Question

Определить гибридные орбитали центрального иона, геометрическую структуру и магнитные свойства комплексного иона [СoBr4]–.

Answer 1

[СoBr4]–, с.о. Со3+, к.ч. 4.
Комплексообразователь (центр. ион) кобальт - d элемент.
Нейтральный атом Co (№ 27) имеет электронную структуру: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 4s2 ,
а ион Co3+ имеет электронную структуру: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s0
Валентные орбитали Co3+ в виде квантовых ячеек:
3d6 [↑↓][↑][↑][↑][↑] 4s0 [ ] 4р0 [ ] [ ] [ ] 4d0 [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]
Br– - лиганды (L) слабого поля, поэтому занимают только свободные орбитали иона Со3+.
При к.ч.=4 получаем диаграмму ВС:
Со3+ 3d6 [↑↓][↑][↑][↑][↑] 4s0 [L] 4р0 [L] [L] [L] 4d0 [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] , где L - электронная пара ↑↓ каждого из четырех ионов брома.
Из диаграммы ВС следуют выводы:
1) Co3+ - акцептор 4-х электронных пар;
2) АО Co3+ гибридизованы, тип гибридизации sp³ - тетраэдрический;
3) комплекс имеет 4 неспаренных электрона, поэтому он парамагнитен;
4) комплекс внешнеорбитальный, т.к. в образовании донорно-акцепторных связей не принимают участие внутренние 3d-орбитали, а только внешние АО.