Composti complessi

Riassunto della lezione

Obiettivi. Formare idee sulla composizione, struttura, proprietà e nomenclatura di composti complessi; sviluppare abilità nel determinare il grado di ossidazione di un agente complessante, compilando equazioni per la dissociazione di composti complessi.
Nuovi concetti: composto complesso, agente complessante, ligando, numero di coordinazione, sfere esterne ed interne del complesso.
Attrezzature e reagenti. Supporto con provette, soluzione concentrata di ammoniaca, soluzioni di solfato di rame(II), nitrato d'argento, idrossido di sodio.

DURANTE LE LEZIONI

Esperienza di laboratorio. Aggiungere la soluzione di ammoniaca alla soluzione di solfato di rame (II). Il liquido assumerà un colore blu intenso.

Quello che è successo? Reazione chimica? Finora non sapevamo che l'ammoniaca può reagire con il sale. Quale sostanza si è formata? Qual è la sua formula, struttura, nome? A quale classe di composti appartiene? L'ammoniaca può reagire con altri sali? Ci sono collegamenti simili a questo? Oggi dobbiamo rispondere a queste domande.

Per studiare meglio le proprietà di alcuni composti di ferro, rame, argento, alluminio, è necessaria la conoscenza di composti complessi.

Continuiamo la nostra esperienza. La soluzione risultante è divisa in due parti. Aggiungiamo l'alcali in una parte. Non si osserva precipitazione dell'idrossido di rame (II) Cu (OH) 2, pertanto nella soluzione non sono presenti ioni rame a doppia carica o ce ne sono troppo pochi. Da ciò possiamo concludere che gli ioni rame interagiscono con l'ammoniaca aggiunta e formano dei nuovi ioni che non danno un composto insolubile con ioni OH-.

Allo stesso tempo, gli ioni rimangono invariati. Questo può essere visto aggiungendo una soluzione di cloruro di bario alla soluzione di ammoniaca. Un precipitato bianco di BaSO 4 cadrà immediatamente.

Gli studi hanno stabilito che il colore blu scuro della soluzione di ammoniaca è dovuto alla presenza in essa di ioni complessi 2+, formati attaccando quattro molecole di ammoniaca allo ione rame. Quando l'acqua evapora, gli ioni 2+ si legano agli ioni e dalla soluzione spiccano cristalli blu scuro, la cui composizione è espressa dalla formula SO 4 H 2 O.

I composti complessi sono composti che contengono ioni complessi e molecole che possono esistere sia in forma cristallina che in soluzioni.

Le formule di molecole o ioni di composti complessi sono solitamente racchiuse tra parentesi quadre. I composti complessi sono ottenuti da composti convenzionali (non complessi).

Esempi per ottenere composti complessi

La struttura dei composti complessi è considerata sulla base della teoria della coordinazione proposta nel 1893 dal chimico svizzero Alfred Werner, premio Nobel. La sua attività scientifica si è svolta presso l'Università di Zurigo. Lo scienziato ha sintetizzato molti nuovi composti complessi, ha sistematizzato composti complessi precedentemente noti e ottenuti di recente e ha sviluppato metodi sperimentali per dimostrarne la struttura.

A. Werner (1866–1919)

Secondo questa teoria, si distinguono composti complessi agente complessante, esterno e sfera interna. L'agente complessante è solitamente un catione o un atomo neutro. La sfera interna è costituita da un certo numero di ioni o molecole neutre che sono saldamente legate all'agente complessante. Sono chiamati ligandi. Il numero di ligandi determina numero di coordinazione(KN) agente complessante.

Un esempio di composto complesso

Considerato nell'esempio, il composto SO 4 H 2 O o CuSO 4 5H 2 O è un idrato cristallino di solfato di rame (II).

Definiamo le parti costituenti di altri composti complessi, ad esempio K 4 .
(Riferimento. La sostanza con la formula HCN è acido cianidrico. I sali di acido cianidrico sono chiamati cianuri.)

L'agente complessante è uno ione ferro Fe 2+, i ligandi sono ioni cianuro CN - , il numero di coordinazione è sei. Tutto ciò che è scritto tra parentesi quadre è la sfera interna. Gli ioni di potassio formano la sfera esterna del composto complesso.

La natura del legame tra lo ione centrale (atomo) e i ligandi può essere duplice. Da un lato, la connessione è dovuta alle forze di attrazione elettrostatica. D'altra parte, tra l'atomo centrale e ligandi un legame può essere formato dal meccanismo donatore-accettore per analogia con lo ione ammonio. In molti composti complessi, il legame tra lo ione centrale (atomo) e i ligandi è dovuto sia alle forze di attrazione elettrostatica che al legame formato a causa delle coppie di elettroni non condivisi dell'agente complessante e degli orbitali liberi dei ligandi.

I composti complessi aventi una sfera esterna sono elettroliti forti e in soluzioni acquose si dissociano quasi completamente in uno ione complesso e ioni sfera esterna. Per esempio:

COSÌ 4 2+ + .

Nelle reazioni di scambio, gli ioni complessi passano da un composto all'altro senza modificarne la composizione:

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

La sfera interna può avere una carica positiva, negativa o nulla.

Se la carica dei ligandi compensa la carica dell'agente complessante, tali composti complessi sono chiamati complessi neutri o non elettrolitici: sono costituiti solo dall'agente complessante e dai ligandi della sfera interna.

Un tale complesso neutro è, ad esempio, .

Gli agenti complessanti più tipici sono i cationi d-elementi.

I ligandi possono essere:

a) molecole polari - NH 3, H 2 O, CO, NO;
b) ioni semplici -F-, Cl-, Br-, I-, H-, H+;
c) ioni complessi - CN -, SCN -, NO 2 -, OH -.

Consideriamo una tabella che mostra i numeri di coordinazione di alcuni agenti complessanti.

Nomenclatura dei composti complessi. In un composto, viene chiamato prima l'anione e poi il catione. Quando si specifica la composizione della sfera interna, prima di tutto vengono chiamati anioni, aggiungendo al nome latino il suffisso - di-, ad esempio: Cl - - cloro, CN - - ciano, OH - - idrossido, ecc. Di seguito indicati come ligandi neutri e principalmente ammoniaca e suoi derivati. In questo caso si utilizzano i seguenti termini: per ammoniaca coordinata - ammina, per l'acqua - acqua. Il numero di leganti è indicato con parole greche: 1 - mono, 2 - di, 3 - tre, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa. Quindi si passa al nome dell'atomo centrale. Se l'atomo centrale fa parte dei cationi, viene utilizzato il nome russo dell'elemento corrispondente e il suo stato di ossidazione è indicato tra parentesi (in numeri romani). Se l'atomo centrale è contenuto nell'anione, allora usa il nome latino dell'elemento e alla fine aggiungi la desinenza - a. Nel caso di non elettroliti, lo stato di ossidazione dell'atomo centrale non è dato, perché è determinato in modo univoco dalla condizione di elettroneutralità del complesso.

