочетания соединений первого порядка), к ним он относил комплексные  соединения. Другие крупные специалисты  в данной области (Л.А. Чугаев, П. Прейффер и др.) определяют комплексные соединения как продукты сочетания молекул  соединений первого порядка. Все  же это определение отнюдь не является безупречным.

Комплексные соединения - это  частицы, которые образуются в результате присоединения к данному иону (или атому), называемому комплексообразователем (центральным атомом или металлоцентром), нейтральных молекул или других ионов, называемых лигандами. Это химические соединения, состав которых не укладывается в рамки представлений об образовании  химических связей за счет неспаренных  электронов.

Комплексные соединения составляют наиболее обширный класс неорганических соединений, по численности уступающий только органическим. Явление комплексообразования лежит в основе целого ряда биологических  процессов (такие комплексные соединения, как гемоглобин, хлорофилл и другие ), каталитических реакций, электролитического осаждения. Особенно велико значение комплексных  соединений в растворах, поскольку  в широком смысле можно считать, что химия растворов - это химия  комплексных соединений. В связи  с изложенным, представляется интересным изучение комплексных соединений. В  данной работе будут рассмотрены  комплексные соединения хрома (III), которые  наиболее устойчивы и многочисленны.

Биологическая роль.

Хром в природе  и организме человека.

Хром - один из биогенных  элементов, постоянно входит в состав тканей растений и животных. Среднее  содержание Хрома в растениях - 0,0005% (92-95% Хрома накапливается в корнях), у животных - от десятитысячных до десятимиллионных долей процента. В планктонных  организмах коэффициент накопления Хрома огромен - 10 000-26 000. Высшие растения не переносят концентрации Хрома  выше 3-10^-4 моль/л. В листьях он присутствует в виде низкомолекулярного комплекса, не связанного с субклеточными структурами. У животных Хром участвует в обмене липидов, белков (входит в состав фермента трипсина), углеводов (структурный компонент глюкозоустойчивого фактора). Основной источник поступления Хрома в организм животных и человека - пища. Снижение содержания Хрома в пище и крови приводит к уменьшению скорости роста, увеличению холестерина в крови и снижению чувствительности периферийных тканей к инсулину.

Отравления Хромом, и его  соединениями встречаются при их производстве; в машиностроении (гальванические покрытия); металлургии (легирующие добавки, сплавы, огнеупоры); при изготовлении кож, красок и т. д. Токсичность соединений Хрома зависит от их химические структуры: дихроматы токсичнее хроматов, соединения Cr (VI) токсичнее соединений Cr(II), Cr(III). Начальные формы заболевания  проявляются ощущением сухости  и болью в носу, першением в  горле, затруднением дыхания, кашлем и  т. д.; они могут проходить при  прекращении контакта с Хромом. При  длительном контакте с соединениями Хрома развиваются признаки хронические  отравления: головная боль, слабость, диспепсия, потеря в весе и других. Нарушаются функции желудка, печени и поджелудочной  железы. Возможны бронхит, бронхиальная астма, диффузный пневмосклероз. При  воздействии Хрома на кожу могут  развиться дерматит, экзема. По некоторым  данным, соединения Хрома, преимущественно Cr(III), обладают канцерогенным действием.

Понятие «концерогенность металла» относится не к элементу как к  таковому, а к его определенному  физико-химическому состоянию. Например, концерогенность хрома может  быть объяснена следующим образом. Этот элемент в виде хромат-аниона с помощью сульфатной транспортной системы проникает через клеточную  мембрану, тогда как катион хрома(III) сквозь нее не проходит. Клеточная метаболическая система хромат до хрома(III), который в отличие от оксоаниона хрома(VI) образует прочные комплексы внутри клетки с нуклеиновыми кислотами, протеинами и нуклеозидами, вызывая повреждения ДНК, которые в свою очередь ведут к мутации, а следовательно и к развитию рака. Согласно концепции Мартелла концерогенность металла связана со степенью его электроположительности. Ионы электроположительных металлов образуют лабильные комплексы и большей частью не концерогенны. Ионы же металлов с низкой электроположительностью образуют высококовалентные связи с донорными группами биолигандов и способны подвергаться только очень медленным обменным реакциям с другими лигандами, находящихся в биологических системах, что в конечном счете обуславливает концерогенное действие этих катионов.

