Compuși complecși

Rezumatul cursului

Goluri. Să-și formeze idei despre compoziția, structura, proprietățile și nomenclatura compușilor complecși; dezvoltarea abilităților în determinarea gradului de oxidare a unui agent de complexare, compilarea ecuațiilor pentru disocierea compușilor complecși.
Concepte noi: compus complex, agent de complexare, ligand, număr de coordonare, sferele exterioare și interioare ale complexului.
Echipamente și reactivi. Stand cu eprubete, soluție concentrată de amoniac, soluții de sulfat de cupru (II), azotat de argint, hidroxid de sodiu.

ÎN CURILE CURĂRILOR

Experienta de laborator. Adăugați soluție de amoniac la soluția de sulfat de cupru (II). Lichidul va capata o culoare albastru intens.

Ce s-a întâmplat? Reactie chimica? Până acum, nu știam că amoniacul poate reacționa cu sarea. Ce substanță s-a format? Care este formula, structura, numele lui? Cărei clase de compuși aparține? Poate amoniacul să reacționeze cu alte săruri? Există conexiuni similare cu aceasta? Trebuie să răspundem la aceste întrebări astăzi.

Pentru a studia mai bine proprietățile unor compuși de fier, cupru, argint, aluminiu, avem nevoie de cunoștințe despre compuși complecși.

Să continuăm experiența noastră. Soluția rezultată este împărțită în două părți. Să adăugăm alcali la o parte. Precipitarea hidroxidului de cupru (II) Cu (OH) 2 nu este observată, prin urmare, nu există ioni de cupru dublu încărcați în soluție sau sunt prea puțini. Din aceasta putem concluziona că ionii de cupru interacționează cu amoniacul adăugat și formează niște ioni noi care nu dau un compus insolubil cu ioni OH -.

În același timp, ionii rămân neschimbați. Acest lucru poate fi văzut prin adăugarea unei soluții de clorură de bariu la soluția de amoniac. Un precipitat alb de BaS04 va cădea imediat.

Studiile au stabilit că culoarea albastru închis a soluției de amoniac se datorează prezenței în ea a ionilor complecși 2+, formați prin atașarea a patru molecule de amoniac la ionul de cupru. Când apa se evaporă, 2+ ioni se leagă de ioni, iar din soluție ies cristale albastru închis, a cărei compoziție este exprimată prin formula SO 4 H 2 O.

Compușii complecși sunt compuși care conțin ioni și molecule complecși care pot exista atât sub formă cristalină, cât și în soluții.

Formulele moleculelor sau ionilor compușilor complecși sunt de obicei cuprinse între paranteze drepte. Compușii complecși sunt obținuți din compuși convenționali (necomplexi).

Exemple de obținere a compușilor complecși

Structura compușilor complecși este considerată pe baza teoriei coordonării propusă în 1893 de chimistul elvețian Alfred Werner, laureat al Premiului Nobel. Activitatea sa științifică s-a desfășurat la Universitatea din Zurich. Omul de știință a sintetizat mulți compuși complecși noi, a sistematizat compuși complecși cunoscuți anterior și nou obținuți și a dezvoltat metode experimentale pentru a le demonstra structura.

A. Werner (1866–1919)

În conformitate cu această teorie, se disting compușii complecși agent de complexare, externși sfera interioara. Agentul de complexare este de obicei un cation sau un atom neutru. Sfera interioară este formată dintr-un anumit număr de ioni sau molecule neutre care sunt ferm legate de agentul de complexare. Ei sunt numiti, cunoscuti liganzi. Numărul de liganzi determină număr de coordonare(KN) agent de complexare.

Un exemplu de compus complex

Considerat în exemplu, compusul SO4H2O sau CuSO45H2O este un hidrat cristalin de sulfat de cupru (II).

Să definim părțile constitutive ale altor compuși complecși, de exemplu K 4 .
(Referinţă. Substanța cu formula HCN este acidul cianhidric. Sărurile acidului cianhidric se numesc cianuri.)

Agentul de complexare este un ion de fier Fe 2+, liganzii sunt ioni de cianură CN - , numărul de coordonare este șase. Tot ceea ce este scris între paranteze drepte este sfera interioară. Ionii de potasiu formează sfera exterioară a compusului complex.

Natura legăturii dintre ionul central (atom) și liganzi poate fi dublă. Pe de o parte, conexiunea se datorează forțelor de atracție electrostatică. Pe de altă parte, între atomul central și liganzi o legătură poate fi formată prin mecanismul donor-acceptor prin analogie cu ionul de amoniu. În mulți compuși complecși, legătura dintre ionul central (atom) și liganzi se datorează atât forțelor de atracție electrostatică, cât și legăturii formate din cauza perechilor de electroni neîmpărțiți ale agentului de complexare și a orbitalilor liberi ai liganzilor.

Compușii complecși care au o sferă exterioară sunt electroliți puternici și în soluții apoase se disociază aproape complet într-un ion complex și ioni sfera exterioară. De exemplu:

SO 4 2+ + .

În reacțiile de schimb, ionii complecși trec de la un compus la altul fără a-și schimba compoziția:

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

Sfera interioară poate avea o sarcină pozitivă, negativă sau zero.

Dacă sarcina liganzilor compensează încărcarea agentului de complexare, atunci astfel de compuși complecși sunt numiți complecși neutri sau neelectroliți: ei constau numai din agentul de complexare și liganzii sferei interioare.

Un astfel de complex neutru este, de exemplu, .

Cei mai tipici agenți de complexare sunt cationii d-elemente.

Liganzii pot fi:

a) molecule polare - NH3, H2O, CO, NO;
b) ioni simpli - F - , Cl - , Br - , I - , H - , H + ;
c) ioni complexi - CN -, SCN -, NO 2 -, OH -.

Să luăm în considerare un tabel care arată numerele de coordonare ale unor agenți de complexare.

Nomenclatura compușilor complecși. Într-un compus, anionul este numit mai întâi și apoi cationul. Când se specifică compoziția sferei interioare, în primul rând, se numesc anioni, adăugând la numele latin sufixul - despre-, de exemplu: Cl - - clor, CN - - ciano, OH - - hidroxo, etc. Denumite în continuare liganzi neutri și în primul rând amoniacul și derivații săi. În acest caz, se folosesc următorii termeni: pentru amoniac coordonat - amine, pentru apa - acva. Numărul de liganzi este indicat în cuvinte grecești: 1 - mono, 2 - di, 3 - trei, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa. Apoi se trece la numele atomului central. Dacă atomul central face parte din cationi, atunci se folosește numele rusesc al elementului corespunzător și starea sa de oxidare este indicată între paranteze (în cifre romane). Dacă atomul central este conținut în anion, atunci utilizați numele latin al elementului, iar la sfârșit adăugați terminația - la. În cazul neelectroliţilor nu este dată starea de oxidare a atomului central, deoarece este determinată în mod unic din condiția de electroneutralitate a complexului.

