Kompleksna jedinjenja

Sažetak predavanja

Ciljevi. Formirati ideje o sastavu, strukturi, svojstvima i nomenklaturi složenih spojeva; razvijati vještine određivanja stepena oksidacije kompleksirajućeg agensa, sastavljanja jednačina za disocijaciju kompleksnih jedinjenja.
Novi koncepti: kompleksno jedinjenje, agens za kompleksiranje, ligand, koordinacijski broj, vanjske i unutrašnje sfere kompleksa.
Oprema i reagensi. Stalak sa epruvetama, koncentrovanim rastvorom amonijaka, rastvorima bakar(II) sulfata, srebrnog nitrata, natrijum hidroksida.

TOKOM NASTAVE

Laboratorijsko iskustvo. Dodati rastvor amonijaka u rastvor bakar(II) sulfata. Tečnost će dobiti intenzivnu plavu boju.

Šta se desilo? Hemijska reakcija? Do sada nismo znali da amonijak može reagovati sa solju. Koja je supstanca nastala? Koja je njegova formula, struktura, naziv? Kojoj klasi jedinjenja pripada? Može li amonijak reagirati s drugim solima? Postoje li veze slične ovoj? Na ova pitanja moramo odgovoriti danas.

Da bismo bolje proučili svojstva nekih jedinjenja gvožđa, bakra, srebra, aluminijuma, potrebno nam je poznavanje složenih jedinjenja.

Nastavimo sa našim iskustvom. Dobivena otopina je podijeljena na dva dijela. U jedan dio dodamo alkalije. Taloženje bakar (II) hidroksida Cu (OH) 2 se ne primećuje, stoga u rastvoru nema dvonabijenih jona bakra ili ih ima premalo. Iz ovoga možemo zaključiti da ioni bakra stupaju u interakciju sa dodatkom amonijaka i formiraju neke nove ione koji ne daju nerastvorljivo jedinjenje sa OH - jonima.

U isto vrijeme, joni ostaju nepromijenjeni. To se može vidjeti dodavanjem otopine barij hlorida u otopinu amonijaka. Odmah će ispasti bijeli talog BaSO 4.

Istraživanja su utvrdila da je tamnoplava boja otopine amonijaka posljedica prisustva kompleksnih jona 2+ u njemu, nastalih vezivanjem četiri molekula amonijaka na ion bakra. Kada voda ispari, joni 2+ se vežu za ione, a iz otopine se izdvajaju tamnoplavi kristali čiji je sastav izražen formulom SO 4 H 2 O.

Kompleksna jedinjenja su jedinjenja koja sadrže kompleksne jone i molekule koji mogu postojati i u kristalnom obliku i u rastvorima.

Formule molekula ili jona kompleksnih jedinjenja obično se stavljaju u uglaste zagrade. Kompleksna jedinjenja se dobijaju iz konvencionalnih (nekompleksnih) jedinjenja.

Primjeri dobivanja kompleksnih spojeva

Struktura kompleksnih jedinjenja razmatra se na osnovu teorije koordinacije koju je 1893. predložio švajcarski hemičar Alfred Werner, dobitnik Nobelove nagrade. Njegova naučna aktivnost odvijala se na Univerzitetu u Cirihu. Naučnik je sintetizovao mnoga nova kompleksna jedinjenja, sistematizovao ranije poznata i novo dobijena kompleksna jedinjenja i razvio eksperimentalne metode za dokazivanje njihove strukture.

A. Werner (1866–1919)

U skladu s ovom teorijom razlikuju se kompleksna jedinjenja agens za kompleksiranje, vanjski i unutrašnja sfera. Sredstvo za stvaranje kompleksa je obično kation ili neutralni atom. Unutrašnja sfera se sastoji od određenog broja jona ili neutralnih molekula koji su čvrsto vezani za agens za stvaranje kompleksa. Oni se nazivaju ligandi. Broj liganada određuje koordinacijski broj(KN) agens za stvaranje kompleksa.

Primjer složenog spoja

Razmatrano u primjeru, spoj SO 4 H 2 O ili CuSO 4 5H 2 O je kristalni hidrat bakar (II) sulfata.

Hajde da definišemo sastavne delove drugih kompleksnih jedinjenja, na primer K 4 .
(Referenca. Supstanca sa formulom HCN je cijanovodonična kiselina. Soli cijanovodonične kiseline nazivaju se cijanidi.)

Sredstvo za formiranje kompleksa je ion gvožđa Fe 2+, ligandi su joni cijanida CN - , koordinacioni broj je šest. Sve što je napisano u uglastim zagradama je unutrašnja sfera. Joni kalija formiraju vanjsku sferu kompleksnog jedinjenja.

Priroda veze između centralnog jona (atoma) i liganada može biti dvostruka. S jedne strane, veza je posljedica sila elektrostatičke privlačnosti. S druge strane, između centralnog atoma i liganada veza se može formirati mehanizmom donor-akceptor po analogiji sa amonijum jonom. U mnogim kompleksnim jedinjenjima, veza između centralnog jona (atoma) i liganada nastaje kako zbog sila elektrostatičke privlačnosti, tako i zbog veze koja nastaje zbog nepodijeljenih elektronskih parova agensa za stvaranje kompleksa i slobodnih orbitala liganada.

Složena jedinjenja koja imaju vanjsku sferu su jaki elektroliti i u vodenim otopinama se gotovo potpuno disociraju u kompleksni ion i ione spoljna sfera. Na primjer:

SO 4 2+ + .

U reakcijama razmjene, kompleksni ioni prelaze s jednog spoja na drugo bez promjene njihovog sastava:

SO 4 + BaCl 2 \u003d Cl 2 + BaSO 4.

Unutrašnja sfera može imati pozitivan, negativan ili nulti naboj.

Ako naboj liganada nadoknađuje naboj agensa za stvaranje kompleksa, tada se takvi kompleksni spojevi nazivaju neutralni ili neelektrolitni kompleksi: oni se sastoje samo od agensa za stvaranje kompleksa i liganada unutrašnje sfere.

Takav neutralni kompleks je, na primjer, .

Najtipičniji agensi za stvaranje kompleksa su kationi d-elementi.

Ligandi mogu biti:

a) polarni molekuli - NH 3, H 2 O, CO, NO;
b) prosti joni - F - , Cl - , Br - , I - , H - , H + ;
c) kompleksni joni - CN -, SCN -, NO 2 -, OH -.

Razmotrimo tabelu koja pokazuje koordinacione brojeve nekih agenasa za kompleksiranje.

