Fe[+3] и Fe[+2], что означают эти цифры?

[etzell]

В соединениях порфиринах пишут, что железо может быть Fe(+2) или Fe(+3), при это имеют атом железа описывают как ион... С связи с этим возникает вопрос, здесь имеется в виду нейтральный атом железа, который в соединение с порфирином в ковалентной связи имеет такой заряд или все-таки ион железа уже с избыточным зарядо +3 или +2?
Да, кстати, может кто-нибудь подскажет ответ на следующий вопрос. Обычно считается, что органические соединения типо порфирина имеют спин в основном состоянии равный нулю. Но когда мы вставляем в него железо, то спин может изменится, так как спин железа не равен нулю. Связи с этим возникает вопрос.. Как определить вообще спин молекулы?

[avor]

-имеется в виду нейтральный атом железа, который с порфирином в ковалентной связи имеет такой заряд

Эта фраза выглядит, как бред.

Железо там в ионной форме. Насчет спина сходу не догоняю надо смотреть на железо и порфирин, но похоже нету там никакого спина и железо его не очень то порождает.

[etzell]

Я имел в виду распределение заряда в Молекуле. (есть распределение заряда по Левдину, Малликену.)
Если железо в ионной форме, то получается, молекула имеет заряд, то есть электрически не нейтральна?

[avor]

Скажите соль К4[Fe(CN)6] имеет заряд? А в растворе? Тоже и с порфирином. Любая молекула заряженная положительно в неитральном растворе имеет противоионы в живых организмах это в основном Cl^-, но может быть и фосфат и тд. тп.

При чем здесь спин я не очень понял? Спин электронный появляется при наличии не спаренных электронов, протонный при наличии нечетного числа протонов.

[etzell]

Я не химик, поэтому мне сравнения, которые вы привели мало о чем говорят. Единственно, что я хочу, это получить однозначный ответ. У меня есть две молекулы: 1. порфирин без железа. 2 порфирин с железом двух видов +3 или +2. Что мне нужно?
Мне нужно узнать следующее. Полный заряд молекулы №1 и №2. А также, если возможно спиновое состояние в основном состоянии. И еще вопрос, если молекула в целом электронейтральна с железом, то при каких условиях степень окисления железа равна +3, а при каких +2?

[avor]

-Я не химик,

А кто вы?

--У меня есть две молекулы: 1. порфирин без железа. 2 порфирин с железом двух видов +3 или +2.

какой вы шустрый. Вот я тоже хотел бы что бы у меня был ион натрия. Но чота как то никто не предлагает даже за большие деньги. Вот разве что в ускорителе, или там масспектрометре пролетают курилки, но в руки не даются.

[etzell]

Я физик. Снова от вас не получил прямого ответа. Естественно модели молекул, построенные для расчета. Я как понимаю, ответа вы не знаете на вопрос. Ожидаю других.

[avor]

Я физик. Снова от вас не получил прямого ответа. Естественно модели молекул, построенные для расчета. Я как понимаю, ответа вы не знаете на вопрос. Ожидаю других.

Видите ли как считать какой порфирин. Если вот этот:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ... d/Heme.svg
То ка вы можете заметить у него имеются 2 ионизируемые в водных растворах карбоксильные группы.
Поэтому если мы условимся считать, что молоекула не имеет противоионов, то с железом 2+ молекула будет нейтральной, а с 3+ иметь один положительный заряд. Однако если мы допустим, что карбоксильные группы связаны с протонами, то заряд будет 2+ и 3+ соответственно. Но с равной вероятностью можно считать, что и для железа найдутся противоионы, в этом случае молекула будет электронейтральна.

если порфирин будет таким
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/c ... hyll_b.svg
То здесь порфирин не имеет легко ионизируемых групп и если считать, что у ионов железа нет противоионов, то заряд будет +2 ,+3, если железу добавить противоинов, то нейтральной.

Что касается спинов то в основном состоянии я неспаренных электронов не вижу следовательно спин нулевой.

Вы задаете вопрос о сферическом слоне в вакууме поэтому вам не возможно нормально однозначно ответить. Что бы получить ответ на вопрос, надо знать хотя бы половину ответа.

Собственно я занимался сейчас не ответом на вопрос, а вашим образованием, которым вы и сами бы могли заняться почитав литературу.

[etzell]

Спасибо! Образованием в области Химии, я сейчас занимаюсь. До этого сфера научных интересов была в другой области)) Квантовая гравитация)
Меня интересует конкретный порфин - Тетрафенилпорфин в центре которого может находиться железо или марганец. Причем без карбоксильных групп и т.д.

tetra.jpg

Хотелось узнать, если я вставляю в него Fe с плюсом 2 или +3, как быть с зарядом? Аналогично и с Марганцем.

upd: вставлено изображение

[Marxist]

Есть формальный заряд, который соответствует состоянию ионизации, и поэтому всегда целочисленный, и частичный атомный заряд, который можно рассчитывать с помощью разных схем расчёта (те же схемы Лёвдина, Малликена и т.д.).

Файл лучше выложить на форум, а не на невнятый файлообменник.

