Složeni spojevi
Sažetak predavanja
Ciljevi. Stvoriti predodžbe o sastavu, strukturi, svojstvima i nomenklaturi kompleksnih spojeva; razviti vještine određivanja stupnja oksidacije kompleksnog agensa, sastavljanja jednadžbi za disocijaciju kompleksnih spojeva.
Novi koncepti: kompleksni spoj, kompleksirajuće sredstvo, ligand, koordinacijski broj, vanjska i unutarnja sfera kompleksa.
Oprema i reagensi. Stalak s epruvetama, koncentrirana otopina amonijaka, otopine bakrovog(II) sulfata, srebrovog nitrata, natrijevog hidroksida.
TIJEKOM NASTAVE
Laboratorijsko iskustvo. Dodajte otopinu amonijaka u otopinu bakrova(II) sulfata. Tekućina će poprimiti intenzivnu plavu boju.
Što se dogodilo? Kemijska reakcija? Do sada nismo znali da amonijak može reagirati sa soli. Koja je tvar nastala? Koja je njegova formula, struktura, naziv? Kojoj klasi spojeva pripada? Može li amonijak reagirati s drugim solima? Postoje li veze slične ovoj? Na ova pitanja moramo odgovoriti danas.
Za bolje proučavanje svojstava nekih spojeva željeza, bakra, srebra, aluminija potrebna su nam znanja o kompleksnim spojevima.
Nastavimo naše iskustvo. Dobivena otopina se podijeli na dva dijela. U jedan dio dodamo lužinu. Ne opaža se taloženje bakrovog (II) hidroksida Cu (OH) 2, stoga u otopini nema dvostruko nabijenih iona bakra ili ih ima premalo. Iz ovoga možemo zaključiti da ioni bakra u interakciji s dodanim amonijakom stvaraju neke nove ione koji ne daju netopljivi spoj s OH - ionima.
Istovremeno, ioni ostaju nepromijenjeni. To se može vidjeti dodavanjem otopine barijevog klorida u otopinu amonijaka. Odmah će ispasti bijeli talog BaSO 4 .
Studije su utvrdile da je tamnoplava boja otopine amonijaka posljedica prisutnosti složenih iona 2+ u njoj, nastalih spajanjem četiriju molekula amonijaka na ion bakra. Kada voda ispari, ioni 2+ vežu se na ione, a iz otopine se izdvajaju tamnoplavi kristali čiji se sastav izražava formulom SO 4 H 2 O.
Kompleksni spojevi su spojevi koji sadrže složene ione i molekule koje mogu postojati i u kristalnom obliku i u otopinama.
Formule molekula ili iona složenih spojeva obično se stavljaju u uglate zagrade. Kompleksni spojevi se dobivaju iz konvencionalnih (nekompleksnih) spojeva.
Primjeri dobivanja kompleksnih spojeva
Struktura kompleksnih spojeva razmatra se na temelju teorije koordinacije koju je 1893. predložio švicarski kemičar Alfred Werner, dobitnik Nobelove nagrade. Njegovo znanstveno djelovanje odvijalo se na Sveučilištu u Zürichu. Znanstvenik je sintetizirao mnoge nove kompleksne spojeve, sistematizirao ranije poznate i novodobivene kompleksne spojeve i razvio eksperimentalne metode za dokazivanje njihove strukture.
 |
A. Werner
|
U skladu s tom teorijom razlikuju se kompleksni spojevi sredstvo za stvaranje kompleksa, vanjski i unutarnja sfera. Kompleksno sredstvo je obično kation ili neutralni atom. Unutarnja sfera se sastoji od određenog broja iona ili neutralnih molekula koje su čvrsto vezane na sredstvo za kompleksiranje. Zovu se ligandi. Broj liganada određuje koordinacijski broj(KN) sredstvo za kompleksiranje.
Primjer složenog spoja
Razmatran u primjeru, spoj SO 4 H 2 O ili CuSO 4 5H 2 O je kristalni hidrat bakrova (II) sulfata.
Definirajmo sastavne dijelove drugih kompleksnih spojeva, na primjer K 4 .
(Referenca. Tvar formule HCN je cijanovodična kiselina. Soli cijanovodične kiseline nazivaju se cijanidi.)
Kompleksno sredstvo je ion željeza Fe 2+, ligandi su cijanidni ioni CN - , koordinacijski broj je šest. Sve što je napisano u uglatim zagradama je unutarnja sfera. Ioni kalija tvore vanjsku sferu kompleksnog spoja.
Priroda veze između središnjeg iona (atoma) i liganda može biti dvojaka. S jedne strane, veza je posljedica sila elektrostatskog privlačenja. S druge strane, između središnjeg atoma i liganda veza može nastati donor-akceptorskim mehanizmom analogno amonijevom ionu. U mnogim kompleksnim spojevima, veza između središnjeg iona (atoma) i liganada nastaje i zbog sila elektrostatskog privlačenja i zbog veze formirane zbog nepodijeljenih elektronskih parova sredstva za kompleksiranje i slobodnih orbitala liganada.
Kompleksni spojevi koji imaju vanjsku sferu jaki su elektroliti i u vodenim otopinama gotovo potpuno disociraju na kompleksni ion i ione vanjska sfera. Na primjer:
SO 4 2+ + .
U reakcijama izmjene složeni ioni prelaze iz jednog spoja u drugi bez promjene svog sastava:
SO 4 + BaCl 2 \u003d Cl 2 + BaSO 4.
Unutarnja sfera može imati pozitivan, negativan ili nulti naboj.
Ako naboj liganada kompenzira naboj agensa za kompleksiranje, tada se takvi kompleksni spojevi nazivaju neutralni ili neelektrolitni kompleksi: sastoje se samo od agensa za kompleksiranje i liganda unutarnje sfere.
Takav neutralni kompleks je npr. .
Najtipičniji kompleksni agensi su kationi d-elementi.
Ligandi mogu biti:
a) polarne molekule - NH 3, H 2 O, CO, NO;
b) jednostavni ioni - F - , Cl - , Br - , I - , H - , H + ;
c) kompleksni ioni - CN -, SCN -, NO 2 -, OH -.
Razmotrimo tablicu koja prikazuje koordinacijske brojeve nekih kompleksirajućih sredstava.