Exemple. Pentru a numi complexul Cl 2 se determină starea de oxidare (ASA DE.)
X agent de complexare - Cu ion X+ :

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

În mod similar, starea de oxidare a ionului de cobalt se găsește:

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

Care este numărul de coordonare al cobaltului din acest compus? Câte molecule și ioni înconjoară ionul central? Numărul de coordonare al cobaltului este șase.

Numele ionului complex este scris într-un singur cuvânt. Starea de oxidare a atomului central este indicată printr-o cifră romană pusă între paranteze. De exemplu:

Cl 2 - clorură de cupru (II) tetraamină,
NUMARUL 3 – azotat de dicloroacvatriaminecobalt(III),
K 3 - hexacianoferat(III) potasiu,
K 2 - tetracloroplatinat (II) potasiu,
- diclorotetraamizinc,
H2 - acid hexaclorotinic.

Pe exemplul mai multor compuși complecși, vom determina structura moleculelor (agent de complexare ionică, S.O. al acestuia, numărul de coordonare, liganzi, sferele interioare și exterioare), vom da denumirea complexului, vom nota ecuațiile de disociere electrolitică.

K 4 - hexacianoferat de potasiu (II),

K 4 4K + + 4– .

H - acid tetracloroauric (format prin dizolvarea aurului în acva regia),

H H + + –.

OH - hidroxid de argint diamina (I) (aceasta substanță este implicată în reacția „oglindă de argint”)

OH + + OH - .

Na - tetrahidroxoaluminat sodiu,

Na Na ++ - .

Multe substanțe organice aparțin și compușilor complecși, în special, produsele interacțiunii aminelor cu apa și acizii cunoscuți. De exemplu, sărurile clorurii de metil amoniu iar clorura de fenilamoniu sunt compuși complecși. Conform teoriei coordonării, acestea au următoarea structură:

Aici, atomul de azot este un agent de complexare, atomii de hidrogen la azot, iar radicalii metil și fenil sunt liganzi. Împreună formează sfera interioară. În sfera exterioară sunt ioni de clorură.

Multe substanțe organice care sunt de mare importanță în viața organismelor sunt compuși complecși. Acestea includ hemoglobina, clorofila, enzime şi alții

Compușii complecși sunt utilizați pe scară largă:

1) în chimia analitică pentru determinarea multor ioni;
2) pentru separarea anumitor metale și producerea de metale de înaltă puritate;
3) ca coloranți;
4) pentru a elimina duritatea apei;
5) ca catalizatori pentru procese biochimice importante.

Test de chimie - compuși complecși - URGENT! și am primit cel mai bun răspuns

Răspuns de la Nick[guru]
Unele întrebări sunt setate incorect, de exemplu 7,12,27. Prin urmare, răspunsurile conțin rezerve.
1. Care este numărul de coordonare al agentului de complexare din ionul complex +2?
LA 6
2. Care este numărul de coordonare al agentului de complexare din ionul complex 2+?
B) 6
3. Care este numărul de coordonare al agentului de complexare din ionul complex 2+
B) 4
4. Care este numărul de coordonare al lui Сu²+ în ionul complex +?
B) 4
5. Care este numărul de coordonare al agentului de complexare din ionul complex: +4?
B) 6
6. Să se determine sarcina ionului central din compusul complex K4
B) +2
7. Care este sarcina unui ion complex?
B) +2 - dacă presupunem că agentul de complexare este Сu (II)
8. Dintre sărurile de fier, determinați sarea complexă:
A) K3
9. Care este numărul de coordonare al lui Pt4+ în ionul complex 2+?
A) 4
10. Să se determine sarcina ionului complex K2?
B) +2
11. Care moleculă corespunde denumirii diclorură de cupru (II) de tetraamină?
B) Cl2
12. Care este sarcina unui ion complex?
D) +3 - dacă presupunem că agentul de complexare este Cr (III)
13. Dintre sărurile de cupru (II), determinați sarea complexă:
B) K2
14. Care este numărul de coordonare al Co3+ în ionul complex +?
B) 6
15. Să se determine sarcina agentului de complexare în compusul complex K3?
D) +3
16. Care moleculă corespunde denumirii tetraiodohidrat de potasiu (II)?
A) K2
17. Care este sarcina unui ion complex?
ÎN 2
18. Dintre sărurile de nichel (II), determinați sarea complexă:
B) SO4
19. Care este numărul de coordonare al Fe3+ în ionul complex -3?
LA 6
20. Să se determine sarcina agentului de complexare în compusul complex K3?
B) +3
21. Care moleculă corespunde denumirii clorură de argint(I) diamină?
B) Cl
22. Care este sarcina ionului complex K4?
B) -4
23. Dintre sărurile de zinc se determină sarea complexă
B) Na2
24. Care este numărul de coordonare al Pd4+ în ionul complex 4+?
D) 6
25. Să se determine sarcina agentului de complexare în compusul complex H2?
B) +2
26. Care moleculă corespunde denumirii hexacianoferrat de potasiu (II)?
D) K4
27. Care este sarcina unui ion complex?
D) -2 - dacă presupunem că agentul de complexare este Co (II)
27. Dintre compușii cromului (III), se determină compusul complex
C) [Cr (H20)2(NH3)4]CI3
28. Care este numărul de coordonare al cobaltului (III) în ionul complex NO3?
B) 6
29. Determinați sarcina agentului de complexare în compusul complex Cl2
A) +3
30. Care moleculă corespunde denumirii tetraiodopalladat de sodiu (II)?
D) Na2

Raspuns de la James Bond[incepator]
Oh, Doamne

Raspuns de la Pisoi...[guru]
Cel mai recent #30

Nomenclatura compușilor complecși este parte integrantă a nomenclaturii substanțelor anorganice. Regulile de denumire a compușilor complecși sunt sistematice (neechivoce). În conformitate cu recomandările IUPAC, aceste reguli sunt universale, deoarece, dacă este necesar, pot fi aplicate și compușilor anorganici simpli, dacă nu există denumiri tradiționale și speciale pentru cei din urmă. Denumirile construite după reguli sistematice sunt adecvate formulelor chimice. Formula unui compus complex este compilată conform regulilor generale: mai întâi se scrie cationul - complex sau obișnuit, apoi anionul - complex sau obișnuit. În sfera interioară a unui compus complex, se scrie mai întâi atomul central de complexare, apoi liganzii (molecule) neîncărcați, apoi liganzii anioni încărcați negativ.