Nomenklatura kompleksnih jedinjenja. U spoju se prvo imenuje anjon, a zatim kation. Prilikom određivanja sastava unutrašnje sfere, prije svega se pozivaju anioni, dodajući latinskom nazivu sufiks - o-, na primjer: Cl - - kloro, CN - - cijano, OH - - hidrokso, itd. U daljem tekstu neutralni ligandi i prvenstveno amonijak i njegovi derivati. U ovom slučaju se koriste sljedeći termini: za koordinirani amonijak - ammine, za vodu - aqua. Broj liganada je označen grčkim riječima: 1 - mono, 2 - di, 3 - tri, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa. Zatim prelaze na naziv centralnog atoma. Ako je središnji atom dio kationa, tada se koristi ruski naziv odgovarajućeg elementa i njegovo oksidacijsko stanje je naznačeno u zagradama (rimskim brojevima). Ako je centralni atom sadržan u anionu, onda koristite latinski naziv elementa, a na kraju dodajte završetak - at. U slučaju neelektrolita, oksidaciono stanje centralnog atoma nije dato, jer jedinstveno se određuje iz uslova elektroneutralnosti kompleksa.

Primjeri. Za imenovanje Cl 2 kompleksa, određuje se oksidacijsko stanje (S.O.)
X agens za kompleksiranje - Cu jon X+ :

1 x + 2 (–1) = 0,x = +2, C.O.(Cu) = +2.

Slično, nalazi se oksidacijsko stanje jona kobalta:

y + 2 (–1) + (–1) = 0,y = +3, S.O.(Co) = +3.

Koliki je koordinacijski broj kobalta u ovom spoju? Koliko molekula i jona okružuje centralni jon? Koordinacioni broj kobalta je šest.

Ime kompleksnog jona napisano je jednom riječju. Oksidacijsko stanje centralnog atoma je označeno rimskim brojem u zagradi. Na primjer:

Cl 2 - tetraamin bakar (II) hlorid,
NE 3 – dikloroakvatriaminkobalt(III) nitrat,
K 3 - heksacijanoferat(III) kalijum,
K 2 - tetrakloroplatinat (II) kalijum,
- dihlorotetraamincink,
H 2 - heksahlorotinska kiselina.

Na primjeru nekoliko kompleksnih spojeva odredit ćemo strukturu molekula (sredstvo za ionsko kompleksiranje, njegov S.O., koordinacijski broj, ligandi, unutrašnja i vanjska sfera), dati naziv kompleksa, zapisati jednačine elektrolitičke disocijacije.

K 4 - kalijum heksacijanoferat (II),

K 4 4K + + 4– .

H - tetrakloroaurinska kiselina (nastala otapanjem zlata u kraljevskoj vodi),

H H + + –.

OH - diamin srebro (I) hidroksid (ova supstanca je uključena u reakciju "srebrnog ogledala"),

OH + + OH - .

Na - tetrahidroksoaluminat natrijum,

Na Na + + - .

Mnoge organske tvari također pripadaju složenim spojevima, posebno proizvodima interakcije amina s vodom i vama poznatim kiselinama. Na primjer, soli metil amonijum hlorida i fenilamonijum hlorid su kompleksna jedinjenja. Prema teoriji koordinacije, oni imaju sljedeću strukturu:

Ovdje je atom dušika agens za stvaranje kompleksa, atomi vodika na dušiku, a metilni i fenilni radikali su ligandi. Zajedno čine unutrašnju sferu. U vanjskoj sferi nalaze se hloridni joni.

Mnoge organske supstance koje imaju veliki značaj u životu organizama su složena jedinjenja. To uključuje hemoglobin, hlorofil, enzimi i drugi

Kompleksna jedinjenja se široko koriste:

1) u analitičkoj hemiji za određivanje mnogih jona;
2) za izdvajanje određenih metala i proizvodnju metala visoke čistoće;
3) kao boje;
4) otklanjanje tvrdoće vode;
5) kao katalizatori važnih biohemijskih procesa.

Hemijski test - kompleksna jedinjenja - HITNO! i dobio najbolji odgovor

Odgovor od Nicka[gurua]
Neka pitanja su pogrešno postavljena, na primjer 7,12,27. Stoga odgovori sadrže rezerve.
1. Koliki je koordinacijski broj agensa za stvaranje kompleksa u kompleksnom jonu +2?
U 6
2. Koliki je koordinacijski broj agensa za stvaranje kompleksa u 2+ kompleksnom jonu?
B) 6
3. Koliki je koordinacijski broj kompleksirajućeg agensa u kompleksnom jonu 2+
B) 4
4. Koliki je koordinacijski broj Su²+ u kompleksnom jonu +?
B) 4
5. Koliki je koordinacijski broj agensa kompleksiranja u kompleksnom jonu: +4?
B) 6
6. Odrediti naelektrisanje centralnog jona u kompleksnom jedinjenju K4
B) +2
7. Koliki je naboj kompleksnog jona?
B) +2 - ako pretpostavimo da je agens za stvaranje kompleksa Su (II)
8. Među solima gvožđa odredite kompleksnu so:
A) K3
9. Koliki je koordinacijski broj Pt4+ u 2+ kompleksnom jonu?
A) 4
10. Odrediti naboj kompleksnog jona K2?
B) +2
11. Koji molekul odgovara nazivu tetraamin bakar (II) diklorid?
B) Cl2
12. Koliki je naboj kompleksnog jona?
D) +3 - ako pretpostavimo da je agens za stvaranje kompleksa Cr (III)
13. Među solima bakra (II) odredi kompleksnu sol:
B) K2
14. Koliki je koordinacijski broj Co3+ u kompleksnom jonu +?
B) 6
15. Odrediti naelektrisanje kompleksirajućeg agensa u kompleksnom jedinjenju K3?
D) +3
16. Koji molekul odgovara nazivu kalijum tetrajodohidrat (II)?
A) K2
17. Koliki je naboj kompleksnog jona?
U 2
18. Među solima nikla (II) odredite kompleksnu sol:
B) SO4
19. Koliki je koordinacijski broj Fe3+ u kompleksnom jonu -3?
U 6
20. Odredite naelektrisanje kompleksirajućeg agensa u kompleksnom jedinjenju K3?
B) +3
21. Koji molekul odgovara nazivu srebro(I) diamin hlorid?
B) Cl
22. Koliki je naboj kompleksnog jona K4?
B) -4
23. Među solima cinka odredite kompleksnu sol
B) Na2
24. Koliki je koordinacijski broj Pd4+ u 4+ kompleksnom jonu?
D) 6
25. Odredite naelektrisanje kompleksirajućeg agensa u kompleksnom jedinjenju H2?
B) +2
26. Koji molekul odgovara nazivu kalijum heksacijanoferat (II)?
D) K4
27. Koliki je naboj kompleksnog jona?
D) -2 - ako pretpostavimo da je agens za stvaranje kompleksa Co (II)
27. Među jedinjenjima hroma (III) odredi kompleksno jedinjenje
C) [Cr (H2O) 2(NH3)4]Cl3
28. Koliki je koordinacijski broj kobalta (III) u jonu kompleksa NO3?
B) 6
29. Odrediti naelektrisanje kompleksirajućeg agensa u kompleksnom jedinjenju Cl2
A) +3
30. Koji molekul odgovara nazivu natrijum tetrajodopaladata (II)?
D) Na2

Odgovor od james bond[novak]
o moj boze

Odgovor od Mače...[guru]
#30 najnoviji

Nomenklatura složenih jedinjenja sastavni je dio nomenklature neorganskih supstanci. Pravila za imenovanje složenih jedinjenja su sistematična (nedvosmislena). U skladu s preporukama IUPAC-a, ova pravila su univerzalna, jer se, ako je potrebno, mogu primijeniti i na jednostavna anorganska jedinjenja, ako ne postoje tradicionalni i posebni nazivi za potonje. Imena izgrađena prema sistematskim pravilima su adekvatna hemijskim formulama. Formula kompleksnog spoja sastavlja se prema općim pravilima: prvo se piše kation - složen ili običan, zatim anion - kompleksan ili običan. U unutrašnjoj sferi kompleksnog jedinjenja prvo je upisan centralni kompleksirajući atom, zatim nenabijeni ligandi (molekuli), zatim negativno nabijeni anionski ligandi.