Esempi. Per nominare il complesso Cl 2, viene determinato lo stato di ossidazione (COSÌ.)
X agente complessante - ione Cu X+ :

1 X + 2 (–1) = 0,X = +2, CO(Cu) = +2.

Allo stesso modo, si trova lo stato di ossidazione dello ione cobalto:

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

Qual è il numero di coordinazione del cobalto in questo composto? Quante molecole e ioni circondano lo ione centrale? Il numero di coordinamento del cobalto è sei.

Il nome dello ione complesso è scritto in una parola. Lo stato di ossidazione dell'atomo centrale è indicato da un numero romano tra parentesi. Per esempio:

Cl 2 - cloruro di rame tetraamminico (II),
NUMERO 3 – dicloroacquatriamminecobalto(III) nitrato,
K 3 - esacianoferrato(III) potassio,
K 2 - tetracloroplatinato (II) potassio,
- diclorotetraamminzinc,
H 2 - acido esaclorotinico.

Sull'esempio di diversi composti complessi, determineremo la struttura delle molecole (agente di complessazione ionica, suo S.O., numero di coordinazione, ligandi, sfere interna ed esterna), daremo il nome del complesso, annoteremo le equazioni di dissociazione elettrolitica.

K 4 - esacianoferrato di potassio (II),

K 4 4K + + 4– .

H - acido tetracloroaurico (formato sciogliendo l'oro in acqua regia),

H H + + –.

OH - idrossido d'argento diamminico (I) (questa sostanza è coinvolta nella reazione "specchio d'argento"),

OH + + OH - .

Na - tetraidrossialluminato sodio,

Na Na + + - .

Molte sostanze organiche appartengono anche a composti complessi, in particolare i prodotti dell'interazione delle ammine con acqua e acidi a te noti. Ad esempio, sali di cloruro di metilammonio e il cloruro di fenilammonio sono composti complessi. Secondo la teoria della coordinazione, hanno la seguente struttura:

Qui, l'atomo di azoto è un agente complessante, gli atomi di idrogeno all'azoto ei radicali metilico e fenile sono ligandi. Insieme formano la sfera interna. Nella sfera esterna ci sono ioni cloruro.

Molte sostanze organiche di grande importanza nella vita degli organismi sono composti complessi. Questi includono emoglobina, clorofilla, enzimi e altri

I composti complessi sono ampiamente utilizzati:

1) in chimica analitica per la determinazione di molti ioni;
2) per la separazione di alcuni metalli e la produzione di metalli di elevata purezza;
3) come coloranti;
4) eliminare la durezza dell'acqua;
5) come catalizzatori per importanti processi biochimici.

Test di chimica - composti complessi - URGENTE! e ho ottenuto la risposta migliore

Risposta di Nick[guru]
Alcune domande sono impostate in modo errato, ad esempio 7,12,27. Pertanto, le risposte contengono riserve.
1. Qual è il numero di coordinazione dell'agente complessante nello ione complesso +2?
ALLE 6
2. Qual è il numero di coordinazione dell'agente complessante nello ione complesso 2+?
B) 6
3. Qual è il numero di coordinazione dell'agente complessante nello ione complesso 2+
B) 4
4. Qual è il numero di coordinazione di Сu²+ nello ione complesso +?
B) 4
5. Qual è il numero di coordinazione dell'agente complessante nello ione complesso: +4?
B) 6
6. Determinare la carica dello ione centrale nel composto complesso K4
B) +2
7. Qual è la carica di uno ione complesso?
B) +2 - se assumiamo che l'agente complessante sia Сu (II)
8. Tra i sali di ferro, determinare il sale complesso:
A) K3
9. Qual è il numero di coordinazione di Pt4+ nello ione complesso 2+?
A) 4
10. Determinare la carica dello ione complesso K2?
B) +2
11. Quale molecola corrisponde al nome dicloruro di rame tetraamminico (II)?
B) Cl2
12. Qual è la carica di uno ione complesso?
D) +3 - se assumiamo che l'agente complessante sia Cr (III)
13. Tra i sali di rame (II), determinare il sale complesso:
B) K2
14. Qual è il numero di coordinazione di Co3+ nel complesso ione +?
B) 6
15. Determinare la carica dell'agente complessante nel composto complesso K3?
D) +3
16. Quale molecola corrisponde al nome tetraiodoidrato di potassio (II)?
A) K2
17. Qual è la carica di uno ione complesso?
IN 2
18. Tra i sali di nichel (II), determinare il sale complesso:
B) SO4
19. Qual è il numero di coordinazione di Fe3+ nello ione complesso -3?
ALLE 6
20. Determinare la carica dell'agente complessante nel composto complesso K3?
B) +3
21. Quale molecola corrisponde al nome argento(I) diammina cloruro?
B) cl
22. Qual è la carica dello ione complesso K4?
B) -4
23. Tra i sali di zinco, determinare il sale complesso
B) Na2
24. Qual è il numero di coordinazione di Pd4+ nello ione complesso 4+?
D) 6
25. Determinare la carica dell'agente complessante nel composto complesso H2?
B) +2
26. Quale molecola corrisponde al nome esacianoferrato di potassio (II)?
D) K4
27. Qual è la carica di uno ione complesso?
D) -2 - se assumiamo che l'agente complessante sia Co (II)
27. Tra i composti del cromo (III), determinare il composto complesso
C) [Cr (H2O) 2(NH3)4]Cl3
28. Qual è il numero di coordinazione del cobalto (III) nello ione complesso NO3?
B) 6
29. Determinare la carica dell'agente complessante nel composto complesso Cl2
R) +3
30. Quale molecola corrisponde al nome tetraiodopalladato di sodio (II)?
D) Na2

Rispondi da James Bond[novizio]
Dio mio

Rispondi da Gattino...[guru]
# 30 più recente

La nomenclatura dei composti complessi è parte integrante della nomenclatura delle sostanze inorganiche. Le regole per la denominazione dei composti complessi sono sistematiche (non ambigue). In accordo con le raccomandazioni della IUPAC, queste regole sono universali, poiché, se necessario, possono essere applicate anche a semplici composti inorganici, se non ci sono nomi tradizionali e speciali per questi ultimi. I nomi costruiti secondo regole sistematiche sono adeguati alle formule chimiche. La formula di un composto complesso viene compilata secondo le regole generali: prima viene scritto il catione - complesso o ordinario, quindi l'anione - complesso o ordinario. Nella sfera interna di un composto complesso, viene prima scritto l'atomo complessante centrale, quindi ligandi non carichi (molecole), quindi ligandi anionici carichi negativamente.

