Komplex vegyületek

Előadás összefoglalója

Gólok. Elképzeléseket alkotni a komplex vegyületek összetételéről, szerkezetéről, tulajdonságairól és nómenklatúrájáról; a komplexképző szer oxidációs fokának meghatározásában, a komplex vegyületek disszociációs egyenleteinek összeállításában készség fejlesztése.
Új fogalmak: komplex vegyület, komplexképző szer, ligandum, koordinációs szám, a komplex külső és belső szférája.
Berendezések és reagensek.Állítson fel kémcsövekkel, tömény ammóniaoldattal, réz(II)-szulfát-, ezüst-nitrát-, nátrium-hidroxid-oldatokkal.

AZ ÓRÁK ALATT

Laboratóriumi tapasztalat. Adjunk ammóniaoldatot a réz(II)-szulfát oldathoz. A folyadék intenzív kék színűvé válik.

Mi történt? Kémiai reakció? Eddig nem tudtuk, hogy az ammónia reakcióba léphet a sóval. Milyen anyag keletkezett? Mi a képlete, szerkezete, neve? Melyik vegyületcsoportba tartozik? Reagálhat az ammónia más sókkal? Vannak ehhez hasonló összefüggések? Ezekre a kérdésekre kell ma választ adnunk.

A vas, réz, ezüst, alumínium egyes vegyületeinek tulajdonságainak jobb tanulmányozásához összetett vegyületek ismeretére van szükségünk.

Folytassuk tapasztalatainkat. A kapott oldatot két részre osztjuk. Adjunk lúgot az egyik részhez. A réz(II)-hidroxid Cu (OH) 2 kiválása nem figyelhető meg, ezért az oldatban nincsenek kétszeresen töltött rézionok, vagy túl kevés van belőlük. Ebből arra következtethetünk, hogy a rézionok kölcsönhatásba lépnek a hozzáadott ammóniával és néhány új iont képeznek, amelyek nem adnak oldhatatlan vegyületet az OH - ionokkal.

Ugyanakkor az ionok változatlanok maradnak. Ez látható, ha az ammóniaoldathoz bárium-klorid-oldatot adunk. Fehér BaSO 4 csapadék azonnal kihullik.

Tanulmányok kimutatták, hogy az ammóniaoldat sötétkék színe a benne lévő komplex 2+ ionok jelenlétének köszönhető, amelyek négy ammónia molekula rézionhoz való kapcsolódásával jönnek létre. A víz elpárolgása során a 2+ ionok ionokhoz kötődnek, és az oldatból sötétkék kristályok emelkednek ki, amelyek összetételét az SO 4 H 2 O képlet fejezi ki.

A komplex vegyületek olyan összetett ionokat és molekulákat tartalmazó vegyületek, amelyek kristályos formában és oldatban is létezhetnek.

A komplex vegyületek molekuláinak vagy ionjainak képleteit általában szögletes zárójelek közé teszik. A komplex vegyületeket hagyományos (nem komplex) vegyületekből állítják elő.

Példák komplex vegyületek előállítására

Az összetett vegyületek szerkezetét a Nobel-díjas Alfred Werner svájci kémikus által 1893-ban javasolt koordinációs elmélet alapján vizsgáljuk. Tudományos tevékenységét a zürichi egyetemen folytatta. A tudós számos új komplex vegyületet szintetizált, korábban ismert és újonnan előállított komplex vegyületeket rendszerezett, és kísérleti módszereket dolgozott ki szerkezetük bizonyítására.

A. Werner (1866–1919)

Ennek az elméletnek megfelelően összetett vegyületeket különböztetünk meg komplexképző szer, külsőés belső szféra. A komplexképző szer általában kation vagy semleges atom. A belső gömb bizonyos számú ionból vagy semleges molekulából áll, amelyek szilárdan kötődnek a komplexképző szerhez. Hívták őket ligandumok. A ligandumok száma határozza meg koordinációs szám(KN) komplexképző szer.

Példa egy összetett vegyületre

A példában figyelembe vett SO 4 H 2 O vagy CuSO 4 5H 2 O vegyület a réz(II)-szulfát kristályos hidrátja.

Határozzuk meg más komplex vegyületek alkotórészeit, például K 4 .
(Referencia. A HCN képletű anyag hidrogén-cianid. A hidrogén-cianid sókat cianidoknak nevezzük.)

A komplexképző egy vasion Fe 2+, a ligandumok cianidionok CN - , a koordinációs szám hat. Minden, ami szögletes zárójelben van, a belső szféra. A káliumionok alkotják a komplex vegyület külső szféráját.

A központi ion (atom) és a ligandumok közötti kötés természete kettős lehet. Egyrészt a kapcsolat az elektrosztatikus vonzás erőinek köszönhető. Másrészt a központi atom és a ligandumok között a donor-akceptor mechanizmussal kötés jöhet létre, az ammóniumion analógiájával. Számos komplex vegyületben a központi ion (atom) és a ligandumok közötti kötés mind az elektrosztatikus vonzási erőknek, mind a komplexképző szer nem megosztott elektronpárjainak és a ligandumok szabad pályáinak köszönhetően létrejött kötésnek köszönhető.

A külső gömbbel rendelkező komplex vegyületek erős elektrolitok, vizes oldatokban szinte teljesen disszociálnak komplex ionná és ionokká. külső szféra. Például:

SO 4 2+ + .

A cserereakciók során a komplex ionok egyik vegyületről a másikra jutnak át anélkül, hogy összetételük megváltozna:

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

A belső gömb töltése lehet pozitív, negatív vagy nulla.

Ha a ligandumok töltése kompenzálja a komplexképző ágens töltését, akkor az ilyen komplex vegyületeket semleges vagy nem elektrolit komplexeknek nevezzük: csak a komplexképző szerből és a belső gömb ligandumaiból állnak.

Ilyen semleges komplex például a .

A legjellemzőbb komplexképző szerek a kationok d-elemek.

A ligandumok lehetnek:

a) poláris molekulák - NH 3, H 2 O, CO, NO;
b) egyszerű ionok - F - , Cl - , Br - , I - , H - , H + ;
c) komplex ionok - CN -, SCN -, NO 2 -, OH -.

Tekintsünk egy táblázatot, amely néhány komplexképző ágens koordinációs számát mutatja.

A komplex vegyületek nómenklatúrája. Egy vegyületben először az aniont, majd a kationt nevezik meg. A belső szféra összetételének megadásakor mindenekelőtt anionokat nevezünk, hozzáadva a latin névhez az utótagot - ról ről-, például: Cl - - klór, CN - - ciano, OH - - hidroxo stb. A továbbiakban semleges ligandumokként és elsősorban az ammónia és származékai. Ebben az esetben a következő kifejezéseket használjuk: koordinált ammónia esetén - amin, vízhez - aqua. A ligandumok számát görög szavakkal jelölik: 1 - mono, 2 - di, 3 - három, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa. Aztán áttérnek a központi atom nevére. Ha a központi atom a kationok része, akkor a megfelelő elem orosz nevét használjuk, és az oxidációs állapotát zárójelben (római számmal) jelöljük. Ha a központi atomot az anion tartalmazza, akkor használja az elem latin nevét, és a végére adja hozzá a végződést - nál nél. A nem elektrolitok esetében a központi atom oxidációs állapota nincs megadva, mert a komplex elektrosemlegességének feltétele alapján egyedileg meghatározható.