Jednojezgarni kompleksi

U nazivima kationskih, neutralnih i većine anionskih kompleksa, centralni atomi imaju ruska imena odgovarajućih elemenata. U nekim slučajevima, za anionske komplekse, koriste se korijeni latinskih naziva elemenata centralnog kompleksirajućeg atoma. Na primjer, - dihlorodiaminplatina, 2- - tetrahloroplatinat (II) -jon, + - diaminsrebrov (I) kation, - - dicijanoargenat (I) -jon.

Naziv kompleksnog jona počinje naznakom sastava unutrašnje sfere. Prije svega, anjoni koji se nalaze u unutrašnjoj sferi navedeni su abecednim redom, dodajući završetak "o" njihovom latinskom nazivu. Na primjer, OH - - hidrokso, Cl - - kloro, CN - - cijano, CH 3 COO - - acetat, CO 3 2- - karbonat, C 2 O 4 2- - oksalat, NCS - - tiocijanato, NO 2 - - nitro , O 2 2- - okso, S 2- - tio, SO 3 2- - sulfito, SO 3 S 2- - tiosulfato, C 5 H 5 - ciklopentadienil itd. Zatim su neutralni molekuli unutar sfere označeni abecednim redom. Za neutralne ligande koriste se jednoslovni nazivi tvari bez promjena, na primjer, N 2 -diazot, N 2 H 4 -hidrazin, C 2 H 4 - etilen. Intrasferni NH 3 se naziva amino-, H 2 O - akva, CO-karbonil, NO-nitrozil. Broj liganada je označen grčkim brojevima: di, tri, tetra, penta, hexa, itd. Ako su imena liganada složenija, na primjer, etilendiamin, prethode im prefiksi "bis", "tris", "tetrakis" itd.

Imena složenih spojeva sa vanjskom sferom sastoje se od dvije riječi (općenito "kation anion"). Ime kompleksnog anjona završava se sufiksom -at. Oksidacijsko stanje agensa za stvaranje kompleksa označeno je rimskim brojevima u zagradama iza naziva anjona. Na primjer:

K 2 - kalijum tetrakloroplatinat (II),

Na 3 [Fe (NH 3) (CN) 5] - natrijum pentacijanomonoamin ferat (II),

H 3 O - oksonijum tetrahloroaurat (III),

K je kalijum dijodojodat(I),

Na 2 - natrijum heksahidroksostannat (IV).

U jedinjenjima sa kompleksnim katjonom, oksidacijsko stanje kompleksirajućeg agensa je naznačeno nakon njegovog naziva rimskim brojevima u zagradama. Na primjer:

Cl je diamin srebro (I) hlorid,

Br je triklorotriaminplatin(IV) bromid,

NE 3 -

Kloronitrotetraaminkobalt(III) nitrat.

Imena složenih spojeva - neelektrolita bez vanjske sfere sastoje se od jedne riječi, oksidacijsko stanje kompleksirajućeg agensa nije naznačeno. Na primjer:

- trifluorotriakvokobalt,

- tetraklorodiamin platina,

- bis (ciklopentadienil) gvožđe.

Naziv spojeva sa kompleksnim kationom i anjonom sastoji se od naziva kationa i aniona, na primjer:

heksanitrokobaltat(III) heksaaminkobalt(III),

trikloroaminplatinat (II) platina(II) hlorotriamin.

Za komplekse s ambidentatnim ligandima, naziv označava simbol atoma s kojim je ovaj ligand vezan za centralni kompleksirajući atom:

2- - tetrakis (ticijanato-N) kobaltat (II) -ion,

2- - tetrakis(tiocijanato-S) merkurat(II) - jon.

Tradicionalno, ambidentatni ligand NO 2 - naziva se nitro ligand ako je atom donora dušik, a nitrito ligand ako je atom donora kisik (–ONO -):

3- - heksanitrokobaltat (III) -jon,

3- - heksanitritokobaltat (III) -jon.

Klasifikacija složenih spojeva

Kompleksni joni mogu biti dio molekula različitih klasa hemijskih jedinjenja: kiselina, baza, soli itd. U zavisnosti od naboja kompleksnog jona razlikuju se kationski, anjonski i neutralni kompleksi.

Kationski kompleksi

U kationskim kompleksima centralni atom za kompleksiranje su kationi ili pozitivno polarizirani atomi kompleksirajućeg agensa, a ligandi su neutralne molekule, najčešće voda i amonijak. Složeni spojevi u kojima voda djeluje kao ligand nazivaju se akvakompleksi. Ova jedinjenja uključuju kristalne hidrate. Na primjer: MgCl 2 × 6H 2 O

ili Cl2,

CuSO 4 × 5H 2 O ili ∙SO 4 ∙ H 2 O, FeSO 4 × 7H 2 O ili SO 4 × H 2 O

U kristalnom stanju, neki akva kompleksi (na primjer, bakar sulfat) također zadržavaju vodu kristalizacije, koja nije dio unutrašnje sfere, koja je manje čvrsto vezana i lako se odvaja kada se zagrijava.

Jedna od najbrojnijih klasa kompleksnih spojeva su amino kompleksi (amonati) i aminati. Ligandi u ovim kompleksima su molekule amonijaka ili amina. Na primjer: SO 4, Cl 4,

Cl2.

Anionski kompleksi

Ligandi u takvim spojevima su anioni ili negativno polarizirani atomi i njihove grupe.

Anionski kompleksi uključuju:

a) kompleksne kiseline H, H 2, H.

b) dvostruke i kompleksne soli PtCl 4 × 2KCl ili K 2,

HgI 2 × 2KI ili K 2 .

c) kiseline koje sadrže kiseonik i njihove soli H 2 SO 4 , K 2 SO 4 , H 5 IO 6 , K 2 CrO 4 .

d) hidroksosoli K, Na 2 .

e) polihalidi: K, Cs.

Neutralni kompleksi

Takva jedinjenja uključuju kompleksna jedinjenja koja nemaju vanjsku sferu i ne daju kompleksne ione u vodenim otopinama: , , karbonil kompleksi , .

Kation-anion kompleksi

Jedinjenja istovremeno sadrže i kompleksni kation i kompleksni anion:

, .