Nomenklatura kompleksnih spojeva. U spoju se prvo imenuje anion, a zatim kation. Pri određivanju sastava unutarnje sfere, prije svega, nazivaju se anioni, dodajući latinskom nazivu sufiks - oko-, na primjer: Cl - - kloro, CN - - cijano, OH - - hidrokso, itd. U daljnjem tekstu neutralni ligandi i prije svega amonijak i njegovi derivati. U ovom slučaju koriste se sljedeći izrazi: za koordinirani amonijak - amin, za vodu - aqua. Broj liganada je označen grčkim riječima: 1 - mono, 2 - di, 3 - tri, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - heksa. Zatim prelaze na naziv središnjeg atoma. Ako je središnji atom dio kationa, tada se koristi ruski naziv odgovarajućeg elementa i njegovo oksidacijsko stanje naznačeno je u zagradama (rimskim brojevima). Ako je središnji atom sadržan u anionu, tada koristite latinski naziv elementa, a na kraju dodajte završetak - na. Kod neelektrolita nije navedeno oksidacijsko stanje središnjeg atoma jer jednoznačno je određena iz uvjeta elektroneutralnosti kompleksa.
Primjeri. Za imenovanje Cl 2 kompleksa određuje se oksidacijsko stanje
(TAKO.)
x sredstvo za stvaranje kompleksa – Cu ion x+ :
1 x + 2 (–1) = 0,x = +2, C.O.(Cu) = +2.
Slično, oksidacijsko stanje kobaltovog iona se nalazi:
g + 2 (–1) + (–1) = 0,g = +3, S.O.(Co) = +3.
Koliki je koordinacijski broj kobalta u ovom spoju? Koliko molekula i iona okružuje središnji ion? Koordinacijski broj kobalta je šest.
Naziv kompleksnog iona napisan je jednom riječju. Oksidacijsko stanje središnjeg atoma označeno je rimskim brojem u zagradama. Na primjer:
Cl 2 - tetraamin bakrov (II) klorid,
NE 3 –
dikloroakvatriaminkobalt(III) nitrat,
K 3 - heksacijanoferat(III)
kalij,
K 2 - tetraklorplatinat (II)
kalij,
- diklorotetraamincink,
H 2 - heksaklorotinska kiselina.
Na primjeru nekoliko kompleksnih spojeva odredit ćemo strukturu molekula (ion-kompleksant, njegov S.O., koordinacijski broj, ligandi, unutarnja i vanjska sfera), dati naziv kompleksu, napisati jednadžbe elektrolitičke disocijacije.
K 4 - kalijev heksacijanoferat (II),
K 4 4K + + 4– .
H - tetraklorolatna kiselina (nastaje otapanjem zlata u carskoj vodici),
H H + + –.
OH - diamin srebro (I) hidroksid (ova tvar je uključena u reakciju "srebrnog zrcala"),
OH + + OH - .
Na - tetrahidroksoaluminat natrij,
Na Na + + - .
Mnoge organske tvari također pripadaju složenim spojevima, posebice proizvodi interakcije amina s vodom i vama poznatim kiselinama. Na primjer, soli metil amonijevog klorida i fenilamonijev klorid su složeni spojevi. Prema teoriji koordinacije, oni imaju sljedeću strukturu:
Ovdje je atom dušika sredstvo za kompleksiranje, atomi vodika na dušiku, a metilni i fenilni radikali su ligandi. Zajedno čine unutarnju sferu. U vanjskoj sferi su kloridni ioni.
Mnoge organske tvari koje su od velike važnosti u životu organizama složeni su spojevi. To uključuje hemoglobin, klorofil, enzima i drugi
Složeni spojevi imaju široku primjenu:
1) u analitičkoj kemiji za određivanje mnogih iona;
2) za odvajanje određenih metala i proizvodnju metala visoke čistoće;
3) kao boje;
4) za uklanjanje tvrdoće vode;
5) kao katalizatori važnih biokemijskih procesa.
Test iz kemije - kompleksni spojevi - HITNO! i dobio najbolji odgovor
Odgovor od Nicka[gurua]
Neka su pitanja netočno postavljena, na primjer 7,12,27. Stoga odgovori sadrže rezervu.
1. Koliki je koordinacijski broj kompleksirajućeg agensa u +2 kompleksnom ionu?
U 6
2. Koliki je koordinacijski broj kompleksirajućeg agensa u kompleksnom ionu 2+?
B) 6
3. Koliki je koordinacijski broj kompleksirajućeg agensa u kompleksnom ionu 2+
B) 4
4. Koliki je koordinacijski broj Su²+ u kompleksnom ionu +?
B) 4
5. Koliki je koordinacijski broj kompleksirajućeg agensa u kompleksnom ionu: +4?
B) 6
6. Odredite naboj središnjeg iona u kompleksnom spoju K4
B) +2
7. Koliki je naboj kompleksnog iona?
B) +2 - ako pretpostavimo da je kompleksirajuće sredstvo Su (II)
8. Među solima željeza odredi kompleksnu sol:
A) K3
9. Koliki je koordinacijski broj Pt4+ u kompleksnom ionu 2+?
A) 4
10. Odredite naboj kompleksnog iona K2?
B) +2
11. Koja molekula odgovara nazivu tetraamin bakrov (II) diklorid?
B) Cl2
12. Koliki je naboj kompleksnog iona?
D) +3 - ako pretpostavimo da je kompleksirajuće sredstvo Cr (III)