Példák. A Cl 2 komplex megnevezéséhez meg kell határozni az oxidációs állapotot (ÍGY.)
x komplexképző szer - Cu-ion x+ :

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

Hasonlóképpen, a kobalt ion oxidációs állapota is megtalálható:

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

Mekkora a kobalt koordinációs száma ebben a vegyületben? Hány molekula és ion veszi körül a központi iont? A kobalt koordinációs száma hat.

A komplex ion nevét egy szóval írjuk le. A központi atom oxidációs állapotát zárójelben elhelyezett római szám jelzi. Például:

Cl 2 - tetraamin réz(II)-klorid,
NEM 3 – diklór-akvatriamin-kobalt(III)-nitrát,
K 3 - hexaciano-ferrát (III) kálium,
K 2 – tetraklórplatinát (II) kálium,
- diklór-tetraamincink,
H 2 - hexaklorotinsav.

Több komplex vegyület példáján meghatározzuk a molekulák szerkezetét (ion-komplexképző szer, S.O., koordinációs szám, ligandumok, belső és külső szférák), adjuk meg a komplex nevét, írjuk fel az elektrolitikus disszociáció egyenleteit.

K 4 - kálium-hexaciano-ferrát (II),

K 4 4K + + 4– .

H - tetraklór-aurinsav (az arany vízben való feloldásával keletkezik),

H H + + –.

OH - diamin ezüst (I) hidroxid (ez az anyag részt vesz az "ezüsttükör" reakcióban),

OH + + OH - .

Na - tetrahidroxoaluminát nátrium,

Na Na + + - .

Sok szerves anyag is összetett vegyületekhez tartozik, különösen az aminok vízzel és savakkal való kölcsönhatásának termékei, amelyeket Ön ismer. Például metil-ammónium-klorid sói és a fenil-ammónium-klorid összetett vegyületek. A koordinációs elmélet szerint a következő szerkezettel rendelkeznek:

Itt a nitrogénatom komplexképző, a hidrogénatomok a nitrogénnél, a metil- és fenilgyökök pedig ligandumok. Együtt alkotják a belső szférát. A külső szférában kloridionok találhatók.

Számos szerves anyag, amely nagy jelentőséggel bír az élőlények életében, összetett vegyület. Ezek közé tartozik a hemoglobin, a klorofill, enzimek és mások

A komplex vegyületeket széles körben használják:

1) az analitikai kémiában sok ion meghatározására;
2) bizonyos fémek elválasztására és nagy tisztaságú fémek előállítására;
3) színezékként;
4) a víz keménységének megszüntetése;
5) fontos biokémiai folyamatok katalizátoraként.

Kémiai teszt - komplex vegyületek - SÜRGŐS! és megkapta a legjobb választ

Nick[guru] válasza
Néhány kérdés helytelenül van beállítva, például 7,12,27. Ezért a válaszok fenntartásokat tartalmaznak.
1. Mekkora a komplexképző koordinációs száma a +2 komplex ionban?
6-KOR
2. Mekkora a komplexképző koordinációs száma a 2+ komplex ionban?
B) 6
3. Mekkora a komplex ionban lévő komplexképző koordinációs száma 2+?
B) 4
4. Mekkora a Сu²+ koordinációs száma a + komplex ionban?
B) 4
5. Mekkora a komplex ionban lévő komplexképző koordinációs száma: +4?
B) 6
6. Határozza meg a központi ion töltését a K4 komplex vegyületben!
B) +2
7. Mekkora egy komplex ion töltése?
B) +2 - ha feltételezzük, hogy a komplexképző Сu (II)
8. A vassók közül határozza meg a komplex sót:
A) K3
9. Mekkora a Pt4+ koordinációs száma a 2+ komplex ionban?
A) 4
10. Határozza meg a K2 komplex ion töltését?
B) +2
11. Melyik molekula felel meg a tetraamin réz(II)-diklorid elnevezésnek?
B) Cl2
12. Mekkora a komplex ion töltése?
D) +3 - ha feltételezzük, hogy a komplexképző a Cr (III)
13. A réz (II) sói közül határozza meg a komplex sót:
B) K2
14. Mekkora a Co3+ koordinációs száma a komplex ionban +?
B) 6
15. Határozza meg a K3 komplex vegyületben lévő komplexképző töltést?
D) +3
16. Melyik molekula felel meg a kálium-tetrajódhidrát (II) elnevezésnek?
A) K2
17. Mekkora egy komplex ion töltése?
IN 2
18. A nikkel(II)-sók közül határozza meg a komplex sót:
B) SO4
19. Mekkora a Fe3+ koordinációs száma a -3 komplex ionban?
6-KOR
20. Határozza meg a komplexképző töltést a K3 komplex vegyületben?
B) +3
21. Melyik molekula felel meg az ezüst(I)-diamin-klorid elnevezésnek?
B) Cl
22. Mekkora a K4 komplex ion töltése?
B) -4
23. A cinksók közül határozza meg a komplex sót!
B) Na2
24. Mekkora a Pd4+ koordinációs száma a 4+ komplex ionban?
D) 6
25. Határozza meg a komplexképző töltést a H2 komplex vegyületben?
B) +2
26. Melyik molekula felel meg a kálium-hexacianoferrát (II) elnevezésnek?
D) K4
27. Mekkora egy komplex ion töltése?
D) -2 - ha feltételezzük, hogy a komplexképző Co(II)
27. A króm(III) vegyületei közül határozza meg a komplex vegyületet!
C) [Cr(H2O)2(NH3)4]Cl3
28. Mennyi a kobalt (III) koordinációs száma a NO3 komplex ionban?
B) 6
29. Határozza meg a komplexképző vegyület töltését a Cl2 komplex vegyületben!
A) +3
30. Melyik molekula felel meg a nátrium-tetrajód-palladát (II) elnevezésnek?
D) Na2

Válasz tőle James Bond[újonc]
Istenem

Válasz tőle Cica...[guru]
#30 legújabb

A komplex vegyületek nómenklatúrája a szervetlen anyagok nómenklatúrájának szerves része. Az összetett vegyületek elnevezésének szabályai szisztematikusak (egyértelműek). Az IUPAC ajánlásainak megfelelően ezek a szabályok univerzálisak, hiszen szükség esetén egyszerű szervetlen vegyületekre is alkalmazhatók, ha ez utóbbiaknak nincs hagyományos és speciális elnevezése. A szisztematikus szabályok szerint felépített nevek megfelelnek a kémiai képleteknek. A komplex vegyület képletét az általános szabályok szerint állítják össze: először a kationt írják - összetett vagy közönséges, majd az aniont - komplex vagy közönséges. A komplex vegyület belső szférájában először a központi komplexképző atom, majd töltés nélküli ligandumok (molekulák), majd negatív töltésű anion ligandumok íródnak.