Complessi unipolari

Nei nomi dei complessi cationici, neutri e della maggior parte anionici, gli atomi centrali hanno i nomi russi degli elementi corrispondenti. In alcuni casi, per i complessi anionici, vengono utilizzate le radici dei nomi latini degli elementi dell'atomo complessante centrale. Ad esempio, - diclorodiamminoplatino, 2- - tetracloroplatinato (II) -ione, + - catione diamminaargento (I), - - dicianoargenato (I) -ione.

Il nome di uno ione complesso inizia con un'indicazione della composizione della sfera interna. Innanzitutto, gli anioni che si trovano nella sfera interna sono elencati in ordine alfabetico, aggiungendo la desinenza “o” al loro nome latino. Ad esempio, OH - - idrossido, Cl - - cloro, CN - - ciano, CH 3 COO - - acetato, CO 3 2- - carbonato, C 2 O 4 2- - oxalato, NCS - - tiocianato, NO 2 - - nitro , O 2 2- - oxo, S 2- - tio, SO 3 2- - solfito, SO 3 S 2- - tiosolfato, C 5 H 5 - ciclopentadienile, ecc. Quindi le molecole neutre intrasfere sono indicate in ordine alfabetico. Per i ligandi neutri, i nomi di sostanze in una parola vengono utilizzati senza modifiche, ad esempio N 2 -diazot, N 2 H 4 -idrazina, C 2 H 4 - etilene. L'intrasfera NH 3 è chiamata ammino-, H 2 O - acqua, CO-carbonile, NO-nitrosile. Il numero di leganti è indicato da numeri greci: di, tre, tetra, penta, hexa, ecc. Se i nomi dei ligandi sono più complessi, ad esempio etilendiammina, sono preceduti dai prefissi "bis", "tris", "tetrakis", ecc.

I nomi dei composti complessi con una sfera esterna sono costituiti da due parole (generalmente "catione anione"). Il nome dell'anione complesso termina con il suffisso -at. Lo stato di ossidazione dell'agente complessante è indicato da numeri romani tra parentesi dopo il nome dell'anione. Per esempio:

K 2 - tetracloroplatinato di potassio (II),

Na 3 [Fe (NH 3) (CN) 5] - ferrato di pentacianomonoammina sodica (II),

H 3 O - ossonio tetracloroaurato (III),

K è diiodoiodato di potassio (I),

Na 2 - esaidrossistannato di sodio (IV).

Nei composti con un catione complesso, lo stato di ossidazione dell'agente complessante è indicato dopo il suo nome in numeri romani tra parentesi. Per esempio:

Cl è diammina argento (I) cloruro,

Br è bromuro di triclorotriamminaplatino (IV),

NUMERO 3 -

Cloronitrotetraamminecobalto(III) nitrato.

I nomi di composti complessi - non elettroliti senza una sfera esterna sono costituiti da una parola, lo stato di ossidazione dell'agente complessante non è indicato. Per esempio:

- trifluorotriaquocobalto,

- tetraclorodiammina platino,

- bis (ciclopentadienil) ferro.

Il nome dei composti con catione e anione complessi è composto dai nomi del catione e dell'anione, ad esempio:

esanitrocobaltato(III) esaamminicobalto(III),

tricloroamminaplatinato (II) platino(II)clorotriammina.

Per i complessi con leganti ambidentati, il nome indica il simbolo dell'atomo con cui questo legante è legato all'atomo complessante centrale:

2- - tetrakis (ticyanato-N) cobaltato (II) -ione,

2- - tetrakis(tiocianato-S) mercurato(II) - ione.

Tradizionalmente, il ligando ambidentato NO 2 - è chiamato ligando nitro se l'atomo donatore è azoto e ligando nitrito se l'atomo donatore è ossigeno (–ONO -):

3- - esanitrocobaltato (III) -ione,

3- - esanitritocobaltato (III) -ione.

Classificazione dei composti complessi

Gli ioni complessi possono far parte delle molecole di varie classi di composti chimici: acidi, basi, sali, ecc. A seconda della carica dello ione complesso, si distinguono complessi cationici, anionici e neutri.

Complessi cationici

Nei complessi cationici, l'atomo complessante centrale è costituito da cationi o atomi polarizzati positivamente dell'agente complessante e i ligandi sono molecole neutre, il più delle volte acqua e ammoniaca. I composti complessi in cui l'acqua funge da ligando sono chiamati aquacomplessi. Questi composti includono idrati cristallini. Per esempio: MgCl 2 × 6 H 2 O

o Cl2,

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

Allo stato cristallino, alcuni aquacomplessi (ad esempio il solfato di rame) trattengono anche l'acqua di cristallizzazione, che non fa parte della sfera interna, che si lega meno saldamente e si stacca facilmente quando riscaldata.

Una delle classi più numerose di composti complessi sono gli aminocomplessi (ammonati) e gli aminati. I ligandi in questi complessi sono molecole di ammoniaca o ammina. Per esempio: SO 4, Cl 4,

Cl2.

Complessi anionici

I ligandi in tali composti sono anioni o atomi polarizzati negativamente e loro gruppi.

I complessi anionici includono:

a) acidi complessi H, H 2, H.

b) sali doppi e complessi di PtCl 4 × 2KCl o K 2,

HgI 2 × 2KI o K 2 .

c) acidi contenenti ossigeno e loro sali H 2 SO 4 , K 2 SO 4 , H 5 IO 6 , K 2 CrO 4 .

d) idrossisali K, Na 2 .

e) polialogenuri: K, Cs.

Complessi neutri

Tali composti includono composti complessi che non hanno una sfera esterna e non danno ioni complessi in soluzioni acquose: , , complessi carbonilici , .

Complessi cationi-anioni

I composti contengono contemporaneamente sia un catione complesso che un anione complesso:

, .