Complexe cu un singur nucleu

În denumirile complexelor cationice, neutre și cele mai multe anionice, atomii centrali au denumirile rusești ale elementelor corespunzătoare. În unele cazuri, pentru complexele anionice se folosesc rădăcinile denumirilor latine ale elementelor atomului central de complexare. De exemplu, - diclorodiaminplatină, 2- - tetracloroplatinat (II) -ion, + - diamine argint (I) cation, - - dicianoargenat (I) -ion.

Numele unui ion complex începe cu o indicație a compoziției sferei interioare. În primul rând, anionii aflați în sfera interioară sunt enumerați în ordine alfabetică, adăugând terminația „o” la numele lor latin. De exemplu, OH - - hidroxo, Cl - - clor, CN - - ciano, CH 3 COO - - acetat, CO 3 2- - carbonat, C 2 O 4 2- - oxalato, NCS - - tiocianato, NO 2 - - nitro , O 2 2- - oxo, S 2- - tio, SO 3 2- - sulfito, SO 3 S 2- - tiosulfato, C 5 H 5 - ciclopentadienil etc. Apoi moleculele neutre intrasfere sunt indicate în ordine alfabetică. Pentru liganzii neutri, denumiri cu un singur cuvânt ale substanțelor sunt utilizate fără modificări, de exemplu, N2-diazot, N2H4-hidrazină, C2H4 - etilenă. NH3 intrasferă se numește amino-, H2O - acva, CO-carbonil, NO-nitrozil. Numărul de liganzi este indicat prin cifre grecești: di, trei, tetra, penta, hexa etc. Dacă denumirile liganzilor sunt mai complexe, de exemplu, etilendiamină, acestea sunt precedate de prefixele „bis”, „tris”, „tetrakis”, etc.

Numele compușilor complecși cu o sferă exterioară constau din două cuvinte (în general „anion cationic”). Numele anionului complex se termină cu sufixul -at. Starea de oxidare a agentului de complexare este indicată prin cifre romane între paranteze după denumirea anionului. De exemplu:

K 2 - tetracloroplatinat de potasiu (II),

Na 3 [Fe (NH 3) (CN) 5] - pentacianomonoamină ferat de sodiu (II),

H3O - tetracloroaurat de oxoniu (III),

K este diiodoiodat(I) de potasiu

Na 2 - hexahidroxostanat de sodiu (IV).

La compușii cu un cation complex, starea de oxidare a agentului de complexare este indicată după numele acestuia cu cifre romane între paranteze. De exemplu:

Cl este clorură de argint diamina (I),

Br este bromură de triclorotriaminplatină(IV),

NUMARUL 3 -

azotat de cloronitrotetraaminecobalt(III).

Numele compușilor complecși - non-electroliți fără sferă externă constau dintr-un cuvânt, starea de oxidare a agentului de complexare nu este indicată. De exemplu:

- trifluorotriaquocobalt,

- tetraclorodiamină platină,

- bis (ciclopentadienil) fier.

Numele compușilor cu cation și anion complex este compus din numele cationului și anionului, de exemplu:

hexanitrocobaltat(III) hexaamminocobalt(III),

tricloraminăplatinat (II) platină(II)clorotriamină.

Pentru complexele cu liganzi ambidentați, numele indică simbolul atomului cu care acest ligand este legat de atomul central de complexare:

2- - tetrakis (ticyanato-N) cobaltat (II) -ion,

2- - tetrakis(tiocianato-S) mercurat(II) - ion.

În mod tradițional, ligandul ambidentat NO 2 - este numit nitro ligand dacă atomul donor este azot și un ligand nitrito dacă atomul donor este oxigen (–ONO -):

3--hexanitrocobaltat (III)-ion,

3- - hexanitritocobaltat (III) -ion.

Clasificarea compușilor complecși

Ionii complecși pot face parte din moleculele diferitelor clase de compuși chimici: acizi, baze, săruri etc. În funcție de sarcina ionului complex, se disting complexe cationice, anionice și neutre.

Complexe de cationi

În complexele cationice, atomul central de complexare este cationii sau atomii polarizați pozitiv ai agentului de complexare, iar liganzii sunt molecule neutre, cel mai adesea apă și amoniac. Compușii complecși în care apa acționează ca un ligand se numesc acvacomplexuri. Acești compuși includ hidrații cristalini. De exemplu: MgCl2x6H20

sau Cl2,

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

În stare cristalină, unele complexe acvatice (de exemplu, sulfatul de cupru) rețin și apa de cristalizare, care nu face parte din sfera interioară, care este mai puțin ferm legată și despărțită cu ușurință atunci când este încălzită.

Una dintre cele mai numeroase clase de compuși complecși este complecșii amino (amonați) și aminații. Liganzii din aceste complexe sunt molecule de amoniac sau amine. De exemplu: SO4, CI4,

Cl2.

Complexe anionice

Liganzii din astfel de compuși sunt anioni sau atomi polarizați negativ și grupările acestora.

Complexele anionice includ:

a) acizi complecși H, H2, H.

b) săruri duble și complexe ale PtCl 4 × 2KCl sau K 2,

HgI 2 × 2KI sau K 2 .

c) acizi care conţin oxigen şi sărurile acestora H2SO4, K2SO4, H5IO6, K2CrO4.

d) hidroxosăruri K, Na2.

e) polihalogenuri: K, Cs.

Complexe neutre

Astfel de compuși includ compuși complecși care nu au o sferă exterioară și nu dau ioni complecși în soluții apoase: , , complexe carbonil , .

Complexe cation-anion

Compușii conțin simultan atât un cation complex, cât și un anion complex:

, .

Complexe ciclice (chelați)

Compușii de coordonare în care atomul central (sau ionul) este legat simultan de doi sau mai mulți atomi donatori ai ligandului, în urma cărora unul sau mai multe heterocicluri sunt închise, se numesc chelați . Liganzii care formează inele de chelat se numesc reactivi de chelare (chelatoare). Închiderea inelului chelat de către astfel de liganzi se numește chelare(chelație). Cea mai extinsă și importantă clasă de chelați sunt complecșii de chelați metalici. Capacitatea de a coordona liganzii este inerentă metalelor din toate stările de oxidare. Pentru elementele principalelor subgrupe, atomul central de complexare este de obicei în cea mai mare stare de oxidare.

