Sudėtingi junginiai

Paskaitos santrauka

Tikslai. Formuoti idėjas apie sudėtingų junginių sudėtį, struktūrą, savybes ir nomenklatūrą; ugdyti gebėjimus nustatyti kompleksuojančių medžiagų oksidacijos laipsnį, sudaryti kompleksinių junginių disociacijos lygtis.
Naujos koncepcijos: kompleksinis junginys, komplekso formuotojas, ligandas, koordinacinis skaičius, komplekso išorinė ir vidinė sferos.
Įranga ir reagentai. Stovas su mėgintuvėliais, koncentruotu amoniako tirpalu, vario(II) sulfato, sidabro nitrato, natrio hidroksido tirpalais.

UŽSIĖMIMŲ LAIKOTARPIU

Laboratorinė patirtis. Į vario (II) sulfato tirpalą įpilkite amoniako tirpalo. Skystis taps intensyviai mėlynos spalvos.

Kas nutiko? Cheminė reakcija? Iki šiol nežinojome, kad amoniakas gali reaguoti su druska. Kokia medžiaga susidarė? Kokia jo formulė, struktūra, pavadinimas? Kokiai junginių klasei jis priklauso? Ar amoniakas gali reaguoti su kitomis druskomis? Ar yra panašių ryšių? Į šiuos klausimus turime atsakyti šiandien.

Norint geriau ištirti kai kurių geležies, vario, sidabro, aliuminio junginių savybes, mums reikia žinių apie sudėtingus junginius.

Tęskime savo patirtį. Gautas tirpalas yra padalintas į dvi dalis. Į vieną dalį įpilkime šarmo. Vario (II) hidroksido Cu (OH) 2 nusodinimo nepastebėta, todėl tirpale nėra dvigubai įkrautų vario jonų arba jų yra per mažai. Iš to galime daryti išvadą, kad vario jonai sąveikauja su pridėtu amoniaku ir sudaro keletą naujų jonų, kurie nesudaro netirpaus junginio su OH - jonais.

Tuo pačiu metu jonai išlieka nepakitę. Tai galima pamatyti į amoniako tirpalą įpylus bario chlorido tirpalo. Iš karto iškris baltos BaSO 4 nuosėdos.

Tyrimais nustatyta, kad tamsiai mėlyną amoniako tirpalo spalvą lemia jame esantys kompleksiniai 2+ jonai, susidarę prie vario jono prijungus keturias amoniako molekules. Vandeniui išgaruojant, prie jonų jungiasi 2+ jonai, o iš tirpalo išsiskiria tamsiai mėlyni kristalai, kurių sudėtis išreiškiama formule SO 4 H 2 O.

Kompleksiniai junginiai yra junginiai, kuriuose yra sudėtingų jonų ir molekulių, kurios gali egzistuoti tiek kristalinės formos, tiek tirpaluose.

Sudėtinių junginių molekulių arba jonų formulės paprastai pateikiamos laužtiniuose skliaustuose. Sudėtiniai junginiai gaunami iš įprastų (nesudėtingų) junginių.

Sudėtingų junginių gavimo pavyzdžiai

Sudėtingų junginių struktūra nagrinėjama remiantis koordinavimo teorija, kurią 1893 m. pasiūlė šveicarų chemikas Alfredas Werneris, Nobelio premijos laureatas. Jo mokslinė veikla vyko Ciuricho universitete. Mokslininkas susintetino daug naujų kompleksinių junginių, susistemino anksčiau žinomus ir naujai gautus kompleksinius junginius bei sukūrė eksperimentinius jų sandaros įrodinėjimo metodus.

A. Verneris (1866–1919)

Remiantis šia teorija, išskiriami sudėtingi junginiai kompleksą sudarantis agentas, išorės ir vidinė sfera. Kompleksą sudarontis agentas paprastai yra katijonas arba neutralus atomas. Vidinę sferą sudaro tam tikras skaičius jonų arba neutralių molekulių, kurios yra tvirtai surištos su kompleksą sudarončiu agentu. Jie vadinami ligandai. Ligandų skaičius lemia koordinacinis numeris(KN) komplekso formuotojas.

Sudėtingo junginio pavyzdys

Pavyzdyje nagrinėjamas junginys SO 4 H 2 O arba CuSO 4 5H 2 O yra kristalinis vario (II) sulfato hidratas.

Apibrėžkime kitų kompleksinių junginių sudedamąsias dalis, pavyzdžiui, K 4 .
(Nuoroda. Medžiaga, kurios formulė HCN yra cianido rūgštis. Ciano rūgšties druskos vadinamos cianidais.)

Kompleksą sudaro geležies jonas Fe 2+, ligandai yra cianido jonai CN - , koordinacinis skaičius yra šeši. Viskas, kas parašyta laužtiniuose skliaustuose, yra vidinė sfera. Kalio jonai sudaro išorinę kompleksinio junginio sferą.

Ryšio tarp centrinio jono (atomo) ir ligandų pobūdis gali būti dvejopas. Viena vertus, ryšys yra dėl elektrostatinės traukos jėgų. Kita vertus, tarp centrinio atomo ir ligandų ryšys gali būti suformuotas donoro-akceptoriaus mechanizmu pagal analogiją su amonio jonu. Daugelyje sudėtingų junginių ryšys tarp centrinio jono (atomo) ir ligandų atsiranda tiek dėl elektrostatinės traukos jėgų, tiek dėl ryšio, susidariusio dėl nepadalytų kompleksą sudarončio agento elektronų porų ir laisvųjų ligandų orbitalių.

Sudėtingi junginiai, turintys išorinę sferą, yra stiprūs elektrolitai ir vandeniniuose tirpaluose beveik visiškai disocijuoja į sudėtingą joną ir jonus išorinė sfera. Pavyzdžiui:

SO 4 2+ + .

Mainų reakcijose kompleksiniai jonai pereina iš vieno junginio į kitą, nekeičiant jų sudėties:

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

Vidinė sfera gali turėti teigiamą, neigiamą arba nulinį krūvį.

Jei ligandų krūvis kompensuoja kompleksą sudarončio agento krūvį, tai tokie kompleksiniai junginiai vadinami neutraliais arba neelektrolitiniais kompleksais: jie susideda tik iš komplekso formuotojo ir vidinės sferos ligandų.

Toks neutralus kompleksas yra, pavyzdžiui, .

Tipiškiausi kompleksą sudarontys agentai yra katijonai d- elementai.

Ligandos gali būti:

a) polinės molekulės - NH 3, H 2 O, CO, NO;
b) paprastieji jonai - F - , Cl - , Br - , I - , H - , H + ;
c) kompleksiniai jonai - CN -, SCN -, NO 2 -, OH -.

Panagrinėkime lentelę, kurioje rodomi kai kurių kompleksuojančių agentų koordinaciniai skaičiai.

Sudėtinių junginių nomenklatūra. Junginyje pirmiausia įvardijamas anijonas, o paskui katijonas. Nurodant vidinės sferos sudėtį, pirmiausia vadinami anijonai, prie lotyniško pavadinimo pridedant priesagą - apie-, pavyzdžiui: Cl - - chloras, CN - - ciano, OH - - hidrokso ir kt. Toliau vadinami neutraliais ligandais ir pirmiausia amoniakas ir jo dariniai. Šiuo atveju vartojami šie terminai: koordinuotam amoniakui - aminas, vandeniui - aqua. Ligandų skaičius nurodomas graikiškais žodžiais: 1 - mono, 2 - di, 3 - trys, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa. Tada jie pereina prie centrinio atomo pavadinimo. Jei centrinis atomas yra katijonų dalis, naudojamas atitinkamo elemento rusiškas pavadinimas, o jo oksidacijos būsena nurodoma skliausteliuose (romėniškais skaitmenimis). Jei centrinis atomas yra anijone, tada naudokite lotynišką elemento pavadinimą, o pabaigoje pridėkite galūnę - adresu. Neelektrolitų atveju centrinio atomo oksidacijos būsena nenurodyta, nes ji vienareikšmiškai nustatoma iš komplekso elektroneutralumo būklės.

