СТРУКТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

1. Большинство комплексных соединений имеют внутреннюю и внешнюю сферы. Записывая химические формулы комплексных соединений, внутреннюю сферу заключают в квадратные скобки. Например, в комплексных соединениях К[Al(OH)4] и [Ca(NH3)8]Cl2, внутренней сферой являются группы атомов (комплексы) — [Al(OH)4]— и [Ca(NH3)8]2+, а внешней сферой — ионы К+ и Сl– соответственно.

2. Центральный атом или ион внутренней сферы называют комплексообразователем. Обычно, в качестве комплексообразователей выступают атомы или ионы металлов с достаточным количеством свободных орбиталей – это p-, d-, f- элементы: Cu2+, Pt2+, Pt4+, Ag+, Zn2+, Al3+и др. Но это может быть и атомы элементов, образующих неметаллы. Заряд комплексообразователя обычно положительный, но также может быть отрицательным или равным нулю и равен сумме зарядов всех остальных ионов. В приведенных выше примерах комплексообразователями являются ионы Al3+и Ca2+.

3. Комплексообразователь окружен и связан сигма-связью с ионами противоположного знака или нейтральными молекулами, так называемыми лигандами. В качестве лигандов в комплексных соединениях могут выступать такие анионы, как F–, OH–, CN–, CNS–, NO2–, CO32–, C2O42–и др., или нейтральные молекулы Н2О, NН3, СО, NО и др. В наших примерах это – ионы OH— и молекулы NH3. Количество лигандов в различных комплексных соединениях лежит в пределах от 2 до 12. А само число лигандов (число сигма-связей) называется координационным числом (к.ч.) комплексообразователя. В рассматриваемых примерах к.ч. равно 4 и 8.

4. Заряд комплекса (внутренней сферы) определяется как сумма зарядов комплексообразователя и лигандов.

5. Внешнюю сферу образуют ионы, связанные с комплексом ионной или межмолекулярной связью и имеющие заряд, знак которого противоположен знаку заряда комплексообразователя. Числовое значение заряда внешней сферы совпадает с числовым значением заряда внутренней сферы. В формуле комплексного соединения записываются они за квадратными скобками. Внешняя сфера может и вовсе отсутствовать, в случае, если внутренняя сфера нейтральна. В приведенных примерах, внешнюю сферу образуют 1 ион K+ и 2 иона Cl— соответственно.

КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Основываясь на различных принципах, комплексные соединения можно классифицировать различными способами:

По электрическому заряду: катионные, анионные и нейтральные комплексы.

· Катионные комплексы имеют положительный заряд и образуются если вокруг положительного иона координированы нейтральные молекулы. Например, [Al(H2O)6]Cl3, [Ca(NH3)8]Cl2

· Анионные комплексы имеют отрицательный заряд и образуются, если вокруг положительного иона координированы атомы с отрицательной степенью окисления. Например, К[Al(OH)4], K2[BF4]

· Нейтральные комплексы имеют заряд равный нулю и не имеют внешней сферы. Они могут образоваться при координации вокруг атома молекул, а также при одновременной координации вокруг центрального положительно заряженного иона отрицательных ионов и молекул.

По количеству комплексообразователей

· Одноядерные – комплекс содержит один центральный атом, например, K2[Be(SO4)2]

· Многоядерные — комплекс содержит два и более центральных атомов, например, [CrFe(NH3)6(CN)6]

По типу лиганда

· Гидраты – содержат акво-комплексы, т.е. в качестве лигандов выступают молекулы воды. Например, [Cr(H2O)6]Br3, [Co(H2O)6]Br2

· Аммиакаты – содержат аммин-комплексы, в которых в качестве лигандов выступают молекулы аммиака (NН3­). Например, [Zn(NH3)4]Cl2, [Ag(NH3)2]Cl

· Карбонилы – в таких комплексных соединениях, в качестве лигандов выступают молекулы монооксида углерода. Например, [Ni(CO)4], .

· Ацидокомплексы – комплексные соединения, содержащие в качестве лигандов кислотные остатки как кислородсодержащих, так и бескислородных кислот (F–, Cl–, Br–, I–, CN–, NO2–, SO42–, PO43–и др., а также ОН–). Например, K4[Ni(CN)6], Na2[FeCl4]

· Гидроксокомплексы — комплексные соединения, в которых в качестве лигандов выступают гидроксид-ионы: K2[Zn(OH)4], Cs2[Sn(OH)6]

Комплексные соединения могут содержать лиганды, относящиеся к различным классам приведенной классификации. Например: К[Pt(H2O)­3Br3], [Cr(NH3)4Br2]Br

4. По химическим свойствам: кислоты, основания, соли, неэлектролиты:

· Кислоты — H[AuBr4], H2[PtCl6]

· Основания — [Cu(NH3)4](OH)2, [Ag(NH3)2]OH

· Соли — Cs3[Al(OH)6], [Ni(H2O)4]Cl2

· Неэлектролиты — [Pt(NH3)2Cl2]

По количеству мест, занимаемых лигандом в координационной сфере

В координационной сфере лиганды могут занимать одно или несколько мест, т.е. образовывать с центральным атомом одну или несколько связей. По этому признаку различают:

· Монодентатные лиганды – это такие лиганды как молекулы Н2О, NH3, CO, NO и др. и ноны CN−, F−, Cl−, OH−, SCN−, и др.