Reactivii de chelare conțin două tipuri principale de centri donatori de electroni: a) grupări care conțin un proton mobil, de exemplu, -COOH, -OH, -SO 3 H; când sunt coordonați cu ionul central, sunt posibile substituția de protoni și b) grupări neutre donatoare de electroni, de exemplu, R 2 CO, R 3 N. Liganzii bidentati ocupă două locuri în sfera interioară de coordonare a chelatului, cum ar fi , de exemplu, etilendiamină (Fig. 3).

Conform regulii ciclului lui Chugaev, cele mai stabile complexe chelate se formează atunci când ciclul conține cinci sau șase atomi. De exemplu, dintre diaminele cu compoziţia H2N-(CH2)n-NH2 cei mai stabili complecşi sunt formaţi pentru n=2 (ciclu cu cinci membri) şi n=3 (ciclu cu şase membri).

Fig.3. Cation de bisetilendiamină de cupru (II).

Chelații în care, la închiderea ciclului de chelați, ligandul folosește o grupare donor de electroni neutră și care conține protoni și este legat formal de atomul central printr-o legătură covalentă și donor-acceptor, numită sunteți compuși intracomplex. Astfel, liganzii polidentați cu grupări funcționale acide pot forma compuși chelați. Compușii intercomplex sunt un chelat în care închiderea inelului este însoțită de deplasarea unuia sau mai multor protoni din grupările funcționale acide de către un ion metalic, în special, glicinatul de cupru (II) este un compus intracomplex:

Fig.4. Compus intercomplex de 8-hidroxichinolină cu zinc.

Hemoglobina și clorofila sunt, de asemenea, compuși intracomplex.

Cea mai importantă caracteristică a chelaților este stabilitatea lor crescută în comparație cu complexele neciclice construite în mod similar.

Capitolul 17

17.1. Definiții de bază

În acest capitol, veți fi introdus într-un grup special de substanțe complexe numite cuprinzător(sau coordonarea) conexiuni.

În prezent, o definiție strictă a conceptului " particulă complexă" Nu. De obicei se folosește următoarea definiție.

De exemplu, un ion de cupru hidratat 2 este o particulă complexă, deoarece există de fapt în soluții și unii hidrați cristalini, este format din ioni de Cu 2 și molecule de H 2 O, moleculele de apă sunt molecule reale, iar ionii de Cu 2 există în cristale. a multor compuși ai cuprului. Dimpotrivă, ionul SO 4 2 nu este o particulă complexă, deoarece deși ionii O 2 apar în cristale, ionul S 6 nu există în sistemele chimice.

Exemple de alte particule complexe: 2 , 3 , , 2 .

În același timp, ionii de NH 4 și H 3 O sunt clasificați ca particule complexe, deși ionii de H nu există în sistemele chimice.

Uneori, particulele complexe sunt numite particule chimice complexe, toate sau o parte din legăturile în care se formează conform mecanismului donor-acceptor. Acest lucru este adevărat în majoritatea particulelor complexe, dar, de exemplu, în alaunul de potasiu SO 4 din particula complexă 3, legătura dintre atomii de Al și O se formează într-adevăr conform mecanismului donor-acceptor, în timp ce în particula complexă există doar electrostatic. interacțiunea (ion-dipol). Acest lucru este confirmat de existența în alaunul de fier amoniu a unei particule complexe similare ca structură, în care doar interacțiunea ion-dipol este posibilă între moleculele de apă și ionul NH4.

Prin sarcină, particulele complexe pot fi cationi, anioni și, de asemenea, molecule neutre. Compușii complecși care conțin astfel de particule pot aparține unor clase diferite de substanțe chimice (acizi, baze, săruri). Exemple: (H 3 O) - acid, OH - bază, NH 4 Cl și K 3 - săruri.

De obicei, agentul de complexare este un atom al unui element care formează un metal, dar poate fi și un atom de oxigen, azot, sulf, iod și alte elemente care formează nemetale. Starea de oxidare a agentului de complexare poate fi pozitivă, negativă sau zero; atunci când un compus complex se formează din substanțe mai simple, acesta nu se modifică.

Liganzii pot fi particule care, înainte de formarea unui compus complex, erau molecule (H 2 O, CO, NH 3 etc.), anioni (OH, Cl, PO 4 3 etc.), precum și un cation de hidrogen . Distinge neidentificat sau liganzi monodentați (legați de atomul central printr-unul dintre atomii săi, adică cu o legătură), bidentat(conectat la atomul central prin doi dintre atomii lor, adică prin două legături), tridentat etc.

Dacă liganzii sunt neidentați, atunci numărul de coordonare este egal cu numărul de astfel de liganzi.

Cn depinde de structura electronică a atomului central, de gradul său de oxidare, de dimensiunea atomului central și a liganzilor, de condițiile de formare a compusului complex, de temperatură și de alți factori. CN poate lua valori de la 2 la 12. Cel mai adesea este egal cu șase, ceva mai rar - patru.

Există, de asemenea, particule complexe cu mai mulți atomi centrali.

Sunt utilizate două tipuri de formule structurale ale particulelor complexe: indicând sarcina formală a atomului central și a liganzilor sau indicând sarcina formală a întregii particule complexe. Exemple:

Pentru a caracteriza forma unei particule complexe, se folosește ideea unui poliedru de coordonare (poliedru).

Poliedrele de coordonare includ și un pătrat (KN = 4), un triunghi (KN = 3) și o gantere (KN = 2), deși aceste figuri nu sunt poliedre. Exemple de poliedre de coordonare și particule complexe formate corespunzător pentru cele mai comune valori CN sunt prezentate în Fig. unu.

17.2. Clasificarea compușilor complecși

Cum compușii chimici complecși sunt împărțiți în ionici (uneori sunt numiți ionogene) și molecular ( neionică) conexiuni. Compușii complecși ionici conțin particule complexe încărcate - ioni - și sunt acizi, baze sau săruri (vezi § 1). Compușii complecși moleculari constau din particule complexe (molecule) neîncărcate, de exemplu: sau - este dificil să le atribui oricărei clase principale de substanțe chimice.

Particulele complexe care alcătuiesc compușii complecși sunt destul de diverse. Prin urmare, pentru a le clasifica sunt folosite mai multe caracteristici de clasificare: numărul de atomi centrali, tipul de ligand, numărul de coordonare și altele.

