Комплексні з'єднання

Конспект уроку-лекції

Цілі.Сформувати уявлення про склад, будову, властивості та номенклатуру комплексних сполук; розвинути навички визначення ступеня окислення у комплексоутворювача, складання рівнянь дисоціації комплексних сполук.
Нові поняття:комплексне з'єднання, комплексоутворювач, ліганд, координаційне число, зовнішня та внутрішня сфери комплексу.
Обладнання та реактиви.Штатив із пробірками, концентрований розчин аміаку, розчини сульфату міді(II), нітрату срібла, гідроксиду натрію.

ХІД УРОКУ

Лабораторний досвід. До розчину сульфату міді(II) долити розчин аміаку. Рідина забарвиться у інтенсивний синій колір.

Що сталося? Хімічна реакція? Досі ми не знали, що аміак може реагувати із сіллю. Яка речовина утворилася? Якими є його формула, будова, назва? До якого класу з'єднань його можна віднести? Чи може аміак реагувати на інші солі? Чи є сполуки, аналогічні до цього? Відповісти на ці питання нам і належить сьогодні.

Щоб краще вивчити властивості деяких сполук заліза, міді, срібла, алюмінію, нам знатимуть комплексні сполуки.

Продовжимо наш досвід. Отриманий розчин розділимо на дві частини. До однієї частини приллємо луг. Осаду гідроксиду міді(II) Cu(OH) 2 не спостерігається, отже, в розчині немає двохзарядних іонів міді або їх замало. Звідси можна зробити висновок, що іони міді вступають у взаємодію з доданим аміаком і утворюють якісь нові іони, які не дають нерозчинної сполуки з іонами OH – .

У той самий час іони залишаються незмінними. У цьому можна переконатися, додавши до розчину аміачного розчину хлориду барію. Негайно випаде білий осад BaSO 4 .

Дослідженнями встановлено, що темно-синє забарвлення аміачного розчину обумовлено присутністю в ньому складних іонів 2+, що утворилися шляхом приєднання до іону міді чотирьох молекул аміаку. При випаровуванні води іони 2+ зв'язуються з іонами і з розчину виділяються темно-сині кристали, склад яких виражається формулою SO 4 H 2 O.

Комплексними називають сполуки, що містять складні іони та молекули, здатні до існування як у кристалічному вигляді, так і в розчинах.

Формули молекул або іонів комплексних сполук зазвичай укладають у квадратні дужки. Комплексні сполуки одержують із звичайних (некомплексних) сполук.

Приклади отримання комплексних сполук

Будівлю комплексних сполук розглядають на основі координаційної теорії, запропонованої 1893 р. швейцарським хіміком Альфредом Вернером, лауреатом Нобелівської премії. Його наукова діяльність проходила у Цюріхському університеті. Вчений синтезував багато нових комплексних сполук, систематизував раніше відомі та знову отримані комплексні сполуки та розробив експериментальні методи доказу їх будови.

О.Вернер (1866–1919)

Відповідно до цієї теорії в комплексних сполуках розрізняють комплексоутворювач, зовнішнюі внутрішню сферу. Комплексоутворювачем зазвичай є катіон або нейтральний атом. Внутрішню сферу становить кілька іонів чи нейтральних молекул, які міцно пов'язані з комплексообразователем. Їх називають лігандами. Число лігандів визначає координаційне число(КЧ) комплексоутворювача.

Приклад комплексного з'єднання

Розглянута в прикладі сполука SO 4 H 2 O або CuSO 4 5Н 2 Про це кристалогідрат сульфату міді(II).

Визначимо складові інших комплексних сполук, наприклад K 4 .
(Довідка.Речовина з формулою HCN – це синильна кислота. Солі синильної кислоти називають ціанідами.)

Комплексоутворювач – іон заліза Fe 2+ , ліганди – ціанід-іони СN – , координаційне число дорівнює шести. Все, що записано у квадратних дужках – внутрішня сфера. Іони калію утворюють зовнішню сферу комплексної сполуки.

Природа зв'язку між центральним іоном (атомом) та лігандами може бути двоякою. З одного боку, зв'язок обумовлений силами електростатичного тяжіння. З іншого – між центральним атомом та лігандами може утворитися зв'язок донорно-акцепторного механізму за аналогією з іоном амонію. У багатьох комплексних з'єднаннях зв'язок між центральним іоном (атомом) та лігандами зумовлений як силами електростатичного тяжіння, так і зв'язком, що утворюється за рахунок неподілених електронних пар комплексоутворювача та вільних орбіталей лігандів.