Ciklični kompleksi (kelati)

Koordinacioni spojevi u kojima je centralni atom (ili ion) istovremeno vezan za dva ili više donorskih atoma liganda, zbog čega je jedan ili više heterocikla zatvoreni, nazivaju se kelati . Ligandi koji formiraju kelatne prstenove nazivaju se helirajući (helirajući) reagensi. Zatvaranje kelatnog prstena takvim ligandima naziva se helacija(helacija). Najopsežnija i najvažnija klasa kelata su metalni helatni kompleksi. Sposobnost koordinacije liganada svojstvena je metalima svih oksidacijskih stanja. Za elemente glavnih podgrupa, centralni kompleksirajući atom je obično u najvišem oksidacionom stanju.

Reagensi za heliranje sadrže dvije glavne vrste centara donora elektrona: a) grupe koje sadrže mobilni proton, na primjer, -COOH, -OH, -SO 3 H; kada su koordinirani na centralni ion, moguća je supstitucija protona i b) neutralne grupe donora elektrona, na primjer, R 2 CO, R 3 N. Bidentatni ligandi zauzimaju dva mjesta u unutrašnjoj koordinacionoj sferi kelata, kao npr. , na primjer, etilendiamin (slika 3).

Prema Chugajevljevom pravilu ciklusa, najstabilniji helatni kompleksi nastaju kada ciklus sadrži pet ili šest atoma. Na primjer, među diaminima sastava H 2 N-(CH 2)n-NH 2 najstabilniji kompleksi nastaju za n=2 (petočlani ciklus) i n=3 (šestočlani ciklus).

Fig.3. Bakar(II) bisethylenediamin kation.

Kelati u kojima, na zatvaranju kelatnog ciklusa, ligand koristi neutralne grupe donora elektrona koje sadrže proton i formalno je vezan za centralni atom kovalentnom i donor-akceptor vezom, tzv. su intrakompleksna jedinjenja. Dakle, polidentatni ligandi sa kiselim funkcionalnim grupama mogu formirati helatna jedinjenja. Interkompleksna jedinjenja su helat u kojem je zatvaranje prstena praćeno pomicanjem jednog ili više protona iz kiselih funkcionalnih grupa metalnim jonom, posebno bakar(II) glicinat je intrakompleksno jedinjenje:

Fig.4. Interkompleksno jedinjenje 8-hidroksihinolina sa cinkom.

Hemoglobin i hlorofil su takođe intrakompleksna jedinjenja.

Najvažnija karakteristika kelata je njihova povećana stabilnost u poređenju sa slično konstruisanim necikličkim kompleksima.

Poglavlje 17

17.1. Osnovne definicije

U ovom poglavlju ćete se upoznati sa posebnom grupom složenih supstanci pod nazivom sveobuhvatan(ili koordiniranje) spojeva.

Trenutno je stroga definicija koncepta " složena čestica" br. Obično se koristi sljedeća definicija.

Na primjer, hidratirani ion bakra 2 je složena čestica, budući da zapravo postoji u otopinama i nekim kristalnim hidratima, formira se od Cu 2 iona i molekula H 2 O, molekule vode su stvarne molekule, a Cu 2 ioni postoje u kristalima mnogih jedinjenja bakra. Naprotiv, jon SO 4 2 nije složena čestica, jer iako se joni O 2 javljaju u kristalima, jon S 6 ne postoji u hemijskim sistemima.

Primjeri drugih složenih čestica: 2 , 3 , , 2 .

Istovremeno, joni NH 4 i H 3 O se klasifikuju kao kompleksne čestice, iako H joni ne postoje u hemijskim sistemima.

Ponekad se složene čestice nazivaju složenim hemijskim česticama, sve ili dio veza u kojima se formiraju prema mehanizmu donor-akceptor. To važi za većinu složenih čestica, ali, na primjer, u kalijevoj stipsi SO 4 u kompleksnoj čestici 3, veza između atoma Al i O zaista nastaje prema mehanizmu donor-akceptor, dok u kompleksnoj čestici postoji samo elektrostatička (jon-dipol) interakcija. To potvrđuje postojanje u željezo-amonijum alum-u složene čestice slične strukture, u kojoj je moguća samo ion-dipolna interakcija između molekula vode i jona NH4.

Po naelektrisanju, složene čestice mogu biti kationi, anjoni, ali i neutralni molekuli. Složena jedinjenja koja sadrže takve čestice mogu pripadati različitim klasama hemikalija (kiseline, baze, soli). Primjeri: (H 3 O) - kiselina, OH - baza, NH 4 Cl i K 3 - soli.

Tipično, agens za stvaranje kompleksa je atom elementa koji formira metal, ali može biti i atom kisika, dušika, sumpora, joda i drugih elemenata koji formiraju nemetale. Oksidacijsko stanje agensa za stvaranje kompleksa može biti pozitivno, negativno ili nula; kada se kompleksno jedinjenje formira od jednostavnijih supstanci, ono se ne menja.

Ligandi mogu biti čestice koje su prije formiranja kompleksnog spoja bile molekule (H 2 O, CO, NH 3 itd.), anjoni (OH, Cl, PO 4 3 itd.), kao i katjon vodonika . Razlikovati neidentificiran ili monodentatni ligandi (povezani sa centralnim atomom preko jednog od njegovih atoma, odnosno jednom vezom), bidentate(povezani sa centralnim atomom preko dva svoja atoma, odnosno dvjema -vezama), tridentate itd.

Ako su ligandi neidentični, tada je koordinacijski broj jednak broju takvih liganada.

Cn zavisi od elektronske strukture centralnog atoma, njegovog stepena oksidacije, veličine centralnog atoma i liganada, uslova za nastanak kompleksnog jedinjenja, temperature i drugih faktora. CN može imati vrijednosti od 2 do 12. Najčešće je jednako šest, nešto rjeđe - četiri.

Postoje i složene čestice sa nekoliko centralnih atoma.

Koriste se dvije vrste strukturnih formula složenih čestica: koje označavaju formalni naboj centralnog atoma i liganada, ili označavaju formalni naboj cijele kompleksne čestice. primjeri:

Za karakterizaciju oblika složene čestice koristi se ideja koordinacionog poliedra (poliedra).

Koordinacijski poliedri također uključuju kvadrat (KN = 4), trokut (KN = 3) i bučicu (KN = 2), iako ove figure nisu poliedri. Primjeri koordinacijskih poliedara i odgovarajuće oblikovanih složenih čestica za najčešće CN vrijednosti prikazani su na sl. jedan.

17.2. Klasifikacija složenih spojeva

Kako se hemijski kompleksni spojevi dijele na jonske (ponekad se nazivaju ionogena) i molekularni ( nejonski) veze. Jonska kompleksna jedinjenja sadrže nabijene kompleksne čestice - jone - i predstavljaju kiseline, baze ili soli (vidi § 1). Molekularna kompleksna jedinjenja sastoje se od nenabijenih kompleksnih čestica (molekula), na primjer: ili - teško ih je pripisati bilo kojoj glavnoj klasi hemikalija.

Kompleksne čestice koje čine kompleksna jedinjenja su prilično raznolike. Stoga se za njihovu klasifikaciju koristi nekoliko klasifikacijskih karakteristika: broj centralnih atoma, tip liganda, koordinacijski broj i drugo.