Egymagos komplexek

A kationos, semleges és legtöbb anionos komplex nevében a központi atomok a megfelelő elemek orosz neveivel rendelkeznek. Bizonyos esetekben az anionos komplexek esetében a központi komplexképző atom elemeinek latin nevének gyökereit használják. Például - diklór-diamin-platina, 2- - tetraklór-platinát (II) -ion, + - diamin-ezüst (I) kation, - - diciano-argenát (I) -ion.

A komplex ion neve a belső gömb összetételének megjelölésével kezdődik. Mindenekelőtt a belső szférában található anionokat ábécé sorrendben soroljuk fel, latin nevükhöz hozzáadva az „o” végződést. Például OH - - hidroxo, Cl - - klór, CN - - ciano, CH 3 COO - - acetát, CO 3 2 - karbonát, C 2 O 4 2- - oxalato, NCS - - tiocianát, NO 2 - - nitro , O 2 2- - oxo, S 2- - tio, SO 3 2- - szulfito, SO 3 S 2- - tioszulfato, C 5 H 5 - ciklopentadienil stb. Ezután az intraszférán belüli semleges molekulákat ábécé sorrendben jelzik. A semleges ligandumok esetében az anyagok egyszavas neveit változtatás nélkül használjuk, például N 2 -diazot, N 2 H 4 -hidrazin, C 2 H 4 - etilén. Az intraszférán belüli NH 3 ammino-, H 2 O - aqua, CO-karbonil, NO-nitrozil. A ligandumok számát görög számok jelzik: di, három, tetra, penta, hexa stb. Ha a ligandumok neve összetettebb, például etilén-diamin, akkor a „bis”, „tris”, „tetrakis” stb. előtagok előzik meg őket.

A külső gömbbel rendelkező összetett vegyületek neve két szóból áll (általában "kation anion"). Az összetett anion neve -at utótaggal végződik. A komplexképző szer oxidációs állapotát az anion neve után zárójelben lévő római számok jelzik. Például:

K 2 – kálium-tetraklór-platinát (II),

Na 3 [Fe (NH 3) (CN) 5] - nátrium-pentaciano-monoamin-ferrát (II),

H 3 O - oxónium-tetraklór-aurát (III),

K jelentése kálium-dijód-jodát (I),

Na 2 - nátrium-hexahidroxosztanát (IV).

A komplex kationnal rendelkező vegyületeknél a komplexképző szer oxidációs állapotát a neve után római számmal, zárójelben tüntetjük fel. Például:

A Cl diamin ezüst(I)-klorid,

Br jelentése triklór-triamin-platina(IV)-bromid,

NO 3 -

Klór-nitro-tetraamin-kobalt(III)-nitrát.

A komplex vegyületek neve - a külső gömb nélküli nem elektrolitok egy szóból állnak, a komplexképző szer oxidációs állapota nincs feltüntetve. Például:

- trifluorotriaquokobalt,

- tetraklór-diamin-platina,

- bisz(ciklopentadienil) vas.

A komplex kationt és aniont tartalmazó vegyületek neve a kation és az anion nevéből áll, például:

hexanitrokobaltát(III) hexaamin-kobalt(III),

triklór-amin-platinát (II) platina(II)-klór-triamin.

Az ambidentát ligandumokkal alkotott komplexek esetében a név annak az atomnak a szimbólumát jelöli, amellyel ez a ligandum a központi komplexképző atomhoz kapcsolódik:

2--tetrakisz (ticianáto-N)-kobaltát(II)-ion,

2- - tetrakisz(tiocianáto-S) higany(II)-ion.

Hagyományosan a NO 2 - ambidentát ligandumot nitro ligandumnak nevezik, ha a donor atom nitrogén, és nitrito ligandumnak, ha a donor atom oxigén (-ONO -):

3--hexanitrokobaltát(III)-ion,

3- - hexanitritokobaltát (III) -ion.

A komplex vegyületek osztályozása

A komplex ionok a kémiai vegyületek különféle osztályainak molekuláinak részei lehetnek: savak, bázisok, sók stb. A komplex ion töltésétől függően megkülönböztetik őket kationos, anionos és semleges komplexek.

Kation komplexek

A kationos komplexekben a központi komplexképző atom a komplexképző szer kationjai vagy pozitívan polarizált atomjai, a ligandumok pedig semleges molekulák, leggyakrabban víz és ammónia. Azokat az összetett vegyületeket, amelyekben a víz ligandumként működik, akvakomplexeknek nevezzük. Ezek a vegyületek közé tartoznak a kristályos hidrátok. Például: MgCl 2 × 6H 2 O

vagy Cl2,

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

Kristályos állapotban egyes vízkomplexek (például réz-szulfát) visszatartják a kristályvizet is, amely nem része a belső gömbnek, amely kevésbé kötődik és hevítéskor könnyen leválik.

A komplex vegyületek egyik legszámosabb osztálya az aminokomplexek (ammonátok) és az aminátok. Ezekben a komplexekben a ligandumok ammónia vagy amin molekulák. Például: SO 4, Cl 4,

Cl2.

Anion komplexek

Az ilyen vegyületek ligandumai anionok vagy negatívan polarizált atomok és csoportjaik.

Az anionos komplexek a következők:

a) komplex savak H, H2, H.

b) a PtCl 4 × 2KCl vagy K 2 kettős és komplex sói,

HgI 2 × 2KI vagy K 2 .

c) oxigéntartalmú savak és sóik H 2 SO 4, K 2 SO 4, H 5 IO 6, K 2 CrO 4.

d) hidroxosók K, Na2.

e) polihalogenidek: K, Cs.

Semleges komplexek

Az ilyen vegyületek közé tartoznak azok a komplex vegyületek, amelyeknek nincs külső gömbjük, és nem adnak komplex ionokat vizes oldatokban: , , karbonil komplexek , .

Kation-anion komplexek

A vegyületek egyszerre tartalmaznak komplex kationt és komplex aniont:

, .

Ciklikus komplexek (kelátok)

Azokat a koordinációs vegyületeket, amelyekben a központi atom (vagy ion) egyidejűleg a ligandum két vagy több donoratomjához kötődik, aminek következtében egy vagy több heterociklus záródik, ún. kelátok . A kelátgyűrűket alkotó ligandumokat kelátképző (kelátképző) reagenseknek nevezzük. A kelátgyűrű ilyen ligandumok általi lezárását ún kelátképző(kelátképződés). A kelátok legkiterjedtebb és legfontosabb osztálya a fémkelát komplexek. A ligandumok koordinálásának képessége minden oxidációs állapotú fémben rejlik. A fő alcsoportok elemei esetében a központi komplexképző atom általában a legmagasabb oxidációs állapotban van.

