Ферриоксалат
| |
| Идентификаторы | |
|---|---|
3D model ( JSmol )
|
|
| ХимическийПаук | |
ПабХим CID
|
|
| Характеристики | |
| С 6 Фе О 12 3− | |
| Молярная масса | 319.901 g·mol −1 |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Ферриоксалат или трисоксалатоферрат(III) представляет собой трехвалентный анион формулы [Fe(C 2 O 4 ) 3 ] 3− . Это комплекс переходного металла, состоящий из атома железа в степени окисления +3 и трех бидентатных оксалата . ионов Анионы C 2 O 2− 4 действуют как лиганды .
Ферриоксалат-анион придает солям салатовый цвет, в растворе он флуоресцирует . Анион чувствителен к свету и электромагнитному излучению более высокой энергии , что вызывает разложение одного оксалата до углекислого газа ( CO 2 ) и восстановление атома железа(III) до железа(II). Это свойство используется для актинометрии .
Наиболее распространенной и наиболее изученной солью является ферриоксалат калия , но натрия , аммония и лития некоторое внимание также получили соли .
Характеристики
[ редактировать ]
Стабильность
[ редактировать ]В отсутствие света и другого излучения ферриоксалатный комплекс вполне стабилен. Соли калия и натрия и их растворы можно нагревать до температуры около 100 °C в течение нескольких часов без значительного разложения.
Молекулярная структура
[ редактировать ]Комплекс удерживается дативными ковалентными связями за счет того, что атомы кислорода в оксалат-анионах («лиганды») отдают неподеленную пару на p- и d-орбитали атома железа («центр» комплекса). Центр имеет три электрона на своих d-орбиталях, оставляя 13 пустых мест на остальных d- и p-орбиталях. Двенадцать из них заполнены электронами лигандов.
Железный центр в ферриоксалат-анионе имеет искаженную октаэдрическую геометрию . Ферриоксалатный комплекс имеет D 3 молекулярную симметрию , в пределах которой расстояния шести связей Fe–O близки к 2,0 Å. [1] что указывает на то, что Fe(III) является высокоспиновым ; поскольку низкоспиновый комплекс будет отображать искажения Яна – Теллера . Аммониевые и смешанные натриево-калиевые соли изоморфны , как и родственные комплексы с Al. 3+ , Кр 3+ и В 3+ .
Хиральность
[ редактировать ]Ферриоксалатный комплекс демонстрирует спиральную хиральность , поскольку он может образовывать две неперекрывающиеся геометрии. В соответствии с конвенцией ИЮПАК изомеру с левой винтовой осью присвоено греческое обозначение Λ (лямбда). Его зеркальное изображение с правосторонней винтовой осью обозначено греческим символом Δ (дельта). [2]
Реакции
[ редактировать ]Фоторедукция
[ редактировать ]В растворе ферриоксалатный комплекс подвергается фотовосстановлению . В этом процессе комплекс поглощает фотон света и впоследствии разлагается с образованием Fe(C
22О
4 ) 2−
2 и СО
2 . Железный центр восстанавливается (приобретает электрон) со степени окисления +3 до +2 , а ион оксалата окисляется до углекислого газа :
- 2 [ Fe(C
22О
4 )
3 ] 3− + hν → 2 [ Fe(C
22О
4 )
2 ] 2− + 2 СО
2 + С
22О 2−
4
Эта реакция обеспечивает эффективный химический метод фотометрии и актинометрии , измерения света и электромагнитного излучения более высоких энергий. Ферриоксалат калия более чем в 1000 раз чувствительнее, чем уранилоксалат , соединение, ранее использовавшееся для этих целей. [3] [4] Хотя сам комплекс нечувствителен к нейтронам , соль лития можно использовать для их измерения. Ядро лития-6 может поглотить нейтрон и испустить альфа-частицу. 4 Он 2+ и тритон 3 ЧАС + с высокими энергиями, которые предположительно разлагают близлежащий ферриоксалат. [5]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Джанк, Питер С. (2005). «Супрамолекулярные взаимодействия в рентгенокристаллической структуре тригидрата трис(оксалато)феррата(III) калия». Дж. Коорд. Хим . 58 (4): 355–361. дои : 10.1080/00958970512331334250 . S2CID 216142329 .
- ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8 .
- ^ Хэтчард, CG; Паркер, Калифорния (1956). «Новый чувствительный химический актинометр. II. Ферриоксалат калия как стандартный химический актинометр». Труды Лондонского королевского общества . 235 (1203): 518–36. Бибкод : 1956RSPSA.235..518H . дои : 10.1098/rspa.1956.0102 . S2CID 98652159 .
- ^ Pozdnyakov, Ivan P.; Kel, Oksana V.; Plyusnin, Victor F.; Grivin, Vyacheslav P.; Bazhin, Nikolai M. (2008). "New Insight into Photochemistry of Ferrioxalate". J. Phys. Chem. A . 112 (36): 8316–8322. Bibcode : 2008JPCA..112.8316P . doi : 10.1021/jp8040583 . PMID 18707071 .
- ^ Джунко Акаси, Ёсио Учида, Томоко Кодзима, Мотоми Катада и Хиротоши Сано (1984). Бюллетень Химического общества Японии , том 57, выпуск 4, страницы 1076-1078. два : 10.1246/bcsj.57.1076