Pavyzdžiai. Norint pavadinti Cl 2 kompleksą, nustatoma oksidacijos būsena (S.O.)
X komplekso formuotojas – Cu jonas X+ :

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

Panašiai randama kobalto jono oksidacijos būsena:

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

Koks yra kobalto koordinacinis skaičius šiame junginyje? Kiek molekulių ir jonų supa centrinį joną? Kobalto koordinacinis skaičius yra šeši.

Kompleksinio jono pavadinimas parašytas vienu žodžiu. Centrinio atomo oksidacijos būsena nurodoma romėnišku skaitmeniu, esančiu skliausteliuose. Pavyzdžiui:

Cl 2 - tetraamino vario (II) chloridas,
NE 3 – dichlorakvatriaminkobalto (III) nitratas,
K3 – heksacianoferatas (III) kalio,
K 2 – tetrachlorplatinatas (II) kalio,
- dichlortetraamincinko,
H 2 – heksachlorotino rūgštis.

Kelių kompleksinių junginių pavyzdyje nustatysime molekulių sandarą (jonus kompleksuojantis agentas, jo S.O., koordinacinis skaičius, ligandai, vidinė ir išorinė sferos), suteiksime komplekso pavadinimą, užrašysime elektrolitinės disociacijos lygtis.

K4 – kalio heksacianoferatas (II),

K 4 4K + + 4– .

H - tetrachlorauro rūgštis (susidaro ištirpinant auksą regio vandenyje),

H H + + –.

OH - diamino sidabro (I) hidroksidas (ši medžiaga dalyvauja "sidabro veidrodžio" reakcijoje),

OH + + OH - .

Na – tetrahidroksoaliuminatas natrio,

Na Na + + - .

Daugelis organinių medžiagų taip pat priklauso sudėtingiems junginiams, ypač jums žinomiems aminų sąveikos su vandeniu ir rūgštimis produktais. Pavyzdžiui, metilamonio chlorido druskos ir fenilamonio chloridas yra sudėtingi junginiai. Remiantis koordinavimo teorija, jie turi tokią struktūrą:

Čia azoto atomas yra kompleksą sudarontis agentas, vandenilio atomai prie azoto, o metilo ir fenilo radikalai yra ligandai. Kartu jie sudaro vidinę sferą. Išorinėje sferoje yra chlorido jonai.

Daugelis organinių medžiagų, turinčių didelę reikšmę organizmų gyvenime, yra sudėtingi junginiai. Tai apima hemoglobiną, chlorofilą, fermentai ir kiti

Plačiai naudojami kompleksiniai junginiai:

1) analitinėje chemijoje daugeliui jonų nustatyti;
2) tam tikrų metalų atskyrimui ir didelio grynumo metalų gamybai;
3) kaip dažikliai;
4) pašalinti vandens kietumą;
5) kaip svarbių biocheminių procesų katalizatoriai.

Chemijos testas – kompleksiniai junginiai – SKUBI! ir gavo geriausią atsakymą

Atsakymas iš Nick[guru]
Kai kurie klausimai nustatyti neteisingai, pavyzdžiui, 7,12,27. Todėl atsakymuose yra išlygų.
1. Koks yra komplekso sudarytojo koordinacinis skaičius +2 kompleksiniame jone?
6 val
2. Koks yra komplekso sudarytojo koordinacinis skaičius 2+ kompleksiniame jone?
B) 6
3. Koks kompleksinio agento koordinacinis skaičius kompleksiniame jone 2+
B) 4
4. Koks yra Сu²+ koordinacinis skaičius + kompleksiniame jone?
B) 4
5. Koks kompleksinio jono komplekso koordinacinis skaičius: +4?
B) 6
6. Nustatykite kompleksinio junginio K4 centrinio jono krūvį
B) +2
7. Koks yra kompleksinio jono krūvis?
B) +2 - jei darome prielaidą, kad kompleksą sudaro Сu (II)
8. Iš geležies druskų nustatykite kompleksinę druską:
A) K3
9. Koks yra Pt4+ koordinacinis skaičius 2+ kompleksiniame jone?
A) 4
10. Nustatykite kompleksinio jono K2 krūvį?
B) +2
11. Kuri molekulė atitinka tetraamino vario (II) dichlorido pavadinimą?
B) Cl2
12. Koks yra kompleksinio jono krūvis?
D) +3 - jei darome prielaidą, kad kompleksą sudaro Cr (III)
13. Iš vario (II) druskų nustatykite kompleksinę druską:
B) K2
14. Koks yra Co3+ koordinacinis skaičius kompleksiniame jone +?
B) 6
15. Nustatykite kompleksą sudarončio agento krūvį kompleksiniame junginyje K3?
D) +3
16. Kuri molekulė atitinka pavadinimą kalio tetrajodohidratas (II)?
A) K2
17. Koks yra kompleksinio jono krūvis?
2
18. Iš nikelio (II) druskų nustatykite kompleksinę druską:
B) SO4
19. Koks yra Fe3+ koordinacinis skaičius kompleksiniame jone -3?
6 val
20. Nustatykite kompleksinio junginio K3 krūvį kompleksiniame junginyje?
B) +3
21. Kuri molekulė atitinka sidabro(I) diamino chlorido pavadinimą?
B) Cl
22. Koks yra K4 kompleksinio jono krūvis?
B) -4
23. Iš cinko druskų nustatykite kompleksinę druską
B) Na2
24. Koks yra Pd4+ koordinacinis skaičius 4+ kompleksiniame jone?
D) 6
25. Nustatykite kompleksą sudarončio agento krūvį kompleksiniame junginyje H2?
B) +2
26. Kuri molekulė atitinka pavadinimą kalio heksacianoferatas (II)?
D) K4
27. Koks yra kompleksinio jono krūvis?
D) -2 - jei darome prielaidą, kad kompleksą sudaro Co (II)
27. Iš chromo (III) junginių nustatykite kompleksinį junginį
C) [Cr(H2O)2(NH3)4]Cl3
28. Koks yra kobalto (III) koordinacinis skaičius NO3 komplekso jone?
B) 6
29. Nustatykite kompleksą sudarončio agento krūvį kompleksiniame junginyje Cl2
A) +3
30. Kuri molekulė atitinka natrio tetrajodpaladato (II) pavadinimą?
D) Na2

Atsakymas iš Džeimsas Bondas[naujokas]
o Dieve

Atsakymas iš Kačiukas...[guru]
#30 naujausias

Sudėtinių junginių nomenklatūra yra neatskiriama neorganinių medžiagų nomenklatūros dalis. Sudėtinių junginių pavadinimų taisyklės yra sisteminės (vienareikšmės). Remiantis IUPAC rekomendacijomis, šios taisyklės yra universalios, nes prireikus gali būti taikomos ir paprastiems neorganiniams junginiams, jei pastariesiems nėra tradicinių ir specialių pavadinimų. Pagal sistemines taisykles sukurti pavadinimai yra tinkami cheminėms formulėms. Sudėtingo junginio formulė sudaroma pagal bendrąsias taisykles: pirmiausia rašomas katijonas - sudėtingas arba paprastas, tada anijonas - sudėtingas arba paprastas. Sudėtinio junginio vidinėje sferoje pirmiausia rašomas centrinis kompleksuojantis atomas, vėliau – neįkrauti ligandai (molekulės), o vėliau – neigiamo krūvio anijonų ligandai.