A kelátképző reagensek két fő típusú elektrondonor centrumot tartalmaznak: a) mozgékony protont tartalmazó csoportok, például -COOH, -OH, -SO 3 H; ha a központi ionhoz koordinálódnak, protonszubsztitúció és b) semleges elektrondonor csoportok, például R 2 CO, R 3 N, lehetségesek A bidentát ligandumok két helyet foglalnak el a kelát belső koordinációs szférájában, mint pl. például etilén-diamint (3. ábra).

Chugaev ciklusszabálya szerint a legstabilabb kelátkomplexek akkor jönnek létre, ha a ciklus öt vagy hat atomot tartalmaz. Például a H2N-(CH2)n-NH2 összetételű diaminok közül a legstabilabb komplexek n=2 (öttagú ciklus) és n=3 (hattagú ciklus) esetén jönnek létre.

3. ábra. Réz(II)-biszetilén-diamin kation.

Kelátok, amelyekben a kelátciklus lezárásakor a ligandum protontartalmú és semleges elektrondonor csoportokat használ fel, és formálisan kovalens és donor-akceptor kötéssel kötődik a központi atomhoz, ún. vannak intrakomplex vegyületek. Így a savas funkciós csoportokkal rendelkező polidentát ligandumok kelátvegyületeket képezhetnek. Az interkomplex vegyületek olyan kelátok, amelyekben a gyűrűzáródást egy vagy több proton savas funkciós csoportból fémionnal történő kiszorítása kíséri, különösen a réz(II)-glicinát egy intrakomplex vegyület:

4. ábra. 8-hidroxi-kinolin és cink interkomplex vegyülete.

A hemoglobin és a klorofill szintén intrakomplex vegyületek.

A kelátok legfontosabb jellemzője a megnövelt stabilitásuk a hasonló felépítésű nemciklusos komplexekhez képest.

17. fejezet

17.1. Alapvető definíciók

Ebben a fejezetben az összetett anyagok egy speciális csoportjával, az úgynevezett átfogó(vagy koordinációs) vegyületek.

Jelenleg a fogalom szigorú meghatározása " összetett részecske" nem. Általában a következő definíciót használják.

Például a hidratált rézion 2 egy komplex részecske, mivel valójában oldatokban és néhány kristályos hidrátban létezik, Cu 2 -ionokból és H 2 O molekulákból képződik, a vízmolekulák valódi molekulák, a Cu 2 -ionok pedig kristályokban léteznek. számos rézvegyületből. Ellenkezőleg, az SO 4 2 ion nem összetett részecske, mivel bár O 2 ionok előfordulnak kristályokban, az S 6 ion nem létezik kémiai rendszerekben.

Példák más komplex részecskékre: 2 , 3 , , 2 .

Ugyanakkor az NH 4 és H 3 O ionokat komplex részecskék közé sorolják, bár H ionok nem léteznek kémiai rendszerekben.

Az összetett részecskéket néha összetett kémiai részecskéknek nevezik, amelyekben a kötések egy része vagy egésze a donor-akceptor mechanizmus szerint jön létre. Ez a legtöbb összetett részecskére igaz, de például a 3. komplex részecskében lévő kálium timsó SO 4-ben az Al és az O atomok között valóban a donor-akceptor mechanizmus szerint jön létre a kötés, míg a komplex részecskében csak elektrosztatikus. (ion-dipól) kölcsönhatás. Ezt támasztja alá, hogy a vas-ammónium timsóban egy hasonló szerkezetű komplex részecske található, amelyben csak ion-dipól kölcsönhatás lehetséges a vízmolekulák és az NH 4 ion között.

Töltés szerint a komplex részecskék lehetnek kationok, anionok és semleges molekulák. Az ilyen részecskéket tartalmazó összetett vegyületek a vegyi anyagok különböző osztályaiba (savak, bázisok, sók) tartozhatnak. Példák: (H 3 O) - sav, OH - bázis, NH 4 Cl és K 3 - sók.

Jellemzően a komplexképző egy elem atomja, amely fémet képez, de lehet oxigén-, nitrogén-, kén-, jódatom és egyéb nemfémeket alkotó elemek is. A komplexképző szer oxidációs állapota lehet pozitív, negatív vagy nulla; ha egyszerűbb anyagokból összetett vegyület keletkezik, az nem változik.

A ligandumok lehetnek részecskék, amelyek egy komplex vegyület képződése előtt molekulák (H 2 O, CO, NH 3 stb.), anionok (OH, Cl, PO 4 3 stb.), valamint hidrogénkationok voltak. . Megkülönböztetni azonosítatlan vagy egyfogú ligandumok (a központi atomhoz az egyik atomján keresztül, azaz egy kötéssel kapcsolódnak), kétfogú(két atomjukon keresztül, azaz két -kötéssel kapcsolódik a központi atomhoz), háromfogú stb.

Ha a ligandumok nem azonosak, akkor a koordinációs szám megegyezik az ilyen ligandumok számával.

A cn függ a központi atom elektronszerkezetétől, oxidációs fokától, a központi atom és a ligandumok méretétől, a komplex vegyület képződésének körülményeitől, a hőmérséklettől és egyéb tényezőktől. A CN értéke 2 és 12 között lehet. Leggyakrabban hat, valamivel ritkábban négy.

Vannak összetett részecskék is, amelyek több központi atomot tartalmaznak.

A komplex részecskék kétféle szerkezeti képletét használják: a központi atom és a ligandumok formális töltésének jelzésére, vagy a teljes komplex részecske formális töltésének jelzésére. Példák:

Egy összetett részecske alakjának jellemzésére a koordinációs poliéder (poliéder) ötletét használják.

A koordinációs poliéderek közé tartozik még egy négyzet (KN = 4), egy háromszög (KN = 3) és egy súlyzó (KN = 2), bár ezek az ábrák nem poliéderek. Példák koordinációs poliéderekre és ennek megfelelően kialakított komplex részecskékre a leggyakoribb CN-értékekhez a 1-1. egy.

17.2. A komplex vegyületek osztályozása

Hogyan osztják fel a vegyi anyagokat a komplex vegyületek ionosra (ezeket néha nevezik ionogén) és molekuláris ( nem ionos) kapcsolatokat. Az ionos komplex vegyületek töltött komplex részecskéket - ionokat - tartalmaznak, és savak, bázisok vagy sók (lásd 1. §). A molekuláris komplex vegyületek töltetlen komplex részecskékből (molekulákból) állnak, például: vagy - nehéz őket a vegyszerek bármely fő osztályába besorolni.