Комплексні сполуки, що мають зовнішню сферу, є сильними електролітами і у водних розчинах дисоціюють практично націло на комплексний іон та іони зовнішньої сфери. Наприклад:

SO 4 2+ +.

При обмінних реакціях комплексні іони переходять з одних сполук до інших, не змінюючи свого складу:

SO 4 + BaCl 2 = Cl 2 + BaSO 4 .

Внутрішня сфера може мати позитивний, негативний чи нульовий заряд.

Якщо заряд лігандів компенсує заряд комплексоутворювача, такі комплексні сполуки називають нейтральними чи комплексами-неэлектролитами: вони складаються лише з комплексообразователя і лігандів внутрішньої сфери.

Таким нейтральним комплексом є, наприклад, .

Найбільш типовими комплексоутворювачами є катіони d-Елементів.

Лігандами можуть бути:

а) полярні молекули - NH3, Н2О, CO, NO;
б) прості іони - F -, Cl -, Br -, I -, H -, H +;
в) складні іони - CN -, SCN -, NO 2 -, OH -.

Розглянемо таблицю, у якій наведено координаційні числа деяких комплексоутворювачів.

Номенклатура комплексних з'єднань. У з'єднанні спочатку називають аніон, а потім катіон. При вказівці складу внутрішньої сфери насамперед називають аніони, додаючи до латинської назви суфікс - про-, наприклад: Cl - хлоро, CN - ціано, OH - гідроксо і т.д. Далі називають нейтральні ліганди та насамперед аміак та його похідні. У цьому користуються термінами: для координованого аміаку – аммін, для води – аква. Число лігандів вказують грецькими словами: 1 – моно, 2 – ді, 3 – три, 4 – тетра, 5 – пента, 6 – гекса. Потім переходять до назви центрального атома. Якщо центральний атом входить до складу катіонів, використовують російську назву відповідного елемента і в дужках вказують його ступінь окислення (римськими цифрами). Якщо центральний атом міститься в аніоні, то використовують латинську назву елемента, а наприкінці додають закінчення - ат. Що стосується неелектролітів ступінь окислення центрального атома не наводять, т.к. вона однозначно визначається за умови електронейтральності комплексу.

приклади.Щоб назвати комплекс Сl 2 визначають ступінь окислення (С.О.)
хкомплексоутворювача – іона Cu х+ :

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

Аналогічно знаходять ступінь окислення іона кобальту:

y + 2 (–1) + (–1) = 0,y = +3, С.О.(Со) = +3.

Чому дорівнює координаційне число кобальту у цьому соединении? Скільки молекул та іонів оточує центральний іон? Координаційне число кобальту дорівнює шести.

Назву комплексного іона пишуть в одне слово. Ступінь окислення центрального атома позначають римською цифрою, поміщеною у круглі дужки. Наприклад:

Cl 2 - хлорид тетрааммінмеді(II),
NO 3 – нітрат дихлороакватріаммінкобальту(III),
K 3 - гексаціаноферрат(III) калію,
K 2 – тетрахлороплатинат(ІІ) калію,
- дихлоротетрааммінцинк,
H 2 – гексахлороолов'яна кислота.

На прикладі кількох комплексних сполук визначимо структуру молекул (іон-комплексоутворювач, його С.О., координаційне число, ліганди, внутрішню та зовнішню сфери), дамо назву комплексу, запишемо рівняння електролітичної дисоціації.

K 4 – гексаціаноферрат(II) калію,

K 4 4K + + 4– .

H – тетрахлорозолота кислота (утворюється при розчиненні золота у «царській горілці»),

H H + + -.

OH – гідроксид діаммінсрібла (I) (ця речовина бере участь у реакції «срібного дзеркала»),

OH + + OH – .

Na – тетрагідроксоалюмінат натрію,

Na Na + + – .

До комплексних сполук відносяться і багато органічних речовин, зокрема, відомі вам продукти взаємодії амінів з водою та кислотами. Наприклад, солі хлорид метиламонію та хлорид феніламонію є комплексними сполуками. Відповідно до координаційної теорії вони мають таку будову:

Тут атом азоту – комплексоутворювач, атоми водню при азоті, радикали метил та феніл – ліганди. Разом вони утворюють внутрішню сферу. У зовнішній сфері знаходяться хлорид-іони.