După numărul de atomi centrali particulele complexe sunt împărțite în nucleu unicși multi-core. Atomii centrali ai particulelor complexe multinucleare pot fi legați unul de celălalt fie direct, fie prin liganzi. În ambele cazuri, atomii centrali cu liganzi formează o singură sferă interioară a compusului complex:

În funcție de tipul de liganzi, particulele complexe sunt împărțite în

1) Acvacomplexe, adică particule complexe în care moleculele de apă sunt prezente ca liganzi. Acvacomplexele cationice m sunt mai mult sau mai puțin stabili, acvacomplexele anionice sunt instabile. Toți hidrații cristalini sunt compuși care conțin complexe acvatice, de exemplu:

Mg(Cl04)2. 6H20 este de fapt (Cl04)2;
BeSO4. 4H20 este de fapt SO4;
Zn(Br03)2. 6H20 este de fapt (Br03)2;
CuSO4. 5H2O este de fapt SO4. H2O.

2) Hidroxocomplexele, adică particule complexe în care grupările hidroxil sunt prezente ca liganzi, care au fost ioni de hidroxid înainte de a intra în particula complexă, de exemplu: 2, 3, .

Complexele hidroxo sunt formate din complexe acvatice care prezintă proprietățile acizilor cationici:

2 + 4OH = 2 + 4H2O

3) Amoniac, adică particule complexe în care grupările NH3 sunt prezente ca liganzi (înainte de formarea unei particule complexe - molecule de amoniac), de exemplu: 2 , , 3 .

Amoniacul poate fi obținut și din complexe acvatice, de exemplu:

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

Culoarea soluției în acest caz se schimbă de la albastru la ultramarin.

4) acidocomplexe, adică particule complexe în care reziduurile acide atât ale acizilor fără oxigen, cât și ale acizilor care conțin oxigen sunt prezente ca liganzi (înainte de formarea unei particule complexe - anioni, de exemplu: Cl, Br, I, CN, S 2, NO 2, S2O32, CO32, C2O42 etc.).

Exemple de formare a complexelor acide:

Hg 2 + 4I = 2
AgBr + 2S2O32 = 3 + Br

Ultima reacție este folosită în fotografie pentru a îndepărta bromura de argint nereacționată din materialele fotografice.
(La dezvoltarea filmului fotografic și a hârtiei fotografice, partea neexpusă a bromurii de argint conținută în emulsia fotografică nu este restaurată de către revelator. Pentru a o îndepărta, se folosește această reacție (procedeul se numește „fixare”, deoarece bromura de argint neînlăturată). se descompune treptat în lumină, distrugând imaginea)

5) Complexele în care atomii de hidrogen sunt liganzi sunt împărțite în două grupe complet diferite: hidrură complexe și complexe incluse în compoziție oniu conexiuni.

În formarea complexelor hidrură - , , - atomul central este un acceptor de electroni, iar ionul hidrură este un donor. Starea de oxidare a atomilor de hidrogen din aceste complexe este –1.

În complexele de oniu, atomul central este un donor de electroni, iar acceptorul este un atom de hidrogen în starea de oxidare +1. Exemple: H3O sau - ion oxoniu, NH4 sau - ion amoniu. În plus, există derivați substituiți ai unor astfel de ioni: - ion tetrametilamoniu, - ion tetrafenilarsoniu, - ion dietiloxoniu etc.

6) Carbonil complexe - complexe în care grupările CO sunt prezente ca liganzi (înainte de formarea complexului - molecule de monoxid de carbon), de exemplu:,, etc.

7) Halogenură de anioni complexele sunt complexe de tip .

Alte clase de particule complexe se disting, de asemenea, în funcție de tipul de liganzi. În plus, există particule complexe cu liganzi de diferite tipuri; cel mai simplu exemplu este hidroxocomplexul acvatic.

17.3. Fundamentele nomenclaturii compușilor complecși

Formula unui compus complex este compilată în același mod ca formula oricărei substanțe ionice: formula cationului este scrisă în primul rând, iar anionul în al doilea.

Formula unei particule complexe este scrisă între paranteze pătrate în următoarea succesiune: mai întâi este plasat simbolul elementului de complexare, apoi formulele liganzilor care au fost cationi înainte de formarea complexului, apoi formulele liganzilor care au fost. molecule neutre înainte de formarea complexului, iar după ele formulele liganzilor, foste înainte de formarea complexului de către anioni.

Numele unui compus complex este construit în același mod ca și numele oricărei săruri sau baze (acizii complecși se numesc săruri de hidrogen sau oxoniu). Numele compusului include numele cationului și numele anionului.

Denumirea particulei complexe include numele agentului de complexare și numele liganzilor (numele este scris în conformitate cu formula, dar de la dreapta la stânga. Pentru agenții de complexare în cationi, sunt folosite nume de elemente rusești, iar în anioni, cei latini.

Numele celor mai comuni liganzi:

H2O - acva	Cl - clor	SO 4 2 - sulfat	OH - hidroxo
CO - carbonil	Br - bromo	CO 3 2 - carbonat	H - hidruro
NH3 - amină	NU 2 - nitro	CN - ciano	NU - nitroso
NO - nitrozil	O 2 - oxo	NCS - tiocianato	H + I - hidro

Exemple de nume de cationi complecși:

Exemple de nume de anioni complecși:

2 - ion tetrahidroxozincat
3 – ion di(tiosulfato)argentat(I).
3 – ion hexacianocromat(III).
– ion tetrahidroxodiquaaluminat
– ion tetranitrodiamincobaltat(III).
3 – ion pentacianoacvaferrat(II).

Exemple de nume de particule complexe neutre:

Reguli de nomenclatură mai detaliate sunt date în cărți de referință și manuale speciale.

17.4. Legături chimice în compuși complecși și structura lor

În compușii complecși cristalini cu complecși încărcați, legătura dintre complex și ionii sferei exterioare este ionică, în timp ce legăturile dintre particulele rămase ale sferei exterioare sunt intermoleculare (inclusiv legături de hidrogen). În compușii complexi moleculari, legătura dintre complecși este intermoleculară.

În majoritatea particulelor complexe, legăturile dintre atomul central și liganzi sunt covalente. Toate sau o parte dintre ele sunt formate conform mecanismului donor-acceptator (ca urmare, cu o modificare a taxelor formale). În cele mai puțin stabile complexe (de exemplu, în complexele acvatice ale elementelor alcaline și alcalino-pământoase, precum și a amoniului), liganzii sunt ținuți prin atracție electrostatică. Legătura din particulele complexe este adesea denumită legătură donor-acceptor sau legătură de coordonare.