A komplex vegyületeket alkotó komplex részecskék meglehetősen változatosak. Ezért az osztályozásukhoz számos osztályozási jellemzőt használnak: a központi atomok számát, a ligandum típusát, a koordinációs számot és egyebeket.

A központi atomok számának megfelelően komplex részecskéket osztjuk egymagosés többmagos. A többmagvú komplex részecskék központi atomjai közvetlenül vagy ligandumon keresztül kapcsolódhatnak egymáshoz. Mindkét esetben a központi atomok ligandumokkal a komplex vegyület egyetlen belső gömbjét alkotják:

A ligandumok típusa szerint a komplex részecskéket felosztják

1) Aquakomplexek, vagyis olyan komplex részecskék, amelyekben a vízmolekulák ligandumként vannak jelen. Az m kationos akvakomplexek többé-kevésbé stabilak, az anionos akvakomplexek instabilak. Minden kristályos hidrát vízkomplexeket tartalmazó vegyület, például:

Mg(ClO 4) 2. 6H 2O valójában (ClO 4) 2;
BeSO4. 4H20 valójában SO4;
Zn(Br03)2. 6H 2O valójában (BrO 3) 2;
CuSO4. Az 5H 2 O valójában SO 4 . H2O.

2) Hidroxokomplexek, azaz olyan komplex részecskék, amelyekben ligandumként hidroxilcsoportok vannak jelen, amelyek hidroxidionok voltak, mielőtt a komplex részecskébe léptek volna, például: 2 , 3 , .

A hidroxo komplexek a kationos savak tulajdonságait mutató vízkomplexekből képződnek:

2 + 4OH = 2 + 4H 2O

3) Ammónia, azaz olyan komplex részecskék, amelyekben NH 3 csoportok ligandumként vannak jelen (komplex részecske képződése előtt - ammónia molekulák), például: 2 , , 3 .

Az ammónia aqua komplexekből is nyerhető, például:

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

Az oldat színe ebben az esetben kékről ultramarinra változik.

4) acidokomplexek, vagyis olyan komplex részecskék, amelyekben mind oxigénmentes, mind oxigéntartalmú savak savmaradékai ligandumként jelen vannak (komplex részecske képződése előtt - anionok, pl.: Cl, Br, I, CN, S 2, NO 2, S 2 O 3 2, CO 3 2, C 2 O 4 2 stb.).

Példák a savkomplexek képződésére:

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

Ez utóbbi reakciót használják a fényképezésben a nem reagált ezüst-bromid eltávolítására a fényképészeti anyagokból.
(Fényképészeti film és fotópapír előhívása során a fotóemulzióban lévő ezüst-bromid exponálatlan részét az előhívó nem állítja helyre. Ennek eltávolítására ezt a reakciót alkalmazzák (a folyamatot "fixálásnak" nevezik, mivel az el nem távolított ezüst-bromid fényben fokozatosan lebomlik, tönkretéve a képet)

5) Azok a komplexek, amelyekben a hidrogénatomok ligandumok, két teljesen különböző csoportra oszthatók: hidrid a készítményben szereplő komplexek és komplexek ónium kapcsolatokat.

A hidrid komplexek képződésében - , , - a központi atom elektronakceptor, a hidridion pedig donor. A hidrogénatomok oxidációs állapota ezekben a komplexekben –1.

Az óniumkomplexekben a központi atom elektrondonor, az akceptor pedig egy +1 oxidációs állapotú hidrogénatom. Példák: H 3 O vagy - oxónium ion, NH 4 vagy - ammónium ion. Ezenkívül az ilyen ionoknak vannak szubsztituált származékai: - tetrametil-ammónium-ion, - tetrafenil-larzónium-ion, - dietil-oxónium-ion stb.

6) karbonil komplexek - komplexek, amelyekben CO-csoportok ligandumként vannak jelen (komplex képződés előtt - szén-monoxid molekulák), például:, stb.

7) Anion-halogenid komplexek típusú komplexek.

A komplex részecskék más osztályait is megkülönböztetjük a ligandumok típusa szerint. Ezenkívül vannak komplex részecskék különböző típusú ligandumokkal; a legegyszerűbb példa az aqua hydroxocomplex.

17.3. A komplex vegyületek nómenklatúrájának alapjai

Egy összetett vegyület képletét ugyanúgy állítják össze, mint bármely ionos anyag képletét: az első helyre a kation képlete, a második helyre az anion képlete van írva.

Egy komplex részecske képletét szögletes zárójelbe írjuk a következő sorrendben: először a komplexképző elem szimbóluma, majd a komplex képződése előtt kationnak számító ligandumok képlete, majd a komplexképződő ligandumok képlete. A komplex képződése előtt semleges molekulák, utánuk pedig a ligandumok képletei, amelyek az anionok általi komplexképződés előtt keletkeztek.

Egy komplex vegyület neve ugyanúgy épül fel, mint bármely só vagy bázis neve (az összetett savakat hidrogén- vagy oxónium-sóknak nevezzük). A vegyület neve tartalmazza a kation nevét és az anion nevét.

A komplex részecske neve tartalmazza a komplexképző ágens nevét és a ligandumok nevét (a nevet a képletnek megfelelően írjuk, de jobbról balra. A kationokban lévő komplexképzőknél orosz elemneveket használunk, ill. anionok, latinok.

A leggyakoribb ligandumok nevei:

H 2 O - aqua	Cl - klór	SO 4 2 - szulfát	OH - hidroxo
CO - karbonil	Br - bróm	CO 3 2 - karbonát	H - hidrido
NH3 - amin	NO 2 - nitro	CN - ciano	NEM - nitróz
NO - nitrozil	O 2 - oxo	NCS – tiocianát	H + I - hidro

Példák összetett kationok nevére:

Példák összetett anionok nevére:

2 - tetrahidroxozinkát ion
3 – di(tioszulfato)argentát(I)-ion
3 – hexacianokromát(III)-ion
– tetrahidroxodikvaaluminát ion
– tetranitrodiamin-kobaltát(III)-ion
3 – pentaciano-aquaferrát(II)-ion

Példák a semleges komplex részecskék nevére:

A nómenklatúra részletesebb szabályai a kézikönyvekben és a speciális kézikönyvekben találhatók.

17.4. Kémiai kötés összetett vegyületekben és szerkezetük

A töltött komplexekkel rendelkező kristályos komplex vegyületekben a komplex és a külső szféra ionjai közötti kötés ionos, míg a külső szféra megmaradt részecskéi közötti kötések intermolekulárisak (beleértve a hidrogénkötéseket is). Molekuláris komplex vegyületekben a komplexek közötti kötés intermolekuláris.