1. Общие характеристики хрома. Степени окисления, электронные конфигурации, координационные числа и геометрия соединений.

Хром – химический элемент VI группы периодической системы, заряд ядра 24, атомная масса 51,996 г/моль.

Хром представляет собой  белый, блестящий, твердый, но хрупкий  металл с плотностью 7,2г/мл. Он имеет  высокую температуру плавления (около 1830^◦) и относительно низкую по сравнению с температурой плавления температуру кипения (примерно 2300^◦ при атмосферном давлении). При обычных температурах хром химически чрезвычайно устойчив. Он почти не окисляется на воздухе даже в присутствии влаги.

Хром очень распространен  в природе. Его содержание в земной коре составляет 0,012 мас. %. Важнейший  промышленный минерал хрома –  хромистый железняк FeCrO₄. Реже встречаются другие минералы – крокоит PbCrO₄, хромовая охра Cr₂O₃.

Среднее содержание хрома в земной коре (кларк) 8,3·10^-3% . Этот элемент, вероятно, более характерен для мантии Земли, так как ультраосновные породы, которые, как полагают, ближе всего по составу к мантии Земли, обогащены хромом (2·10^-4%). Хром образует массивные и вкрапленные руды в ультраосновных горных породах; с ними связано образование крупнейших месторождений хрома. В основных породах содержание хрома достигает лишь 2·10^-2%, в кислых - 2,5·10^-3%, в осадочных породах (песчаниках) - 3,5·10^-3%, глинистых сланцах - 9·10^-3% . Хром - сравнительно слабый водный мигрант; содержание хрома в морской воде 0,00005 мг/л.

В целом хром - металл глубинных зон Земли; каменные метеориты (аналоги мантии) тоже обогащены  хромом (2,7·10^-1%). Известно свыше 20 минералов хрома. Промышленное значение имеют только хромшпинелиды (до 54% Сr); кроме того, хром содержится в ряде других минералов, которые нередко сопровождают хромовые руды, но сами не представляют практическое ценности (уваровит, волконскоит, кемерит, фуксит).

Следуя общим тенденциям заполнения d-подуровня при движении по периоду для элементов VI группы нужно было бы предположить конфигурацию валентных электронов в основном состоянии (n-1) d⁴ns². В атоме хрома выигрыш энергии, вызванный стабилизацией наполовину заполненного подуровня и полным отсутствием дестабилизирующего вклада энергии спаривания, оказывается больше энергии, которую необходимо затратить на переход одного из s-электронов на d-подуровень. Это приводит к "перескоку" ("провалу") электрона, т. к известно, что электроны с параллельными спинами испытывают меньшее взаимное отталкивание, чем электроны с противоположными спинами, разность энергий у хрома достигает своего максимума - 3d⁵4s^{1 (}3d⁴4s²).

В различных соединениях  хром проявляет степени окисления  от - 4 до +6.

2. Комплексные соединения хрома

1. Комплексные соединения хрома (II)

Известно много соединений хрома (II), все они сильные и  быстродействующие восстановители. Водные растворы, содержащие ион Cr²⁺, имеют небесно-голубой цвет. Этот ион очень легко окисляется Cr³⁺ + ē → Cr²⁺ (Е°= - 0,41 В). Легко окисляются кислородом воздуха: 4 [Cr (H₂O) ₆] ²⁺+O₂+4H⁺=4 [Cr (H₂O) ₆] ³⁺+2H₂O. В основном комплексные соединения хрома (II) имеют координационное число 6 и геометрию искаженного октаэдра. В октаэдрической координации возможны два способа распределения электронов: t_2g³e_g и t_2g⁴. Имеющиеся магнитные данные для соединений хрома (II) показывают, что они, как правило, относятся к высокоспиновым комплексам.