Багато органічних речовин, що мають велике значення в життєдіяльності організмів, є комплексними сполуками. До них відносяться гемоглобін, хлорофіл, ферменти та ін.

Комплексні сполуки знаходять широке застосування:

1) в аналітичній хімії для визначення багатьох іонів;
2) для поділу деяких металів та отримання металів високого ступеня чистоти;
3) як барвники;
4) усунення жорсткості води;
5) як каталізатори важливих біохімічних процесів.

Тест з хімії - комплексні сполуки - ТЕРМІНОВО! і отримав найкращу відповідь

Відповідь від Нік[гуру]
Деякі питання поставлені некоректно, наприклад 7,12,27. Тому відповіді містять застереження.
1. Чому дорівнює координаційне число комплексоутворювача у комплексному іоні +2?
О 6
2. Чому дорівнює координаційне число комплексоутворювача в комплексному іоні 2+?
Б) 6
3. Чому дорівнює координаційна кількість комплексоутворювача в комплексному іоні 2+
Б) 4
4. Чому дорівнює координаційне число Су²+ у комплексному іоні +?
Б) 4
5. Чому дорівнює координаційна кількість комплексоутворювача в комплексному іоні: +4?
Б) 6
6. Визначте заряд центрального іона в комплексному з'єднанні K4
Б) +2
7. Чому дорівнює заряд комплексного іона?
Б) +2 - якщо вважати, що комплексоутворювач - Сu (II)
8. Серед солей заліза визначте комплексну сіль:
А) K3
9. Чому дорівнює координаційне число Pt4+ у комплексному іоні 2+?
А) 4
10. Визначте заряд комплексного іона K2?
В) +2
11. Якій молекулі відповідає назва дихлорид тетрааміну міді (II)?
В) Cl2
12. Чому дорівнює заряд комплексного іона?
Г) +3 - якщо вважати, що комплексоутворювач - Сr (III)
13. Серед солей міді (ІІ) визначте комплексну сіль:
Б) K2
14. Чому дорівнює координаційне число С3+ у комплексному іоні +?
Б) 6
15. Визначте заряд комплексоутворювача у комплексному з'єднанні K3?
Г) +3
16. Якій молекулі відповідає назва тетраіодогідрат (ІІ) калію?
А) K2
17. Чому дорівнює заряд комплексного іона?
В 2
18. Серед солей нікелю (II) визначте комплексну сіль:
Б) SO4
19. Чому дорівнює координаційне число Fe3+ у комплексному іоні -3?
О 6
20. Визначте заряд комплексоутворювача у комплексному з'єднанні К3?
В) +3
21. Якій молекулі відповідає назва хлорид діамін срібла (І)?
В) Cl
22. Чому дорівнює заряд комплексного іона K4?
Б) -4
23. Серед солей цинку визначте комплексну сіль
В) Na2
24. Чому дорівнює координаційне число Pd4+ у комплексному іоні 4+?
Г) 6
25. Визначте заряд комплексоутворювача у комплексному з'єднанні H2?
В) +2
26. Якій молекулі відповідає назва гексаціаноферрат (ІІ) калію?
Г) K4
27. Чому дорівнює заряд комплексного іона?
Г) -2 - якщо вважати, що комплексоутворювач - Сo (II)
27. Серед сполук хрому (III) визначте комплексне з'єднання
В) [Сr(Н2О) 2(NH3)4]Cl3
28. Чому дорівнює координаційне число кобальту (III) у комплексному іоні NO3?
Б) 6
29. Визначте заряд комплексоутворювача у комплексному з'єднанні Cl2
А) +3
30. Якій молекулі відповідає назва тетраїодопаладат (II) натрію?
Г) Na2

Відповідь від James Bond[Новичок]
О Боже

Відповідь від Кошеня...[гуру]
№30 останньої

Номенклатура комплексних сполук є складовою номенклатури неорганічних речовин. Правила складання назв комплексних сполук є систематичними (однозначними). Відповідно до рекомендацій ІЮПАК ці правила універсальні, тому що при необхідності можуть бути застосовані і до простих неорганічних сполук, якщо для останніх відсутні традиційні та спеціальні назви. Назви, побудовані за систематичними правилами, адекватні хімічним формулам. Формула комплексного з'єднання складається за загальними правилами: спочатку пишеться катіон - комплексний або звичайний, потім аніон - комплексний або звичайний. У внутрішній сфері комплексного з'єднання спочатку пишуть центральний атом-комплексоутворювач, потім незаряджені ліганди (молекули), потім негативно заряджені ліганди-аніони.