Să luăm în considerare formarea sa folosind acvatarea cu fier (II) ca exemplu. Acest ion este format prin reacția:

FeCI2cr + 6H20 = 2 + 2CI

Formula electronică a atomului de fier este 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6. Să facem o schemă a subnivelurilor de valență ale acestui atom:

Când se formează un ion dublu încărcat, atomul de fier pierde două 4 s-electron:

Ionul de fier acceptă șase perechi de electroni de atomi de oxigen a șase molecule de apă în orbitali de valență liberi:

Se formează un cation complex, a cărui structură chimică poate fi exprimată prin una dintre următoarele formule:

Structura spațială a acestei particule este exprimată prin una dintre formulele spațiale:

Forma poliedrului de coordonare este un octaedru. Toate legăturile Fe-O sunt aceleași. Presupus sp 3 d 2 - hibridizarea atomului de fier AO. Proprietățile magnetice ale complexului indică prezența electronilor nepereche.

Dacă FeCl 2 este dizolvat într-o soluție care conține ioni de cianură, atunci reacția continuă

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

Același complex se obține și prin adăugarea unei soluții de cianură de potasiu KCN la o soluție de FeCl 2:

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

Acest lucru sugerează că complexul de cianuri este mai puternic decât complexul acvatic. În plus, proprietățile magnetice ale complexului de cianuri indică absența electronilor neperechi din atomul de fier. Toate acestea se datorează unei structuri electronice ușor diferite a acestui complex:

Liganzii CN „mai puternici” formează legături mai puternice cu atomul de fier, câștigul de energie este suficient pentru a „încălca” regula lui Hund și eliberează 3 d-orbitali pentru perechile singure de liganzi. Structura spațială a complexului de cianuri este aceeași cu cea a complexului acvatic, dar tipul de hibridizare este diferit - d 2 sp 3 .

„Forța” ligandului depinde în primul rând de densitatea de electroni a norului perechii de electroni singuratice, adică crește cu o scădere a dimensiunii atomului, cu o scădere a numărului cuantic principal, depinde de tip de hibridizare EO și pe alți factori. Cei mai importanți liganzi pot fi aliniați în ordinea creșterii „tăriei” lor (un fel de „serie de activitate” de liganzi), această serie se numește serie spectrochimică de liganzi:

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

Pentru complexele 3 și 3, schemele de formare arată după cum urmează:

Pentru complexe cu CN = 4, sunt posibile două structuri: un tetraedru (în cazul sp 3-hibridare), de exemplu, 2 și un pătrat plat (în cazul dsp 2 hibridizare), de exemplu, 2.

17.5. Proprietățile chimice ale compușilor complecși

Pentru compușii complecși, în primul rând, aceleași proprietăți sunt caracteristice ca și pentru compușii obișnuiți din aceleași clase (săruri, acizi, baze).

Dacă compusul este un acid, atunci este un acid puternic; dacă este o bază, atunci baza este puternică. Aceste proprietăți ale compușilor complecși sunt determinate numai de prezența ionilor H3O sau OH. În plus, acizii, bazele și sărurile complexe intră în reacțiile de schimb obișnuite, de exemplu:

SO 4 + BaCl 2 \u003d BaSO 4 + Cl 2
FeCl3 + K4 = Fe43 + 3KCl

Ultima dintre aceste reacții este folosită ca reacție calitativă pentru ionii de Fe3. Substanța insolubilă în ultramarin rezultată se numește „albastru prusac” [denumirea sistematică este fier(III)-hexacianoferrat(II) de potasiu].

În plus, particula complexă în sine poate intra în reacție și, cu cât este mai activ, cu atât este mai puțin stabilă. De obicei, acestea sunt reacții de substituție a liganzilor care apar în soluție, de exemplu:

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

precum şi reacţii acido-bazice precum

2 + 2H3O = + 2H2O
2 + 2OH = + 2H2O

Format în aceste reacții, după izolare și uscare, se transformă în hidroxid de zinc:

Zn(OH)2 + 2H2O

Ultima reacție este cel mai simplu exemplu de descompunere a unui compus complex. În acest caz, funcționează la temperatura camerei. Alți compuși complecși se descompun atunci când sunt încălziți, de exemplu:

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

Pentru a evalua posibilitatea unei reacții de substituție a ligandului, se poate folosi seria spectrochimică, ghidată de faptul că liganzii mai puternici îi înlocuiesc pe cei mai slabi din sfera interioară.

17.6. Izomeria compușilor complecși

Izomeria compușilor complecși este legată
1) cu posibilă aranjare diferită a liganzilor și a particulelor din sfera exterioară,
2) cu o structură diferită a celei mai complexe particule.

Prima grupă include hidratat(în general solvat) și ionizare izomerie, la al doilea - spațialăși optic.

Izomeria hidratului este asociată cu posibilitatea unei distribuții diferite a moleculelor de apă în sferele exterioare și interioare ale compusului complex, de exemplu: (culoare roșu-maro) și Br 2 (culoare albastră).

Izomeria de ionizare este asociată cu posibilitatea unei distribuții diferite a ionilor în sferele exterioare și interioare, de exemplu: SO 4 (violet) și Br (roșu). Primul dintre acești compuși formează un precipitat, reacționând cu o soluție de clorură de bariu, iar al doilea - cu o soluție de azotat de argint.

Izomeria spațială (geometrică), denumită altfel izomerie cis-trans, este caracteristică complexelor pătrate și octaedrice (este imposibil pentru cele tetraedrice). Exemplu: izomerie complexă cis-trans pătrată

Izomeria optică (oglindă) în esență nu diferă de izomeria optică din chimia organică și este caracteristică complexelor tetraedrice și octaedrice (imposibile pentru cele pătrate).

Toți compușii anorganici sunt împărțiți în două grupe:

1. conexiuni de ordinul întâi, i.e. compuși care se supun teoriei valenței;

2. conexiuni de ordin superior, i.e. compuși care nu se supun conceptelor teoriei valenței. Compușii de ordin superior includ hidrații, amoniații etc.

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

Werner (Elveția) a introdus în chimie idei despre compuși de ordin superior și le-a dat numele compuși complecși. S-a referit la CS la toți cei mai stabili compuși de ordin superior, care într-o soluție apoasă fie nu se descompun deloc în părți constitutive, fie se descompun într-o mică măsură. În 1893, Werner a sugerat că orice element, după saturație, poate prezenta și o valență suplimentară - coordonarea. Conform teoriei coordonării lui Werner, în fiecare CS există:

Cl3: agent de complexare (KO \u003d Co), liganzi (NH 3), număr de coordonare (CN \u003d 6), sferă interioară, mediu extern (Cl 3), capacitate de coordonare.