Высокоспиновые октаэдрические комплексы характеризуются большим  магнитным моментом (4,7 - 4,9 μ_В). Это свидетельствует о тетрагональном искажении, которое является следствием эффекта Яна-Теллера и вызвано наличием одного электрона на e_g -орбитали, что приводит к геометрическому искажению и понижению симметрии d⁴ -комплексов: два аксиальных лиганда находятся на большем расстоянии от атома Cr (II), чем четыре экваториальных. Такая структура обусловливает склонность высокоспиновых комплексов к гидролизу. Помимо аквакомплексов ( [Cr(H₂O)₄(OH)₂]; [Cr (H₂O) ₆]²⁺) к высокоспиновым относятся ацетилацетонат (Cr (acac) ₂), а также аммиакаты ([Cr (NH₃) ₅Cl] Cl, [Cr (NH₃) ₆] Cl₂).

Низкоспиновые комплексы  хром (II) образует с лигандами сильного поля, например с цианидом K₄ [Cr(CN)₆]. Эти комплексы интенсивно окрашены, их магнитный момент составляет 2,74-3,40 μ_В, а связь Cr-L характеризуется существенной долей π-связывания.

Хром(II) образует и другие комплексы, например с гидразином состава CrCl₂∙2N₂H₄ и CrI₂∙2N₂H₄. Эти комплексы необычайно устойчивы к окислению и практически нерастворимы в воде.

Единственным примером комплексов хрома(II) с координационным числом, отличным от 6, являются соли типа [Cr(CO)₂(diars)₂X]X с ди- и триарсинами. Их получают окислением галогенами, например соединения Cr(CO)₂(diars)₂, которое в свою очередь получают из Cr(CO)₆ замещением СО на диарсин-группу.

Так же для хрома (II) известны и кластерные соединения, простейшее из них - ацетат хрома (II) Cr₂ (CH₃COO) ₄ (H₂O) ₂, выпадающий красный осадок при действии на Cr^II ацетатов, либо уксусной кислоты:

2CrCl₂+4NaCH₃COO+2H₂O= [Cr₂ (H₂O) ₂ (CH₃COO) ₄] ↓+4NaCl

На наличие связи Cr-Cr указывает диамагнетизм этого соединения: в нем нет неспаренных электронов. Поскольку каждый ион Cr²⁺ содержит четыре неспаренных электрона, связь имеет кратность 4. Именно поэтому расстояние Cr-Cr в ацетате (0,230 нм) оказывается короче, чем в металлическом хроме (0,256 нм). Атомы хрома соединены друг с другом также четырьмя бидентатными мостиковыми ацетатными группами. Координационную сферу каждого атома хрома дополняет молекула воды.

2.  Комплексные соединения хрома(III)

Во всех без исключения комплексах хром(III) имеет координационное число 6.  Известна всего одна попытка описать комплекс хрома как тетраэдрический. Это относится к известному соединению Cr₂Cl₈, строение которого представляли формулой [CrCl₄]⁺[CrCl₄]^-. Несмотря на то, что магнитные свойства этого соединения хорошо согласуются с такой моделью, пока нельзя отвергать и другую возможную структуру, состоящую из цепей октаэдров. В водных растворах соединения хрома(III) обладают высокой окислительно-восстановительной устойчивостью как в кислой, так и в щелочной среде, которая связана как с термодинамическими факторами – d³-конфигурацией, обеспечивающей высокую прочность связи Cr(III)-лиганд за счет большой энергии стабилизации кристаллическим полем в октаэдрическом поле (t³_2g) лигандов, так и с кинетической инертностью октаэдрических комплексов хрома(III). Наличие трех неспаренных электронов обуславливает парамагнетизм соединений хрома(III), большинство из которых интенсивно окрашены. Помимо этого октаэдрические комплексы , в которых отсутствуют вакантные t_2g-орбитали, а е_g-орбитали остаются незаполненными, инертны. Такие соединения реагируют с очень низкой скоростью. Таким образом, соединения хрома(III) в водных растворах выгодно сочетают в себе термодинамическую и кинетическую устойчивость. В этом отношении они противоположны соединениям хрома(II), которые кинетически лабильны и, кроме того,  являются сильными восстановителями.