Vieno branduolio kompleksai

Katijoninių, neutralių ir daugumos anijoninių kompleksų pavadinimuose centriniai atomai turi atitinkamų elementų rusiškus pavadinimus. Kai kuriais atvejais anijoniniams kompleksams naudojamos centrinio komplekso atomo elementų lotyniškų pavadinimų šaknys. Pavyzdžiui, - dichlorodiaminplatina, 2- - tetrachlorplatinato (II) -jonas, + - diaminsidabro (I) katijonas, - - dicianoargenato (I) -jonas.

Sudėtingo jono pavadinimas prasideda vidinės sferos sudėties nuoroda. Visų pirma, vidinėje sferoje esantys anijonai surašyti abėcėlės tvarka, prie lotyniško pavadinimo pridedant galūnę „o“. Pavyzdžiui, OH - - hidrokso, Cl - - chloro, CN - - ciano, CH 3 COO - - acetato, CO 3 2 - karbonato, C 2 O 4 2 - oksalato, NCS - - tiocianato, NO 2 - - nitro , O 2 2- - okso, S 2- - tio, SO 3 2- - sulfito, SO 3 S 2- - tiosulfato, C 5 H 5 - ciklopentadienilas ir kt. Tada abėcėlės tvarka nurodomos neutralios intrasferos molekulės. Neutraliems ligandams vienžodžiai medžiagų pavadinimai vartojami be pakeitimų, pavyzdžiui, N 2 -diazotas, N 2 H 4 -hidrazinas, C 2 H 4 - etilenas. Intrasferos NH 3 vadinamas amino-, H 2 O - aqua, CO-karbonilu, NO-nitrozilu. Ligandų skaičius nurodomas graikiškais skaitmenimis: di, trys, tetra, penta, hexa ir kt. Jei ligandų pavadinimai sudėtingesni, pavyzdžiui, etilendiaminas, prieš juos rašomi priešdėliai „bis“, „tris“, „tetrakis“ ir kt.

Sudėtingų junginių su išorine sfera pavadinimai susideda iš dviejų žodžių (paprastai „katijonų anijonas“). Sudėtinio anijono pavadinimas baigiasi galūne -at. Kompleksą sudarančio agento oksidacijos būsena nurodoma romėniškais skaitmenimis po anijono pavadinimo skliausteliuose. Pavyzdžiui:

K2 – kalio tetrachlorplatinatas (II),

Na 3 [Fe (NH 3) (CN) 5] – natrio pentacianomonoammino feratas (II),

H 3 O – oksonio tetrachlorauratas (III),

K yra kalio dijodjodatas (I),

Na 2 – natrio heksahidroksostanatas (IV).

Junginiuose su sudėtingu katijonu kompleksą sudarončio agento oksidacijos būsena nurodoma po jo pavadinimo romėniškais skaitmenimis skliausteliuose. Pavyzdžiui:

Cl yra diamino sidabro (I) chloridas,

Br yra trichlortriaminplatinos (IV) bromidas,

NR 3 -

Chloronitrotetraaminkobalto (III) nitratas.

Kompleksinių junginių pavadinimai - neelektrolitai be išorinės sferos susideda iš vieno žodžio, komplekso formuotojo oksidacijos būsena nenurodyta. Pavyzdžiui:

- trifluortriakvokobaltas,

- tetrachlorodiaminas, platina,

- bis (ciklopentadienilo) geležis.

Junginių su sudėtingu katijonu ir anijonu pavadinimas sudarytas iš katijono ir anijono pavadinimų, pavyzdžiui:

heksanitrokobaltatas (III) heksaaminkobaltas (III),

trichloraminoplatinatas (II) platina (II) chlortriaminas.

Kompleksų su ambidentiniais ligandais pavadinimas nurodo atomo, su kuriuo šis ligandas yra prijungtas prie centrinio komplekso atomo, simbolį:

2- - tetrakis (ticianato-N) kobaltato (II) -jonas,

2- - tetrakis(tiocianato-S) gyvsidabrio(II) - jonas.

Tradiciškai ambidentinis ligandas NO 2 vadinamas nitro ligandu, jei donoro atomas yra azotas, ir nitrito ligandu, jei donoro atomas yra deguonis (–ONO –):

3--heksanitrokobaltato (III)-jonas,

3- - heksanitritokobaltato (III) -jonas.

Sudėtinių junginių klasifikacija

Kompleksiniai jonai gali būti įvairių cheminių junginių klasių molekulių dalis: rūgščių, bazių, druskų ir kt. Priklausomai nuo kompleksinio jono krūvio, jie išskiria katijoniniai, anijoniniai ir neutralūs kompleksai.

Katijonų kompleksai

Katijoniniuose kompleksuose centrinis kompleksuojantis atomas yra katijonai arba teigiamai poliarizuoti komplekso formuotojo atomai, o ligandai yra neutralios molekulės, dažniausiai vanduo ir amoniakas. Sudėtiniai junginiai, kuriuose vanduo veikia kaip ligandas, vadinami vandens kompleksais. Šie junginiai apima kristalinius hidratus. Pavyzdžiui: MgCl 2 × 6H 2 O

arba Cl2,

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

Kristalinėje būsenoje kai kurie vandens kompleksai (pavyzdžiui, vario sulfatas) taip pat sulaiko kristalizacijos vandenį, kuris nėra vidinės sferos dalis, kuris yra mažiau tvirtai surištas ir kaitinant lengvai atsiskiria.

Viena iš gausiausių kompleksinių junginių klasių yra amino kompleksai (amonatai) ir aminatai. Šių kompleksų ligandai yra amoniako arba aminų molekulės. Pavyzdžiui: SO 4, Cl 4,

Cl2.

Anijonų kompleksai

Tokių junginių ligandai yra anijonai arba neigiamai poliarizuoti atomai ir jų grupės.

Anijoniniai kompleksai apima:

a) kompleksinės rūgštys H, H2, H.

b) dvigubos ir kompleksinės PtCl 4 × 2KCl arba K 2 druskos,

HgI 2 × 2KI arba K 2 .

c) deguonies turinčios rūgštys ir jų druskos H 2 SO 4 , K 2 SO 4 , H 5 IO 6 , K 2 CrO 4 .

d) hidrokso druskos K, Na 2 .

e) polihalogenidai: K, Cs.

Neutralūs kompleksai

Tokie junginiai apima sudėtingus junginius, kurie neturi išorinės sferos ir nesudaro sudėtingų jonų vandeniniuose tirpaluose: , , karbonilo kompleksai , .

Katijonų-anijonų kompleksai

Junginiuose vienu metu yra ir sudėtingas katijonas, ir kompleksinis anijonas:

, .