13. Među solima bakra (II) odredite kompleksnu sol:
B) K2
14. Koliki je koordinacijski broj Co3+ u kompleksnom ionu +?
B) 6
15. Odredite naboj kompleksirajućeg agensa u kompleksnom spoju K3?
D) +3
16. Koja molekula odgovara nazivu kalij tetrajodohidrat (II)?
A) K2
17. Koliki je naboj kompleksnog iona?
U 2
18. Među solima nikla (II) odredite kompleksnu sol:
B) SO4
19. Koliki je koordinacijski broj Fe3+ u kompleksnom ionu -3?
U 6
20. Odredite naboj kompleksirajućeg agensa u kompleksnom spoju K3?
B) +3
21. Koja molekula odgovara nazivu srebrov(I) diamin klorid?
B) Kl
22. Koliki je naboj kompleksnog iona K4?
B) -4
23. Među solima cinka odredi kompleksnu sol
B) Na2
24. Koliki je koordinacijski broj Pd4+ u kompleksnom ionu 4+?
D) 6
25. Odredite naboj kompleksirajućeg agensa u kompleksnom spoju H2?
B) +2
26. Koja molekula odgovara nazivu kalij heksacijanoferat (II)?
D) K4
27. Koliki je naboj kompleksnog iona?
D) -2 - ako pretpostavimo da je kompleksirajući agens Co (II)
27. Među spojevima kroma (III) odredite kompleksni spoj
C) [Cr (H2O) 2(NH3)4]Cl3
28. Koliki je koordinacijski broj kobalta (III) u kompleksnom ionu NO3?
B) 6
29. Odredite naboj kompleksirajućeg agensa u kompleksnom spoju Cl2
A) +3
30. Koja molekula odgovara nazivu natrijev tetrajodopaladat (II)?
D) Na2
Odgovor od James Bond[novak]
o moj Bože
Odgovor od Mače...[guru]
#30 najnoviji
Nomenklatura kompleksnih spojeva sastavni je dio nomenklature anorganskih tvari. Pravila za imenovanje složenih spojeva su sustavna (jednoznačna). U skladu s preporukama IUPAC-a, ova su pravila univerzalna, jer se po potrebi mogu primijeniti i na jednostavne anorganske spojeve, ako za potonje ne postoje tradicionalni i posebni nazivi. Imena građena prema sustavnim pravilima primjerena su kemijskim formulama. Formula složenog spoja sastavlja se prema općim pravilima: prvo se piše kation - složen ili običan, zatim anion - složen ili običan. U unutarnjoj sferi kompleksnog spoja prvo je upisan središnji kompleksirajući atom, zatim nenabijeni ligandi (molekule), zatim negativno nabijeni anionski ligandi.
Jednojezgreni kompleksi
U imenima kationskih, neutralnih i većine anionskih kompleksa središnji atomi imaju ruska imena odgovarajućih elemenata. U nekim slučajevima za anionske komplekse koriste se korijeni latinskih naziva elemenata središnjeg kompleksirajućeg atoma. Na primjer, - diklordiaminplatina, 2- - tetrakloroplatinat (II) -ion, + - diaminsrebrov (I) kation, - - dicijanoargenat (I) -ion.
Naziv složenog iona počinje naznakom sastava unutarnje sfere. Prije svega, anioni smješteni u unutarnjoj sferi navedeni su abecednim redom, dodajući završetak "o" svom latinskom nazivu. Na primjer, OH - - hidrokso, Cl - - kloro, CN - - cijano, CH 3 COO - - acetat, CO 3 2- - karbonat, C 2 O 4 2- - oksalato, 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 intrasferne neutralne molekule naznačene abecednim redom. Za neutralne ligande koriste se nazivi tvari od jedne riječi bez promjena, na primjer, N 2 -diazot, N 2 H 4 -hidrazin, C 2 H 4 - etilen. Unutar sfere NH 3 naziva se amino-, H 2 O - aqua, CO-karbonil, NO-nitrozil. Broj liganada označava se grčkim brojevima: di, tri, tetra, penta, heksa, itd. Ako su nazivi liganada složeniji, na primjer, etilendiamin, ispred njih stoje prefiksi "bis", "tris", "tetrakis" itd.
Nazivi kompleksnih spojeva s vanjskom sferom sastoje se od dvije riječi (općenito "kation anion"). Naziv kompleksnog aniona završava sufiksom -at. Oksidacijsko stanje kompleksirajućeg sredstva označeno je rimskim brojevima u zagradama iza naziva aniona. Na primjer:
K 2 - kalijev tetraklorplatinat (II),
Na 3 [Fe (NH 3) (CN) 5] - natrijev pentacijanomonoamin ferat (II),
H3O - oksonijev tetrakloroaurat (III),
K je kalijev dijodjodat(I),
Na 2 - natrijev heksahidroksostanat (IV).
U spojevima s kompleksnim kationom, oksidacijsko stanje kompleksirajućeg agensa navedeno je iza njegovog naziva rimskim brojevima u zagradi. Na primjer:
Cl je diamin srebrov (I) klorid,
Br je triklorotriaminplatina(IV) bromid,
NE 3 -
Kloronitrotetraaminkobalt(III) nitrat.
Imena složenih spojeva - neelektrolita bez vanjske sfere sastoje se od jedne riječi, oksidacijsko stanje kompleksirajućeg sredstva nije naznačeno. Na primjer:
- trifluorotriakvokobalt,
- tetraklorodiamin platina,
- bis (ciklopentadienil) željezo.
Naziv spojeva sa složenim kationom i anionom sastoji se od naziva kationa i aniona, na primjer:
heksanitrokobaltat(III) heksaaminkobalt(III),
trikloroaminplatinat (II) platina(II)klorotriamin.
Za komplekse s ambidentnim ligandima, naziv označava simbol atoma s kojim je taj ligand vezan na središnji kompleksirajući atom:
2- - tetrakis (ticijanato-N) kobaltat (II) -ion,
2- - tetrakis(tiocijanato-S) merkurat(II) - ion.
Tradicionalno, ambidentatni ligand NO 2 - naziva se nitro ligand ako je donor atom dušik, i nitrito ligand ako je donor atom kisik (–ONO -):
3- - heksanitrokobaltat (III) -ion,
3- - heksanitritokobaltat (III) -ion.
Klasifikacija kompleksnih spojeva
Kompleksni ioni mogu biti dio molekula raznih klasa kemijskih spojeva: kiselina, baza, soli itd. Ovisno o naboju kompleksnog iona razlikuju se kationski, anionski i neutralni kompleksi.
Kationski kompleksi
U kationskim kompleksima središnji kompleksirajući atom 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. Ovi spojevi 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 aqua kompleksi (na primjer, bakrov sulfat) također zadržavaju vodu kristalizacije, koja nije dio unutarnje sfere, koja je slabije vezana i lako se odvaja zagrijavanjem.
Jedna od najbrojnijih klasa kompleksnih spojeva su amino kompleksi (amonati) i aminati. Ligandi u tim 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 skupine.
Anionski kompleksi uključuju:
a) kompleksne kiseline H, H2, H.
b) dvostruke i kompleksne soli PtCl 4 × 2KCl ili K 2,
HgI 2 × 2KI ili K 2 .
c) kiseline koje sadrže kisik 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) polihalogenidi: K, Cs.
Neutralni kompleksi
Takvi spojevi uključuju kompleksne spojeve koji nemaju vanjsku sferu i ne daju kompleksne ione u vodenim otopinama: , , karbonilni kompleksi , .
Kation-anionski kompleksi
Spojevi istovremeno sadrže i kompleksni kation i kompleksni anion:
, .