Se numește atomul central al sferei interioare în jurul căruia se grupează ionii sau moleculele agent de complexare. Rolul agenților de complexare este îndeplinit cel mai adesea de ionii metalici, mai rar de atomi sau anioni neutri. Se numesc ionii sau moleculele care se coordonează în jurul unui atom central din sfera interioară liganzi. Anionii pot fi liganzi: G-, OH-, SN-, CNS-, NO 2 -, CO 3 2-, C 2 O 4 2-, molecule neutre: H 2 O, CO, G 2, NH 3, N 2 H4. număr de coordonare este numărul de locuri din sfera interioară a complexului care pot fi ocupate de liganzi. CN este de obicei mai mare decât starea de oxidare. CN = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12. Cele mai comune CN = 4, 6, 2. Aceste numere corespund celei mai simetrice configurații a complexului - octaedric (6), tetraedric (4) și liniar (2). KCh invidie asupra naturii agentului de complexare și a liganzilor, precum și asupra dimensiunilor CO și liganzilor. Capacitatea de coordonare a liganzilor este numărul de locuri din sfera interioară a complexului ocupate de fiecare ligand. Pentru majoritatea liganzilor, capacitatea de coordonare este unitate ( liganzi monodentati), mai puțin de două ( liganzi bidentati), există liganzi cu o capacitate mai mare (3, 4, 6) - liganzi polidentati. Sarcina complexului trebuie să fie numeric egală cu sfera exterioară totală și opusă ca semn acesteia. 3+ CI3-.

Nomenclatura compușilor complecși. Mulți compuși complecși și-au păstrat denumirile istorice asociate cu culoarea sau numele omului de știință care i-a sintetizat. În prezent este utilizată nomenclatura IUPAC.

Ordine de listare a ionilor. Anionul este numit mai întâi, apoi cationul, în timp ce rădăcina numelui latin KO este folosită în numele anionului, iar numele său rusesc în cazul genitiv este folosit în numele cationului.

Cl este clorură de diamineargint; K 2 - triclorocuprat de potasiu.

Ordinea de listare a liganzilor. Liganzii din complex sunt enumerați în următoarea ordine: anionici, neutri, cationici - fără separare printr-o cratimă. Anionii sunt enumerați în ordinea H - , O 2- , OH - , anioni simpli, anioni complecși, anioni poliatomici, anioni organici.

SO 4 - sulfat detină (+4)

Sfârșitul grupurilor de coordonare. Grupurile neutre sunt numite la fel ca moleculele. Excepțiile sunt acva (H2O), amina (NH3). La anionii încărcați negativ se adaugă vocala „O”.

– hexocianoferat (+3) hexaaminacobalt (+3)

Prefixe care indică numărul de liganzi.

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

Prefixele bis-, tris- sunt folosite înaintea liganzilor cu nume complexe, unde există deja prefixe mono-, di- etc.

Cl 3 - tris (etilendiamină) clorură de fier (+3)

Numele compușilor complecși indică mai întâi partea anionică în cazul nominativ și cu sufixul -at, iar apoi partea cationică în cazul genitiv. Cu toate acestea, înainte de denumirea atomului central în ambele părți anionice și cationice ale compusului, sunt listați toți liganzii coordonați în jurul acestuia, indicând numărul lor cu cifre grecești (1 - mono (de obicei omis), 2 - di, 3 - trei , 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa, 7 - hepta, 8 - octa). La denumirile liganzilor se adaugă sufixul -o, iar anionii sunt numiți mai întâi, apoi molecule neutre: Cl- - clor, CN- - ciano, OH- - hidroxo, C2O42- - oxalato, S2O32- - tiosulfato, ( CH3) 2NH - dimetilamino și etc. Excepții: denumirile de H2O și NH3 ca liganzi sunt următoarele: „aqua” și „amina”. Dacă atomul central face parte din cation, atunci se folosește numele rusesc al elementului, după care starea sa de oxidare este indicată între paranteze în cifre romane. Pentru atomul central din compoziția anionului se folosește denumirea latină a elementului și înaintea acestei denumiri se indică starea de oxidare. Pentru elementele cu o stare de oxidare constantă, acesta poate fi omis. În cazul neelectroliților, nici starea de oxidare a atomului central nu este indicată, deoarece este determinată pe baza neutralității electrice a complexului. Exemple de titlu:

Cl2 - clorură de dicloro-tetramină-platină(IV),

OH - diamina-hidroxid de argint(I).

Clasificarea compușilor complecși. Sunt utilizate mai multe clasificări diferite ale COP.

1. prin apartenenţa la o anumită clasă de compuşi:

acizi complecși - H2

baze complexe -

săruri complexe - K 2

2. Prin natura liganzilor: complexe acvatice, amoniac. Cianură, halogenură etc.

Acvacomplexe - complexe în care moleculele de apă servesc ca liganzi, de exemplu Cl 2 - clorură de hexaacvacalciu. Aminații și aminații sunt complexe în care liganzii sunt molecule de amoniac și amine organice, de exemplu: SO 4 - sulfat de cupru (II) tetramină. Hidroxocomplexele. În ei, ionii OH- servesc ca liganzi. Caracteristic în special metalelor amfotere. Exemplu: Na2 - tetrahidroxozincat de sodiu (II). Complexe acide. În aceste complexe, liganzii sunt anioni-residuuri acide, de exemplu, K4 - hexacianoferrat de potasiu (II).

3. prin semnul sarcinii complexului: cationic, anionic, neutru

4. conform structurii interne a CS: după numărul de nuclee care alcătuiesc complexul:

mononuclear - H 2, binuclear - Cl 5 etc.,

5. prin absența sau prezența ciclurilor: CS simple și ciclice.

Complexe ciclice sau chelate (clește). Conțin un ligand bi- sau polidentat, care, parcă, captează atomul central M ca ghearele cancerului: Exemple: Na 3 - trioxalato-(III) de sodiu ferat, (NO 3) 4 - azotat de trietilendiamino-platină (IV) .