[avor]

--Хотелось узнать, если я вставляю в него Fe с плюсом 2 или +3, как быть с зарядом? Аналогично и с Марганцем.
Еще раз повторяю все зависит от среды, в которой вы рассматриваете комплекс. Все растворы электронейтральны. Любые ионы имеют противоионы заряженные молекулы в виде более менее плотного вещества еще никому вроде не удавалось выделить. Вопрос: что вы имеете ввиду? Т.е. как вещество данный комплекс можно получить в виде "соли" формально "молекулы", которой будут нейтральны, но состоять из ионов. Если исходить из формального включения иона железа в комплекс с профирином, то что следует из закона сохранения заряда, позвольте вас спросить (молекула порфирина не заряжена)? Я не понимаю почему у вас возникает вопрос на ровном месте.

[Marxist]

А там разве суммарный заряд у порфирина не -2? пиррольные протоны должны отрываться, по идее

[avor]

А там разве суммарный заряд у порфирина не -2? пиррольные протоны должны отрываться, по идее

ну, не знаю из метана и аммиака тоже можно оторвать водород, но какой ценой.

Из википедии: Пиррол является слабой NH-кислотой (pKa 17,5 в воде) и реагирует с щелочными металлами и их амидами в жидком аммиаке или инертных растворителях с депротонированием по положению 1 и образованием соответствующих солей.

[Marxist]

Те, которые в центре, где ион металла сидит. Там у них несколько другие свойства и несколько другие рановесия, чем у чистого пиррола в воде

[avor]

Те, которые в центре, где ион металла сидит. Там у них несколько другие свойства и несколько другие рановесия, чем у чистого пиррола в воде

Может быть, может быть однако:

Порфирины можно рассматривать, как типичные амфотерные соединения, обладающие одновременно основными (N-основания) и очень слабыми кислотными (NH-кислоты) свойствами.

Полная ионизация связи N-H (III) возможна у порфиринов только при воздействии очень активных основных реагентов, например, гидроокиси тетраалкиламмония R4N+OH-, или высоких концентраций алкоголят-ионов, или некоторых других сильных оснований органической природы.[10-11]

10. R.A., Hammonds K., Joe M., Miscelly G.M. 10. Inorg.Chem. 1996, 35, 1940-1944.
11. Schroeder G., Brzezinski B., Podebski D., Grech E. 11. J. Molec.Struct. 1997, 416, 11-19.

Цитаты отсюда
http://macroheterocycles.isuct.ru/sites ... 30-138.pdf

[etzell]

Атом железа или любого другого металла вставлен в центр координационной полости, а два атома водорода отрываются. Поэтому и симметрия молекулы повышается. Но в зависимости от окружения, атом может выходить из координационной полости в пределах 1 ангстрем. Так, вот мне надо рассчитать методами ab initio спектр флуоресценции, спектр поглощения и колебательный спектр молекулы тетрафенилпорфина (что уже сделано) (тут все ясно молекула электронейтральна и спин ее равен нулю), проблема возникла с железо= тетрафенилпорфином. Чтобы провести расчет мне надо задать спин молекулы и заряд. Естественно и отклонение атома металла из координационной полости.. Здесь симметрия будет понижаться до С4v.
Вот собственно в чем и проблема. Может быть необходимо рассматривать экстралиганд в комплексе с металлом, к примеру атом Хлора.

[avor]

Ну, хорошо слезли два атома протона стала она нейтральной с железом 2+.ю а у железа 3 будет один положительный заряд. Чисто химически у железа есть еще пара орбиталей для образования координационных связей. Спин тоже не меняется.

--Но в зависимости от окружения, атом может выходить из координационной полости в пределах 1 ангстрем.
Ну и ладненько, что бы это произошло окружение должно быть асимметрично. Если у вас будет два хлора над и под плоскостью, то никуда, он не сместится. А вот если скажем хлор и карбоксил, тогда может быть.

[etzell]

Все равно не совсем понимаю. Когда мы удаляем два атома водорода - мы удаляем и два протона и электрона- молекула должна так же остаться электрически нейтральной. После чего мы вставляем ион железа +2 в центр полости. Железо образует четыре связи с атомами азота. У на возникает избыток положительного заряда и молекула становится заряженной?

[zvir]

Все равно не совсем понимаю. Когда мы удаляем два атома водорода - мы удаляем и два протона и электрона- молекула должна так же остаться электрически нейтральной. После чего мы вставляем ион железа +2 в центр полости. Железо образует четыре связи с атомами азота. У на возникает избыток положительного заряда и молекула становится заряженной?

ИМХО, Ваша молекула - аналог гемина (или гема). Удаляются же не два водорода, а два протона - порфирин выступает как двухосновная кислота. С ионом железа(II) даёт нейтральный комплекс (с формальным зарядом на железе +2), с железом(III) - заряженный (+1) комплекс с экстраионом (скажем Cl^- как в гемине или ОН^- как в геме) с формальным зарядом на железе +3.

[etzell]

Хорошо, спасибо! Понятно. Я не совсем понимал, что такое формальный заряд или степень окисления и что она не всегда равна валентности элемента. Спасибо!