Аминные комплексы  хрома(III). Среди них есть чисто аммино-комплексы [CrAm₆]³⁺ и смешанные соединения: аминоакво-комплексы [CrAm_6-n(H₂O)_n]³⁺ (n=0-4,6), ацидоамино-комплексы [CrAm_6-nR_n]^(3-n)+ (n=1-4,6), ацидоаминоаква-комплексы  [CrAm_6-n-m(H₂O)_nR_m]^(3-m)+. В этих формулах Am означает либо монодентатный лиганд типа аммиака, либо половину бидентатного амина, например этилендиамина; R – анион кислоты, например галогенид-, нитрат- или сульфат-ион. Среди указанных соединений можно найти изомеры всех типов, возможных в октаэдрических комплексах.

Известно много комлексных анионов состава [CrX₆]^3-, где Х – монодентатный лиганд типа F^-, Cl^-, NCS^-, CN^-, или часть полидентатного аниона типа оксалата. Существует, разумеется, множество смешанных ацидоамино- и ацидоакво-комплексов. Хорошо известна соль Рейнеке состава NH₄[Cr(NCS)₄(NH₃)₂]∙H₂O.

Известно большое число многоядерных комплексов хрома(III). Образование многоядерных соединений, содержащих гидроксильные или кислородные мостики, часто осложняет проведение реакций в нейтральных или щелочных растворах.  Известны также многоядерные комплексы с амминными и тиоцианатными мостиковыми группами.

Ион [Cr₂Cl₉]^3-, известный в виде солей с Cs или с K построен так, что ионы хрома находятся в центре октаэдров, и поэтому магнитный момент комплекса имеет нормальное значение и взаимодействие металл-металл, если и имеет место, то оно очень слабое.

Изомерия. Солянокислый раствор хлорида хрома(II) на воздухе мгновенно окисляется и меняет окраску, становясь из ярко-синего темно-зеленым. При упаривании и охлаждении из него выделяются изумрудно-зеленые кристаллы гексагидрата хлорида хрома(III). Нитрат серебра способен осадить лишь треть содержащегося в нем хлора, что доказывает вхождение двух из трех атомов хлора в состав внутренней координационной сферы: [Cr(H₂O)₄Cl₂]Cl∙H₂O. Если долго кипятить разбавленный раствор этой соли, а затем охладить его до 0^◦С и насытить хлороводородом, то цвет раствора станет фиолетовым, и из него выделятся сине-фиолетовые кристаллы такого же состава, что и исходная соль. При помощи нитрата серебра из этого вещества удается осадить весь хлор, что позволяет приписать ему формулу [Cr(H₂O)₆]Cl₃. Раствор хлорида гексааквахрома(III) в холодной воде окрашен в фиолетовый цвет, однако при кипячении он изменяет окраску, становясь темно-зеленым. 

При действии на растворы солей  хрома(III) ацетатом натрия образуются зеленые растворы, содержащие циклические трехъядерные оксоацетат-ионы. В твердом виде выделен оксоацетат [Cr₃O(CH₃COO)₆(H₂O)₃](CH₃COO) – темно-зеленые призматические кристаллы, хорошо растворимые в воде.

Известны также другие типы оксо- и гидроксоацетатов, например состава [Cr₃(OH)₂(CH₃COO)₆](CH₃COO), Cr₁₂O₉(OH)₃(CH₃COO)₁₅, Cr₁₈(OH)₁₂(CH₃COO)₁₂; последний выделяется в виде темно-фиолетовых кристаллов при длительном кипячении водного раствора [Cr₃O(CH₃COO)₆(H₂O)₃](CH₃COO). Циклические молекулы октамера образованы восемью атомами хрома, соединенными друг с другом мостиковыми гидроксилами и ацетатными группами.

