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碳酸根五氨络钴盐的水合机理探讨

投稿时间:2019-07-09 22:43 投稿人:马勋涛 【字号: 访问量:

在用碳酸根五氨络钴盐[Co(NH3)5CO3]加酸制备[Co(NH3)5H2O]3盐的过程中,过去认为是水分子H2O取代了CO32离子,而实际上,用有同位素*O标记的水进行实验时,发现溶剂水并没有向产物提供氧原子,因此氧原子必定是反应物遗留下来的。反应为

                     [Co(NH3)5CO3]+2H3*O=[Co(NH3)5H2O]3+2H2*O+CO2

很显然,碳酸根离子与酸反应生成碳酸,游离的碳酸分解产生水与二氧化碳,产生的水分子自然很难直接就与钴原子配位并键合。这样,在用离子键理论来阐明酸及配合物的结构和反应机理时,有难以解决的理论困难存在。

作者用共价键理论观点来解释酸和配合物的结构及反应机理,能对反应过程的机理给予很好的说明,符合反应实际过程。

碳酸根五氨络钴盐[Co(NH3)5CO3],其实是共价键化合物,其中存在三个NH3配位键,两个氨基共价键,一个Co-OCOO-共价键,并且,一个氨基与一分子酸以铵盐形式存在,另一个氨基与碳酸以内铵盐的形式存在。

酸在水溶液中主要以四价“氧”盐H3OX的共价键形式存在,很容易提供具有一定还原性的氢原子及一定氧化作用的X原子。

碳酸根五氨络钴盐与酸反应,首先与碳酸钴氨形式的内铵盐反应,形成[(NH3)5CoOCOOH]2盐,含有一个Co-OCOOH。由于Co-O共价键强度较高,而碳酸却很容易通过一个氢原子的转移产生H2O与CO2。在酸性溶液中,Co-OCOOH上面的氢原子很容易通过酸或者水传递到CoO-COOH的共价键上面,氢原子进攻氧原子,导致O-C共价键均裂,因此会形成羟基,脱去CO2,产生[(NH3)5CoOH]2盐,与酸反应,羟基变成四价“氧”盐形式,即为[Co(NH3)5H2O]3盐。

类似的反应也相当普遍,例如[(NH3)5CoOSO2]盐、[(NH3)5CoONO]2盐,都能以同样的反应产生[Co(NH3)5H2O]3盐,并放出SO2与NO,而其逆过程也可以同样发生。

通过上面的反应机理,我们可以看到用共价键观点看待配合物的化学键所具有的优越性,而离子键观点难以解释高价离子是如何产生的疑问。

参考资料:

1、  高等无机化学,科顿

2、高等无机化学,陈慧兰