Ciklički kompleksi (kelati)
Koordinacijski spojevi u kojima je središnji atom (ili ion) istodobno vezan na dva ili više donorskih atoma liganda, uslijed čega dolazi do zatvaranja jednog ili više heterocikla, nazivaju se kelati . Ligandi koji tvore kelatne prstene nazivaju se kelatni (kelatni) reagensi. Zatvaranje kelatnog prstena takvim ligandima naziva se kelacija(kelacija). Najopsežnija i najvažnija klasa kelata su kompleksi metalnih kelata. Sposobnost koordinacije liganada svojstvena je metalima svih oksidacijskih stanja. Za elemente glavnih podskupina središnji atom kompleksa obično je u najvišem oksidacijskom stanju.
Kelirajući reagensi sadrže dvije glavne vrste centara donora elektrona: a) skupine koje sadrže mobilni proton, na primjer, -COOH, -OH, -SO 3 H; kada su koordinirani sa središnjim ionom moguća je supstitucija protona i b) neutralne elektrodonorske skupine, npr. R 2 CO, R 3 N. Bidentatni ligandi zauzimaju dva mjesta u unutarnjoj koordinacijskoj sferi kelata, kao npr. , na primjer, etilendiamin (slika 3).
Prema Chugaevljevom pravilu ciklusa, najstabilniji kelatni 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 (peteročlani ciklus) i n=3 (šesteročlani ciklus).
sl.3. Bakar(II) bisetilendiamin kation.
Kelati u kojima, na zatvaranju kelatnog ciklusa, ligand koristi protonsku i neutralnu elektrondonorsku skupinu i formalno je vezan na središnji atom kovalentnom i donorsko-akceptorskom vezom, tzv. su unutarkompleksni spojevi. Stoga polidentatni ligandi s kiselim funkcionalnim skupinama mogu tvoriti kelatne spojeve. Interkompleksni spojevi su kelati u kojima je zatvaranje prstena popraćeno istiskivanjem jednog ili više protona iz kiselih funkcionalnih skupina metalnim ionom, posebice bakrov (II) glicinat je unutarkompleksni spoj:
sl.4. Interkompleksni spoj 8-hidroksikinolina s cinkom.
Hemoglobin i klorofil također su unutarkompleksni spojevi.
Najvažnija značajka kelata je njihova povećana stabilnost u usporedbi sa slično izgrađenim necikličkim kompleksima.
Poglavlje 17
17.1. Osnovne definicije
U ovom poglavlju upoznati ćete se s posebnom skupinom složenih tvari tzv sveobuhvatan(ili koordinirajući) veze.
Trenutno postoji stroga definicija pojma " složena čestica" Ne. Obično se koristi sljedeća definicija.
Na primjer, hidratizirani ion bakra 2 je složena čestica, budući da zapravo postoji u otopinama i nekim kristalnim hidratima, formiran je od iona Cu 2 i molekula H 2 O, molekule vode su prave molekule, a ioni Cu 2 postoje u kristalima mnogih spojeva bakra. Naprotiv, ion SO 4 2 nije složena čestica, jer iako se ioni O 2 pojavljuju u kristalima, ion S 6 ne postoji u kemijskim sustavima.
Primjeri drugih složenih čestica: 2 , 3 , , 2 .
U isto vrijeme, ioni NH 4 i H 3 O klasificirani su kao složene čestice, iako ioni H ne postoje u kemijskim sustavima.
Ponekad se složene čestice nazivaju složenim kemijskim česticama, sve ili dio veza u kojima nastaje prema donor-akceptorskom mehanizmu. To vrijedi za većinu složenih čestica, ali, na primjer, u kalijevoj stipsi SO 4 u kompleksnoj čestici 3, veza između Al i O atoma doista se stvara prema donor-akceptorskom mehanizmu, dok u kompleksnoj čestici postoji samo elektrostatička (ion-dipol) interakcija. To je potvrđeno postojanjem složene čestice slične strukture u željezo-amonijevoj stipsi, u kojoj je moguća samo ion-dipolna interakcija između molekula vode i NH4 iona.
Po naboju složene čestice mogu biti kationi, anioni, ali i neutralne molekule. Složeni spojevi koji sadrže takve čestice mogu pripadati različitim klasama kemikalija (kiseline, baze, soli). Primjeri: (H 3 O) - kiselina, OH - baza, NH 4 Cl i K 3 - soli.
Tipično, sredstvo za kompleksiranje je atom elementa koji tvori metal, ali također može biti atom kisika, dušika, sumpora, joda i drugih elemenata koji tvore nemetale. Oksidacijsko stanje sredstva za kompleksiranje može biti pozitivno, negativno ili nula; kad iz jednostavnijih tvari nastaje složeni spoj, ne mijenja se.
Ligandi mogu biti čestice koje su prije nastanka kompleksnog spoja bile molekule (H 2 O, CO, NH 3 itd.), anioni (OH, Cl, PO 4 3 itd.), kao i kation vodika. . razlikovati jednozubi ili monodentatni ligandi (povezani sa središnjim atomom preko jednog od njegovih atoma, odnosno jednom -vezom), dvozub(povezani sa središnjim atomom preko dva svoja atoma, odnosno s dvije -veze), trozubast itd.
Ako su ligandi unidentatni, tada je koordinacijski broj jednak broju takvih liganada.
Cn ovisi o elektronskoj strukturi središnjeg atoma, njegovom stupnju oksidacije, veličini središnjeg atoma i liganda, uvjetima za nastanak kompleksnog spoja, temperaturi i drugim čimbenicima. CN može uzeti vrijednosti od 2 do 12. Najčešće je jednak šest, nešto rjeđe - četiri.
Postoje i složene čestice s nekoliko središnjih atoma.
Koriste se dvije vrste strukturnih formula složenih čestica: one koje označavaju formalni naboj središnjeg atoma i liganda ili one koje označavaju formalni naboj cijele složene čestice. Primjeri:
Za karakterizaciju oblika složene čestice koristi se ideja koordinacijskog poliedra (poliedra).
Koordinacijski poliedri također uključuju kvadrat (KN = 4), trokut (KN = 3) i bučicu (KN = 2), iako te figure nisu poliedri. Primjeri koordinacijskih poliedra i odgovarajuće oblikovanih složenih čestica za najčešće CN vrijednosti prikazani su na sl. jedan.