Cikliniai kompleksai (chelatai)

Koordinaciniai junginiai, kuriuose centrinis atomas (arba jonas) vienu metu yra prijungtas prie dviejų ar daugiau ligando donorų atomų, dėl kurių vienas ar keli heterociklai yra uždari, vadinami. chelatai . Ligandai, sudarantys chelatinius žiedus, vadinami chelatiniais (chelatiniais) reagentais. Chelatinio žiedo uždarymas tokiais ligandais vadinamas chelatą(chelatas). Plačiausia ir svarbiausia chelatų klasė yra metalo chelatų kompleksai. Gebėjimas koordinuoti ligandus būdingas visų oksidacijos būsenų metalams. Pagrindinių pogrupių elementų centrinis kompleksą sudarontis atomas paprastai būna aukščiausios oksidacijos būsenos.

Chelatinius reagentus sudaro du pagrindiniai elektronų donorų centrų tipai: a) grupės, turinčios judrų protoną, pavyzdžiui, -COOH, -OH, -SO 3 H; kai jie yra koordinuoti su centriniu jonu, galimi protonų pakaitalai ir b) neutralios elektronų donorų grupės, pvz., R 2 CO, R 3 N. Bidentatiniai ligandai užima dvi vietas chelato vidinėje koordinacinėje sferoje, pvz. , pavyzdžiui, etilendiaminas (3 pav.).

Pagal Chugajevo ciklo taisyklę stabiliausi chelatiniai kompleksai susidaro tada, kai cikle yra penki ar šeši atomai. Pavyzdžiui, iš H 2 N-(CH 2)n-NH 2 sudėties diaminų stabiliausi kompleksai susidaro esant n=2 (penkių narių ciklas) ir n=3 (šešių narių ciklas).

3 pav. Vario (II) bizetilendiamino katijonas.

Chelatai, kuriuose, pasibaigus chelato ciklui, ligandas naudoja protonų turinčias ir neutralias elektronų donorų grupes ir yra formaliai surištas su centriniu atomu kovalentine ir donoro-akceptoriaus jungtimi, vadinama yra intrakompleksiniai junginiai. Taigi polidentatiniai ligandai su rūgštinėmis funkcinėmis grupėmis gali sudaryti chelatinius junginius. Tarpkompleksiniai junginiai yra chelatas, kuriame žiedo uždarymą lydi vieno ar daugiau protonų išstūmimas iš rūgščių funkcinių grupių metalo jonu, ypač vario(II) glicinatas yra kompleksinis junginys:

4 pav. Kompleksinis 8-hidroksichinolino ir cinko junginys.

Hemoglobinas ir chlorofilas taip pat yra kompleksiniai junginiai.

Svarbiausia chelatų savybė yra padidėjęs jų stabilumas, lyginant su panašiai sukonstruotais necikliniais kompleksais.

17 skyrius

17.1. Pagrindiniai apibrėžimai

Šiame skyriuje būsite supažindinti su specialia sudėtingų medžiagų grupe, vadinama visapusiškas(arba derinant) jungtys.

Šiuo metu griežtas sąvokos apibrėžimas " kompleksinė dalelė" ne. Paprastai naudojamas toks apibrėžimas.

Pavyzdžiui, hidratuotas vario jonas 2 yra sudėtinga dalelė, nes ji iš tikrųjų egzistuoja tirpaluose ir kai kuriuose kristaliniuose hidratuose, susidaro iš Cu 2 jonų ir H 2 O molekulių, vandens molekulės yra tikros molekulės, o Cu 2 jonų yra kristaluose. daugelio vario junginių. Priešingai, SO 4 2 jonas nėra sudėtinga dalelė, nes nors O 2 jonų yra kristaluose, S 6 jonų nėra cheminėse sistemose.

Kitų sudėtingų dalelių pavyzdžiai: 2 , 3 , , 2 .

Tuo pačiu metu NH 4 ir H 3 O jonai klasifikuojami kaip sudėtingos dalelės, nors H jonų cheminėse sistemose nėra.

Kartais sudėtingos dalelės vadinamos sudėtingomis cheminėmis dalelėmis, kuriose visi ryšiai arba jų dalis susidaro pagal donoro-akceptoriaus mechanizmą. Tai pasakytina apie daugumą sudėtingų dalelių, tačiau, pavyzdžiui, kalio alūno SO 4 kompleksinėje dalelėje 3 ryšys tarp Al ir O atomų iš tiesų susidaro pagal donoro-akceptoriaus mechanizmą, o kompleksinėje dalelėje yra tik elektrostatinis. (jonų-dipolio) sąveika. Tai patvirtina tai, kad geležies amonio alūne yra panašios struktūros sudėtingos dalelės, kuriose galima tik jonų-dipolio sąveika tarp vandens molekulių ir NH 4 jono.

Pagal krūvį sudėtingos dalelės gali būti katijonai, anijonai ir neutralios molekulės. Sudėtiniai junginiai, kuriuose yra tokių dalelių, gali priklausyti skirtingoms cheminių medžiagų klasėms (rūgštims, bazėms, druskoms). Pavyzdžiai: (H 3 O) – rūgštis, OH – bazė, NH 4 Cl ir K 3 – druskos.

Paprastai komplekso formuotojas yra metalą sudarančio elemento atomas, tačiau tai gali būti ir deguonies, azoto, sieros, jodo ir kitų nemetalų sudarančių elementų atomas. Kompleksą sudarančio agento oksidacijos būsena gali būti teigiama, neigiama arba nulinė; kai iš paprastesnių medžiagų susidaro kompleksinis junginys, jis nekinta.

Ligandais gali būti dalelės, kurios iki sudėtingo junginio susidarymo buvo molekulės (H 2 O, CO, NH 3 ir kt.), anijonai (OH, Cl, PO 4 3 ir kt.), taip pat vandenilio katijonas. . Išskirti neidentifikuotas arba monodantiniai ligandai (susieti su centriniu atomu per vieną iš jo atomų, ty viena jungtimi), dvišakis(sujungtas su centriniu atomu per du jų atomus, ty dviem ryšiais), trišakis ir tt

Jei ligandai yra neidentifikuoti, koordinacinis skaičius yra lygus tokių ligandų skaičiui.

Cn priklauso nuo centrinio atomo elektroninės struktūros, jo oksidacijos laipsnio, centrinio atomo ir ligandų dydžio, kompleksinio junginio susidarymo sąlygų, temperatūros ir kitų veiksnių. CN gali būti nuo 2 iki 12. Dažniausiai jis lygus šešiems, kiek rečiau - keturiems.

Taip pat yra sudėtingų dalelių su keliais centriniais atomais.

Naudojamos dviejų tipų kompleksinių dalelių struktūrinės formulės: nurodančios centrinio atomo ir ligandų formalųjį krūvį arba nurodančios visos kompleksinės dalelės formalųjį krūvį. Pavyzdžiai:

Norint apibūdinti sudėtingos dalelės formą, naudojama koordinacinio daugiakampio (daugiakampio) idėja.

Koordinacinės daugiakampės taip pat apima kvadratą (KN = 4), trikampį (KN = 3) ir hantelį (KN = 2), nors šios figūros nėra daugiakampės. Koordinavimo daugiakampių ir atitinkamos formos kompleksinių dalelių, skirtų dažniausiai pasitaikančioms CN reikšmėms, pavyzdžiai parodyti Fig. vienas.

17.2. Sudėtinių junginių klasifikacija

Kaip cheminės medžiagos kompleksiniai junginiai skirstomi į joninius (jie kartais vadinami jonogeninis) ir molekulinė ( nejoninis) jungtys. Joniniai kompleksiniai junginiai turi įkrautų kompleksinių dalelių – jonų – ir yra rūgštys, bazės arba druskos (žr. § 1). Molekuliniai kompleksiniai junginiai susideda iš neįkrautų kompleksinių dalelių (molekulių), pavyzdžiui: arba - sunku juos priskirti kokiai nors pagrindinei cheminių medžiagų klasei.