Grupul de complecși chelați include și compuși intra-complex în care atomul central face parte din ciclu, formând legături cu liganzi în diferite moduri: prin mecanisme de schimb și donor-acceptor. Astfel de complexe sunt foarte caracteristice acizilor aminocarboxilici, de exemplu, glicina formează chelați cu ioni Cu 2+, Pt 2+:

Compușii chelați sunt deosebit de puternici, deoarece atomul central din ei este, parcă, blocat de un ligand ciclic. Chelații cu inele cu cinci și șase membri sunt cei mai stabili. Complexii leagă cationii metalici atât de puternic încât, atunci când sunt adăugați, substanțe slab solubile precum CaS04, BaS04, CaC2O4, CaCO3 se dizolvă. Prin urmare, ele sunt folosite pentru a înmuia apa, pentru a lega ionii metalici în timpul vopsirii, procesării materialelor fotografice și în chimia analitică. Mulți complecși de tip chelat au o culoare specifică și, prin urmare, compușii ligand corespunzători sunt reactivi foarte sensibili pentru cationii metalelor de tranziție. De exemplu, dimetilglioxima [C(CH3)NOH]2 servește ca un reactiv excelent pentru cationii Ni2+, Pd2+, Pt2+, Fe2+ etc.

Stabilitatea compușilor complecși. Instabilitate constantă. Când CS este dizolvat în apă, are loc descompunerea, iar sfera interioară se comportă ca un întreg.

K = K + + -

Odată cu acest proces, disocierea sferei interioare a complexului are loc într-o mică măsură:

Ag++ 2CN -

Pentru a caracteriza stabilitatea CS, introducem constanta de instabilitate egal cu:

Constanta de instabilitate este o măsură a puterii CS. Cu cât K este mai mic, cu atât COP este mai ferm.

Izomeria compușilor complecși. Pentru compușii complecși, izomeria este foarte comună și există:

1. izomeria solvatului se găsește la izomeri atunci când distribuția moleculelor de apă între sfera interioară și cea exterioară nu este aceeași.

CI3CI2H20CI (H20)2

violet verde deschis verde închis

2.Izomerie de ionizare este legată de uşurinţa diferită de disociere a ionilor din sferele interioare şi exterioare ale complexului.

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

SO4 și Br - sulfat de bromo-pentamină-cobalt (III) și sulfat de bromură-pentamină-cobalt (III).

C şi NO2 - clorură de nitro-cloro-dietilendiamino-cobalt (III) initrit dicloro-dietilendiamino-cobalt (III).

3. Izomerie de coordonare găsit doar în compușii bicomplex

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

Izomerie de coordonare apare în acei compuși complecși în care atât cationul, cât și anionul sunt complexi.

De exemplu, tetraclor-(II)platinat tetramină-crom (II) și tetracloro-(II)tetramină-cromat de platină (II) sunt izomeri de coordonare

4. Izomerie de comunicare apare numai atunci când liganzii monodentați pot fi coordonați prin doi atomi diferiți.

5. Izomerie spațială datorită faptului că aceiași liganzi sunt localizați în jurul CO sau în apropiere (cis), sau vice versa ( transă).

Izomer cis (cristale portocalii) Izomer trans (cristale galbene)

Izomerii dicloro-diamină-platinei

Cu un aranjament tetraedric al liganzilor, izomeria cis-trans este imposibilă.

6. Izomerie oglindă (optică)., de exemplu, în cationul dicloro-dietilendiamino-crom (III) +:

Ca și în cazul substanțelor organice, izomerii oglindă au aceleași proprietăți fizice și chimice și diferă prin asimetria cristalelor și direcția de rotație a planului de polarizare a luminii.

7. Izomeria ligandului , de exemplu, pentru (NH 2) 2 (CH 2) 4 sunt posibili următorii izomeri: (NH 2) - (CH 2) 4 -NH 2, CH 3 -NH-CH 2 -CH 2 -NH-CH 3 NH2-CH(CH3)-CH2-CH2-NH2

Problema comunicării în compuși complecși. Natura cuplării în CS este diferită și trei abordări sunt utilizate în prezent pentru explicație: metoda VS, metoda MO și metoda teoriei câmpului cristalin.

Metoda soarelui introdus de Pauling. Principalele prevederi ale metodei:

1. O legătură într-un CS se formează ca rezultat al unei interacțiuni donor-acceptor. Liganzii furnizează perechi de electroni, în timp ce agentul de complexare oferă orbitali liberi. O măsură a rezistenței legăturii este gradul de suprapunere orbitală.

2. Orbitii CO sunt supuși hibridizării, tipul de hibridizare este determinat de numărul, natura și structura electronică a liganzilor. Hibridizarea CO este determinată de geometria complexului.

3. Întărirea suplimentară a complexului are loc datorită faptului că, împreună cu legătura s, se formează o legătură p.

4. Proprietățile magnetice ale complexului sunt determinate de numărul de electroni nepereche.

5. În timpul formării unui complex, distribuția electronilor în orbitali poate rămâne atât la atomii neutri, cât și poate suferi modificări. Depinde de natura liganzilor, de câmpul său electrostatic. A fost dezvoltată o serie spectrochimică de liganzi. Dacă liganzii au un câmp puternic, atunci ei deplasează electronii, determinându-i să se împerecheze și să formeze o nouă legătură.

Seria spectrochimică de liganzi:

CN - >NO2 - >NH3 >CNS - >H2O>F - >OH - >Cl - >Br -

6. Metoda VS face posibilă explicarea formării legăturilor chiar și în complexe neutre și classter

K 3 K 3

1. Liganzii creează un câmp puternic în primul CS și un câmp slab în al doilea

2. Desenați orbitalii de valență ai fierului:

3. Luați în considerare proprietățile donatoare ale liganzilor: CN - au orbitali de electroni liberi și pot fi donatori de perechi de electroni. CN - are un câmp puternic, acționează asupra orbitalilor 3d, compactându-i.

Ca rezultat, se formează 6 legături, în timp ce orbitalii interiori 3 d participă la legătură, adică. se formează un complex intraorbitar. Complexul este paramagnetic și cu spin scăzut, deoarece există un electron nepereche. Complexul este stabil, deoarece orbitalii interni ocupați.

Ionii F - au orbitali de electroni liberi și pot fi donatori de perechi de electroni, au un câmp slab și, prin urmare, nu pot condensa electronii la nivelul 3d.

Ca rezultat, se formează un complex orbital exterior paramagnetic, cu spin mare. Instabil și reactiv.

Avantajele metodei VS: informativ

Dezavantajele metodei VS: metoda este potrivită pentru o anumită gamă de substanțe, metoda nu explică proprietățile optice (colorație), nu face o evaluare energetică, deoarece în unele cazuri se formează un complex pătratic în locul celui tetraedric mai favorabil energetic.