Prema broju centralnih atoma složene čestice se dijele na single-core i multi-core. Centralni atomi čestica multinuklearnog kompleksa mogu biti međusobno povezani direktno ili preko liganda. U oba slučaja, centralni atomi sa ligandima formiraju jednu unutrašnju sferu kompleksnog jedinjenja:

Prema vrsti liganada, složene čestice se dijele na

1) Aquacomplexes, odnosno složene čestice u kojima su molekuli vode prisutni kao ligandi. Kationski akvakompleksi m su manje ili više stabilni, anjonski akvakompleksi su nestabilni. Svi kristalni hidrati su spojevi koji sadrže vodene komplekse, na primjer:

Mg(ClO 4) 2. 6H 2 O je zapravo (ClO 4) 2 ;
BeSO4. 4H 2 O je zapravo SO 4 ;
Zn(BrO 3) 2 . 6H 2 O je zapravo (BrO 3) 2 ;
CuSO4. 5H 2 O je zapravo SO 4 . H2O.

2) Hidroksokompleksi, odnosno kompleksne čestice u kojima su hidroksilne grupe prisutne kao ligandi, koji su bili hidroksidni joni prije ulaska u kompleksnu česticu, na primjer: 2 , 3 , .

Hidrokso kompleksi nastaju iz vodenih kompleksa koji pokazuju svojstva kationskih kiselina:

2 + 4OH = 2 + 4H 2 O

3) Amonijak, odnosno kompleksne čestice u kojima su NH 3 grupe prisutne kao ligandi (prije formiranja kompleksne čestice - molekule amonijaka), na primjer: 2 , , 3 .

Amonijak se također može dobiti iz aqua kompleksa, na primjer:

2 + 4NH 3 \u003d 2 + 4 H 2 O

Boja otopine se u ovom slučaju mijenja od plave do ultramarinske.

4) acidokompleksi, odnosno složene čestice u kojima su kao ligandi prisutni kiseli ostaci kiselina bez kiseonika i kiselina koje sadrže kiseonik (pre formiranja kompleksne čestice - aniona, na primer: Cl, Br, I, CN, S 2, NO 2, S 2 O 3 2 , CO 3 2 , C 2 O 4 2 itd.).

Primjeri formiranja kiselinskih kompleksa:

Hg 2 + 4I = 2
AgBr + 2S 2 O 3 2 = 3 + Br

Posljednja reakcija se koristi u fotografiji za uklanjanje neizreagiranog srebrnog bromida iz fotografskih materijala.
(Prilikom razvijanja fotografskog filma i fotografskog papira, neeksponirani dio srebrnog bromida koji se nalazi u fotografskoj emulziji se ne obnavlja od strane programera. Za njegovo uklanjanje koristi se ova reakcija (proces se naziva "fiksiranje", jer neuklonjeni srebro bromid postepeno se razgrađuje na svjetlu, uništavajući sliku)

5) Kompleksi u kojima su atomi vodika ligandi podijeljeni su u dvije potpuno različite grupe: hidrid kompleksi i kompleksi uključeni u sastav onijum veze.

U formiranju hidridnih kompleksa - , , - centralni atom je akceptor elektrona, a hidridni jon je donor. Oksidacijsko stanje atoma vodika u ovim kompleksima je –1.

U kompleksima oniijuma, centralni atom je donor elektrona, a akceptor je atom vodonika u +1 oksidacionom stanju. Primeri: H 3 O ili - oksonijum jon, NH 4 ili - amonijum jon. Osim toga, postoje supstituirani derivati ​​takvih jona: - tetrametilamonijum jon, - tetrafenilarsonijum jon, - dietiloksonijum jon, itd.

6) Karbonil kompleksi - kompleksi u kojima su CO grupe prisutne kao ligandi (prije formiranja kompleksa - molekule ugljičnog monoksida), na primjer:,, itd.

7) Anion halogenid kompleksi su kompleksi tipa .

Druge klase složenih čestica također se razlikuju prema vrsti liganada. Osim toga, postoje složene čestice sa ligandima različitih tipova; najjednostavniji primjer je aqua hydroxocomplex.

17.3. Osnove nomenklature složenih spojeva

Formula kompleksnog jedinjenja sastavlja se na isti način kao i formula bilo koje jonske supstance: na prvom mestu je napisana formula kationa, a na drugom anjona.

Formula kompleksne čestice ispisuje se u uglastim zagradama sljedećim redoslijedom: prvo se stavlja simbol kompleksirajućeg elementa, zatim formule liganada koji su bili kationi prije formiranja kompleksa, zatim formule liganada koji su neutralne molekule prije formiranja kompleksa, a nakon njih formule liganada, nastalih prije formiranja kompleksa anionima.

Ime složenog spoja građeno je na isti način kao i naziv bilo koje soli ili baze (kompleksne kiseline se nazivaju soli vodika ili oksonija). Naziv spoja uključuje naziv kationa i naziv anjona.

Naziv kompleksne čestice uključuje naziv agensa za formiranje kompleksa i nazive liganada (naziv je napisan u skladu sa formulom, ali s desna na lijevo. Za kompleksne agense u katjonima koriste se nazivi ruskih elemenata, a u anjoni, latinski.

Nazivi najčešćih liganada:

H 2 O - aqua	Cl - hloro	SO 4 2 - sulfat	OH - hidrokso
CO - karbonil	Br - bromo	CO 3 2 - karbonat	H - hidrido
NH 3 - amin	NO 2 - nitro	CN - cijano	NE - nitrozo
NE - nitrozil	O 2 - okso	NCS - tiocijanato	H + I - hidro

Primjeri naziva kompleksnih kationa:

Primjeri imena kompleksnih aniona:

2 - tetrahidroksozinkat jon
3 – di(tiosulfato)argentat(I)-jon
3 – heksacijanohromat(III)-jon
– tetrahidroksodikvaaluminat jon
– tetranitrodiaminkobaltat(III)-jon
3 – pentacijanoakvaferat(II)-jon

Primjeri imena neutralnih kompleksnih čestica:

Detaljnija pravila nomenklature data su u priručniku i posebnim priručnicima.

17.4. Hemijska veza u kompleksnim jedinjenjima i njihova struktura

U kristalnim kompleksnim jedinjenjima sa nabijenim kompleksima, veza između kompleksa i jona vanjske sfere je jonska, dok su veze između preostalih čestica vanjske sfere intermolekularne (uključujući vodonične veze). U molekularnim kompleksnim spojevima, veza između kompleksa je intermolekularna.

U većini složenih čestica, veze između centralnog atoma i liganada su kovalentne. Sve ili dio njih formiraju se prema mehanizmu donor-akceptor (kao rezultat toga, uz promjenu formalnih troškova). U najmanje stabilnim kompleksima (na primjer, u akva kompleksima alkalnih i zemnoalkalnih elemenata, kao i amonijaka), ligandi se drže elektrostatičkim privlačenjem. Veza u složenim česticama često se naziva donor-akceptor ili koordinaciona veza.

