🧪 [Ni(CN)₄]²⁻

Ni²⁺ — d⁸ konfiguratsiya

Ni: [Ar] 3d⁸4s². Ni²⁺: [Ar] 3d⁸. 8 ta d-elektron. Oktaedrik maydonda yuqori spinli (t₂g⁶ eg², n=2, paramagnit). Kvadrat-planar maydonda esa barcha elektronlar juftlashgan (n=0, diamagnit).

Kvadrat-planar maydonda d-orbital ajralishi

D_4h simmetriyada 5 ta d-orbital 4 ta energetik sathga ajraladi:
d_xy (b₂_g) — eng past (to'lgan, 2e⁻)
d_xz, d_yz (e_g) — 4e⁻
d_z² (a₁_g) — 2e⁻
d_x²−y² (b₁_g) — bo'sh! (eng yuqori)

Nima uchun kvadrat-planar?

CN⁻ — kuchli maydonli ligand. Kuchli σ-donor va kuchli π-akseptor. d_x²−y² orbitalni yuqori energiyaga ko'taradi — bu orbital bo'sh qoladi. Qolgan 4 ta d-orbital (d_xy, d_xz, d_yz, d_z²) to'liq to'lgan. Natija: energetik jihatdan kvadrat-planar geometriya oktaedrikdan afzal.

Magnit xossalari

Barcha 8 ta d-elektron juftlashgan. n = 0, μ_eff = 0. Diamagnit. Bu — [Ni(CN)₄]²⁻ ni [NiCl₄]²⁻ (tetraedrik, paramagnit, μ≈3.5 μ_B) va [Ni(H₂O)₆]²⁺ (oktaedrik, paramagnit, μ≈2.8−3.3 μ_B) dan farqlashning eng oson usuli.

UB-Vis spektroskopiya

d⁸ kvadrat-planar — d-d o'tishlar mavjud. λ_max ≈ 420 nm (d-d, ε≈10), 320 nm (MLCT, ε≈1000). Rangi: sariq (binafsha-ko'k nurlarni yutadi). Oktaedrik [Ni(H₂O)₆]²⁺ yashil rangda — geometriya o'zgarishi bilan rang o'zgaradi.

IQ spektroskopiya

ν(C≡N): 2128 cm⁻¹. Erkin CN⁻ da 2080 cm⁻¹ — yuqori chastotaga siljigan. Bu Ni→CN π-akseptor bog'lanishni ko'rsatadi. ν(Ni−C): 417 cm⁻¹. δ(Ni−C≡N): 540 cm⁻¹. D_4h simmetriya tufayli IQ va Raman faol modlar farq qiladi.

¹³C YaMR

¹³C YaMR: δ = 135 ppm (C≡N). Erkin CN⁻ da δ = 165 ppm — past maydonga siljigan. Bu metall-ligand bog'lanishining kovalent xarakterini ko'rsatadi.

Ni²⁺ tuzidan KCN bilan

NiSO₄ + 4KCN → K₂[Ni(CN)₄] + K₂SO₄

Ni²⁺ tuzi eritmasiga stexiometrik miqdorda KCN qo'shiladi. Dastlab Ni(CN)₂ cho'kmasi tushadi, so'ng ortiqcha CN⁻ da erib, [Ni(CN)₄]²⁻ hosil bo'ladi. Eritma to'q sariq rangga kiradi.

Ni(CN)₂ dan ortiqcha KCN bilan

Ni(CN)₂ + 2KCN → K₂[Ni(CN)₄]

Avval NiSO₄ + 2KCN → Ni(CN)₂↓ + K₂SO₄. Cho'kma filtrlanadi, yuviladi, so'ng 2 ekvivalent KCN eritmasida eritiladi. Toza mahsulot olish uchun qulay usul.

Barqarorlik konstantasi

[Ni(CN)₄]²⁻ ning umumiy barqarorlik konstantasi log β₄ ≈ 30. Bu — eng barqaror komplekslardan biri. Termodinamik jihatdan juda barqaror. Ammo kinetik jihatdan labil — CN⁻ almashinuvi tez boradi (Ni²⁺ d⁸ — labil). Bu — termodinamik va kinetik barqarorlik farqining klassik misoli.

Kislotalar bilan

Kislotali muhitda CN⁻ protonlanib HCN ga aylanadi: [Ni(CN)₄]²⁻ + 4H⁺ → Ni²⁺ + 4HCN↑. Zaharli HCN gazi ajraladi! Kislotalar bilan ishlash qat'iyan taqiqlanadi.

Oksidlanish

Kuchli oksidlovchilar ta'sirida Ni²⁺ Ni³⁺ gacha oksidlanishi mumkin: 2[Ni(CN)₄]²⁻ + S₂O₈²⁻ → 2[Ni(CN)₄]⁻ + 2SO₄²⁻. [Ni(CN)₄]⁻ — Ni³⁺ kompleksi, beqaror.