A legtöbb összetett részecskében a központi atom és a ligandumok közötti kötések kovalensek. Ezek mindegyike vagy egy része a donor-akceptor mechanizmus szerint alakul ki (ennek eredményeként a formális díjak változásával). A legkevésbé stabil komplexekben (például az alkáli- és alkáliföldfém-elemek vízkomplexeiben, valamint az ammóniumban) a ligandumokat elektrosztatikus vonzás tartja. A komplex részecskékben lévő kötést gyakran donor-akceptor vagy koordinációs kötésnek nevezik.

Tekintsük ennek kialakulását, példaként a vas(II) aquacation segítségével. Ez az ion a következő reakcióval keletkezik:

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

A vasatom elektronképlete 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6. Készítsünk egy sémát ennek az atomnak a vegyérték-alszintjeiről:

Ha kettős töltésű ion képződik, a vasatom két 4-et veszít s-elektron:

A vasion hat vízmolekula hat elektronpár oxigénatomját fogadja szabad vegyértékpályákra:

Komplex kation képződik, amelynek kémiai szerkezete a következő képletek egyikével fejezhető ki:

Ennek a részecskenak a térbeli szerkezetét az egyik térbeli képlet fejezi ki:

A koordinációs poliéder alakja oktaéder. Minden Fe-O kötés azonos. Feltételezett sp 3 d 2 - AO vasatom hibridizációja. A komplex mágneses tulajdonságai párosítatlan elektronok jelenlétét jelzik.

Ha a FeCl 2-t feloldjuk egy cianidionokat tartalmazó oldatban, akkor a reakció lezajlik

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

Ugyanezt a komplexet kapjuk úgy is, hogy kálium-cianid KCN-oldatot adunk egy FeCl 2 oldathoz:

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

Ez arra utal, hogy a cianid komplex erősebb, mint az akvakomplex. Ezenkívül a cianid komplex mágneses tulajdonságai azt jelzik, hogy a vasatomban nincsenek párosítatlan elektronok. Mindez a komplexum kissé eltérő elektronikus szerkezetének köszönhető:

Az "erősebb" CN ligandumok erősebb kötéseket alakítanak ki a vasatommal, az energianyereség elegendő ahhoz, hogy "megtörje" a Hund szabályát és felszabadítsa a 3-at. d-pályák magányos ligandumpárokhoz. A cianid komplex térszerkezete megegyezik az akvakomplexéval, de a hibridizáció típusa eltérő - d 2 sp 3 .

A ligandum "erőssége" elsősorban a magányos elektronpár felhőjének elektronsűrűségétől függ, azaz az atom méretének csökkenésével növekszik, a főkvantumszám csökkenésével függ a az EO hibridizáció típusa és néhány egyéb tényező. A legfontosabb ligandumok "erősségük" növelésének sorrendjében (egyfajta ligandumok "aktivitási sorozata") sorolhatók fel, ezt a sorozatot ún. ligandumok spektrokémiai sorozatai:

ÉN; Br; : SCN, Cl, F, OH, H20; : NCS, NH3; SO 3 S : 2 ; : CN, CO

A 3. és 3. komplexek képződési sémája a következőképpen néz ki:

A CN = 4 komplexek esetében két szerkezet lehetséges: egy tetraéder (abban az esetben sp 3-hibridizáció), például 2 , és egy lapos négyzet (a dsp 2 hibridizáció), például 2 .

17.5. Komplex vegyületek kémiai tulajdonságai

A komplex vegyületekre mindenekelőtt ugyanazok a tulajdonságok jellemzőek, mint az azonos osztályba tartozó közönséges vegyületekre (sók, savak, bázisok).

Ha a vegyület sav, akkor erős sav, ha bázis, akkor a bázis erős. A komplex vegyületek ezen tulajdonságait csak a H 3 O vagy az OH ionok jelenléte határozza meg. Ezenkívül a komplex savak, bázisok és sók a szokásos cserereakciókba lépnek be, például:

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

Az utolsó reakciót Fe 3 -ionok kvalitatív reakciójaként alkalmazzák. A kapott ultramarinban oldhatatlan anyagot "poroszkéknek" nevezik [a szisztematikus neve vas(III)-kálium-hexacianoferrát(II)].

Ezenkívül maga a komplex részecske is beléphet a reakcióba, és minél aktívabb, annál kevésbé stabil. Általában ezek oldatban végbemenő ligandumszubsztitúciós reakciók, például:

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

valamint sav-bázis reakciók, mint pl

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

Ezekben a reakciókban keletkezik, izolálás és szárítás után cink-hidroxiddá alakul:

Zn(OH)2 + 2H2O

Az utolsó reakció egy összetett vegyület bomlásának legegyszerűbb példája. Ebben az esetben szobahőmérsékleten működik. Más összetett vegyületek hevítés hatására bomlanak, például:

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

A ligandumszubsztitúciós reakció lehetőségének felmérésére a spektrokémiai sorozatot használhatjuk, amely abból indul ki, hogy az erősebb ligandumok kiszorítják a gyengébbeket a belső szférából.

17.6. Komplex vegyületek izomerizmusa

A komplex vegyületek izomerizmusa rokon
1) a ligandumok és a külső gömbrészecskék lehetséges eltérő elrendezésével,
2) a legösszetettebb részecske eltérő szerkezetével.

Az első csoportba tartozik hidratált(általában szolvát) és ionizálás izoméria, a másodikra ​​- térbeliés optikai.

A hidrátizoméria a vízmolekulák eltérő eloszlásának lehetőségével jár a komplex vegyület külső és belső szférájában, például: (vörös-barna szín) és Br 2 (kék szín).

Az ionizációs izoméria az ionok eltérő eloszlásának lehetőségével jár a külső és belső szférában, például: SO 4 (lila) és Br (piros). Ezen vegyületek közül az első csapadékot képez, bárium-klorid oldattal reagál, a második pedig ezüst-nitrát oldattal.

A térbeli (geometriai) izoméria, más néven cisz-transz izoméria a négyzetes és oktaéderes komplexekre jellemző (tetraédereknél ez lehetetlen). Példa: cisz-transz négyzetkomplex izoméria

Az optikai (tükrös) izoméria lényegében nem különbözik a szerves kémia optikai izomériájától, és a tetraéderes és oktaéderes komplexekre jellemző (négyzeteseknél ez lehetetlen).

Minden szervetlen vegyület két csoportra osztható:

1. elsőrendű kapcsolatok, i.e. a vegyértékelméletnek engedelmeskedő vegyületek;

2. magasabb rendű kapcsolatok, i.e. olyan vegyületek, amelyek nem engedelmeskednek a vegyértékelmélet koncepcióinak. A magasabb rendű vegyületek közé tartoznak a hidrátok, ammóniátok stb.

