Composés de coordination : Théorie, Propriétés et Applications

PARTIE 4.
THÈME 1-4. Composés de coordination.
THÉORIE http://www.alhimik.ru/compl_soed/gl_1.htm

QUESTIONS ET EXERCICES POUR L’AUTO-ÉVALUATION EN PRÉVISION DES COURS :

1. Donnez la définition des composés de coordination. Quelle est leur différence avec les sels doubles et qu’ont-ils en commun ?

2. Écrivez les formules des composés de coordination à partir de leurs noms : ammonium dihydroxo­tétrachloroplatinate (IV), triammintrinitrocobalt (III), donnez leur caractérisation ; indiquez les sphères de coordination interne et externe ; l’ion central et son degré d’oxydation ; les ligands, leur nombre et leur denticité ; la nature des liaisons. Écrivez l’équation de dissociation en solution aqueuse et l’expression de la constante de stabilité.

3. Propriétés générales des composés de coordination : dissociation, stabilité des complexes, propriétés chimiques des complexes.

4. Comment la réactivité des complexes est-elle caractérisée du point de vue thermodynamique et cinétique ?

5. Quels aminocomplexes sont plus stables que le tétraaminocuivre (II), et lesquels le sont moins ?

6. Donnez des exemples de complexes macrocycliques formés par les ions des métaux alcalins ; par les ions des éléments d.

7. Selon quel critère les complexes sont-ils considérés comme chélatés ? Donnez des exemples de complexes chélatés et non chélatés.

8. En prenant l'exemple du glycinate de cuivre, donnez la définition des composés intracomplexes. Écrivez la formule structurale du complexonate de magnésium avec l’acide éthylènediaminetétraacétique sous forme sodique.

9. Donnez schématiquement un fragment structurel d’un complexe polynucléaire quelconque.

10. Donnez la définition des complexes polynucléaires, hétéro-nucléaires et hétérovalents. Rôle des métaux de transition dans leur formation. Rôle biologique de ces composants.

11. Quels types de liaisons chimiques existent dans les composés de coordination ?

12. Enumérez les principaux types d’hybridation des orbitales atomiques pouvant apparaître chez l’atome central d’un complexe. Quelle est la géométrie du complexe selon le type d’hybridation ?

13. À partir de la structure électronique des éléments des blocs s, p et d, comparez leur aptitude à la formation de complexes et leur place dans la chimie des complexes.

14. Donnez la définition des complexones et complexonates. Donnez des exemples des plus utilisés en biologie et en médecine. Énoncez les principes thermodynamiques sur lesquels repose la chélathérapie. Application des complexonates à la neutralisation et à l’élimination des xénobiotiques de l’organisme.

15. Examinez les principaux cas de perturbation de l’homéostasie métal-ligand dans l’organisme humain.

16. Donnez des exemples de composés biocomplexes contenant du fer, du cobalt, du zinc.

17. Exemples de processus compétitifs impliquant l’hémoglobine.

18. Rôle des ions métalliques dans les enzymes.

19. Expliquez pourquoi le cobalt présente une stabilité plus élevée au degré d’oxydation +3 dans les complexes avec des ligands complexes (polydentés) qu’au degré +2 dans des sels simples tels que les halogénures, sulfates, nitrates.

20. Le cuivre présente les degrés d’oxydation +1 et +2. Peut-il catalyser des réactions de transfert d’électrons ?

21. Le zinc peut-il catalyser des réactions d’oxydoréduction ?

22. Quel est le mécanisme de l’action toxique du mercure ?

23. Indiquez l’acide et la base dans la réaction : AgNO3 + 2NH3 = [Ag(NH3)2]NO3.

24. Expliquez pourquoi on utilise en tant que médicament le sel potassium-sodium de l’acide hydroxyéthylidène diphosphonique, et non l’acide pur (OEDP).

25. Comment les ions métalliques des composés biocomplexes assurent-ils le transport des électrons dans l’organisme ?

QUESTIONS À CHOIX MULTIPLE

1. Le degré d’oxydation de l’atome central dans l’ion complexe [Ni(H2O)4(CO3)2]2- est égal à :

a) -4 ;
b) +2 ;
c) -2 ;
d) +4.

2. L’ion complexe le plus stable :
   a) [HgCl4]2-, Ks = 8,5×10^-15 ;
   b) [HgI4]2-, Ks = 1,5×10^-30 ;
   c) [Hg(CN)4]2-, Ks = 4×10^-42 ;
   d) [HgBr4]2-, Ks = 1×10^-21.

3. Une solution contient 0,1 mole de PtCl4 • 4NH3. En réagissant avec AgNO3, elle forme 0,2 mole de précipité AgCl. Attribuez une formule de coordination à la substance initiale :
   a) [PtCl3(NH3)4]Cl ;
   b) [PtCl(NH3)4]Cl3 ;
   c) [PtCl2(NH3)4]Cl2 ;
   d) [Pt(NH3)4]Cl4.

4. Quelle forme géométrique possèdent les complexes résultant d’une hybridation sp3d2 ?

1. tétraédrique ;

2. carrée ;

3. octaédrique ;

4. bipyramide trigonale ;

5. linéaire.

5. Choisissez la formule du composé pentaamminechlorocobalt (III) sulfate :
   a) Na3[Co(NO2)6] ;
   b) [CoCl2(NH3)4]Cl ;
   c) K2[Co(SCN)4] ;
   d) [CoCl(NH3)5]SO4 ;
   e) [Co(H2O)6]Cl3.

6. Quels ligands sont polydentés ?
   a) Cl- ;
   b) H2O ;
   c) éthylènediamine ;
   d) NH3 ;
   e) SCN-.

7. Les complexants sont :
   a) des atomes donneurs de paires d’électrons ;
   b) des ions accepteurs de paires d’électrons ;
   c) des atomes et ions accepteurs de paires d’électrons ;
   d) des atomes et ions donneurs de paires d’électrons.

8. Les éléments ayant la plus faible capacité de formation de complexes sont :
   a) s ;
   b) p ;
   c) d ;
   d) f

9. Les ligands sont :
   a) des molécules donneuses de paires d’électrons ;
   b) des ions accepteurs de paires d’électrons ;
   c) des molécules et ions donneurs de paires d’électrons ;
   d) des molécules et ions accepteurs de paires d’électrons.

10. Le type de liaison dans la sphère de coordination interne du complexe est :
    a) covalente d’échange ;
    b) covalente donneur-accepteur ;
    c) ionique ;
    d) hydrogène.

11. Le meilleur agent complexant est :
    a) Mg2+ ;
    b) Cr2+ ;
    c) Al3+ ;
    d) Cr3+.

12. Par quels atomes les ligands sont-ils généralement coordonnés aux métaux dans les biocomplexes ?
    a) O, N ;
    b) O, S, P ;
    c) H, O, P ;
    d) N, S, P.

13. Dans l’hémoglobine, le degré d’oxydation du fer est :
    a) +3 ;
    b) +2 ;
    c) 0 ;
    d) +6.