Одноядерні комплекси

У назвах катіонних, нейтральних та більшості аніонних комплексів центральні атоми мають російські найменування відповідних елементів. У деяких випадках для аніонних комплексів використовують коріння латинських найменувань елементів центрального атома-комплексоутворювача. Наприклад, - дихлордіаммінплатину, 2 - тетрахлороплатінат (II) -іон, + - катіон діамінсеребра (I), - - діціаноаргенат (I)-іон.

Назву комплексного іона починають із зазначення складу внутрішньої сфери. Насамперед, в алфавітному порядку перераховують аніони, що знаходяться у внутрішній сфері, додаючи до їх латинської назви закінчення «о». Наприклад, ВІН - - гідроксо, Cl - - хлоро, CN - - ціано,CH 3 COO - - ацетато,CO 3 2- - карбонато,C 2 O 4 2- -оксалато,NCS - -тіоціанато,NO 2 - -нітро , O 2 2 - оксо, S 2 - тіо,SO 3 2 - сульфіто, SO 3 S 2 - тіосульфато, C 5 H 5 - циклопентадієніл і т.д. Потім алфавітному порядку вказують внутрисферные нейтральні молекули. Для нейтральних лігандів використовуються однослівні назви речовин без змін, наприклад N 2 -діазот, N 2 H 4 -гідразин, 2 Н 4 - етилен. Внутрішньосферні NH 3 називають аміно-, H 2 O - водний, CO-карбоніл, NO-нітрозил. Число лігандів вказують грецькими числівниками: ді, три, тетра, пента, гекса і т.д. Якщо назви лігандів складніші, наприклад, етилендіамін, перед ними ставлять префікси «біс», «трис», «тетракіс» тощо.

Назви комплексних з'єднань із зовнішньою сферою складаються з двох слів (загалом «аніон катіону»). Назва комплексного аніону закінчується суфіксом-ат. Ступінь окислення комплексоутворювача вказують римськими цифрами у дужках після назви аніону. Наприклад:

K 2 – тетрахлороплатинат(II) калію,

Na 3 [ Fe(NH 3)(CN) 5 ] – пентаціаномоноаммінферрат(II) натрію,

H 3 O – тетрахлороаурат(III) оксонію,

K - дііодоїодат (I) калію,

Na 2 - гексагідроксостаннат (IV) натрію.

У з'єднаннях з комплексним катіоном ступінь окислення комплексоутворювача вказують після його назви римськими цифрами в дужках. Наприклад:

Cl – хлорид діаммінсрібла (I),

Br – бромід трихлоротріаммінплатини (IV),

NO 3 -

Нітрат хлоронітротетрааммінкобальту (III).

Назви комплексних сполук – неелектролітів без зовнішньої сфери складаються з одного слова, ступінь окислення комплексоутворювача не вказується. Наприклад:

– трифторотріаквокобальт,

- тетрахлородіаммін платина,

- Біс (циклопентадієніл)залізо.

Назва сполук з комплексними катіоном та аніоном складається з назв катіону та аніону, наприклад:

гексанітрокобальтат(III) гексааммінкобальта(III),

трихлороаммінплатинат (II) хлоротріаммін платини (II).

Для комплексів з амбідентатні лігандами в назві вказується символ атома, з яким цей ліганд пов'язаний з центральним атомом-комплексоутворювачем:

2 - тетракіс (тіціанато-N) кобальтат (II) -іон,

2 - тетракіс (тіоціанато-S) меркурат (II) - іон.

За традицією амбідентатний ліганд NO 2 називають нітро-лігандом, якщо донорним атомом є азот, і нітрито-лігандом, якщо донорним атомом є кисень (–ONO -):

3- - гексанітрокобальтат(III)-іон,

3 - гексанітритокобальтат(III)-іон.