Complessi ciclici (chelati)

Si chiamano composti di coordinazione in cui l'atomo centrale (o ione) è legato contemporaneamente a due o più atomi donatori del ligando, per cui uno o più eterocicli sono chiusi chelati . I ligandi che formano anelli chelanti sono chiamati reagenti chelanti (chelanti). Viene chiamata la chiusura dell'anello chelato da parte di tali ligandi chelazione(chelazione). La classe più ampia e importante di chelati sono i complessi di chelati metallici. La capacità di coordinare i ligandi è inerente ai metalli di tutti gli stati di ossidazione. Per gli elementi dei sottogruppi principali, l'atomo complessante centrale è solitamente nel più alto stato di ossidazione.

I reagenti chelanti contengono due tipi principali di centri donatori di elettroni: a) gruppi contenenti un protone mobile, ad esempio -COOH, -OH, -SO 3 H; quando sono coordinati allo ione centrale, sono possibili la sostituzione del protone e b) gruppi elettron-donatori neutri, ad esempio R 2 CO, R 3 N. I ligandi bidentati occupano due posti nella sfera di coordinazione interna del chelato, come , ad esempio, etilendiammina (Fig. 3).

Secondo la regola del ciclo di Chugaev, i complessi chelati più stabili si formano quando il ciclo contiene cinque o sei atomi. Ad esempio, tra le diammine di composizione H 2 N-(CH 2)n-NH 2 i complessi più stabili si formano per n=2 (ciclo a cinque membri) e n=3 (ciclo a sei membri).

Fig.3. catione rame(II) bisetilendiammina.

Chelati in cui, alla chiusura del ciclo chelato, il ligando utilizza un gruppo elettrone-donatore contenente protoni e neutro ed è formalmente legato all'atomo centrale da un legame covalente e donatore-accettore, chiamato sono composti intracomplessi. Pertanto, i ligandi polidentati con gruppi funzionali acidi possono formare composti chelati. I composti intercomplessi sono un chelato in cui la chiusura dell'anello è accompagnata dallo spostamento di uno o più protoni da gruppi funzionali acidi da parte di uno ione metallico, in particolare, il rame (II) glicinato è un composto intracomplesso:

Fig.4. Composto intercomplesso di 8-idrossichinolina con zinco.

Anche l'emoglobina e la clorofilla sono composti intracomplessi.

La caratteristica più importante dei chelati è la loro maggiore stabilità rispetto a complessi non ciclici costruiti in modo simile.

Capitolo 17

17.1. Definizioni di base

In questo capitolo, ti verrà presentato un gruppo speciale di sostanze complesse chiamato completo(o coordinare) connessioni.

Attualmente, una definizione rigorosa del concetto " particella complessa" no. Di solito viene utilizzata la seguente definizione.

Ad esempio, uno ione rame idratato 2 è una particella complessa, poiché esiste effettivamente in soluzioni e alcuni idrati cristallini, è formato da ioni Cu 2 e molecole H 2 O, le molecole d'acqua sono vere molecole e gli ioni Cu 2 esistono nei cristalli di molti composti di rame. Al contrario, lo ione SO 4 2 non è una particella complessa, poiché sebbene gli ioni O 2 siano presenti nei cristalli, lo ione S 6 non esiste nei sistemi chimici.

Esempi di altre particelle complesse: 2 , 3 , , 2 .

Allo stesso tempo, gli ioni NH 4 e H 3 O sono classificati come particelle complesse, sebbene gli ioni H non esistano nei sistemi chimici.

A volte le particelle complesse sono chiamate particelle chimiche complesse, tutti o parte dei legami in cui si formano secondo il meccanismo donatore-accettore. Questo è vero nella maggior parte delle particelle complesse, ma, ad esempio, nell'allume di potassio SO 4 nella particella complessa 3, il legame tra gli atomi di Al e O si forma infatti secondo il meccanismo donatore-accettore, mentre nella particella complessa c'è solo elettrostatico interazione (ione-dipolo). Ciò è confermato dall'esistenza nell'allume di ferro ammonio di una particella complessa simile nella struttura, in cui è possibile solo l'interazione ione-dipolo tra le molecole d'acqua e lo ione NH 4.

Per carica, le particelle complesse possono essere cationi, anioni e anche molecole neutre. I composti complessi contenenti tali particelle possono appartenere a diverse classi di sostanze chimiche (acidi, basi, sali). Esempi: (H 3 O) - acido, OH - base, NH 4 Cl e K 3 - sali.

Tipicamente, l'agente complessante è un atomo di un elemento che forma un metallo, ma può anche essere un atomo di ossigeno, azoto, zolfo, iodio e altri elementi che formano non metalli. Lo stato di ossidazione dell'agente complessante può essere positivo, negativo o zero; quando un composto complesso è formato da sostanze più semplici, non cambia.

I ligandi possono essere particelle che, prima della formazione di un composto complesso, erano molecole (H 2 O, CO, NH 3, ecc.), anioni (OH, Cl, PO 4 3, ecc.), nonché un catione di idrogeno . Distinguere non identificato o ligandi monodentati (legati all'atomo centrale attraverso uno dei suoi atomi, cioè da un legame), bidentato(collegato all'atomo centrale tramite due dei loro atomi, cioè da due legami), tridentato eccetera.

Se i ligandi non sono identificati, il numero di coordinamento è uguale al numero di tali ligandi.

Il cn dipende dalla struttura elettronica dell'atomo centrale, dal suo grado di ossidazione, dalle dimensioni dell'atomo centrale e dai ligandi, dalle condizioni per la formazione del composto complesso, dalla temperatura e da altri fattori. CN può assumere valori da 2 a 12. Molto spesso è uguale a sei, un po 'meno spesso - quattro.

Ci sono anche particelle complesse con diversi atomi centrali.

Vengono utilizzati due tipi di formule strutturali di particelle complesse: indicando la carica formale dell'atomo centrale e dei ligandi, o indicando la carica formale dell'intera particella complessa. Esempi:

Per caratterizzare la forma di una particella complessa, viene utilizzata l'idea di un poliedro di coordinazione (poliedro).

I poliedri di coordinamento includono anche un quadrato (KN = 4), un triangolo (KN = 3) e un manubrio (KN = 2), sebbene queste figure non siano poliedri. Esempi di poliedri di coordinazione e particelle complesse di forma corrispondente per i valori CN più comuni sono mostrati nelle Figg. uno.

17.2. Classificazione dei composti complessi

Come i composti chimici complessi sono divisi in ionici (a volte sono chiamati ionogeno) e molecolare ( non ionico) connessioni. I composti ionici complessi contengono particelle complesse cariche - ioni - e sono acidi, basi o sali (vedi § 1). I composti molecolari complessi sono costituiti da particelle complesse non cariche (molecole), ad esempio: oppure - è difficile assegnarle a qualsiasi classe principale di sostanze chimiche.

