코발트 착화합물의 합성을 통한 착이온 조성의 제어

소개글

2020-2학기 해당과목 A+ 레포트입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론
1) 코발트 (Cobalt)
2) 전이 금속 (Transition metal)
3) 리간드 (Ligand)
4) 배위 화학 (Coordination chemistry)
5) 착물의 이성질 현상 (Isomerism of complex)
6) Werner 이론
7) 결정장 이론 (Crystal Field Theory, CFT)
8) 결정장 안정화 에너지 (Crystal Field Stabilization Energy, CFSE)
9) 장의 세기와 스핀
10) 리간드장 이론

3. 실험 기구 및 시약
1) 실험 기구
2) 시약

4. 실험 과정
1) [Co〖(NH_3)〗_6]〖Cl〗_3의 합성
2) [Co〖(NH_3)〗_5 Cl]〖Cl〗_2의 합성

5. 참고 문헌

6. 실험 결과
1) [Co〖(NH_3)〗_6]〖Cl〗_3의 합성
2) [Co〖(NH_3)〗_5 Cl]〖Cl〗_2의 합성

7. 토의

본문내용

1. 실험 목적
- 코발트(Ⅲ) 착화합물 [Co〖(NH_3)〗_6]〖Cl〗_3과 [Co〖(NH_3)〗_5 Cl]〖Cl〗_2의 합성을 통해 수용액에서 전이 금속의 산화, 착이온 조성의 제어, 결정화를 실험하고, 리간드장 이론을 적용하여 두 착화합물의 색깔을 비교 이해한다.

2. 실험 이론
1) 코발트 (Cobalt)
- 원자 번호 27번의 원소로, d 오비탈에 전자를 갖는 전이 금속이다.
- 중심 금속 원자의 역할을 하며 배위 결합을 통하여 착물을 형성한다. 이 때, +2 또는 +3의 산화수를 가지며 착물을 형성한다.
2) 전이 금속 (Transition metal)
- 주기율표상에서 한 주기의 왼쪽에서 오른쪽으로 가며 d 오비탈에 전자가 채워지는 금속을 전이 금속이라고 한다. 전이 원소라고도 하며, 이 원소들은 모두 금속 원소이기 때문에 보통 전이 금속이라고 한다.
- 리간드와 결합하며 착물을 형성하는 중심 금속 원자의 역할을 하기도 하며, 이 때 리간드로부터 전자쌍을 받는 Lewis 산으로 작용한다. 이 때, 한 원소가 여러 개의 산화수를 가질 수 있다.
3) 리간드 (Ligand)
- 중심 금속 원자와의 배위 결합을 통해 착물을 이루는 물질을 리간드라고 하며, 배위 화합물에서 독립적으로 존재할 수 있다. 배위 결합을 이룰 때 중심 금속 원자에 비공유 전자쌍을 제공하며 Lewis 염기로 작용한다.
- 착물에서 중심 금속 이온에 직접 결합하는 리간드의 원자를 주개 원자(donor atom)이라고 하며, 이러한 주개 원자의 개수에 따라 리간드의 자리수를 구분지을 수 있다. 오직 한 개의 주개 원자를 가진 리간드를 한 자리 리간드, 두 개의 주개 원자를 가진 리간드를 두 자리 리간드, 그리고 세 개 이상의 주개 원자들을 가진 리간드를 여러 자리 리간드라고 한다. 이 때, 두 자리 이상의 리간드는 킬레이트 화합물을 형성할 수 있어서 킬레이트 리간드라고 부르기도 한다.

참고 자료

무기화학 (7판) / Weller 외 3 / 자유아카데미 / p. 403~406, 412~413, 436~437, 457~459
무기화학 (4판) / James E. Huheey 외 2 / 자유아카데미 / P. 329~335, 466~468
무기화학 (5판) / Gary L. Miessler 외 2 / Pearson / P. 355~360