АННОТАЦИЯ. Статья посвящена изучению строения комплексного соединения [ZnSO4·2(CH2)6N4] на основе квантово-химического расчета методом MNDO/d и определение способа координации лиганда и сульфат иона с комплексообразователем.

ABSTRACT

The article is devoted to the composition study of coordination compound [ZnSO4·2(CH2)6N4] based on quantum-chemical calculation with help of MNDO/d method and definition of coordination method of ligand and sulfate ion with a complexing agent.

Ключевые слова: комплексообразование; лиганд; квантово-химический расчет; эффективные заряды; длина связи; порядок связи; валентные углы; гексаметилентетрамин .

Keywords: complexing; ligand; quantum-chemical calculation; effective charges; bond length; bond order; bond angles; hexamethylenetetramine.

Настоящее время интенсивно развивается химия координационных соединений, поскольку многие фундаментальные и прикладные задачи решаются с помощью теории комплексообразования. Обобщение особенностей комплексообразования в рамках одного класса лиганда и сравнение их реакционных способностей является актуальной. Свойства комплексных соединений определяется структурой комплексов и состоянием координированных лигандов [1].

Равновесная конфигурация комплекса [ZnSO4·(CH2)6N4] рассчитанная методом MNDO/d [2] показано на рис. 1. Центральным атомом цинка координируется монодентатно две молекулы гексаметилентетрамина и бидентатно сульфат-ионы, которые образуют искаженный тетраэдрический комплекс. Валентные тетраэдрические углы комплекса (табл. 2) NZnN , NZnO, OZnO равны 102,6; 118,6; 72,08. Анализ изученных геометрических параметров по сравнению с гексаметилентетрамином.

На основе квантово-химического расчета определено геометрические параметры — эффективные заряды атомов, длина и порядок связи, валентные углы, энергии образования, дипольный момент комплекса.

В таблице 1 приведено значение эффективных зарядов атомов комплекса [ZnSO4 · 2(CH2)6N4]. Эффективные заряды на атомах молекулы гексаметилентетрамина и в комплексном соединении [ZnSO4 · 2(CH2)6N4] распределены так, что отрицательные заряды сосредоточены на атомах азота и кислорода, а атомы серы, цинка, углерода и водорода несут положительные заряды. Эффективные заряды у координированного атома азота к центральному атому более положительны -0,273е; -0,268е, чем у не координированных атомах азота равно -0,404е. У бидентатно координированной SO4 группы эффективные заряды атомов кислорода более положительны -0,776е; -0,781е, чем у остальных атомах кислорода -0,864е; -0,854е.

 

Рисунок 1. Строение комплекса [ZnSO4 ·2(СН2)6N4]

Таблица 1.

Эффективные заряды на атомах в комплексе [ZnSO4·2(СН2)6N4]

 

Рассчитанные длины и порядки связей комплекса [ZnSO4 ∙ 2(СН2)6N4] приведены в таблице 2. В молекуле лиганда длина связи в трех связях CN 1,49 Å, а у координированной связи СN к центральному атому длина удлиняется на 0,14Å. Длина связи N-Zn, Zn-O в комплексе соответственно равны 2,16 Å; 1,99Å.

Вычисленные значения порядков связей (табл. 2) показывает, что рассчитанные порядки связей лиганда изменяется следующим образом: порядок связи CN гексаметилентетрамина уменьшается от 0,93 до 0,89 при комплексообразовании, а порядок связи N-Zn, Zn-O, С-Н равны 0.57; 0,69; 0,96. Судя по порядку связи СN в комплексе ослабевает при комплексообразовании, а связь N-Zn менее прочны, чем связь Zn-O в комплексе.

Таблица 2.

Рассчитанные геометрические параметры комплекса [ZnSO4 ∙ 2(СН2)6N4]

Таким образом, в координационных соединениях гексаметилентетрамин может связываться с центральным атомом только монодентатно, а сульфатная группа координируется центральным атомом бидентатно через атом кислорода. Анализ изменений рассчитанных длин и порядков связей комплекса, а также изменение эффективных зарядов на молекуле гексаметилентетрамина в искаженном тетраэдрическом комплексе [ZnSO4 ∙ 2(СН2)6N4], показывает, что координационная связь N-Zn менее прочнее, чем координационная связь Zn-О. Не удалось оптимизировать структуру комплекса, где гексаметилентетрамин выступило бы как бидентатный лиганд.

Список литературы:

1.Матыев Э.С., Аденов Ж.А. и др. «Роль химических элементов и их соединений в экологии, биологии и медицине». Бишкек. Изд. «Технология». 2002 г

2.Hyper Chem. Version 7,5 © Copyright. 2005.HyperCube, Inc

Нужна помощь в написании статьи?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Подробнее