Sudėtingos dalelės, sudarančios sudėtingus junginius, yra gana įvairios. Todėl joms klasifikuoti naudojami keli klasifikavimo požymiai: centrinių atomų skaičius, ligando tipas, koordinacinis skaičius ir kt.

Pagal centrinių atomų skaičių kompleksinės dalelės skirstomos į vienas branduolys ir kelių branduolių. Daugiabranduolinių kompleksinių dalelių centriniai atomai gali būti sujungti vienas su kitu tiesiogiai arba per ligandus. Abiem atvejais centriniai atomai su ligandais sudaro vieną vidinę kompleksinio junginio sferą:

Pagal ligandų tipą kompleksinės dalelės skirstomos į

1) Vandens kompleksai, tai yra sudėtingos dalelės, kuriose vandens molekulės yra ligandai. Katijoniniai vandens kompleksai m yra daugiau ar mažiau stabilūs, anijoniniai vandens kompleksai yra nestabilūs. Visi kristaliniai hidratai yra junginiai, kuriuose yra vandens kompleksų, pavyzdžiui:

Mg(ClO4)2. 6H2O iš tikrųjų yra (ClO4)2;
BeSO4. 4H2O iš tikrųjų yra SO4;
Zn(BrO3)2. 6H2O iš tikrųjų yra (BrO3)2;
CuSO4. 5H 2 O iš tikrųjų yra SO 4 . H2O.

2) Hidroksokompleksai, tai yra kompleksinės dalelės, kuriose hidroksilo grupės yra kaip ligandai, kurios buvo hidroksido jonai prieš patenkant į kompleksinę dalelę, pavyzdžiui: 2 , 3 , .

Hidrokso kompleksai susidaro iš vandens kompleksų, kurie pasižymi katijoninių rūgščių savybėmis:

2 + 4OH = 2 + 4H 2 O

3) Amoniakas, tai yra kompleksinės dalelės, kuriose NH 3 grupės yra kaip ligandai (prieš susidarant kompleksinei dalelei – amoniako molekulėms), pvz.: 2 , , 3 .

Amoniaką taip pat galima gauti iš vandens kompleksų, pavyzdžiui:

2 + 4NH3 \u003d 2 + 4 H2O

Šiuo atveju tirpalo spalva keičiasi iš mėlynos į ultramariną.

4) acidokompleksai, tai yra kompleksinės dalelės, kuriose kaip ligandai yra tiek be deguonies, tiek turinčių deguonies rūgščių likučių (prieš susidarant kompleksinei dalelei - anijonai, pvz.: Cl, Br, I, CN, S 2, NO 2, S 2 O 3 2, CO 3 2, C 2 O 4 2 ir tt).

Rūgščių kompleksų susidarymo pavyzdžiai:

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

Pastaroji reakcija naudojama fotografijoje, siekiant pašalinti iš fotografinių medžiagų nesureagavusį sidabro bromidą.
(Atskleidžiant fotojuostos ir fotopopierių, ryškalas neatkuria neeksponuotos sidabro bromido dalies, esančios fotografinėje emulsijoje. Jai pašalinti naudojama ši reakcija (procesas vadinamas „fiksavimu“, nes nepašalinamas sidabro bromidas). šviesoje palaipsniui suyra, sunaikindamas vaizdą)

5) Kompleksai, kuriuose vandenilio atomai yra ligandai, skirstomi į dvi visiškai skirtingas grupes: hidrido kompleksai ir kompleksai, įtraukti į kompoziciją onio jungtys.

Susidarant hidrido kompleksams - , , - centrinis atomas yra elektronų akceptorius, o hidrido jonas yra donoras. Vandenilio atomų oksidacijos laipsnis šiuose kompleksuose yra –1.

Onio kompleksuose centrinis atomas yra elektronų donoras, o akceptorius yra vandenilio atomas, esantis +1 oksidacijos būsenoje. Pavyzdžiai: H 3 O arba - oksonio jonas, NH 4 arba - amonio jonas. Be to, yra pakeisti tokių jonų dariniai: - tetrametilamonio jonas, - tetrafenilarsonio jonas, - dietiloksonio jonas ir kt.

6) Karbonilas kompleksai – kompleksai, kuriuose CO grupės yra kaip ligandai (prieš komplekso susidarymą – anglies monoksido molekulės), pvz.:, ir kt.

7) Anijonų halogenidas kompleksai yra kompleksai tipo .

Pagal ligandų tipą išskiriamos ir kitos kompleksinių dalelių klasės. Be to, yra sudėtingų dalelių su įvairių tipų ligandais; paprasčiausias pavyzdys yra vandens hidroksokompleksas.

17.3. Sudėtinių junginių nomenklatūros pagrindai

Sudėtingo junginio formulė sudaroma taip pat, kaip ir bet kurios joninės medžiagos formulė: pirmoje vietoje rašoma katijono formulė, antroje – anijonas.

Kompleksinės dalelės formulė rašoma laužtiniuose skliaustuose tokia seka: pirmiausia dedamas kompleksą sudarončio elemento simbolis, tada ligandų, kurie buvo katijonai iki komplekso susidarymo, formulės, tada ligandų, kurie buvo sudaryti, formulės. neutralios molekulės prieš susidarant kompleksui, o po jų – ligandų formulės, buvusios prieš susidarant kompleksui anijonais.

Sudėtingo junginio pavadinimas sudarytas taip pat, kaip ir bet kurios druskos ar bazės pavadinimas (sudėtingos rūgštys vadinamos vandenilio arba oksonio druskomis). Junginio pavadinimas apima katijono pavadinimą ir anijono pavadinimą.

Kompleksinės dalelės pavadinimas apima kompleksą sudarančio agento pavadinimą ir ligandų pavadinimus (pavadinimas rašomas pagal formulę, bet iš dešinės į kairę. Kompleksą sudarontiems agentams katijonuose naudojami rusiški elementų pavadinimai, o anijonai, lotyniški.

Dažniausiai pasitaikančių ligandų pavadinimai:

H 2 O - aqua	Cl – chloras	SO 4 2 - sulfatas	OH – hidrokso
CO – karbonilas	Br - bromas	CO 3 2 - karbonatas	H - hidridas
NH3 – aminas	NO 2 - nitro	CN – ciano	NE – nitrozo
NE – nitrozilas	O 2 - okso	NCS – tiocianatas	H + I - hidro

Sudėtingų katijonų pavadinimų pavyzdžiai:

Sudėtingų anijonų pavadinimų pavyzdžiai:

2 - tetrahidroksocinkato jonas
3 – di(tiosulfato)argentato(I)-jonas
3 – heksacianochromato(III)-jonas
– tetrahidroksodikvaaliuminato jonas
– tetranitrodiaminokobaltato(III)-jonas
3 – pentacianoakvaferato(II)-jonas

Neutralių kompleksinių dalelių pavadinimų pavyzdžiai:

Išsamesnės nomenklatūros taisyklės pateiktos žinynuose ir specialiuose vadovuose.

17.4. Cheminis ryšys sudėtinguose junginiuose ir jų struktūra

Kristaliniuose kompleksiniuose junginiuose su įkrautais kompleksais ryšys tarp komplekso ir išorinės sferos jonų yra joninis, o ryšiai tarp likusių išorinės sferos dalelių yra tarpmolekuliniai (įskaitant vandenilinius ryšius). Molekuliniuose kompleksiniuose junginiuose ryšys tarp kompleksų yra tarpmolekulinis.