· Бидентатные лиганды. К такому типу лигандов относятся ионы H2N—CH2—COO−, СО32−, SO42−, S2O32−, молекула этилендиамина H2N—CH2—CH2—H2N (сокращенно en).

· Полидентатные лиганды. Это, например, органические лиганды, содержащие несколько групп — CN или -COOH (ЭДТА). Некоторые полидентантные лиганды способны образовать циклические комплексы, называемые хелатными (например, гемоглобин, хлорофилл и др.)

Номенклатура

Чтобы записать формулу комплексного соединения, необходимо помнить, что, как и любое ионное соединение, вначале записывается формула катиона, а после – формула аниона. При этом, формулу комплекса записывают в квадратных скобках, где вначале записывают комплексообразователь, затем лиганды.

Правила:

1. В названиях комплексных соединений, как и ионных солей, первым указывают анион, а затем – катион.

2. В названии комплекса сначала указывают лиганды, а после – комплексообразователь. Лиганды перечисляют в алфавитном порядке.

3. Нейтральные лиганды называются также, как молекулы, к анионным лигандам прибавляют окончание –о.

4. Если количество лигандов больше единицы, то их число указывают греческими приставками:

Ди-, 3-три-, 4-тетра-, 5-пента-, 6-гекса-, 7-гепта-, 8-окта-, 9-нона-, 10-дека-.

Если же в названии самого лиганда уже присутствует греческая приставка, то название лиганда записывают в скобках и к нему прибавляют приставку типа:

Бис-, 3-трис-, 4-тетракис-, 5-пентакис-, 6-гексакис-.

Например, соединение [Co(en)3]Cl3 называют – трис(этилендиамин)кобальт(III).

5. Названия комплексных анионов оканчиваются суффиксом – ат

6. После названия металла в скобках указывают римскими цифрами его степень окисления.

Например, назовем следующие соединения: [Cr(H2O)4Cl2]Cl

Начнем с лигандов: 4 молекулы воды обозначаются как тетрааква, а 2 хлорид-иона – как дихлоро.

Далее указываем комплексообразователь – это хром и его степень окисления равна III.

Наконец, анионом в данном соединении является хлорид-ион.

Итак, полное название таково – хлорид тетрааквадихлорохрома(III)

K4[Ni(CN)4]

Начнем с лигандов: в комплексном анионе содержится 4 лиганда CN—, которые называются тетрациано.

Далее указываем комплексообразователь – это никель и его степень окисления равна нулю.

Так как металл входит в состав комплексного аниона, то он называется никелат(0).

Итак, полное название таково – тетрацианоникелат(0) калия

Типичные комплексообразователи:

· d-элементы периодической системы элементов, их катионы Zn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Co³⁺, Ni²⁺, Cu²⁺ и т.д.;

· некоторые неметаллы, например, в H₂SO₄ → S, [NH₄]Cl → N, H₂[SiF₆] → Si.

 

Важнейшие лиганды:

· нейтральные молекулы дипольного характера: NH₃, NO, CO и др.

· ионы: CN^-, NO₂^-, Cl^-, Br^-, OH^-, CO₃^2- и др.

Количество координационных мест, которые занимают лиганды во внутренней сфере, характеризуется координационной емкостью или дентатностью. Связь лиганда с центральным атомом осуществляется посредством свободных электронных пар одного или нескольких атомов лиганда. Если лиганд связан с комплексообразователем через один атом, как NH₃ в ионе диамминсеребра (1+) [Н₃N: Ag: NH₃], то имеем дело с монодентатным лигандом; но лиганды могут быть также и би-, три- и полидентатными – т.е. связь осуществляется через свободные электронные пары двух, трех или более атомов одного и того же лиганда.

Комплексные ионы. Строение комплексных ионов (ВС), диссоциация.

Константа устойчивости комплексных ионов. Двойные соли

Комплексный ион - сложный ион, который состоит из атома элемента в определенном валентном состоянии связанный с одной или несколькими молекулами или ионами.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I.1 Особенности комплексных соединений природных и синтетических порфиринов.
2. Болтовые соединения. Общая хар-ка и область применения. Основы расчета болтовых соединений.
3. Взаимосвязь химического строения и структуры неорганических и органических соединений
4. Виды сварки и сварных соединений
5. Виды соединений составных частей изделий
6. ВЫБОР ПОСАДОК ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
7. Выбор средств измерений и контроля прямобочных шлицевых соединений
8. Изображение комплексных чисел радиус-векторами координатной плоскости
9. Качество сварки. Методы обследования и контроля сварных соединений.
10. Кислотные и основные свойства органических соединений.
11. Классификация и номенклатура органических соединений
12. КЛАССИФИКАЦИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ШВОВ