17.2. Klasifikacija kompleksnih spojeva
Kako se kemijski složeni spojevi dijele na ionske (ponekad se nazivaju ionogeni) i molekularne ( neionski) veze. Ionski kompleksni spojevi sadrže nabijene kompleksne čestice - ione - i kiseline su, baze ili soli (vidi § 1). Molekularni složeni spojevi sastoje se od nenabijenih složenih čestica (molekula), na primjer: ili - teško ih je pripisati bilo kojoj glavnoj klasi kemikalija.
Složene čestice koje čine složene spojeve vrlo su raznolike. Stoga se za njihovu klasifikaciju koristi nekoliko klasifikacijskih obilježja: broj središnjih atoma, vrsta liganda, koordinacijski broj i drugi.
Prema broju centralnih atoma složene čestice dijelimo na jednojezgreni i višejezgreni. Središnji atomi višenuklearnih složenih čestica mogu biti međusobno povezani izravno ili preko liganda. U oba slučaja, središnji atomi s ligandima tvore jednu unutarnju sferu kompleksnog spoja:
Prema vrsti liganada složene čestice dijelimo na
1) Aquacomplexes, odnosno složene čestice u kojima su molekule vode prisutne kao ligandi. Kationski akvakompleksi m su više ili manje stabilni, anionski 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(BrO3)2. 6H2O je zapravo (BrO3)2;
CuSO4. 5H 2 O je zapravo SO 4 . H2O.
2) Hidroksokompleksi, odnosno složene čestice u kojima su kao ligandi prisutne hidroksilne skupine, koje su prije ulaska u kompleksnu česticu bile hidroksidni ioni, npr.: 2 , 3 , .
Hidrokso kompleksi nastaju iz akva kompleksa koji pokazuju svojstva kationskih kiselina:
2 + 4OH = 2 + 4H20
3) Amonijak, odnosno složene čestice u kojima su kao ligandi prisutne NH 3 skupine (prije nastanka složene čestice – molekule amonijaka), npr.: 2 , , 3 .
Amonijak se također može dobiti iz aqua kompleksa, npr.
2 + 4NH3 \u003d 2 + 4 H2O
Boja otopine u ovom slučaju mijenja se iz plave u ultramarin.
4) acidokompleksi, odnosno složene čestice u kojima su kao ligandi prisutni kiselinski ostaci kiselina bez kisika i kiselina koje sadrže kisik (prije nastanka složene čestice - anioni, npr.: Cl, Br, I, CN, S 2, NO 2, S 2 O 3 2, CO 3 2, C 2 O 4 2 itd.).
Primjeri stvaranja kiselinskih kompleksa:
Hg 2 + 4I = 2
AgBr + 2S 2 O 3 2 = 3 + Br
Posljednja reakcija koristi se u fotografiji za uklanjanje neizreagiranog srebrnog bromida iz fotografskog materijala.
(Kod razvijanja fotografskog filma i fotografskog papira razvijač ne obnavlja neosvijetljeni dio srebrnog bromida koji se nalazi u fotografskoj emulziji. Za njegovo uklanjanje koristi se ova reakcija (postupak se naziva "fiksiranje", budući da neuklonjeni srebrov bromid postupno se raspada na svjetlu, uništavajući sliku)
5) Kompleksi u kojima su atomi vodika ligandi dijele se u dvije potpuno različite skupine: hidrid kompleksi i kompleksi uključeni u sastav onijum veze.
U stvaranju hidridnih kompleksa - , , - središnji atom je akceptor elektrona, a hidridni ion je donor. Oksidacijsko stanje atoma vodika u ovim kompleksima je –1.
U onijumskim kompleksima središnji atom je donor elektrona, a akceptor je atom vodika u oksidacijskom stanju +1. Primjeri: H 3 O ili - oksonijev ion, NH 4 ili - amonijev ion. Osim toga, postoje supstituirani derivati takvih iona: - tetrametilamonijev ion, - tetrafenilarsonijev ion, - dietiloksonijev ion itd.
6) karbonil kompleksi - kompleksi u kojima su CO skupine prisutne kao ligandi (prije stvaranja kompleksa - molekule ugljičnog monoksida), na primjer:,, itd.
7) Anion halid kompleksi su kompleksi tipa .
Druge klase složenih čestica također se razlikuju prema vrsti liganada. Osim toga, postoje složene čestice s ligandima raznih vrsta; najjednostavniji primjer je aqua hydroxocomplex.
17.3. Osnove nomenklature kompleksnih spojeva
Formula složenog spoja sastavlja se na isti način kao formula bilo koje ionske tvari: formula kationa napisana je na prvom mjestu, a aniona na drugom.
Formula kompleksne čestice piše se u uglatim zagradama sljedećim redoslijedom: prvo se stavlja simbol kompleksirajućeg elementa, zatim formule liganada koji su prije nastanka kompleksa bili kationi, zatim formule liganada koji su bili kationi. neutralne molekule prije tvorbe kompleksa, a nakon njih formule liganada, nastale prije tvorbe kompleksa anionima.
Naziv kompleksnog spoja gradi se na isti način kao i naziv bilo koje soli ili baze (složene kiseline nazivaju se vodikove ili oksonijeve soli). Naziv spoja uključuje naziv kationa i naziv aniona.
Naziv kompleksne čestice uključuje naziv kompleksirajućeg agensa i nazive liganada (naziv se piše u skladu s formulom, ali s desna na lijevo. Za kompleksne agense u kationima koriste se ruski nazivi elemenata, a u anioni, lat. one.
Nazivi najčešćih liganada:
| H 2 O - voda | Cl - kloro | SO 4 2 - sulfat | OH - hidrokso |
| CO - karbonil | Br - bromo | CO 3 2 - karbonat | H - hidrido |
| NH 3 - amin | NO 2 - nitro | CN - cijano | NO - nitrozo |
| NO - nitrozil | O 2 - okso | NCS - tiocijanat | H + I - hidro |
Primjeri naziva složenih kationa:
Primjeri imena složenih aniona:
2 - tetrahidroksocinkatni ion
3 – di(tiosulfato)argentat(I)-ion
3 – heksacijanokromat(III)-ion
– tetrahidroksodikvaaluminatni ion
– tetranitrodiaminkobaltat(III)-ion
3 – pentacijanoakvaferat(II)-ion
Primjeri naziva neutralnih složenih čestica:
Detaljnija pravila nomenklature navedena su u referentnim knjigama i posebnim priručnicima.
17.4. Kemijska veza u kompleksnim spojevima i njihova struktura
U kristalnim kompleksnim spojevima s nabijenim kompleksima, veza između kompleksa i iona vanjske sfere je ionska, dok su veze između preostalih čestica vanjske sfere intermolekularne (uključujući vodikove veze). U molekularnim kompleksnim spojevima, veza između kompleksa je međumolekularna.