Класифікація комплексних сполук

Комплексні іони можуть входити до складу молекул різних класів хімічних сполук: кислот, основ, солей та ін. Залежно від заряду комплексного іона розрізняють катіонні, аніонні та нейтральні комплекси.

Катіонні комплекси

У катіонних комплексах центральним атомом-комплексоутворювачем є катіони або позитивно поляризовані атоми комплексоутворювача, а лігандами - нейтральні молекули, найчастіше води та аміаку. Комплексні сполуки, у яких лігандом виступає вода, називаються аквакомплексами. До таких сполук відносяться кристалогідрати. Наприклад: MgCl 2 ×6H 2 O

або Cl 2 ,

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

У кристалічному стані деякі аквакомплекси (наприклад, мідний купорос) утримують і кристалізаційну воду, що не входить до складу внутрішньої сфери, яка пов'язана менш міцно і легко відщеплюється при нагріванні.

Один з найбільш численних класів комплексних сполук – амінокомплекси (аміакати) та амінати. Лігандами у цих комплексах є молекули аміаку чи аміну. Наприклад: SO 4 , Cl 4,

Cl 2 .

Аніонні комплекси

Лігандами в таких сполуках є аніони або негативно поляризовані атоми та їх угруповання.

До аніонних комплексів відносяться:

а) комплексні кислоти H, H 2 H.

б) подвійні та комплексні солі PtCl 4 ×2KCl або K 2 ,

HgI 2 · × 2KI або K 2 .

в) кисневмісні кислоти та їх солі H 2 SO 4 , K 2 SO 4 , H 5 IO 6 , K 2 CrO 4 .

г) гідроксосолі K, Na 2 .

д) полігалогеніди: K, Cs.

Нейтральні комплекси

До подібних сполук відносяться комплексні сполуки, що не мають зовнішньої сфери і не дають у водних розчинах комплексних іонів: , , карбонілкомплекси , .

Катіонно-аніонні комплекси

З'єднання одночасно містять як комплексний катіон, так і комплексний аніон:

, .

Циклічні комплекси (хелати)

Координаційні сполуки, в яких центральний атом (або іон) пов'язаний одночасно з двома або більше донорними атомами ліганду, внаслідок чого замикається один або кілька гетероциклів, називаються хелатами . Ліганди, що утворюють хелатні цикли, називаються хелатуючі (хелатоутворюючі) реагентами. Замикання хелатного циклу такими лігандами називається хелатуванням(Хелатоутворення).Найбільший і важливий клас хелатів - хелатні комплекси металів. Здатність координувати ліганди властива металам всіх ступенів окиснення. У елементів основних підгруп центральний атом-комплексоутворювач зазвичай знаходиться у вищому ступені окислення.

Хелатують реагенти містять два основних типи електродонорних центрів: а) групи, що містять рухомий протон, наприклад, -COOH, -OH, -SO 3 H; при їх координації до центрального іону можливе заміщення протона і б) нейтральні електронодонорні групи, наприклад, R 2 CO, R 3 N. Бідентатні ліганди займають у внутрішній координаційній сфері хелату два місця, як, наприклад, етилендіамін (рис.3).

Згідно з правилами циклів Чугаєва, найбільш стійкі хелатні комплекси утворюються в тому випадку, коли до складу циклу входить п'ять або шість атомів. Наприклад, серед діамінів складу H 2 N-(CH 2)n-NH 2 найбільш стійкі комплекси утворюються для n=2 (п'ятичленний цикл) та n=3 (шестичленний цикл).

Рис.3.Катіон бісетілендіамін міді(II).

Хелати, в яких при замиканні хелатного циклу ліганд використовує протон-містить і нейтральну електронодонорні групи і формально пов'язаний з центральним атомом ковалентного і донорно-акцепторного зв'язку. ються внутрішньокомплексними сполуками. Так, полідентатні ліганди з кислотними функціональними групами можуть утворювати внутрішньокомплексні сполуки. Внутрішньокомплексні сполуки – це хелат, в якому замикання циклу супроводжується витісненням із кислотних функціональних груп одного або декількох протонів іоном металу, зокрема, внутрішньокомплексною сполукою є гліцинат міді(II):

Рис.4.Внутрішньокомплексна сполука 8-оксихіноліну з цинком.

Гемоглобін і хлорофіл також є внутрішньокомплексними сполуками.

Найважливіша особливість хелатів – їхня підвищена стійкість порівняно з аналогічно побудованими нециклічними комплексами.