   Соединения хрома(III) инертны, т.е. реакции замещения в их растворах протекают с низкой скоростью. Инертные комплексы не удается синтезировать по реакциям обмена в водных растворах. Например, даже при сильном избытке концентрированного раствора аммиака, прилитого к свежеосажденному гидроксиду хрома(III), образуется лишь незначительное количество гексааммиаката. Для получения инертных комплексов используют либо очень большой избыток лиганда, что, например, достигается проведением реакции аминирования непосредственно в жидком аммиаке:

CrCl₃+6NH₃(ж.) → [Cr(NH₃)₆]Cl₃

Либо проводят окислительно-восстановительную  реакцию, скорость которой практически  не зависит от скорости обмена лигандов, а определяется механизмом электронного переноса. Так, для синтеза гексааммиаката хрома(III) сначала получают [Cr(NH₃)₆]²⁺. Будучи лабильным, он легко образуется при действии избытка аммиака на раствор хлорида хрома(II). В аммиачном буфере, который создают, добавляя твердый хлорид аммония, ион гексааминхрома(II) постепенно восстанавливает водород воды или иона аммония, превращаясь в аммиакат хрома(III):

2[Cr(NH₃)₆]Cl₂+2NH₄Cl=2[Cr(NH₃)₆]Cl₃+2NH₃+H₂↑

Хлорид аммония служит также источником хлорид-ионов, необходимых  для формирования осадка трихлорида.

Комплекс [Cr(NH₃)₆]Cl₃ называют лютеохромхлоридом из-за его желтой окраски (лат. Lutus – желтый). Изомерный ему карминово-красный хлорид хлоропентаамминхрома(III) [Cr(NH₃)₅Cl]Cl₂ («пурпуреохромхлорид») образуется при взаимодействии хлорида хрома с жидким аммиаком в отсутствии катализатора – амида натрия, а также при кипячении родохромхлорида [(NH₃)₅Cr(OH)Cr(NH₃)₅]Cl₅ с соляной кислотой:

[(NH₃)₅Cr(OH)Cr(NH₃)₅]Cl₅+HCl=2[Cr(NH₃)₅Cl]Cl₂+H₂O

Схема превращения  различных аммиакатов хрома(III):

Розовый осадок родохромхлорида  получают окислением аммиаката хрома(II) кислородом воздуха:

4[Cr(NH₃)₆]Cl₂+O₂+2NH₄Cl=2[(NH₃)₅Cr(OH)Cr(NH₃)₅]Cl₅↓+6NH₃

В присутствии щелочи мостиковая гидроксогруппа депротонируется, это  сопровождается изменением окраски  на ярко-синюю вследствие образования  «основной родосоли» [(NH₃)₅Cr-O-Cr(NH₃)₅]Cl₄. Известны и более сложные гидроксоаммиакаты хрома(III): например, родозохромхлорид [Cr₄(OH)₆(NH₃)₁₂]Cl₆, в котором атомы хрома соединены друг с другом в цикл мостиковыми гидроксильными группами.

Гекса- и пентааминные комплексы  хрома(III) очень устойчивы к действию кислот. Так, при кипячении лютеохромхлорида с концентрированной азотной кислотой внутренняя координационная сфера не претерпевает никаких изменений, образуется лютеохромнитрат [Cr(NH₃)₆](NO₃)₃. Такая высокая устойчивость аммиакатов имеет кинетическую природу – она связана с тем, что атом азота, координирующий металл, не имеет свободных электронных пар и не способен образовывать устойчивые интермедиаты.

Ион гексаквохрома (III) устойчив и в водном растворе и в кристаллических соединениях. Среди них можно назвать фиолетовые гексагидраты хлорида и бромида, а также ряд квасцов состава M^ICr(SO₄)₂∙12H₂O. В данной работе в качетсве исходного реагента использовались хорошо растворимые в воде хромокаливые квасцы КCr(SO₄)₂∙12H₂O.