U većini složenih čestica, veze između središnjeg atoma i liganada su kovalentne. Svi ili dio njih formiraju se prema mehanizmu donor-akceptor (kao rezultat, s promjenom formalnih naboja). U najmanje stabilnim kompleksima (na primjer, u aqua kompleksima alkalnih i zemnoalkalijskih elemenata, kao i amonija), ligandi se drže elektrostatskim privlačenjem. Veza u složenim česticama često se naziva donor-akceptorska ili koordinacijska veza.
Razmotrimo njegov nastanak na primjeru akvakacije željeza(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 podrazina ovog atoma:
Kada se formira dvostruko nabijeni ion, atom željeza gubi dva 4 s-elektron:
Ion željeza prihvaća šest elektronskih parova atoma kisika šest molekula vode u slobodne valentne orbitale:
Nastaje složeni kation čija se kemijska struktura može izraziti jednom od sljedećih formula:
Prostorna struktura ove čestice izražena je jednom od prostornih formula:
Oblik koordinacijskog poliedra je oktaedar. Sve Fe-O veze su iste. Trebala sp 3 d 2 - hibridizacija atoma željeza AO. Magnetska svojstva kompleksa ukazuju na prisutnost nesparenih elektrona.
Ako se FeCl 2 otopi u otopini koja sadrži cijanidne ione, reakcija teče
FeCl 2cr + 6CN = 4 + 2Cl.
Isti kompleks dobiva se i dodavanjem otopine kalijevog cijanida KCN u otopinu FeCl 2 :
2 + 6CN \u003d 4 + 6H2O.
Ovo sugerira da je cijanidni kompleks jači od akvakompleksa. Osim toga, magnetska svojstva kompleksa cijanida ukazuju na odsutnost nesparenih elektrona iz atoma željeza. Sve je to zbog nešto drugačije elektroničke strukture ovog kompleksa:
"Jači" CN ligandi stvaraju jače veze s atomom željeza, dobitak energije dovoljan je da "prekine" Hundovo pravilo i oslobodi 3 d-orbitale za usamljene parove liganada. Prostorna struktura cijanidnog kompleksa ista je kao i akvakompleksa, ali je tip hibridizacije drugačiji - d 2 sp 3 .
"Snaga" liganda prvenstveno ovisi o elektronskoj gustoći oblaka usamljenog para elektrona, odnosno raste sa smanjenjem veličine atoma, sa smanjenjem glavnog kvantnog broja, ovisi o tip EO hibridizacije i na neke druge faktore. Najvažniji ligandi mogu se poredati prema rastu svoje "snage" (neka vrsta "niza aktivnosti" liganada), taj niz se naziva spektrokemijske serije liganda:
| ja; Br; : SCN, Cl, F, OH, H20; : NCS, NH3; SO 3 S : 2 ; : CN, CO |
Za komplekse 3 i 3 sheme formiranja izgledaju kako slijedi:
|
|
Za komplekse s CN = 4 moguće su dvije strukture: tetraedar (u slučaju sp 3-hibridizacija), na primjer, 2 i ravni kvadrat (u slučaju dsp 2 hibridizacija), na primjer, 2 .
17.5. Kemijska svojstva kompleksnih spojeva
Za kompleksne spojeve, 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 spojeva određena su samo prisutnošću iona H 3 O ili OH. 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 koristi se kao kvalitativna reakcija za Fe 3 ione. Dobivena ultramarinska netopljiva tvar naziva se "prusko plavo" [sustavno ime je željezo(III)-kalijev heksacijanoferat(II)].
Osim toga, sama složena čestica može ući u reakciju, a što je aktivnije, to je manje stabilna. Obično su to reakcije supstitucije liganda koje se odvijaju u otopini, na primjer:
2 + 4NH3 \u003d 2 + 4H2O,
kao i acidobazne reakcije kao što su
2 + 2H3O = + 2H2O
2 + 2OH = + 2H2O
Nastao u ovim reakcijama, nakon izolacije i sušenja, pretvara se u cink hidroksid:
Zn(OH)2 + 2H20
Posljednja reakcija je najjednostavniji primjer razgradnje kompleksnog spoja. U ovom slučaju radi na sobnoj temperaturi. Ostali složeni spojevi se zagrijavanjem razgrađuju, na primjer:
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 spektrokemijska serija, vođena činjenicom da jači ligandi istiskuju slabije iz unutarnje sfere.
17.6. Izomerija kompleksnih spojeva
Izomerija kompleksnih spojeva povezana je
1) s mogućim različitim rasporedom liganada i čestica vanjske sfere,
2) s različitom strukturom najsloženije čestice.
Prva grupa uključuje hidriran(općenito solvat) i ionizacija izomerija, u drugu - prostorni i optički.
Izomerija hidrata povezana je s mogućnošću različitog rasporeda molekula vode u vanjskoj i unutarnjoj sferi kompleksnog spoja, na primjer: (crveno-smeđa boja) i Br 2 (plava boja).
Ionizacijska izomerija povezana je s mogućnošću različite raspodjele iona u vanjskoj i unutarnjoj sferi, na primjer: SO 4 (ljubičasto) i Br (crveno). Prvi od ovih spojeva stvara talog, reagirajući s otopinom barijevog klorida, a drugi - s otopinom srebrnog nitrata.
Prostorna (geometrijska) izomerija, inače nazvana cis-trans izomerija, karakteristična je za kvadratne i oktaedarske komplekse (za tetraedarske je nemoguće). Primjer: cis-trans kvadratna kompleksna izomerija
Optička (zrcalna) izomerija bitno se ne razlikuje od optičke izomerije u organskoj kemiji i karakteristična je za tetraedarske i oktaedarske komplekse (nemoguće za kvadratne).
Svi anorganski spojevi dijele se u dvije skupine:
1. veze prvog reda, t.j. spojevi prema teoriji valencije;
2. veze višeg reda, t.j. spojevi koji se ne pokoravaju konceptima teorije valencije. Spojevi višeg reda uključuju hidrate, amonijate itd.