Le particelle complesse che compongono i composti complessi sono piuttosto diverse. Pertanto, per classificarli vengono utilizzate diverse caratteristiche di classificazione: il numero di atomi centrali, il tipo di ligando, il numero di coordinazione e altri.

Secondo il numero di atomi centrali le particelle complesse sono suddivise in single core e multicore. Gli atomi centrali delle particelle complesse multinucleari possono essere collegati tra loro direttamente o tramite ligandi. In entrambi i casi, gli atomi centrali con ligandi formano un'unica sfera interna del composto complesso:

In base al tipo di ligandi, le particelle complesse sono divise

1) Acquacomplessi, cioè particelle complesse in cui sono presenti molecole d'acqua come ligandi. Gli acquacomplessi cationici m sono più o meno stabili, gli acquacomplessi anionici sono instabili. Tutti gli idrati cristallini sono composti contenenti acqua complessi, ad esempio:

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

2) Idrossocomplessi, cioè particelle complesse in cui sono presenti gruppi ossidrilici come ligandi, che erano ioni idrossido prima di entrare nella particella complessa, ad esempio: 2, 3, .

Gli idrossi complessi sono formati da acqua complessi che presentano le proprietà degli acidi cationici:

2 + 4OH = 2 + 4H 2O

3) Ammoniaca, cioè particelle complesse in cui sono presenti gruppi NH 3 come ligandi (prima della formazione di una particella complessa - molecole di ammoniaca), ad esempio: 2 , , 3 .

L'ammoniaca può anche essere ottenuta da acqua complessi, ad esempio:

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

Il colore della soluzione in questo caso cambia dal blu al blu oltremare.

4) acidocomplessi, cioè particelle complesse in cui sono presenti come ligandi residui acidi di acidi sia privi di ossigeno che contenenti ossigeno (prima della formazione di una particella complessa - anioni, ad esempio: Cl, Br, I, CN, S 2, NO 2, S 2 O 3 2 , CO 3 2 , C 2 O 4 2 ecc.).

Esempi di formazione di complessi acidi:

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

Quest'ultima reazione viene utilizzata in fotografia per rimuovere il bromuro d'argento non reagito dai materiali fotografici.
(Durante lo sviluppo di pellicole fotografiche e carta fotografica, la parte non esposta del bromuro d'argento contenuto nell'emulsione fotografica non viene ripristinata dallo sviluppatore. Per rimuoverla, viene utilizzata questa reazione (il processo è chiamato "fissaggio", poiché il bromuro d'argento non rimosso si decompone gradualmente alla luce, distruggendo l'immagine)

5) I complessi in cui gli atomi di idrogeno sono ligandi sono divisi in due gruppi completamente diversi: idruro complessi e complessi inclusi nella composizione onio connessioni.

Nella formazione di complessi idruro - , , - l'atomo centrale è un accettore di elettroni e lo ione idruro è un donatore. Lo stato di ossidazione degli atomi di idrogeno in questi complessi è –1.

Nei complessi di onio, l'atomo centrale è un donatore di elettroni e l'accettore è un atomo di idrogeno nello stato di ossidazione +1. Esempi: H 3 O o - ione ossonio, NH 4 o - ione ammonio. Inoltre, ci sono derivati ​​sostituiti di tali ioni: - ione tetrametilammonio, - ione tetrafenilarsonio, - ione dietilossonio, ecc.

6) Carbonile complessi - complessi in cui sono presenti gruppi CO come ligandi (prima della formazione di complessi - molecole di monossido di carbonio), ad esempio:, ecc.

7) Alogenuro anionico i complessi sono complessi di tipo.

Anche altre classi di particelle complesse si distinguono in base al tipo di leganti. Inoltre, ci sono particelle complesse con ligandi di vario tipo; l'esempio più semplice è l'aqua hydroxocomplex.

17.3. Fondamenti di nomenclatura dei composti complessi

La formula di un composto complesso è compilata allo stesso modo della formula di qualsiasi sostanza ionica: la formula del catione è scritta in primo luogo e l'anione nel secondo.

La formula di una particella complessa si scrive tra parentesi quadre nella seguente sequenza: si pone prima il simbolo dell'elemento complessante, poi le formule dei leganti che erano cationi prima della formazione del complesso, poi le formule dei leganti che erano molecole neutre prima della formazione del complesso, e dopo di esse le formule dei ligandi, ex prima della formazione del complesso da parte degli anioni.

Il nome di un composto complesso è costruito allo stesso modo del nome di qualsiasi sale o base (gli acidi complessi sono chiamati idrogeno o sali di ossonio). Il nome del composto include il nome del catione e il nome dell'anione.

Il nome della particella complessa include il nome dell'agente complessante e i nomi dei ligandi (il nome è scritto secondo la formula, ma da destra a sinistra. Per gli agenti complessanti nei cationi, vengono utilizzati i nomi degli elementi russi e in anioni, quelli latini.

Nomi dei ligandi più comuni:

H 2 O - acqua	Cl - cloro	SO 4 2 - solfato	OH - idrossido
CO - carbonile	Br - bromo	CO 3 2 - carbonato	H - idruro
NH 3 - ammina	NO 2 - nitro	CN - ciano	NO - nitroso
NO - nitrosile	O 2 - osso	NCS - tiocianato	H + I - idro

Esempi di nomi di cationi complessi:

Esempi di nomi di anioni complessi:

2 - ione tetraidrossizincato
3 – di(tiosolfato)argentato(I)-ione
3 – esacianocromato(III)-ione
– ione tetraidrossidiquaalluminato
– ione tetranitrodiamminicobaltato(III).
3 – pentacianoaquaferrate(II)-ione

Esempi di nomi di particelle neutre complesse:

Regole di nomenclatura più dettagliate sono fornite nei libri di consultazione e nei manuali speciali.

17.4. Legame chimico nei composti complessi e loro struttura

Nei composti cristallini complessi con complessi carichi, il legame tra il complesso e gli ioni della sfera esterna è ionico, mentre i legami tra le restanti particelle della sfera esterna sono intermolecolari (compresi i legami idrogeno). Nei composti molecolari complessi, il legame tra i complessi è intermolecolare.

Nella maggior parte delle particelle complesse, i legami tra l'atomo centrale e i ligandi sono covalenti. Tutti o parte di essi sono formati secondo il meccanismo donatore-accettore (di conseguenza, con una modifica degli oneri formali). Nei complessi meno stabili (ad esempio, negli acquacomplessi di elementi alcalini e alcalino terrosi, nonché nell'ammonio), i ligandi sono trattenuti dall'attrazione elettrostatica. Il legame nelle particelle complesse viene spesso definito legame donatore-accettore o legame di coordinazione.

