АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Химия гетерополисоединений

Читайте также:
  1. II. Синтез гетерополисоединений
  2. Алхимия
  3. Алхимия
  4. АЛХИМИЯ ПРЕДАННОСТИ
  5. Аналитическая химия
  6. Астрохимия
  7. Атомы, химия, единицы измерения
  8. Биологическая Химия
  9. Биохимия
  10. Бытовая химия
  11. Великие научные открытия Древнего Китая. Медицина, алхимия, геомантия (фен-шуй), астрология
  12. Глава 14. Алхимия.

ГЕТЕРОПОЛИСОЕДИНЕНИЯ (ГПС) относятся к обширному классу соединений, называемых металл-кислородными кластерами, имеющих общую формулу HkХlMmOn·H2O, где Х – гетероатом; M – Mo, W, Nb, Ta, V; k, l, m, n – целые числа. В структуре этих соединений можно выделить октаэдры MO6, которые соединены между собой ребрами, вершинами, гранями, в центре ГПС располагаются гетероатомы. В качестве центрального атома могут выступать около 50 элементов. Набор входящих в гетерополисоединения элементов М ограничен атомами, имеющими подходящее сочетание ионного радиуса и заряда и способными образовывать dπ-pπ -связи элемент – кислород. Для гетероатомов Х такого ограничения нет. К гетерополисоединениям относят гетерополикислоты и их соли.

Известно несколько типов структур ГПС. На рис. 2 изображены структуры некоторых гетерополианионов. Основное внимание в литературе уделяется ГПС со структурами Кеггина и их производными – ламинарными (искаженными) и Доусона, в которых гетероатом имеет координационное число (к.ч.), равное 4 и окружен четырьмя атомами кислорода (тетраэдрическое окружение) – sp3 гибридизация гетероатома [1]. ГПС с к.ч. 6 (октаэдрическое окружение – sp3d2 гибридизация), которые имеют структуру Андерсена, тоже достаточно хорошо исследованы.

 

 

Структура Кеггина – ЭM12O40n- Структура Андерсона ЭM6O24n- Структура ЭM9O326-
Структура Доусона – Э2M18O62n- Структура Э2M10O366-
       

 

Рис.2 Структурные формулы гетерополианионов

 

 

Гетерополисоединения можно получить путем смешения раствора растворимого молибдата, ванадата или вольфрамата с раствором, содержащим гетероатомы. После смешения раствор подкисляют до значения pH, при котором данное гетерополисоединение устойчиво, а затем нагревают. При охлаждении или иногда после упаривания раствора получают соль гетерополикислоты.

Если соли таким простым способом не получаются или не могут быть выделены в достаточно чистом виде, то их выделяют из растворов соответствующих кислот средней концентрации путем насыщения хлоридами металлов или добавлением рассчитанных количеств карбонатов металлов.

Гетерополикислоты и их некоторые соли [за исключением солей Rb, Cs, Ag, Hg(II), NH4, тяжелых металлов и орг. оснований] хорошо растворимы в воде и кислородсодержащих орг. растворителях (спиртах, кетонах, простых эфирах). Из водных растворов выделяются в виде кристаллогидратов. Сравнительно устойчивы в кислых и нейтральных водных растворах, разлагаются в щелочной среде.

Гетерополикислоты являются сильными многоосновными кислоты, значительно превосходящие по силе обычные минеральные кислоты.

ГПС являются сильными многоэлектронными окислителями. Присоединение электронов приводит к увеличению основности ГПА и может сопровождаться его протонизацией. Восстановление гетерополианионов Mo и W с учетом протонизации на примере ГПС структуры Кеггина можно представить уравнением:

XM12VIO40х-8+ne-+mH+→HmXM12-nVIMnVO40x+m-n-8

Диапазон применения этих соединений довольно широк и включает такие области, как катализ (в том числе электрокатализ, фотокатализ), аналитическая химия, медицина, электроника, защитные покрытия и многие другие.

В частности, использование гетерополисоединений для модифицирования поверхности полупроводникового оксида позволяет повысить эффективность фотокаталитических процессов за счет ускорения катодной стадии (восстановления кислорода), т.е. гетерополианионы выступают в роли переносчиков фотоэлектронов, образующихся в полупроводнике под действием света.

При использовании гетерополианионов для катализа реакции восстановления кислорода основным продуктом будет являться пероксид водорода, который также может участвовать в фотоокислительном процессе.

 


1 | 2 | 3 | 4 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)