Daugumoje sudėtingų dalelių ryšiai tarp centrinio atomo ir ligandų yra kovalentiniai. Visi arba dalis jų susidaro pagal donoro-akceptoriaus mechanizmą (dėl to pasikeitus formaliems mokesčiams). Mažiausiai stabiliuose kompleksuose (pavyzdžiui, šarminių ir šarminių žemių elementų, taip pat amonio vandens kompleksuose) ligandai laikomi elektrostatiniu traukimu. Ryšys sudėtingose ​​dalelėse dažnai vadinamas donoro-akceptoriaus arba koordinaciniu ryšiu.

Panagrinėkime jo susidarymą, kaip pavyzdį naudodami geležies (II) akvakaciją. Šis jonas susidaro vykstant reakcijai:

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

Geležies atomo elektroninė formulė yra 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6. Padarykime šio atomo valentingumo polygių schemą:

Kai susidaro dvigubai įkrautas jonas, geležies atomas praranda du 4 s- elektronas:

Geležies jonas priima šešias elektronų poras iš šešių vandens molekulių deguonies atomų į laisvą valentinę orbitalę:

Susidaro sudėtingas katijonas, kurio cheminė struktūra gali būti išreikšta viena iš šių formulių:

Šios dalelės erdvinė struktūra išreiškiama viena iš erdvinių formulių:

Koordinacinio daugiakampio forma yra oktaedras. Visos Fe-O jungtys yra vienodos. Manoma sp 3 d 2 - geležies atomo AO hibridizacija. Komplekso magnetinės savybės rodo nesuporuotų elektronų buvimą.

Jei FeCl2 ištirpsta tirpale, kuriame yra cianido jonų, reakcija vyksta

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

Tas pats kompleksas taip pat gaunamas į FeCl 2 tirpalą pridedant kalio cianido KCN tirpalo:

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

Tai rodo, kad cianido kompleksas yra stipresnis už akvakompleksą. Be to, cianido komplekso magnetinės savybės rodo, kad geležies atome nėra nesuporuotų elektronų. Visa tai lemia šiek tiek kitokia šio komplekso elektroninė struktūra:

„Stipresni“ CN ligandai sudaro stipresnius ryšius su geležies atomu, energijos prieaugio pakanka „sulaužyti“ Hundo taisyklę ir išlaisvinti 3 d-orbitalės, skirtos pavienėms ligandų poroms. Cianido komplekso erdvinė struktūra yra tokia pati kaip akvakomplekso, tačiau hibridizacijos tipas skiriasi - d 2 sp 3 .

Ligando „stiprumas“ pirmiausia priklauso nuo vienišų elektronų poros debesies elektronų tankio, tai yra, jis didėja mažėjant atomo dydžiui, o mažėjant pagrindiniam kvantiniam skaičiui, priklauso nuo EO hibridizacijos tipas ir kai kurie kiti veiksniai. Svarbiausius ligandus galima surikiuoti į eilę, kad padidėtų jų „jėga“ (savotiška ligandų „aktyvumo serija“), ši serija vadinama spektrocheminė ligandų serija:

aš; Br; : SCN, Cl, F, OH, H2O; : NCS, NH3; SO 3 S : 2 ; : CN, CO

3 ir 3 kompleksų formavimo schemos atrodo taip:

Kompleksams, kurių CN = 4, galimos dvi struktūros: tetraedras (tuo atveju sp 3-hibridizacija), pavyzdžiui, 2 ir plokščias kvadratas (jeigu dsp 2 hibridizacija), pavyzdžiui, 2 .

17.5. Sudėtinių junginių cheminės savybės

Sudėtingiems junginiams, visų pirma, būdingos tos pačios savybės kaip ir paprastiems tų pačių klasių junginiams (druskoms, rūgštims, bazėms).

Jei junginys yra rūgštis, tai yra stipri rūgštis; jei tai yra bazė, tada bazė yra stipri. Šias kompleksinių junginių savybes lemia tik H 3 O arba OH jonų buvimas. Be to, sudėtingos rūgštys, bazės ir druskos patenka į įprastas mainų reakcijas, pavyzdžiui:

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

Paskutinė iš šių reakcijų naudojama kaip kokybinė Fe 3 jonų reakcija. Gauta ultramarine netirpi medžiaga vadinama "Prūsijos mėlynuoju" [sisteminis pavadinimas yra geležies(III)-kalio heksacianoferatas(II)].

Be to, pati kompleksinė dalelė gali patekti į reakciją ir kuo aktyvesnė, tuo mažiau stabili. Paprastai tai yra ligandų pakeitimo reakcijos, vykstančios tirpale, pavyzdžiui:

2 + 4NH3 \u003d 2 + 4H 2O,

taip pat rūgščių-šarmų reakcijos, pvz

2 + 2H3O = + 2H2O
2 + 2OH = + 2H 2 O

Šiose reakcijose susidaręs po izoliavimo ir džiovinimo virsta cinko hidroksidu:

Zn(OH)2 + 2H2O

Paskutinė reakcija yra paprasčiausias sudėtingo junginio skilimo pavyzdys. Šiuo atveju jis veikia kambario temperatūroje. Kiti sudėtingi junginiai suyra kaitinant, pavyzdžiui:

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

Norint įvertinti ligando pakeitimo reakcijos galimybę, galima naudoti spektrocheminę seriją, vadovaujantis tuo, kad stipresni ligandai išstumia silpnesnius iš vidinės sferos.

17.6. Sudėtinių junginių izomerija

Sudėtinių junginių izomerija yra susijusi
1) su galimu skirtingu ligandų ir išorinės sferos dalelių išdėstymu,
2) su skirtinga sudėtingiausios dalelės struktūra.

Pirmoji grupė apima hidratuotas(apskritai solvatas) ir jonizacija izomerizmas, antrasis - erdvinis ir optinis.

Hidrato izomerija siejama su galimybe skirtingai pasiskirstyti vandens molekulėms kompleksinio junginio išorinėje ir vidinėje sferose, pavyzdžiui: (raudonai ruda spalva) ir Br 2 (mėlyna spalva).

Jonizacijos izomerija siejama su galimybe skirtingai pasiskirstyti jonų išorinėje ir vidinėje sferose, pavyzdžiui: SO 4 (violetinė) ir Br (raudona). Pirmasis iš šių junginių sudaro nuosėdas, reaguodamas su bario chlorido tirpalu, o antrasis - su sidabro nitrato tirpalu.

Erdvinė (geometrinė) izomerija, kitaip vadinama cis-trans izomerija, būdinga kvadratiniams ir oktaedriniams kompleksams (tetraedriniams tai neįmanoma). Pavyzdys: cis-trans kvadrato komplekso izomerija

Optinė (veidrodinė) izomerija iš esmės nesiskiria nuo optinės izomerijos organinėje chemijoje ir būdinga tetraedriniams ir oktaedriniams kompleksams (neįmanoma kvadratiniams).

Visi neorganiniai junginiai skirstomi į dvi grupes:

1. pirmos eilės jungtys, t.y. junginiai, paklūstantys valentingumo teorijai;

2. aukštesnio laipsnio ryšiai, t.y. junginiai, kurie nepaklūsta valentingumo teorijos sąvokoms. Aukštesnės eilės junginiai apima hidratus, amoniatus ir kt.