Consideriamo la sua formazione usando come esempio l'acquacatione del ferro(II). Questo ione è formato dalla reazione:

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

La formula elettronica dell'atomo di ferro è 1 S 2 2S 2 2p 6 3S 2 3p 6 4S 2 3d 6. Facciamo uno schema dei sottolivelli di valenza di questo atomo:

Quando si forma uno ione a doppia carica, l'atomo di ferro perde due 4 S-elettrone:

Lo ione ferro accetta sei coppie di elettroni di atomi di ossigeno di sei molecole d'acqua in orbitali di valenza liberi:

Si forma un catione complesso, la cui struttura chimica può essere espressa da una delle seguenti formule:

La struttura spaziale di questa particella è espressa da una delle formule spaziali:

La forma del poliedro di coordinazione è un ottaedro. Tutti i legami Fe-O sono gli stessi. Ipotetico sp 3 d 2 - ibridazione dell'atomo di ferro AO. Le proprietà magnetiche del complesso indicano la presenza di elettroni spaiati.

Se FeCl 2 viene sciolto in una soluzione contenente ioni cianuro, la reazione procede

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

Lo stesso complesso si ottiene anche aggiungendo una soluzione di cianuro di potassio KCN ad una soluzione di FeCl 2:

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

Ciò suggerisce che il complesso cianuro è più forte dell'aquacomplex. Inoltre, le proprietà magnetiche del complesso di cianuro indicano l'assenza di elettroni spaiati dall'atomo di ferro. Tutto ciò è dovuto a una struttura elettronica leggermente diversa di questo complesso:

I ligandi CN "più forti" formano legami più forti con l'atomo di ferro, il guadagno di energia è sufficiente per "infrangere" la regola di Hund e rilasciare 3 d-orbitali per coppie solitarie di leganti. La struttura spaziale del complesso di cianuro è la stessa di quella dell'aquacomplex, ma il tipo di ibridazione è diverso - d 2 sp 3 .

La "forza" del ligando dipende principalmente dalla densità elettronica della nuvola della coppia solitaria di elettroni, cioè aumenta al diminuire della dimensione dell'atomo, al diminuire del numero quantico principale, dipende dal tipo di ibridazione EO e su alcuni altri fattori. I ligandi più importanti possono essere allineati per aumentare la loro "forza" (una sorta di "serie di attività" dei ligandi), questa serie è chiamata serie spettrochimica di leganti:

IO; fratello; : SCN, CI, F, OH, H 2 O; : NCS, NH3; SO 3 S : 2 ; : CN, CO

Per i complessi 3 e 3, gli schemi di formazione sono i seguenti:

Per complessi con CN = 4 sono possibili due strutture: un tetraedro (nel caso sp 3-ibridazione), ad esempio, 2 , e un quadrato piatto (nel caso di dsp 2 ibridazione), ad esempio, 2 .

17.5. Proprietà chimiche dei composti complessi

Per i composti complessi, innanzitutto, sono caratteristiche le stesse proprietà dei composti ordinari delle stesse classi (sali, acidi, basi).

Se il composto è un acido, allora è un acido forte; se è una base, allora la base è forte. Queste proprietà dei composti complessi sono determinate solo dalla presenza di ioni H 3 O o OH. Inoltre, gli acidi complessi, le basi e i sali entrano nelle consuete reazioni di scambio, ad esempio:

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

L'ultima di queste reazioni viene utilizzata come reazione qualitativa per gli ioni Fe 3. La sostanza insolubile che ne risulta è chiamata "blu di prussia" [il nome sistematico è ferro(III)-esacianoferrato(II)].

Inoltre, la particella complessa stessa può entrare nella reazione e più è attiva, meno stabile è. Di solito si tratta di reazioni di sostituzione del ligando che si verificano in soluzione, ad esempio:

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

così come reazioni acido-base come

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

Formatosi in queste reazioni, dopo isolamento ed essiccamento, si trasforma in idrossido di zinco:

Zn(OH) 2 + 2H 2 O

L'ultima reazione è l'esempio più semplice di decomposizione di un composto complesso. In questo caso, funziona a temperatura ambiente. Altri composti complessi si decompongono quando riscaldati, ad esempio:

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

Per valutare la possibilità di una reazione di sostituzione del ligando, si può utilizzare la serie spettrochimica, guidata dal fatto che i ligandi più forti spostano quelli più deboli dalla sfera interna.

17.6. Isomeria di composti complessi

L'isomeria di composti complessi è correlato
1) con possibile diversa disposizione di leganti e particelle della sfera esterna,
2) con una diversa struttura della particella più complessa.

Il primo gruppo comprende idratato(in generale solvato) e ionizzazione isomeria, al secondo - spaziale e ottico.

L'isomerismo idrato è associato alla possibilità di una diversa distribuzione delle molecole d'acqua nelle sfere esterne ed interne del composto complesso, ad esempio: (colore rosso-marrone) e Br 2 (colore blu).

L'isomerismo della ionizzazione è associato alla possibilità di una diversa distribuzione degli ioni nelle sfere esterne ed interne, ad esempio: SO 4 (viola) e Br (rosso). Il primo di questi composti forma un precipitato, reagendo con una soluzione di cloruro di bario, e il secondo - con una soluzione di nitrato d'argento.

L'isomerismo spaziale (geometrico), altrimenti chiamato isomeria cis-trans, è caratteristico dei complessi quadrati e ottaedrici (è impossibile per quelli tetraedrici). Esempio: isomeria del complesso quadrato cis-trans

L'isomerismo ottico (a specchio) essenzialmente non differisce dall'isomerismo ottico in chimica organica ed è caratteristico dei complessi tetraedrici e ottaedrici (impossibile per quelli quadrati).

Tutti i composti inorganici sono divisi in due gruppi:

1. connessioni di primo ordine, ovvero composti che obbediscono alla teoria della valenza;

2. collegamenti di ordine superiore, ovvero composti che non obbediscono ai concetti della teoria della valenza. I composti di ordine superiore includono idrati, ammoniti, ecc.