Razmotrimo njegovo formiranje na primjeru akvacije gvožđa(II). Ovaj ion nastaje reakcijom:

FeCl 2cr + 6H 2 O = 2 + 2Cl

Elektronska formula atoma željeza je 1 s 2 2s 2 2str 6 3s 2 3str 6 4s 2 3d 6. Napravimo shemu valentnih podnivoa ovog atoma:

Kada se formira dvostruko nabijeni ion, atom željeza gubi dva 4 s-elektron:

Ion željeza prihvata šest elektronskih parova atoma kisika od šest molekula vode u slobodne valentne orbitale:

Formira se kompleksni katjon čija se hemijska struktura može izraziti jednom od sljedećih formula:

Prostorna struktura ove čestice izražena je jednom od prostornih formula:

Oblik koordinacionog poliedra je oktaedar. Sve Fe-O veze su iste. Pretpostavlja se sp 3 d 2 - hibridizacija atoma gvožđa AO. Magnetska svojstva kompleksa ukazuju na prisustvo nesparenih elektrona.

Ako se FeCl 2 otopi u otopini koja sadrži ione cijanida, reakcija se nastavlja

FeCl 2cr + 6CN = 4 + 2Cl.

Isti kompleks se takođe dobija dodavanjem rastvora kalijum cijanida KCN u rastvor FeCl 2:

2 + 6CN \u003d 4 + 6H 2 O.

Ovo sugerira da je cijanidni kompleks jači od akvakompleksa. Osim toga, magnetska svojstva kompleksa cijanida ukazuju na odsustvo nesparenih elektrona iz atoma željeza. Sve je to zbog malo drugačije elektronske strukture ovog kompleksa:

"Jači" CN ligandi formiraju jače veze sa atomom gvožđa, dobitak energije je dovoljan da se "razbije" Hundovo pravilo i oslobodi 3 d-orbitale za usamljene parove liganada. Prostorna struktura cijanidnog kompleksa je ista kao i akvakompleksa, ali je tip hibridizacije drugačiji - d 2 sp 3 .

"Jačina" liganda prvenstveno zavisi od elektronske gustine oblaka usamljenog para elektrona, odnosno raste sa smanjenjem veličine atoma, sa smanjenjem glavnog kvantnog broja zavisi od tip EO hibridizacije i na neke druge faktore. Najvažniji ligandi se mogu poređati kako bi se povećala njihova "snaga" (neka vrsta "serija aktivnosti" liganada), ovaj niz se naziva spektrohemijske serije liganada:

I; Br; : SCN, Cl, F, OH, H 2 O; : NCS, NH3; SO 3 S : 2 ; : CN, CO

Za komplekse 3 i 3, šeme formiranja izgledaju kako slijedi:

Za komplekse sa CN = 4, moguće su dvije strukture: tetraedar (u slučaju sp 3-hibridizacija), na primjer, 2 i ravan kvadrat (u slučaju dsp 2 hibridizacija), na primjer, 2 .

17.5. Hemijska svojstva kompleksnih jedinjenja

Za složena jedinjenja, prije svega, karakteristična su ista svojstva kao i za obične spojeve istih klasa (soli, kiseline, baze).

Ako je spoj kiselina, onda je to jaka kiselina; ako je baza, onda je baza jaka. Ova svojstva kompleksnih jedinjenja određena su samo prisustvom H 3 O ili OH jona. Osim toga, složene kiseline, baze i soli ulaze u uobičajene reakcije izmjene, na primjer:

SO 4 + BaCl 2 \u003d BaSO 4 + Cl 2
FeCl 3 + K 4 = Fe 4 3 + 3KCl

Posljednja od ovih reakcija se koristi kao kvalitativna reakcija za Fe 3 ione. Dobivena ultramarin nerastvorljiva supstanca naziva se "prusko plavo" (sistematski naziv je gvožđe(III)-kalijum heksacijanoferat(II)).

Osim toga, sama složena čestica može ući u reakciju, i što je aktivnija, to je manje stabilna. Obično su to reakcije zamjene liganda koje se javljaju u otopini, na primjer:

2 + 4NH 3 \u003d 2 + 4H 2 O,

kao i kiselinsko-bazne reakcije kao npr

2 + 2H 3 O = + 2H 2 O
2 + 2OH = + 2H 2 O

Nastaje u ovim reakcijama, nakon izolacije i sušenja, prelazi u cink hidroksid:

Zn(OH) 2 + 2H 2 O

Posljednja reakcija je najjednostavniji primjer razgradnje složenog spoja. U ovom slučaju radi na sobnoj temperaturi. Druga složena jedinjenja se razlažu kada se zagreju, na primer:

SO4. H 2 O \u003d CuSO 4 + 4NH 3 + H 2 O (iznad 300 o C)
4K 3 \u003d 12KNO 2 + 4CoO + 4NO + 8NO 2 (iznad 200 o C)
K 2 \u003d K 2 ZnO 2 + 2H 2 O (iznad 100 o C)

Za procjenu mogućnosti reakcije supstitucije liganda može se koristiti spektrohemijski niz, vodeći se činjenicom da jači ligandi istiskuju slabije iz unutrašnje sfere.

17.6. Izomerizam kompleksnih jedinjenja

Izomerizam kompleksnih jedinjenja je povezan
1) sa mogućim različitim rasporedom liganada i čestica vanjske sfere,
2) sa različitom strukturom najsloženije čestice.

Prva grupa uključuje hidratizirana(Uglavnom solvat) i jonizacija izomerizam, do drugog - prostorni i optički.

Izomerizam hidrata je povezan sa mogućnošću različite distribucije molekula vode u spoljašnjoj i unutrašnjoj sferi kompleksnog jedinjenja, na primer: (crveno-braon boja) i Br 2 (plava boja).

Ionizacioni izomerizam je povezan sa mogućnošću različite distribucije jona u spoljašnjoj i unutrašnjoj sferi, na primer: SO 4 (ljubičasta) i Br (crvena). Prvi od ovih spojeva stvara talog, reagirajući s otopinom barij klorida, a drugi - s otopinom srebrovog nitrata.

Prostorna (geometrijska) izomerija, inače nazvana cis-trans izomerijom, karakteristična je za kvadratne i oktaedarske komplekse (nemoguća je za tetraedarske). Primjer: cis-trans kvadrat kompleksna izomerija

Optička (ogledala) izomerija se suštinski ne razlikuje od optičke izomerizma u organskoj hemiji i karakteristična je za tetraedarske i oktaedarske komplekse (nemoguće za kvadratne).

Sva anorganska jedinjenja dijele se u dvije grupe:

1. veze prvog reda, tj. spojevi koji se povinuju teoriji valencije;

2. veze višeg reda, tj. spojeva koji se ne pokoravaju konceptima teorije valencije. Jedinjenja višeg reda uključuju hidrate, amonijate itd.