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

Werneris (Šveicarija) pristatė chemijai idėjas apie aukštesnio laipsnio junginius ir suteikė jiems pavadinimą sudėtingi junginiai. Jis nurodė CS visus stabiliausius aukštesnio laipsnio junginius, kurie vandeniniame tirpale arba visai neskyla į sudedamąsias dalis, arba suyra mažai. 1893 m. Werneris pasiūlė, kad bet kuris elementas po prisotinimo taip pat gali turėti papildomą valentingumą - derinant. Pagal Wernerio koordinavimo teoriją, kiekvienoje CS yra:

Cl3: komplekso formuotojas (KO \u003d Co), ligandai (NH 3), koordinacinis skaičius (CN \u003d 6), vidinė sfera, išorinė aplinka (Cl 3), koordinavimo pajėgumas.

Vadinamas centrinis vidinės sferos atomas, aplink kurį grupuojami jonai arba molekulės kompleksą sudarantis agentas. Kompleksuojančių agentų vaidmenį dažniausiai atlieka metalų jonai, rečiau – neutralūs atomai ar anijonai. Vadinami jonai arba molekulės, koordinuojančios aplink centrinį atomą vidinėje sferoje ligandai. Anijonai gali būti ligandai: G -, OH-, SN-, CNS-, NO 2 -, CO 3 2-, C 2 O 4 2-, neutralios molekulės: H 2 O, CO, G 2, NH 3, N 2 H4. koordinacinis numeris yra vietų skaičius vidinėje komplekso sferoje, kurias gali užimti ligandai. CN paprastai yra didesnis nei oksidacijos būsena. CN = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12. Dažniausias CN = 4, 6, 2. Šie skaičiai atitinka simetriškiausią komplekso konfigūraciją – oktaedrinę (6), tetraedrinis (4) ir linijinis (2). KCH pavydas dėl kompleksą sudarančio agento ir ligandų pobūdžio, taip pat dėl ​​CO ir ligandų dydžių. Ligandų koordinavimo gebėjimas yra vietų skaičius vidinėje komplekso sferoje, kurią užima kiekvienas ligandas. Daugumos ligandų koordinavimo geba yra vienybė ( monodantiniai ligandai), mažiau nei du ( dvišakiai ligandai), yra didesnės talpos ligandų (3, 4, 6) - daugiadantiniai ligandai. Komplekso krūvis turi būti skaitiniu požiūriu lygus visai išorinei sferai ir priešingas jai ženklu. 3+ Cl 3 -.

Sudėtinių junginių nomenklatūra. Daugelis sudėtingų junginių išlaikė savo istorinius pavadinimus, susijusius su spalva arba juos sintezavusio mokslininko vardu. Šiuo metu naudojama IUPAC nomenklatūra.

Jonų sąrašo tvarka. Pirmiausia vadinamas anijonas, tada katijonas, o lotyniško pavadinimo KO šaknis vartojama anijono pavadinime, o rusiškas jo pavadinimas gimininguoju atveju vartojamas katijono pavadinime.

Cl yra diamino sidabro chloridas; K 2 – kalio trichlorkupratas.

Ligandų sąrašo tvarka. Ligandai komplekse surašyti tokia tvarka: anijoniniai, neutralūs, katijoniniai – neatskiriant brūkšneliu. Anijonai išvardyti eilės tvarka H - , O 2- , OH - , paprastieji anijonai, kompleksiniai anijonai, daugiaatominiai anijonai, organiniai anijonai.

SO 4 – chlosulfatas (+4)

Koordinavimo grupių pabaiga. Neutralios grupės vadinamos taip pat, kaip ir molekulės. Išimtys yra vandens (H 2 O), aminų (NH 3). Prie neigiamo krūvio anijonų pridedama balsė „O“.

– heksocianoferatas (+3) heksaaminokobaltas (+3)

Priešdėliai, nurodantys ligandų skaičių.

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

Priešdėliai bis-, tris- vartojami prieš ligandus su sudėtingais pavadinimais, kur jau yra mono-, di- ir kt.

Cl 3 - tris (etilendiaminas) geležies chloridas (+3)

Sudėtinių junginių pavadinimai pirmiausia nurodo anijoninę dalį vardininko linksniu ir su galūne -at, o po to katijoninę dalį gimininguoju atveju. Tačiau prieš centrinio atomo pavadinimą tiek anijoninėje, tiek katijoninėje junginio dalyse surašyti visi aplink jį koordinuoti ligandai, nurodant jų skaičių graikiškais skaitmenimis (1 – mono (dažniausiai praleidžiamas), 2 – di, 3 – trys , 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa, 7 - hepta, 8 - okta). Prie ligandų pavadinimų pridedama priesaga -o ir pirmiausia vadinami anijonai, o vėliau neutralios molekulės: Cl- - chloras, CN- - ciano, OH- - hidrokso, C2O42- - oksalato, S2O32- - tiosulfatas, ( CH3) 2NH - dimetilamino ir kt. Išimtys: H2O ir NH3 kaip ligandų pavadinimai yra tokie: "aqua" ir "ammine". Jei centrinis atomas yra katijono dalis, tada naudojamas rusiškas elemento pavadinimas, po kurio jo oksidacijos būsena nurodoma skliausteliuose romėniškais skaitmenimis. Centriniam atomui anijono sudėtyje naudojamas lotyniškas elemento pavadinimas, o oksidacijos būsena nurodoma prieš šį pavadinimą. Elementams, kurių oksidacijos būsena yra pastovi, jo galima praleisti. Neelektrolitų atveju centrinio atomo oksidacijos būsena taip pat nenurodyta, nes ji nustatoma remiantis komplekso elektriniu neutralumu. Pavadinimo pavyzdžiai:

Cl2 – dichlortetramino-platinos (IV) chloridas,

OH – diamino-sidabro(I) hidroksidas.

Sudėtinių junginių klasifikacija. Naudojamos kelios skirtingos COP klasifikacijos.

1. priklausydami tam tikrai junginių klasei:

kompleksinės rūgštys - H2

sudėtingos bazės -

kompleksinės druskos - K 2

2. Pagal ligandų prigimtį: vandens kompleksai, amoniakas. Cianidas, halogenidas ir kt.

Vandens kompleksai - kompleksai, kuriuose vandens molekulės tarnauja kaip ligandai, pavyzdžiui, Cl 2 - heksaakvakalcio chloridas. Aminatai ir aminatai yra kompleksai, kuriuose ligandai yra amoniako ir organinių aminų molekulės, pavyzdžiui: SO 4 – tetramino vario (II) sulfatas. Hidroksokompleksai. Juose OH- jonai tarnauja kaip ligandai. Ypač būdingas amfoteriniams metalams. Pavyzdys: Na 2 – natrio tetrahidroksocinkatas (II). Rūgščių kompleksai. Šiuose kompleksuose ligandai yra anijonai-rūgštinės liekanos, pavyzdžiui, K 4 - kalio heksacianoferatas (II).

3. komplekso užtaiso ženklu: katijoninis, anijoninis, neutralus

4. pagal vidinę CS struktūrą: pagal kompleksą sudarančių branduolių skaičių:

vienabranduolis - H 2, dvibranduolis - Cl 5 ir kt.,

5. dėl ciklų nebuvimo arba buvimo: paprasti ir cikliniai CS.

Cikliniai arba chelatiniai (žnyplių) kompleksai. Juose yra dvi- arba daugiadantinis ligandas, kuris tarsi vėžio nagai sulaiko centrinį M atomą: Pavyzdžiai: Na 3 - natrio trioksalato-(III) feratas, (NO 3) 4 - trietilendiamino-platinos (IV) nitratas. .