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

Werner (Svizzera) introdusse nella chimica idee sui composti di ordine superiore e diede loro il nome composti complessi. Si riferiva al CS tutti i composti più stabili di ordine superiore, che in una soluzione acquosa o non si decompongono affatto in parti costituenti, o si decompongono in piccola misura. Nel 1893, Werner suggerì che qualsiasi elemento, dopo la saturazione, può anche mostrare una valenza aggiuntiva - coordinare. Secondo la teoria della coordinazione di Werner, in ogni CS ci sono:

Cl3: agente complessante (KO \u003d Co), ligandi (NH 3), numero di coordinazione (CN \u003d 6), sfera interna, ambiente esterno (Cl 3), capacità di coordinazione.

Viene chiamato l'atomo centrale della sfera interna attorno al quale sono raggruppati gli ioni o le molecole agente complessante. Il ruolo degli agenti complessanti è più spesso svolto da ioni metallici, meno spesso da atomi neutri o anioni. Vengono chiamati ioni o molecole che si coordinano attorno a un atomo centrale nella sfera interna ligandi. Gli anioni possono essere ligandi: G -, OH-, SN-, CNS-, NO 2 -, CO 3 2-, C 2 O 4 2-, molecole neutre: H 2 O, CO, G 2, NH 3, N 2 H4. numero di coordinazione è il numero di posti nella sfera interna del complesso che possono essere occupati da ligandi. CN è solitamente superiore allo stato di ossidazione. CN = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12. Il CN più comune = 4, 6, 2. Questi numeri corrispondono alla configurazione più simmetrica del complesso - ottaedrico (6), tetraedrico (4) e lineare (2). Kch invidia per la natura dell'agente complessante e dei ligandi, nonché per le dimensioni di CO e ligandi. Capacità di coordinamento dei legantiè il numero di posti nella sfera interna del complesso occupati da ciascun ligando. Per la maggior parte dei ligandi, la capacità di coordinamento è l'unità ( ligandi monodentati), meno di due ( ligandi bidentati), ci sono ligandi con una capacità maggiore (3, 4, 6) - ligandi polidentati. La carica del complesso deve essere numericamente uguale alla sfera esterna totale e di segno opposto ad essa. 3+ Cl 3 -.

Nomenclatura dei composti complessi. Molti composti complessi hanno mantenuto i loro nomi storici associati al colore o al nome dello scienziato che li ha sintetizzati. Attualmente è utilizzata la nomenclatura IUPAC.

Ordine di elenco ionico. Si chiama prima l'anione, poi catione, mentre nel nome dell'anione si usa la radice del nome latino KO, e nel nome del catione si usa il suo nome russo al genitivo.

Cl è cloruro di diamminoargento; K 2 - triclorocuprato di potassio.

Ordine di quotazione dei ligandi. I ligandi nel complesso sono elencati nel seguente ordine: anionico, neutro, cationico - senza separazione da un trattino. Gli anioni sono elencati nell'ordine H - , O 2- , OH - , anioni semplici, anioni complessi, anioni poliatomici, anioni organici.

SO 4 - cloronisolfato (+4)

Fine dei gruppi di coordinamento. I gruppi neutri hanno lo stesso nome di molecole. Le eccezioni sono acqua (H 2 O), ammina (NH 3). La vocale "O" viene aggiunta agli anioni caricati negativamente.

– esocianoferrato (+3) esaaminacobalto (+3)

Prefissi che indicano il numero di ligandi.

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

I prefissi bis-, tris- sono usati prima dei ligandi con nomi complessi, dove sono già presenti prefissi mono-, di-, ecc.

Cl 3 - tris (etilendiammina) cloruro di ferro (+3)

I nomi dei composti complessi indicano prima la parte anionica nel caso nominativo e con il suffisso -at, e poi la parte cationica nel caso genitivo. Tuttavia, prima del nome dell'atomo centrale sia nella parte anionica che in quella cationica del composto, sono elencati tutti i ligandi coordinati attorno ad esso, indicando il loro numero in numeri greci (1 - mono (solitamente omesso), 2 - di, 3 - tre , 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa, 7 - hepta, 8 - octa). Il suffisso -o viene aggiunto ai nomi dei ligandi, e prima vengono chiamati anioni, quindi molecole neutre: Cl- - cloro, CN- - ciano, OH- - idrossido, C2O42- - oxalato, S2O32- - tiosolfato, ( CH3) 2NH - dimetilammino e così via. Eccezioni: i nomi di H2O e NH3 come ligandi sono i seguenti: "aqua" e "ammine". Se l'atomo centrale fa parte del catione, viene utilizzato il nome russo dell'elemento, dopo di che il suo stato di ossidazione è indicato tra parentesi in numeri romani. Per l'atomo centrale nella composizione dell'anione si usa il nome latino dell'elemento e prima di questo nome viene indicato lo stato di ossidazione. Per gli elementi con uno stato di ossidazione costante, può essere omesso. Nel caso dei non elettroliti, inoltre, non viene indicato lo stato di ossidazione dell'atomo centrale, in quanto determinato in base alla neutralità elettrica del complesso. Esempi di titoli:

Cl2 - cloruro di dicloro-tetrammina-platino (IV),

OH - idrossido di diammina-argento(I).

Classificazione dei composti complessi. Vengono utilizzate diverse classificazioni di COP.

1. appartenendo a una certa classe di composti:

acidi complessi - H 2

basi complesse -

sali complessi - K 2

2. Per natura dei leganti: acqua complessi, ammoniaca. Cianuro, alogenuri, ecc.

Aquacomplexes - complessi in cui le molecole d'acqua fungono da ligandi, ad esempio Cl 2 - cloruro di esaaquacalcio. Gli amminati e gli aminati sono complessi in cui i ligandi sono molecole di ammoniaca e ammine organiche, ad esempio: SO 4 - solfato di rame tetrammina (II). Idrossocomplessi. In essi, gli ioni OH- fungono da ligandi. Particolarmente caratteristico dei metalli anfoteri. Esempio: Na 2 - tetraidrossizincato di sodio (II). Complessi acidi. In questi complessi, i ligandi sono residui acidi anioni, ad esempio K 4 - esacianoferrato di potassio (II).

3. dal segno dell'addebito del complesso: cationico, anionico, neutro

4. secondo la struttura interna del CS: in base al numero di nuclei che compongono il complesso:

mononucleare - H 2, binucleare - Cl 5, ecc.,

5. per assenza o presenza di cicli: CS semplici e ciclici.

Complessi ciclici o chelati (a tenaglia). Contengono un ligando bi- o polidentato, che, per così dire, cattura l'atomo centrale M come artigli del cancro: Esempi: Na 3 - sodio trioxalato-(III) ferrato, (NO 3) 4 - trietilendiammino-platino (IV) nitrato .