CoCl 3 + 6 NH 3 \u003d Co (NH 3) 6 Cl 3
Werner (Švicarska) uveo je u kemiju ideje o spojevima višeg reda i dao im naziv kompleksni spojevi. Pod CS je svrstao sve najstabilnije spojeve višeg reda, koji se u vodenoj otopini ili uopće ne raspadaju na sastavne dijelove, ili se raspadaju u maloj mjeri. Godine 1893., Werner je predložio da svaki element, nakon zasićenja, također može pokazati dodatnu valenciju - koordinirajući. Prema Wernerovoj teoriji koordinacije, u svakom CS postoje:
Cl3: kompleksirajuće sredstvo (KO \u003d Co), ligandi (NH 3), koordinacijski broj (CN \u003d 6), unutarnja sfera, vanjski okoliš (Cl 3), koordinacijski kapacitet.
Središnji atom unutarnje sfere oko kojeg su grupirani ioni ili molekule naziva se sredstvo za stvaranje kompleksa. Ulogu kompleksotvora najčešće imaju ioni metala, rjeđe neutralni atomi ili anioni. Nazivaju se ioni ili molekule koji koordiniraju oko središnjeg atoma u unutarnjoj sferi ligandi. Anioni mogu biti ligandi: G -, OH-, SN-, CNS-, NO 2 -, CO 3 2-, C 2 O 4 2-, neutralne molekule: H 2 O, CO, G 2, NH 3, N 2 H4. koordinacijski broj je broj mjesta u unutarnjoj sferi kompleksa koja mogu biti zauzeta ligandima. CN je obično viši od oksidacijskog stupnja. CN = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12. Najčešći CN = 4, 6, 2. Ovi brojevi odgovaraju najsimetričnijoj konfiguraciji kompleksa - oktaedaru (6), tetraedarski (4) i linearni (2). KCh zavist o prirodi kompleksirajućeg agensa i liganada, kao i o veličini CO i liganada. Koordinacijski kapacitet liganada je broj mjesta u unutarnjoj sferi kompleksa koje zauzima svaki ligand. Za većinu liganada koordinacijski kapacitet 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 suprotnog predznaka od nje. 3+ Cl 3 -.
Nomenklatura kompleksnih spojeva. Mnogi složeni spojevi zadržali su svoja povijesna imena povezana s bojom ili imenom znanstvenika koji ih je sintetizirao. Trenutno se koristi IUPAC nomenklatura.
Ionski redoslijed popisa. Najprije se naziva anion, zatim kation, dok se u nazivu aniona koristi korijen latinskog naziva KO, a u nazivu kationa njegov ruski naziv u genitivu.
Cl je diaminsrebrov klorid; K 2 - kalijev triklorokuprat.
Redoslijed navođenja liganada. Ligandi u kompleksu navedeni su sljedećim redoslijedom: anionski, neutralni, kationski - bez odvajanja crticom. Anioni su navedeni redoslijedom H - , O 2- , OH - , jednostavni anioni, složeni anioni, poliatomski anioni, organski anioni.
SO 4 - klosulfat (+4)
Kraj koordinacijskih grupa. Neutralne skupine nazivaju se isto kao i molekule. Izuzetak su aqua (H 2 O), amin (NH 3). Samoglasnik "O" dodaje se negativno nabijenim anionima.
– heksocianoferat (+3) heksaaminakobalt (+3)
Prefiksi koji označavaju broj liganada.
1 - mono, 2 - di, 3 - tri, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - heksa, 7 - hepta, 8 - okta, 9 - nona, 10 - deka, 11 - indeka, 12 - dodeka, mnogo - poli.
Prefiksi bis-, tris- koriste se ispred liganada sa složenim nazivima, gdje već postoje prefiksi mono-, di- itd.
Cl 3 - tris (etilendiamin) željezov klorid (+3)
Nazivi složenih spojeva najprije označavaju anionski dio u nominativu i nastavkom -at, a zatim kationski dio u genitivu. Međutim, prije imena središnjeg atoma i u anionskom i u kationskom dijelu spoja navedeni su svi ligandi koordinirani oko njega, označavajući njihov broj grčkim brojevima (1 - mono (obično se izostavlja), 2 - di, 3 - tri , 4 - tetra, 5 - penta, 6 - heksa, 7 - hepta, 8 - okta). Nazivima liganada dodaje se sufiks -o i prvo se nazivaju anioni, a potom neutralne molekule: Cl- - kloro, CN- - cijano, OH- - hidrokso, C2O42- - oksalato, S2O32- - tiosulfato, ( CH3) 2NH - dimetilamino itd. Iznimke: 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 središnji atom u sastavu aniona koristi se latinski naziv elementa i ispred tog naziva navodi se oksidacijsko stanje. Za elemente s konstantnim oksidacijskim stupnjem može se izostaviti. U slučaju neelektrolita, oksidacijsko stanje središnjeg atoma također nije naznačeno, jer se ono određuje na temelju električne neutralnosti kompleksa. Primjeri naslova:
Cl2 - diklor-tetramin-platina(IV) klorid,
OH - diamin-srebrov(I) hidroksid.
Klasifikacija kompleksnih spojeva. Koristi se nekoliko različitih klasifikacija COP-ova.
1. po pripadnosti određenoj klasi spojeva:
složene kiseline - H 2
složene baze -
kompleksne soli - K 2
2. Po prirodi liganada: aqua kompleksi, amonijak. Cijanid, halid, itd.
Akvakompleksi - kompleksi u kojima molekule vode služe kao ligandi, npr. Cl 2 - heksaakvakalcijev klorid. Aminati i aminati su kompleksi u kojima su ligandi molekule amonijaka i organskih amina, npr.: SO 4 - tetramin bakrov (II) sulfat. Hidroksokompleksi. U njima OH- ioni služe kao ligandi. Posebno karakteristično za amfoterne metale. Primjer: Na 2 - natrijev tetrahidroksozinkat (II). Kompleksi kiselina. U tim kompleksima ligandi su anioni-kiselinski ostaci, npr. K 4 - kalijev heksacijanoferat(II).
3. predznakom naboja kompleksa: kationski, anionski, neutralni
4. prema unutarnjoj strukturi CS-a: prema broju jezgri koje čine kompleks:
mononuklearni - H 2, binuklearni - Cl 5 itd.,
5. odsutnošću ili prisutnošću ciklusa: jednostavni i ciklički CS-ovi.
Ciklički ili kelatni (pincer) kompleksi. Sadrže bi- ili polidentatni ligand, koji, takoreći, hvata središnji M atom poput kandži raka: Primjeri: Na 3 - natrijev trioksalato-(III) ferat, (NO 3) 4 - trietilendiamino-platina (IV) nitrat .