Ион [Cr(H₂O)₆]³⁺, как уже было сказано, содержится в хромокалиевых квасцах и придает им фиолетовую окраску. При кипячении раствора квасцов фиолетовая окраска сменяется зеленой и при охлаждении раствора не восстанавливается, а рН раствора понижается. Все это свидетельствует о том, что замещение координированных молекул воды на анионы кислотных остатков может сопровождаться процессами гидролиза, продуктами которого являются двойные основные сульфаты хрома KCr₃(SO₄)₂(OH)₆, изоструктурный минералу алуниту, образующийся в вулканических областях при воздействии сернокислотных растворов на калиевые полевые шпаты. В нем атом хрома находится в центре октаэдра, образованного атомами кислорода сульфатных групп и молекул воды.

Сам гексааквакомплекс хрома(III) является очень реакционноспособной частицей, потому что каждая молекула воды содержит по одной паре электронов, не участвующих в образовании связей.

2.2.1 Гексароданохроматы.

  Гексароданохроматы являются прочными комплексными темно-красными солями, свежие винно-красные растворы которых не дают характерных качественных реакций ни на ион хрома(III),ни на роданид-ион, а, напротив, обнаруживают электропроводность и изменение электропроводности при разбавлении, характерные для солей, содержащих одно- и трехвалентные ионы. При длительном выдерживании цвет растворов изменяется до зелёного, при этом происходит распад комплексных солей.

Гексароданохромат калия, синтезированный  в ходе данной работы, представляет собой блестящие кристаллы в  отраженном свете темные красно-фиолетовые, а в проходящем гранатово-красные. Соль не меняется на воздухе или над кислотой. Лишь при 110С происходит потеря воды. Комплексный тиоцианат растворяется в воде (1г на 0,72г воды) и спирте (1г на 0,94г спирта)

Тиоционатный ион является типичным амбидентатным лигандом. Высшая занятая МО тиоцианатного иона состоит  из АО серы. Электронная плотность  на атоме серы значительно меньше, чем на атоме азота. Эти два  фактора, согласно принципу Пирсона  и подхода Клопмана к проблеме мягких и жестких кислот  оснований, являются определяющими в реакционной  способности роданид-иона.

Успешно используется метод  ИК спектроскопии для решения  вопроса о способе координации  тиоцианатного лиганда. Были найдены  некоторые эмпирические критерии для  определения типа связи группы NCS в комплексе с металлом:

1)Частоты валентных колебаний  CN в N-связанных комплексах (около или ниже 2050 см^-1), обычно ниже,чем в S-связанных комплексах(2100 см^-1).

2)Частота колебаний СS для N-связанных комплексов имеет значение 860-760 см^-1, для S-связанных комплексов 720-690 см^-1.

3) Колебанию NCS в N-связанных комплексах отвечают полосы около 480 см^-1,а в S-связанных комплексах - 420 см^-1.

Сочетание всех критериев  позволяет надёжно определить структуру.

Для K₃[Cr(CNS)₆] получены следующие значение (см^-1):

(CN) = 2098 (очень сильный), (CS) = 820 (очень слабый),

(CNS) = 474 (сильный)

Данные эмпирические значения частот свидетельствуют о том, что  в K₃[Cr(CNS)₆] лиганды NSС координированы через атом азота и этот комплекс следует называть изотиоцианатным.

3. Комплексные соединения хрома(IV)

Хром в степени окисления +4 имеет электронную конфигурацию d². Все известные соединения хрома в этой степени окисления высокоспиновые. Соединения хрома(IV) часто выступают в роли интермедиатов при восстановлении хроматов(IV) или окислении солей хрома(III). Как правило, они обладают низкой устойчивостью и не имеют практического значения.