Il gruppo dei complessi chelati comprende anche composti intra-complessi in cui l'atomo centrale fa parte del ciclo, formando legami con i ligandi in vari modi: mediante meccanismi di scambio e donatore-accettore. Tali complessi sono molto caratteristici degli acidi aminocarbossilici, ad esempio la glicina forma chelati con ioni Cu 2+, Pt 2+:

I composti chelati sono particolarmente forti, poiché l'atomo centrale in essi contenuto è, per così dire, bloccato da un ligando ciclico. I chelati con anelli a cinque e sei membri sono i più stabili. I complexon legano i cationi metallici in modo così forte che quando vengono aggiunti sostanze scarsamente solubili come CaSO 4 , BaSO 4 , CaC 2 O 4 , CaCO 3 si dissolvono. Pertanto, vengono utilizzati per addolcire l'acqua, per legare ioni metallici durante la tintura, la lavorazione di materiali fotografici e nella chimica analitica. Molti complessi di tipo chelato hanno un colore specifico e, pertanto, i corrispondenti composti leganti sono reagenti molto sensibili per i cationi di metalli di transizione. Ad esempio, la dimetilgliossima [C(CH 3)NOH] 2 funge da eccellente reagente per i cationi Ni2+, Pd2+, Pt2+, Fe2+, ecc.

Stabilità di composti complessi. Costante di instabilità. Quando il CS si dissolve in acqua, si verifica la decomposizione e la sfera interna si comporta come un tutto unico.

K = K + + -

Insieme a questo processo, la dissociazione della sfera interna del complesso avviene in piccola misura:

Ag + + 2CN -

Per caratterizzare la stabilità del CS, introduciamo costante di instabilità uguale a:

La costante di instabilità è una misura della forza del CS. Più piccolo è il K, più saldamente è il COP.

Isomeria di composti complessi. Per i composti complessi, l'isomerismo è molto comune e ci sono:

1. L'isomerismo solvato si trova negli isomeri quando la distribuzione delle molecole d'acqua tra la sfera interna ed esterna non è la stessa.

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

viola verde chiaro verde scuro

2.Isomeria a ionizzazione è legato alla diversa facilità di dissociazione degli ioni dalle sfere interna ed esterna del complesso.

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

SO 4 e Br - solfato bromo-pentammina-cobalto (III) e bromuro solfato-pentammina-cobalto (III).

C e NO 2 - cloruro nitro-cloro-dietilendiammino-cobalto (III) initrite dicloro-dietilendiammino-cobalto (III).

3. Isomeria di coordinazione si trova solo nei composti bicomplessi

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

Isomeria di coordinazione si verifica in quei composti complessi in cui sia il catione che l'anione sono complessi.

Ad esempio, il tetracloro-(II)platinato tetrammina-cromo(II) e il tetracloro-(II)tetrammina-platino(II) cromato sono isomeri di coordinazione

4. Isomeria della comunicazione si verifica solo quando i ligandi monodentati possono essere coordinati attraverso due atomi diversi.

5. Isomeria spaziale a causa del fatto che gli stessi ligandi si trovano intorno al CO o vicino (cis), o vice versa ( trance).

Cis isomer (cristalli arancioni) Trans isomer (cristalli gialli)

Isomeri del dicloro-diammina-platino

Con una disposizione tetraedrica di ligandi, l'isomerismo cis-trans è impossibile.

6. Isomeria speculare (ottica)., ad esempio, nel dicloro-dietilendiammino-cromo(III) + catione:

Come nel caso delle sostanze organiche, gli isomeri specchio hanno le stesse proprietà fisiche e chimiche e differiscono per l'asimmetria dei cristalli e il senso di rotazione del piano di polarizzazione della luce.

7. Isomeria del ligando , ad esempio, per (NH 2) 2 (CH 2) 4 sono possibili i seguenti isomeri: (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

Il problema della comunicazione nei composti complessi. La natura dell'accoppiamento nel CS è diversa e per la spiegazione vengono attualmente utilizzati tre approcci: il metodo VS, il metodo MO e il metodo della teoria del campo cristallino.

Metodo del sole introdotto da Pauling. Le principali disposizioni del metodo:

1. Un legame in un CS si forma come risultato di un'interazione donatore-accettore. I ligandi forniscono coppie di elettroni, mentre l'agente complessante fornisce orbitali liberi. Una misura della forza di adesione è il grado di sovrapposizione orbitale.

2. Gli orbitali CO subiscono l'ibridazione, il tipo di ibridazione è determinato dal numero, dalla natura e dalla struttura elettronica dei ligandi. L'ibridazione di CO è determinata dalla geometria del complesso.

3. Un ulteriore rafforzamento del complesso si verifica a causa del fatto che, insieme al legame s, si forma un legame p.

4. Le proprietà magnetiche del complesso sono determinate dal numero di elettroni spaiati.

5. Durante la formazione di un complesso, la distribuzione degli elettroni negli orbitali può rimanere sia ad atomi neutri che subire cambiamenti. Dipende dalla natura dei ligandi, dal suo campo elettrostatico. È stata sviluppata una serie spettrochimica di ligandi. Se i ligandi hanno un campo forte, spostano gli elettroni, facendoli accoppiare e formare un nuovo legame.

Serie spettrochimica di ligandi:

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

6. Il metodo VS permette di spiegare la formazione di legami anche in complessi neutri e classter

K 3 K 3

1. I ligandi creano un campo forte nel primo CS e un campo debole nel secondo

2. Disegna gli orbitali di valenza del ferro:

3. Considera le proprietà dei donatori dei ligandi: CN - hanno orbitali di elettroni liberi e possono essere donatori di coppie di elettroni. CN - ha un campo forte, agisce sugli orbitali 3d, compattandoli.

Di conseguenza, si formano 6 legami, mentre gli orbitali 3d interni partecipano al legame, cioè si forma un complesso intraorbitale. Il complesso è paramagnetico ea basso spin, poiché c'è un elettrone spaiato. Il complesso è stabile, perché orbitali interni occupati.

Ioni F - hanno orbitali di elettroni liberi e possono essere donatori di coppie di elettroni, hanno un campo debole e quindi non possono condensare elettroni a livello 3d.

Di conseguenza, si forma un complesso orbitale esterno paramagnetico, ad alto spin. Instabile e reattivo.

Vantaggi del metodo VS: Informativo

Svantaggi del metodo VS: il metodo è adatto per una certa gamma di sostanze, il metodo non spiega le proprietà ottiche (colorazione), non effettua una valutazione energetica, perché in alcuni casi si forma un complesso quadratico al posto di quello tetraedrico energeticamente più favorevole.