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

Werner (Svájc) bevezette a kémiába ötleteket a magasabb rendű vegyületekről, és el is nevezte őket. összetett vegyületek. A CS-re hivatkozott az összes legstabilabb magasabb rendű vegyületre, amely vizes oldatban vagy egyáltalán nem, vagy csak kis mértékben bomlik le. 1893-ban Werner azt javasolta, hogy bármely elem telítés után további vegyértéket is mutathat - koordinációs. Werner koordinációs elmélete szerint minden CS-ben vannak:

Cl3: komplexképző szer (KO \u003d Co), ligandumok (NH 3), koordinációs szám (CN \u003d 6), belső gömb, külső környezet (Cl 3), koordinációs képesség.

A belső gömb központi atomját, amely körül az ionok vagy molekulák csoportosulnak, nevezzük komplexképző szer. A komplexképző szerek szerepét leggyakrabban fémionok, ritkábban semleges atomok vagy anionok töltik be. A belső szférában egy központi atom körül koordináló ionokat vagy molekulákat nevezzük ligandumok. Az anionok lehetnek ligandumok: G -, OH-, SN-, CNS-, NO 2 -, CO 3 2-, C 2 O 4 2-, semleges molekulák: H 2 O, CO, G 2, NH 3, N 2 H4. koordinációs szám a komplex belső szférájában a ligandumok által elfoglalható helyek száma. A CN általában magasabb, mint az oxidációs állapot. CN = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12. A leggyakoribb CN = 4, 6, 2. Ezek a számok a komplex legszimmetrikusabb konfigurációjának felelnek meg - oktaéder (6), tetraéderes (4) és lineáris (2). KCh irigység a komplexképző szer és a ligandumok természetére, valamint a CO és a ligandumok méretére. A ligandumok koordinációs képessége az egyes ligandumok által elfoglalt helyek száma a komplex belső szférájában. A legtöbb ligandum esetében a koordinációs képesség egység ( egyfogú ligandumok), kevesebb, mint kettő ( kétfogú ligandumok), vannak nagyobb kapacitású ligandumok (3, 4, 6) - többfogú ligandumok. A komplex töltésének számszerűen egyenlőnek kell lennie a teljes külső szférával, és azzal ellentétes előjelűnek kell lennie. 3+ Cl 3 -.

A komplex vegyületek nómenklatúrája. Sok összetett vegyület megőrizte történelmi nevét, amely az őket szintetizáló tudós színéhez vagy nevéhez kapcsolódik. Jelenleg az IUPAC-nómenklatúrát használják.

Ion listázási sorrend. Először az aniont, majd kationt nevezik, míg az anion nevében a latin KO név tövét, a kation nevében pedig az orosz neve genitivusban.

Cl jelentése diamin-ezüst-klorid; K 2 - kálium-triklór-kuprát.

A ligandumok felsorolásának sorrendje. A komplex ligandumait a következő sorrendben soroljuk fel: anionos, semleges, kationos - kötőjellel történő elválasztás nélkül. Az anionok a H - , O 2- , OH - sorrendben vannak felsorolva, egyszerű anionok, komplex anionok, többatomos anionok, szerves anionok.

SO 4 - klór-nitro-diamin-etilén-diamin-platina-szulfát (+4)

Koordinációs csoportok vége. A semleges csoportokat ugyanúgy nevezzük, mint a molekulákat. Ez alól kivételt képez az aqua (H 2 O), az amin (NH 3). Az „O” magánhangzó hozzáadódik a negatív töltésű anionokhoz.

- hexociano-ferrát (+3) hexa-aminokobalt (+3)

A ligandumok számát jelző előtagok.

1 – mono, 2 – di, 3 – három, 4 – tetra, 5 – penta, 6 – hexa, 7 – hepta, 8 – okta, 9 – nona, 10 – deka, 11 – indeka, 12 – dodeka, sok – poli.

A bisz-, tris- előtagokat az összetett nevű ligandumok előtt használjuk, ahol már vannak mono-, di- stb. előtagok.

Cl 3 - trisz (etilén-diamin) vas-klorid (+3)

Az összetett vegyületek nevei először az anionos részt jelölik névelőben és -at utótaggal, majd a kationos részt genitivusban. A központi atom neve előtt azonban mind a vegyület anionos, mind kationos részében az összes körülötte koordinált ligandum szerepel, számukat görög számokkal jelölve (1 - mono (általában elhagyva), 2 - di, 3 - három , 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa, 7 - hepta, 8 - okta). A ligandumok nevéhez az -o utótag kerül, és először anionokat, majd semleges molekulákat neveznek: Cl- - klór, CN- - ciano, OH- - hidroxo, C2O42- - oxalato, S2O32- - tioszulfát, ( CH3) 2NH - dimetil-amino stb. Kivételek: a H2O és az NH3 ligandumok neve a következő: "aqua" és "ammine". Ha a központi atom a kation része, akkor az elem orosz nevét használjuk, amely után az oxidációs állapotát zárójelben, római számmal jelzik. Az anion összetételének központi atomjára az elem latin nevét használjuk, és az oxidációs állapotot e név előtt tüntetjük fel. Állandó oxidációs állapotú elemeknél ez elhagyható. A nem elektrolitok esetében a központi atom oxidációs állapota sincs feltüntetve, mivel azt a komplex elektromos semlegessége alapján határozzák meg. Példák a címekre:

Cl2 - diklór-tetramin-platina(IV)-klorid,

OH - diamin-ezüst(I)-hidroxid.

A komplex vegyületek osztályozása. A COP-ok többféle osztályozását használják.

1. azáltal, hogy egy bizonyos vegyületosztályba tartozik:

komplex savak - H2

összetett alapok -

komplex sók - K 2

2. A ligandumok természete szerint: aqua komplexek, ammónia. Cián, halogenid stb.

Aquakomplexek - komplexek, amelyekben vízmolekulák szolgálnak ligandumként, például Cl 2 - hexaaquacalcium-klorid. Az aminátok és az aminátok olyan komplexek, amelyek ligandumai ammónia és szerves aminok molekulái, például: SO 4 - tetramin-réz(II)-szulfát. Hidroxokomplexek. Ezekben az OH-ionok ligandumként szolgálnak. Különösen jellemző az amfoter fémekre. Példa: Na 2 - nátrium-tetrahidroxozinkát (II). Sav komplexek. Ezekben a komplexekben a ligandumok anionos-savas csoportok, például K4-kálium-hexaciano-ferrát(II).

3. a komplexum töltésének jelével: kationos, anionos, semleges

4. a CS belső felépítése szerint: a komplexet alkotó magok száma szerint:

egymagvú - H 2, kétmagvú - Cl 5 stb.,

5. ciklusok hiánya vagy jelenléte miatt: egyszerű és ciklikus CS-k.

Ciklikus vagy kelát (fogó) komplexek. Két- vagy többfogú ligandumot tartalmaznak, amely mintegy befogja a központi M atomot, mint a rákos karmok: Példák: Na 3 - nátrium-trioxalato-(III)-ferrát, (NO 3) 4 - trietilén-diamino-platina (IV) nitrát .