Skupini kelatnih kompleksa pripadaju i unutarkompleksni spojevi u kojima je središnji atom dio ciklusa, tvoreći veze s ligandima na različite načine: izmjenom i donor-akceptorskim mehanizmima. Takvi kompleksi su vrlo karakteristični za aminokarboksilne kiseline, na primjer, glicin tvori kelate s Cu 2+, Pt 2+ ionima:
Kelatni spojevi su posebno jaki, budući da je središnji atom u njima, takoreći, blokiran cikličkim ligandom. Kelati s petero- i šesteročlanim prstenovima su najstabilniji. Kompleksoni tako snažno vežu katione metala da se njihovim dodavanjem otapaju tako slabo topljive tvari kao što su CaSO 4 , BaSO 4 , CaC 2 O 4 , CaCO 3 . Stoga se koriste za omekšavanje vode, za vezanje metalnih iona tijekom bojanja, obrade fotografskog materijala, te u analitičkoj kemiji. Mnogi kompleksi kelatnog tipa imaju specifičnu boju i stoga su odgovarajući spojevi liganda vrlo osjetljivi reagensi za katione prijelaznih metala. Na primjer, dimetilglioksim [C(CH 3)NOH] 2 služi kao odličan reagens za Ni2+, Pd2+, Pt2+, Fe2+ itd. katione.
Stabilnost kompleksnih spojeva. Konstanta nestabilnosti. Kada se CS otopi u vodi, dolazi do razgradnje, a unutarnja kugla se ponaša kao jedinstvena cjelina.
K = K + + -
Uz ovaj proces, u maloj mjeri dolazi do disocijacije unutarnje sfere kompleksa:
Ag + + 2CN -
Da bismo okarakterizirali stabilnost CS-a, uvodimo konstanta nestabilnosti jednak:
Konstanta nestabilnosti je mjera čvrstoće CS. Što je K manji, COP je čvršći.
Izomerija kompleksnih spojeva. Za kompleksne spojeve izomerija je vrlo česta i postoje:
1. solvatna izomerija se nalazi u izomerima kada raspodjela molekula vode između unutarnje i vanjske sfere nije ista.
Cl 3 Cl 2 H 2 O Cl (H 2 O) 2
ljubičasta svijetlozelena tamnozelena
2.Ionizacijska izomerija povezan je s različitom lakoćom disocijacije iona iz unutarnje i vanjske sfere kompleksa.
4Cl2]Br24Br2]Cl2
SO 4 i Br - sulfat bromo-pentamin-kobalt (III) i bromid sulfat-pentamin-kobalt (III).
C i NO 2 - klorid nitro-kloro-dietilendiamino-kobalt (III) initrit diklor-dietilendiamino-kobalt (III).
3. Koordinacijska izomerija nalaze se samo u bikompleksnim spojevima
[Co(NH 3) 6] [Co(CN) 6]
Koordinacijska izomerija javlja se u onim kompleksnim spojevima gdje su i kation i anion kompleksni.
Na primjer, tetrakloro-(II)platinat tetramin-krom(II) i tetrakloro-(II)tetramin-platina(II) kromat su koordinacijski izomeri
4. Komunikacijska izomerija događa se samo kada se monodentatni ligandi mogu koordinirati kroz dva različita atoma.
5. Prostorna izomerija zbog činjenice da se isti ligandi nalaze oko CO ili blizu (cis), ili obrnuto ( trans).
Cis izomer (narančasti kristali) Trans izomer (žuti kristali)
Izomeri diklor-diamin-platine
Kod tetraedarskog rasporeda liganada cis-trans izomerija je nemoguća.
6. Zrcalna (optička) izomerija, na primjer, u diklor-dietilendiamino-krom(III) + kationu:
Kao i u slučaju organskih tvari, zrcalni izomeri imaju ista fizikalna i kemijska svojstva, a razlikuju se po asimetriji kristala i smjeru rotacije ravnine polarizacije svjetlosti.
7. Izomerija 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 NH2-CH(CH3)-CH2-CH2-NH2
Problem komunikacije u složenim spojevima. Priroda sprezanja u CS je drugačija, a trenutno se koriste tri pristupa za objašnjenje: VS metoda, MO metoda i metoda teorije kristalnog polja.
Sun metoda uveo Pauling. Glavne odredbe metode:
1. Veza u CS nastaje kao rezultat interakcije donor-akceptor. Ligandi osiguravaju elektronske parove, dok sredstvo za kompleksiranje osigurava slobodne orbitale. Mjera snage veze je stupanj orbitalnog preklapanja.
2. CO orbitale su podvrgnute hibridizaciji; tip hibridizacije je određen brojem, prirodom i elektronskom strukturom liganada. Hibridizacija CO određena je geometrijom kompleksa.
3. Dodatno jačanje kompleksa nastaje zbog činjenice da se uz s-vezu formira i p-veza.
4. Magnetska svojstva kompleksa određena su brojem nesparenih elektrona.
5. Tijekom formiranja kompleksa, distribucija elektrona u orbitalama može ostati i kod neutralnih atoma i doživjeti promjene. Ovisi o prirodi liganada, njegovom elektrostatskom polju. Razvijen je spektrokemijski niz liganada. Ako ligandi imaju jako polje, tada istiskuju elektrone, uzrokujući njihovo uparivanje i stvaranje nove veze.
Spektrokemijske serije liganada:
CN - >NO 2 - >NH 3 >CNS - >H 2 O>F - >OH - >Cl - >Br -
6. VS metoda omogućuje objašnjenje stvaranja veze čak iu neutralnim i klasnim 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 toga nastaje 6 veza, dok u vezi sudjeluju unutarnje 3 d orbitale, tj. nastaje intraorbitalni kompleks. Kompleks je paramagnetičan i s niskim spinom, jer postoji jedan nespareni elektron. Kompleks je stabilan, jer zauzete unutarnje orbitale.
Ioni F - imaju slobodne elektronske orbitale i mogu biti donori elektronskih parova, imaju slabo polje, pa stoga ne mogu kondenzirati elektrone na 3d razini.
Kao rezultat, formiran je paramagnetski vanjski orbitalni kompleks visokog spina. Nestabilan i reaktivan.
Prednosti VS metode: informativno
Nedostaci VS metode: metoda je prikladna za određeni raspon tvari, metoda ne objašnjava optička svojstva (obojenost), ne daje energetsku procjenu, jer u nekim slučajevima nastaje kvadratni kompleks umjesto energetski povoljnijeg tetraedarskog.
