Комплексные соединения Лекция 10 Шагалов Владимир Владимирович
advertisement
Комплексные соединения Лекция 10 Шагалов Владимир Владимирович Определение Комплексы это соединения, образованные при координировании одним атомом одного или более ионов или молекул Соединения, содержащие одну или несколько координационных сфер, называются комплексными Комплексы это ионы и молекулы, состоящие из центральной частицы и координированных вокруг нее лигандов Комплекс это центральный атом, окруженный набором лигандов Комплексными называют соединения, в узлах кристаллов которых находятся комплексы, способные к самостоятельному существованию в растворе 2 Шагалов Владимир Владимирович Определение Комплексообразователь — центральный атом комплексной частицы Лиганды — атомы или изолированные группы атомов, располагающиеся вокруг комплексообразователя Внутренняя сфера комплексного соединения — центральный атом со связанными с ним лигандами, то есть, собственно, комплексная частица Внешняя сфера комплексного соединения — остальные частицы, связанные с комплексной частицей ионной или межмолекулярными связями, включая водородные Дентатность лиганда определяется числом координационных мест, занимаемых лигандом в координационной сфере комплексообразователя Координационное число — число связей, образуемых 3 центральным атомом с лигандами. Шагалов Владимир Владимирович Координационная сфера Комплекс состоит из центрального атома и расположенных вокруг него лигандов Центральный атом – акцептор электронов, как правило, dметалл в неотрицательной степени окисления Лиганд – донор электронов, может быть частицей любой сложности, имеющей один или более донорных атомов Совокупность центрального атома и всех легандов называется координационной сферой Внешняя сфера [Mn(H2O)6]Cl2 K3[Fe(C2O4)3] 4 Коорд. сфера Шагалов Владимир Владимирович Структура 2+ О H2O H 2O 1 - 0,19 нм 2 - 0,22 нм 2 OH2 1 U H2O OH2 [UO 2 (OH2 )6 ]2 OH2 О 3– О F 1 U 2 F F F F О 1 - 0,18 нм 2 - 0,22 нм K3[UO2F5] 5 Шагалов Владимир Владимирович Структура Если заряд лигандов компенсирует заряд комплексообразователя, то такие комплексные соединения называют нейтральными или комплексаминеэлектролитами: они состоят только из комплексообразователя и лигандов внутренней сферы При обменных реакциях комплексные ионы переходят из одних соединений в другие, не изменяя своего состава Наиболее типичными комплексообразователями являются катионы d-элементов. Лигандами могут быть: а) полярные молекулы — NH3, Н2О, CO, NO; б) простые ионы — F−, Cl−, Br−, I−, H+; в) сложные ионы — CN−, SCN−, NO2−, OH−. 6 Шагалов Владимир Владимирович Классификации комплексных соединений 1. По заряду комплекса Катионные комплексы образованы в результате координации вокруг положительного иона нейтральных молекул (H2O, NH3 и др.). [(Zn(NH3)4)]Cl2 — хлорид тетраамминцинка(II) Анионные комплексы: в роли комплексообразователя выступает атом с положительной степенью окисления, а лигандами являются простые или сложные анионы K2[BeF4] — тетрафторобериллат(II) калия Нейтральные комплексы образуются при координации молекул вокруг нейтрального атома, а также при одновременной координации вокруг положительного иона — комплексообразователя отрицательных ионов и молекул [Ni(CO)4] — тетракарбонилникель 7 Шагалов Владимир Владимирович Классификации комплексных соединений 2. По числу мест, занимаемых лигандами в координационной сфере Монодентатные лиганды. Такие лиганды бывают нейтральными (молекулы Н2О, NH3, CO, NO и др.) и заряженными (ионы CN−, F−, Cl−, OH−, SCN−, S2O32− и др.) Бидентатные лиганды. Примерами служат лиганды: ион аминоуксусной кислоты H2N — CH2 — COO−,оксалатный ион −O — CO — CO — O−, карбонат-ион СО32−, сульфат-ион SO42− Полидентатные лиганды. Например, комплексоны — органические лиганды, содержащие в своём составе несколько групп −С≡N или −COOH (этилендиаминтетрауксусная кислота — ЭДТА) 8 Шагалов Владимир Владимирович Классификации комплексных соединений 3. По природе лиганда Аммиакаты — комплексы, в которых лигандами служат молекулы аммиака: [Cu(NH3)4]SO4, [Co(NH3)6]Cl3 Аквакомплексы — в которых лигандом выступает вода: [Co(H2O)6]Cl2, [Al(H2O)6]Cl3 Карбонилы — комплексные соединения, в которых лигандами являются молекулы оксида углерода(II): [Fe(CO)5], [Ni(CO)4] Ацидокомплексы — комплексы, в которых лигандами являются кислотные остатки. К ним относятся комплексные соли: K2[PtCl4], комплексные кислоты: H2[CoCl4], H2[SiF6] Гидроксокомплексы — комплексные соединения, в которых в качестве лигандов выступают гидроксид-ионы: Na2[Zn(OH)4], Na2[Sn(OH)6] и др. 9 Шагалов Владимир Владимирович Номенклатура 1) В названии комплексного соединения первым указывают отрицательно заряженную часть — анион, затем положительную часть — катион 2) Название комплексной части начинают с указания состава внутренней сферы. Во внутренней сфере прежде всего называют лиганды — анионы, прибавляя к их латинскому названию окончание «о». Например: Cl− — хлоро, CN− — циано, SCN− — тиоцианато, NO3− — нитрато, SO32− — сульфито, OH− — гидроксо и т. д. При этом пользуются терминами: для координированного аммиака — аммин, для воды — аква, для оксида углерода(II) — карбонил 3) Число монодентатных лигандов указывают греческими числительными: 1 — моно (часто не приводится), 2 — ди, 3 — три, 4 — тетра, 5 — пента, 6 — гекса. Для полидентатных лигандов (например, этилендиамин, оксалат) используют бис-, трис, тетракис- и т. д. 10 Шагалов Владимир Владимирович Номенклатура 4) Затем называют комплексообразователь, используя корень его латинского названия и окончание -ат, после чего римскими цифрами указывают (в скобках) степень окисления комплексообразователя 5) После обозначения состава внутренней сферы называют внешнюю сферу 6) В названии нейтральных комплексных частиц комплексообразователь указывается в именительном падеже, а степень его не указывается, так как она однозначно определяется, исходя из электронейтральности комплекса 11 Шагалов Владимир Владимирович