Известны комплексные  фториды M^ICrF₅ и M^ICrF₆. Первые из них получают реакцией CrF₄ и MF, растворенным в BrF₃ в молярном соотношении 1:1, они имеют μ=3,1μ_В.Фториды состава M^ICrF₆ получают реакцией CrF₄+2 MF в растворе BrF₃ или фторированием смеси CrCl₃ и MCl. Они также имеют магнитный момент порядка 3,1μ_В и построены из октаэдров [CrF₆]^2-

4. Комплексные соединения хрома(V)

Степень окисления +5 для  хрома неустойчива – в настоящее  время известно лишь около трех десятков соединений, лишь половина из которых  способна существовать в водном растворе. Обычно соединения хрома(V) образуются при одноэлектронном восстановлении хроматов(VI) щавелевой и лимонной кислотами, изопропиловым спиртом и другими восстановителями. Являясь интермедиатами, соединения хрома(V) могут быть зафиксированы методом электронного парамагнитного резонанса. 

Введение в раствор  α-гидроксикарбоновых кислот позволяет  стабилизировать хром в степени  окисления +5 благодаря возникновению  устойчивых хелатов:

Единственным примером бинарного  соединения является CrF₅, твердое вещество малинового цвета с температурой плавления 30^◦С, растворы и пары которого также окрашены в красный цвет.

5. Комплексные соединения хрома(VI)

Галогенидные комплексы  типа [МX_6+x] ^{x -} неизвестны, поэтому координационная химия хрома в этой степени окисления относится в основном к оксо - и пероксокомплексам.

Соединения хрома (VI) очень широко известны, в качестве сильных окислителей они активно используются в технике и лабораторной практике.

Все соединения хрома(VI) за исключением CrF₆содержат кислород  и являются потенциальными окислителями.  Фторид хрома представляет собой очень неустойчивый лимонно желтый порошок, который превращается в CrF₅ при температуре выше -100^◦С в вакууме

3. Практическая часть

Теоритический синтез гексароданохромата калия K₃[Cr(CNS)₆] * 4H₂O

Реактивы: хромокаливые квасцы, роданид калия, этиловый спирт

Методика выполнения синтеза:

Растворили в 20 мл воды 2г  роданида калия и 1,7г хромокалиевых  квасцов. Полученный раствор перелили в фарфоровую чашку и нагревали  на электрической плитке в течении 2ч. Затем  упаривали раствор на водяной бане до полного удаления воды. Полученный продукт растворили в минимальном объёме этилового  спирта (20 мл),так как в нём гексароданохроматкалия очень хорошо растворим, а сульфат  калия нерастворим. После отделили спиртовой раствор от осадка на стеклянном пористом фильтре. После концентрирования отфильтрованного спиртового раствора соль ещё несколько раз перекристаллизовывают  из спирта. Получили красно-фиолетовые кристаллы K₃[Cr(CNS)₆] * 4H₂O.

KCr(SO₄)₂*12H₂O + 6KSCN = K₃[Cr(CNS)₆] * 4H₂O + 2K₂SO₄

Вывод: По данному методу синтеза гексароданохромата калия  теоритическая масса продукта составляет 1,94 г. В результате проведения синтеза удалось выделить 1,45г вещества. Таким образом выход по массе составляет 74,7%.

Для определения структуры  полученного соединения был использован  метод ИК-спектроскопии. В полученном спектре зафиксированы пики частотой 2094,3см^-1 (близко к эмпирическому значению частоты колебаний СN),

478,32 см^-1 (частота колебаний NCS), а так же слабый пик частотой 818,64 см^-1

( частота колебаний СS).

см. Приложение 1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, для  хрома наиболее типичны производные  высшей степени окисления. Соединения хрома(VI) отличаются неустойчивостью в растворах и являются сильными окислителями. При этом они чаще всего восстанавливаются до анионных или катионных комплексов хрома(III). Хотя хром располагается в четной группе, наиболее устойчивой степенью его окисления является +3. Это связано с тем, что соединения хрома(III) являются, как правило, комплексными с координационным числом 6 и октаэдрической пространственной конфигурацией расположения лигандов. В этом случае три 3d-электрона иона хром(III) равномерно заселяют трижды вырожденные несвязывающие молекулярные орбитали комплекса. Возникающая стабилизация системы за счет суммарного спина 3*1/2 = 3/2 в этом случае больше, чем если бы степень окисления хрома была +2, +4 и т.д.