A kelátkomplexek csoportjába tartoznak azok a komplexen belüli vegyületek is, amelyekben a központi atom a ciklus része, és különböző módokon kötéseket képez ligandumokkal: csere- és donor-akceptor mechanizmusok révén. Az ilyen komplexek nagyon jellemzőek az aminokarbonsavakra, például a glicin kelátokat képez Cu 2+, Pt 2+ ionokkal:

A kelátvegyületek különösen erősek, mivel a bennük lévő központi atomot egy ciklusos ligandum blokkolja. Az öt- és hattagú gyűrűs kelátok a legstabilabbak. A komplexonok olyan erősen kötik meg a fémkationokat, hogy hozzáadva az olyan rosszul oldódó anyagok, mint a CaSO 4, BaSO 4, CaC 2 O 4, CaCO 3 feloldódnak. Ezért vízlágyításra, fémionok megkötésére használják festés, fényképészeti anyagok feldolgozása során, valamint az analitikai kémiában. Sok kelát típusú komplex specifikus színű, ezért a megfelelő ligandumvegyületek nagyon érzékeny reagensek az átmenetifém-kationok számára. Például a dimetil-glioxim [C(CH 3)NOH] 2 kiváló reagensként szolgál a Ni2+, Pd2+, Pt2+, Fe2+ stb. kationokhoz.

Komplex vegyületek stabilitása. Instabilitási állandó. Amikor a CS vízben feloldódik, bomlás következik be, és a belső gömb egységes egészként viselkedik.

K = K + + -

Ezzel a folyamattal együtt a komplex belső szférájának disszociációja kis mértékben megtörténik:

Ag + + 2CN -

A CS stabilitásának jellemzésére bemutatjuk instabilitási állandó egyenlő:

Az instabilitási állandó a CS erősségének mértéke. Minél kisebb a K, annál határozottabb a COP.

Komplex vegyületek izomerizmusa. Az összetett vegyületek esetében az izoméria nagyon gyakori, és vannak:

1. szolvát izoméria akkor fordul elő izomerekben, ha a vízmolekulák eloszlása ​​a belső és a külső szféra között nem azonos.

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

lila világoszöld sötétzöld

2.Ionizációs izoméria A komplex belső és külső szférájából származó ionok eltérő könnyű disszociációjával kapcsolatos.

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

SO 4 és Br - szulfát-bróm-pentammin-kobalt (III) és bromid-szulfát-pentammin-kobalt (III).

C és NO 2 - klorid nitro-klór-dietilén-diamino-kobalt (III) initrit diklór-dietilén-diamino-kobalt (III).

3. Koordinációs izoméria csak a bikomplex vegyületekben található meg

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

Koordinációs izoméria Azokban a komplex vegyületekben fordul elő, amelyekben a kation és az anion is komplex.

Például a tetraklór-(II)platinát-tetramin-króm(II) és a tetraklór-(II)tetramin-platina(II)kromát koordinációs izomerek.

4. Kommunikációs izoméria csak akkor fordul elő, ha az egyfogú ligandumok két különböző atomon keresztül koordinálhatók.

5. Térbeli izoméria amiatt, hogy ugyanazok a ligandumok találhatók a CO körül vagy annak közelében (cisz), Vagy fordítva ( transz).

Cisz-izomer (narancssárga kristályok) Transz-izomer (sárga kristályok)

Diklór-diamin-platina izomerjei

A ligandumok tetraéderes elrendezése esetén a cisz-transz izoméria lehetetlen.

6. Tükör (optikai) izoméria, például a diklór-dietilén-diamino-króm(III) + kationban:

A szerves anyagokhoz hasonlóan a tükörizomerek is azonos fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, és különböznek a kristályok aszimmetriájában és a fénypolarizációs sík forgásirányában.

7. Ligand izoméria például (NH2)2(CH2)4 esetén a következő izomerek lehetségesek: (NH2)-(CH2)4-NH2, CH3-NH-CH2-CH2-NH-CH3 NH2-CH(CH3)-CH2-CH2-NH2

A kommunikáció problémája összetett vegyületekben. A CS-ben a csatolás jellege eltérő, és jelenleg három megközelítést alkalmaznak a magyarázatra: a VS-módszert, az MO-módszert és a kristálytérelmélet módszerét.

Nap módszer Pauling mutatta be. A módszer főbb rendelkezései:

1. A CS-ben a kötés donor-akceptor kölcsönhatás eredményeként jön létre. A ligandumok elektronpárokat, míg a komplexképző szer szabad pályákat biztosít. A kötésszilárdság mértéke az orbitális átfedés mértéke.

2. A CO pályák hibridizáción mennek keresztül, a hibridizáció típusát a ligandumok száma, természete és elektronszerkezete határozza meg. A CO hibridizációját a komplex geometriája határozza meg.

3. A komplex további erősödése annak köszönhető, hogy az s-kötéssel együtt p-kötés is képződik.

4. A komplex mágneses tulajdonságait a párosítatlan elektronok száma határozza meg.

5. A komplex kialakulása során az elektronok eloszlása ​​a pályákon a semleges atomokon is megmaradhat, és megváltozhat. Ez függ a ligandumok természetétől, elektrosztatikus mezőjétől. A ligandumok spektrokémiai sorozatát fejlesztették ki. Ha a ligandumok erős mezővel rendelkeznek, akkor kiszorítják az elektronokat, így párosodnak és új kötést hoznak létre.

A ligandumok spektrokémiai sorozata:

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

6. A VS módszer lehetővé teszi a kötésképződés magyarázatát semleges és osztálykomplexekben is

K 3 K 3

1. A ligandumok erős mezőt hoznak létre az első CS-ben, és gyenge mezőt a másodikban

2. Rajzolja meg a vas vegyértékpályáit:

3. Tekintsük a ligandumok donor tulajdonságait: CN - szabad elektronpályával rendelkezik, és elektronpárok donora lehet. CN - erős mezővel rendelkezik, 3D pályákra hat, tömöríti azokat.

Ennek eredményeként 6 kötés jön létre, miközben a belső 3 d pályák vesznek részt a kötésben, azaz. intraorbitális komplex képződik. A komplexum paramágneses és alacsony spinű, mivel van egy párosítatlan elektron. A komplexum stabil, mert foglalt belső pályákat.

Az F ionok szabad elektronpályákkal rendelkeznek, és elektronpárok donorai lehetnek, gyenge mezőjük van, ezért nem tudnak 3d szinten elektronokat kondenzálni.

Ennek eredményeként egy paramágneses, magas spinű, külső orbitális komplexum keletkezik. Instabil és reaktív.

A VS módszer előnyei: informatív

A VS módszer hátrányai: a módszer bizonyos anyagok körére alkalmas, a módszer nem magyarázza meg az optikai tulajdonságokat (színezést), nem végez energiaértékelést, mert esetenként az energetikailag kedvezőbb tetraéder helyett másodfokú komplexum jön létre.