CoCl 3 + 6 NH 3 \u003d Co (NH 3) 6 Cl 3

Werner (Švicarska) uveo je u hemiju ideje o spojevima višeg reda i dao im ime kompleksna jedinjenja. On je na CS naveo sva najstabilnija jedinjenja višeg reda, koja se u vodenom rastvoru ili uopšte ne raspadaju na sastavne delove, ili se raspadaju u maloj meri. Godine 1893. Werner je sugerirao da bilo koji element, nakon zasićenja, također može pokazati dodatnu valenciju - koordiniranje. Prema Wernerovoj teoriji koordinacije, u svakom CS-u postoje:

Cl3: agens za kompleksiranje (KO = Co), ligandi (NH 3), koordinacijski broj (CN = 6), unutrašnja sfera, vanjsko okruženje (Cl 3), kapacitet koordinacije.

Centralni atom unutrašnje sfere oko kojeg su grupirani joni ili molekuli naziva se agens za kompleksiranje. Ulogu kompleksatora najčešće imaju ioni metala, rjeđe neutralni atomi ili anioni. Ioni ili molekuli koji koordiniraju oko centralnog atoma u unutrašnjoj sferi se nazivaju ligandi. Anjoni mogu biti ligandi: G -, OH-, SN-, CNS-, NO 2 -, CO 3 2-, C 2 O 4 2-, neutralni molekuli: H 2 O, CO, G 2, NH 3, N 2 H4. koordinacijski broj je broj mjesta u unutrašnjoj sferi kompleksa koja mogu zauzeti ligandi. CN je obično viši od oksidacionog stanja. CN = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12. Najčešći CN = 4, 6, 2. Ovi brojevi odgovaraju najsimetričnijoj konfiguraciji kompleksa - oktaedarski (6), tetraedarski (4) i linearni (2). KCh zavist na prirodi agensa za stvaranje kompleksa i liganada, kao i na veličini CO i liganada. Koordinacioni kapacitet liganada je broj mesta u unutrašnjoj sferi kompleksa koje zauzima svaki ligand. Za većinu liganada, kapacitet koordinacije je jedinica ( monodentatni ligandi), manje od dva ( bidentatni ligandi), postoje ligandi većeg kapaciteta (3, 4, 6) - polidentatni ligandi. Naboj kompleksa mora biti numerički jednak ukupnoj vanjskoj sferi i suprotan joj po predznaku. 3+ Cl 3 -.

Nomenklatura kompleksnih jedinjenja. Mnoga složena jedinjenja zadržala su svoja istorijska imena povezana sa bojom ili imenom naučnika koji ih je sintetizovao. Trenutno se koristi IUPAC nomenklatura.

Redoslijed popisa jona. Prvo se naziva anjon, zatim kation, dok se u nazivu anjona koristi korijen latinskog imena KO, a u nazivu kationa njegov ruski naziv u genitivu.

Cl je diaminsrebro hlorid; K 2 - kalijum trihlorokuprat.

Redoslijed navođenja liganada. Ligandi u kompleksu su navedeni sljedećim redoslijedom: anjonski, neutralni, kationski - bez razdvajanja crticom. Anioni su navedeni redom H - , O 2- , OH - , prosti anioni, složeni anjoni, poliatomski anioni, organski anioni.

SO 4 - hlsulfat (+4)

Kraj koordinacionih grupa. Neutralne grupe se nazivaju isto kao i molekule. Izuzetak su voda (H 2 O), amin (NH 3). Samoglasnik "O" se dodaje negativno nabijenim anionima.

– heksocijanoferat (+3) heksaaminokobalt (+3)

Prefiksi koji označavaju broj liganada.

1 - mono, 2 - di, 3 - tri, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa, 7 - hepta, 8 - okta, 9 - nona, 10 - deca, 11 - indeca, 12 - dodeca, mnogi - poli.

Prefiksi bis-, tris- se koriste ispred liganada sa složenim nazivima, gdje već postoje mono-, di-, itd. prefiksi.

Cl 3 - tris (etilendiamin) gvožđe hlorid (+3)

Nazivi složenih spojeva prvo ukazuju na anjonski dio u nominativu i sa sufiksom -at, a zatim na kationski dio u genitivu. Međutim, ispred imena centralnog atoma i u anionskom i u kationskom dijelu spoja, navedeni su svi ligandi koordinirani oko njega, koji označava njihov broj grčkim brojevima (1 - mono (obično se izostavlja), 2 - di, 3 - tri , 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa, 7 - hepta, 8 - okta). Nazivima liganada dodaje se sufiks -o i prvo se nazivaju anjoni, a zatim neutralni molekuli: Cl- - hloro, CN- - cijano, OH- - hidrokso, C2O42- - oksalat, S2O32- - tiosulfato, ( CH3) 2NH - dimetilamino i sl. Izuzeci: nazivi H2O i NH3 kao liganda su sljedeći: "aqua" i "ammine". Ako je središnji atom dio kationa, tada se koristi ruski naziv elementa, nakon čega je njegovo oksidacijsko stanje naznačeno u zagradama rimskim brojevima. Za centralni atom u sastavu aniona koristi se latinski naziv elementa i oksidaciono stanje je naznačeno ispred ovog naziva. Za elemente sa konstantnim stanjem oksidacije, može se izostaviti. U slučaju neelektrolita, oksidaciono stanje centralnog atoma takođe nije naznačeno, jer se ono određuje na osnovu električne neutralnosti kompleksa. Primjeri naslova:

Cl2 - dihloro-tetramin-platina(IV) hlorid,

OH - diamin-srebro(I) hidroksid.

Klasifikacija složenih spojeva. Koristi se nekoliko različitih klasifikacija COP-a.

1. po pripadnosti određenoj klasi jedinjenja:

kompleksne kiseline - H 2

složene baze -

kompleksne soli - K 2

2. Po prirodi liganada: aqua kompleksi, amonijak. Cijanid, halogenid itd.

Akvakompleksi - kompleksi u kojima molekule vode služe kao ligandi, na primjer Cl 2 - heksaakvakalcij hlorid. Aminati i aminati su kompleksi u kojima su ligandi molekuli amonijaka i organskih amina, na primjer: SO 4 - tetramin bakar (II) sulfat. Hidroksokompleksi. U njima, OH- joni služe kao ligandi. Posebno karakterističan za amfoterne metale. Primjer: Na 2 - natrijum tetrahidroksozinkat (II). Kiselinski kompleksi. U ovim kompleksima, ligandi su anjonsko-kiseli ostaci, na primjer, K 4 - kalijum heksacijanoferat(II).

3. predznakom naboja kompleksa: kationski, anjonski, neutralni

4. prema unutrašnjoj strukturi KS: prema broju jezgara koje čine kompleks:

mononuklearni - H 2, binuklearni - Cl 5, itd.,

5. odsustvom ili prisustvom ciklusa: jednostavni i ciklični CS-ovi.

Ciklični ili helatni (pincer) kompleksi. Oni sadrže bi- ili polidentatni ligand, koji, takoreći, hvata centralni atom M poput kandži raka: Primjeri: Na 3 - natrijum trioksalato-(III) ferat, (NO 3) 4 - trietilendiamino-platina (IV) nitrat .