Chelatinių kompleksų grupei taip pat priklauso kompleksiniai junginiai, kuriuose centrinis atomas yra ciklo dalis, įvairiais būdais formuojantis ryšius su ligandais: mainų ir donoro-akceptoriaus mechanizmais. Tokie kompleksai labai būdingi aminokarboksirūgštims, pavyzdžiui, glicinas sudaro chelatus su Cu 2+, Pt 2+ jonais:

Chelatiniai junginiai yra ypač stiprūs, nes juose esantis centrinis atomas yra tarsi blokuojamas ciklinio ligando. Chelatai su penkių ir šešių narių žiedais yra stabiliausi. Kompleksonai taip stipriai suriša metalų katijonus, kad jų pridėjus ištirpsta tokios blogai tirpios medžiagos kaip CaSO 4, BaSO 4, CaC 2 O 4, CaCO 3. Todėl jie naudojami vandeniui minkštinti, metalų jonams surišti dažymo metu, apdorojant fotografines medžiagas, analitinėje chemijoje. Daugelis chelato tipo kompleksų turi specifinę spalvą, todėl atitinkami ligandų junginiai yra labai jautrūs pereinamųjų metalų katijonų reagentai. Pavyzdžiui, dimetilglioksimas [C(CH 3)NOH] 2 yra puikus reagentas Ni2+, Pd2+, Pt2+, Fe2+ ir kt. katijonams.

Sudėtinių junginių stabilumas. Nestabilumo konstanta. Kai CS ištirpsta vandenyje, vyksta skilimas, o vidinė sfera elgiasi kaip viena visuma.

K = K + + -

Kartu su šiuo procesu nedideliu mastu vyksta komplekso vidinės sferos disociacija:

Ag + + 2CN -

Norėdami apibūdinti CS stabilumą, pristatome nestabilumo konstanta lygus:

Nestabilumo konstanta yra CS stiprumo matas. Kuo mažesnis K, tuo tvirtesnis COP.

Sudėtinių junginių izomerija. Sudėtingiems junginiams izomerija yra labai paplitusi ir yra:

1. solvato izomerija aptinkama izomere, kai vandens molekulių pasiskirstymas tarp vidinės ir išorinės sferų yra nevienodas.

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

violetinė šviesiai žalia tamsiai žalia

2.Jonizacijos izomerizmas yra susijęs su skirtingu jonų disociacijos lengvumu iš komplekso vidinės ir išorinės sferų.

4 Cl2]Br24Br2]Cl2

SO 4 ir Br - bromo-pentamino-kobalto sulfatas (III) ir bromido sulfatas-pentamminas-kobaltas (III).

C ir NO 2 - chloridas nitro-chlor-dietilendiamino-kobaltas (III) initrit dichlor-dietilendiamino-kobaltas (III).

3. Koordinacinė izomerija randama tik dvikompleksiniuose junginiuose

[Co(NH3)6] [Co(CN)6]

Koordinacinė izomerija atsiranda tuose sudėtinguose junginiuose, kuriuose ir katijonas, ir anijonas yra kompleksiniai.

Pavyzdžiui, tetrachloro-(II)platina tetramino-chromo(II) ir tetrachlor-(II)tetramino-platinos(II) chromatas yra koordinaciniai izomerai.

4. Bendravimo izomerizmas atsiranda tik tada, kai monodantiniai ligandai gali būti koordinuojami per du skirtingus atomus.

5. Erdvinė izomerija dėl to, kad tie patys ligandai yra aplink CO arba šalia jo (cis), arba atvirkščiai ( transas).

Cis izomeras (oranžiniai kristalai) Trans izomeras (geltoni kristalai)

Dichlordiamino-platinos izomerai

Esant tetraedriniam ligandų išsidėstymui, cis-trans izomerija neįmanoma.

6. Veidrodinė (optinė) izomerija, pavyzdžiui, dichlor-dietilendiamino-chromo(III) + katijone:

Kaip ir organinių medžiagų atveju, veidrodiniai izomerai turi tas pačias fizines ir chemines savybes ir skiriasi kristalų asimetrija bei šviesos poliarizacijos plokštumos sukimosi kryptimi.

7. Ligandų izomerija , pavyzdžiui, (NH2)2(CH2)4 galimi šie izomerai: (NH2) - (CH2)4 -NH2, CH3 -NH-CH2 -CH2 -NH-CH3 , NH2-CH(CH3)-CH2-CH2-NH2

Komunikacijos sudėtinguose junginiuose problema. CS sujungimo pobūdis yra skirtingas, ir šiuo metu paaiškinimui naudojami trys metodai: VS metodas, MO metodas ir kristalų lauko teorijos metodas.

Saulės metodas pristatė Paulingas. Pagrindinės metodo nuostatos:

1. Ryšys CS susidaro dėl donoro ir akceptoriaus sąveikos. Ligandai sudaro elektronų poras, o kompleksą formuojantis agentas suteikia laisvas orbitas. Ryšio stiprumo matas yra orbitos persidengimo laipsnis.

2. CO orbitalės hibridizuojasi, hibridizacijos tipą lemia ligandų skaičius, pobūdis ir elektroninė struktūra. CO hibridizaciją lemia komplekso geometrija.

3. Papildomas komplekso sutvirtėjimas atsiranda dėl to, kad kartu su s ryšiu susidaro ir p jungtis.

4. Komplekso magnetines savybes lemia nesuporuotų elektronų skaičius.

5. Formuojantis kompleksui elektronų pasiskirstymas orbitose gali išlikti tiek ties neutraliais atomais, tiek pakisti. Tai priklauso nuo ligandų pobūdžio, jų elektrostatinio lauko. Sukurta spektrocheminė ligandų serija. Jei ligandai turi stiprų lauką, jie išstumia elektronus, todėl jie susiporuoja ir sudaro naują ryšį.

Spektrocheminė ligandų serija:

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

6. VS metodas leidžia paaiškinti ryšių susidarymą net neutraliuose ir klasės kompleksuose

K 3 K 3

1. Ligandos sukuria stiprų lauką pirmame CS, o silpną – antrajame

2. Nubraižykite geležies valentines orbitales:

3. Apsvarstykite ligandų donorines savybes: CN – turi laisvąsias elektronų orbitales ir gali būti elektronų porų donorais. CN – turi stiprų lauką, veikia 3d orbitales, jas sutankindamas.

Dėl to susidaro 6 ryšiai, tuo tarpu ryšyje dalyvauja vidinės 3 d orbitalės, t.y. susidaro intraorbitinis kompleksas. Kompleksas yra paramagnetinis ir žemo sukimosi, nes yra vienas nesuporuotas elektronas. Kompleksas yra stabilus, nes užimtos vidinės orbitos.

Jonai F – turi laisvas elektronų orbitales ir gali būti elektronų porų donorais, turi silpną lauką, todėl negali kondensuoti elektronų 3d lygyje.

Dėl to susidaro paramagnetinis, didelio sukimosi, išorinis orbitinis kompleksas. Nestabilus ir reaktyvus.

VS metodo privalumai: informatyvus

VS metodo trūkumai: metodas tinka tam tikram medžiagų diapazonui, metodas nepaaiškina optinių savybių (spalvos), neatlieka energetinio įvertinimo, nes kai kuriais atvejais vietoj energetiškai palankesnio tetraedrinio susidaro kvadratinis kompleksas.