U grupu helatnih kompleksa spadaju i intrakompleksna jedinjenja u kojima je centralni atom deo ciklusa, formirajući veze sa ligandima na različite načine: izmenom i donatorsko-akceptorskim mehanizmima. Takvi kompleksi su vrlo karakteristični za aminokarboksilne kiseline, na primjer, glicin formira kelate sa Cu 2+, Pt 2+ ionima:

Helatna jedinjenja su posebno jaka, jer je centralni atom u njima, takoreći, blokiran cikličkim ligandom. Najstabilniji su kelati sa peto- i šestočlanim prstenovima. Kompleksoni tako snažno vežu katjone metala da se prilikom njihovog dodavanja rastvaraju slabo rastvorljive supstance kao što su CaSO 4 , BaSO 4 , CaC 2 O 4 , CaCO 3 . Zbog toga se koriste za omekšavanje vode, za vezivanje metalnih jona tokom bojenja, obrade fotografskih materijala i u analitičkoj hemiji. Mnogi kompleksi tipa kelata imaju specifičnu boju i stoga su odgovarajuća jedinjenja liganda vrlo osjetljivi reagensi za katjone prijelaznih metala. Na primjer, dimetilglioksim [C(CH 3)NOH] 2 služi kao odličan reagens za katione Ni2+, Pd2+, Pt2+, Fe2+ itd.

Stabilnost kompleksnih jedinjenja. Konstanta nestabilnosti. Kada se CS otopi u vodi, dolazi do raspadanja, a unutrašnja sfera se ponaša kao jedinstvena cjelina.

K = K + + -

Zajedno s ovim procesom, u maloj mjeri dolazi do disocijacije unutrašnje sfere kompleksa:

Ag + + 2CN -

Da bismo okarakterisali stabilnost CS-a, uvodimo konstanta nestabilnosti jednak:

Konstanta nestabilnosti je mjera snage CS-a. Što je K manji, COP je čvršći.

Izomerizam kompleksnih jedinjenja. Za kompleksna jedinjenja, izomerizam je vrlo čest i postoje:

1. solvatna izomerija se nalazi u izomerima kada raspodjela molekula vode između unutrašnje i vanjske sfere nije ista.

Cl 3 Cl 2 H 2 O Cl (H 2 O) 2

ljubičasta svijetlo zelena tamno zelena

2.Ionizacijski izomerizam se odnosi na različitu lakoću disocijacije jona iz unutrašnje i vanjske sfere kompleksa.

4 Cl 2 ]Br 2 4 Br 2 ]Cl 2

SO 4 i Br - sulfat bromo-pentamin-kobalt (III) i bromid sulfat-pentamin-kobalt (III).

C i NO 2 - hlorid nitro-hloro-dietilendiamino-kobalt (III) initrit dihloro-dietilendiamino-kobalt (III).

3. Koordinacioni izomerizam nalazi se samo u bikompleksnim jedinjenjima

[Co(NH 3) 6] [Co(CN) 6]

Koordinacioni izomerizam javlja se u onim kompleksnim jedinjenjima gdje su i kation i anion kompleksni.

Na primjer, tetrahloro-(II)platinat tetramin-hrom(II) i tetrahloro-(II)tetramin-platina(II) kromat su koordinacijski izomeri

4. Komunikacioni izomerizam javlja se samo kada se monodentatni ligandi mogu koordinirati kroz dva različita atoma.

5. Prostorni izomerizam zbog činjenice da se isti ligandi nalaze oko CO ili blizu (cis), ili obrnuto ( trans).

Cis izomer (narandžasti kristali) Trans izomer (žuti kristali)

Izomeri dikloro-diamin-platine

Sa tetraedarskim rasporedom liganada, cis-trans izomerizam je nemoguć.

6. Zrcalna (optička) izomerija, na primjer, u dihloro-dietilendiamino-hrom (III) + kation:

Kao iu slučaju organskih supstanci, zrcalni izomeri imaju ista fizička i hemijska svojstva i razlikuju se u asimetriji kristala i smeru rotacije ravni polarizacije svetlosti.

7. Izomerizam liganda , na primjer, za (NH 2) 2 (CH 2) 4 mogući su sljedeći izomeri: (NH 2) - (CH 2) 4 -NH 2, CH 3 -NH-CH 2 -CH 2 -NH-CH 3 , NH 2 -CH(CH 3) -CH 2 -CH 2 -NH 2

Problem komunikacije u složenim spojevima. Priroda sprege u CS je drugačija, a za objašnjenje se trenutno koriste tri pristupa: VS metoda, MO metoda i metoda teorije kristalnog polja.

Metoda sunca uveo Pauling. Glavne odredbe metode:

1. Veza u CS nastaje kao rezultat interakcije donor-akceptor. Ligandi daju elektronske parove, dok agens za kompleksiranje obezbeđuje slobodne orbitale. Mjera snage veze je stepen orbitalnog preklapanja.

2. CO orbitale prolaze kroz hibridizaciju, a tip hibridizacije je određen brojem, prirodom i elektronskom strukturom liganada. Hibridizacija CO je određena geometrijom kompleksa.

3. Dodatno jačanje kompleksa dolazi zbog činjenice da se uz s-vezu formira i p-veza.

4. Magnetna svojstva kompleksa određena su brojem nesparenih elektrona.

5. Tokom formiranja kompleksa, raspodjela elektrona u orbitalama može ostati i na neutralnim atomima i podvrgnuti promjenama. Zavisi od prirode liganada, njegovog elektrostatičkog polja. Razvijena je spektrohemijska serija liganada. Ako ligandi imaju jako polje, onda istiskuju elektrone, uzrokujući da se upare i formiraju novu vezu.

Spektrohemijski niz liganada:

CN - >NO 2 - >NH 3 >CNS - >H 2 O>F - >OH - >Cl - >Br -

6. VS metoda omogućava objašnjenje formiranja veze čak iu neutralnim i klasterskim kompleksima

K 3 K 3

1. Ligandi stvaraju jako polje u prvom CS, a slabo polje u drugom

2. Nacrtajte valentne orbitale željeza:

3. Razmotrite donorska svojstva liganada: CN - imaju slobodne elektronske orbitale i mogu biti donori elektronskih parova. CN - ima jako polje, djeluje na 3d orbitale, zbijajući ih.

Kao rezultat, nastaje 6 veza, dok unutrašnje 3d orbitale učestvuju u vezi, tj. formira se intraorbitalni kompleks. Kompleks je paramagnetičan i sa niskim okretanjem, jer postoji jedan nespareni elektron. Kompleks je stabilan, jer zauzete unutrašnje orbitale.

Joni F - imaju slobodne elektronske orbitale i mogu biti donori elektronskih parova, imaju slabo polje, pa stoga ne mogu kondenzirati elektrone na 3d nivou.

Kao rezultat, formira se paramagnetski, eksterno-orbitalni kompleks visokog okreta. Nestabilan i reaktivan.

Prednosti VS metode: informativni

Nedostaci VS metode: metoda je pogodna za određeni raspon supstanci, metoda ne objašnjava optička svojstva (boja), ne vrši energetsku procjenu, jer u nekim slučajevima formira se kvadratni kompleks umjesto energetski povoljnijeg tetraedarskog.