Глава 17. Комплексні з'єднання

17.1. Основні визначення

У цьому розділі ви познайомитеся з особливою групою складних речовин, які називаються комплексними(або координаційними) з'єднаннями.

Нині суворого визначення поняття " комплексна часткані. Зазвичай використовується таке визначення.

Наприклад, гідратований іон міді 2 - комплексна частка, так як вона реально існує в розчинах і деяких кристалогідратах, утворена з іонів Cu 2 і молекул H 2 O, молекули води - реально існуючі молекули, а іони Cu 2 існують в кристалах багатьох сполук міді. Навпаки, іон SO 4 2 не є комплексною частинкою, оскільки, хоч іони O 2 кристалах зустрічаються, іон S 6 в хімічних системах не існує.

Приклади інших комплексних частинок: 2, 3, 2, 2 .

Разом з тим до комплексних частинок відносять іони NH 4 і H 3 O хоча іони H в хімічних системах не існують.

Іноді комплексними частинками називають складні хімічні частинки, усі або частина зв'язків у яких утворені за донорно-акцепторним механізмом. У більшості комплексних частинок так і є, але, наприклад, в алюмокалієвих галун SO 4 в комплексній частинці 3 зв'язок між атомами Al і O дійсно утворена за донорно-акцепторним механізмом, а в комплексній частинці є лише електростатична (іон-дипольна) взаємодія. Підтвердженням цього є існування в залізоамонійних галунах аналогічною за будовою комплексної частинки , в якій між молекулами води та іоном NH 4 можлива тільки іон-дипольна взаємодія.

По заряду комплексні частинки може бути катіонами, аніонами, і навіть нейтральними молекулами. Комплексні сполуки, що включають такі частинки, можуть належати до різних класів хімічних речовин (кислот, основ, солей). Приклади: (H 3 O) – кислота, OH – основа, NH 4 Cl та K 3 – солі.

Зазвичай комплексоутворювач - атом елемента, що утворює метал, але це може бути атом кисню, азоту, сірки, йоду та інших елементів, що утворюють неметали. Ступінь окислення комплексоутворювача може бути позитивною, негативною або рівною нулю; при утворенні комплексного з'єднання з більш простих речовин вона не змінюється.

Лігандами можуть бути частинки, до утворення комплексного з'єднання молекули (H 2 O, CO, NH 3 та ін), аніони (OH , Cl , PO 4 3 та ін), а також катіон водню. Розрізняють унідентатніабо монодентатні ліганди (пов'язані з центральним атомом через один зі своїх атомів, тобто одним -зв'язком), бідентатні(пов'язані з центральним атомом через два своїх атоми, тобто двома зв'язками), трідентатніі т.д.

Якщо ліганди унідентатні, то координаційне число дорівнює числу таких лігандів.

КЧ залежить від електронної будови центрального атома, від його ступеня окиснення, розмірів центрального атома та лігандів, умов утворення комплексної сполуки, температури та інших факторів. КЧ може набувати значень від 2 до 12. Найчастіше воно дорівнює шести, дещо рідше – чотирьом.

Існують комплексні частки і з кількома центральними атомами.

Використовуються два види структурних формул комплексних частинок: із зазначенням формального заряду центрального атома та лігандів, або із зазначенням формального заряду всієї комплексної частинки. Приклади:

Для характеристики форми комплексної частки використовується уявлення про координаційний поліедр (багатогранник).

До координаційних поліедр відносять також квадрат (КЧ = 4), трикутник (КЧ = 3) і гантель (КЧ = 2), хоча ці фігури і не є багатогранниками. Приклади координаційних поліедрів і відповідних форм комплексних частинок для найбільш поширених значень КЧ наведені на рис. 1.

17.2. Класифікація комплексних сполук

Як хімічні речовини комплексні сполуки поділяються на іонні (їх іноді називають іоногенними) та молекулярні ( неіоногенні) з'єднання. Іонні комплексні сполуки містять заряджені комплексні частинки – іони – і є кислотами, основами чи солями (див. § 1). Молекулярні комплексні сполуки складаються з незаряджених комплексних частинок (молекул), наприклад: або віднесення їх до якого-небудь основного класу хімічних речовин важко.

Комплексні частинки, що входять до складу комплексних сполук, досить різноманітні. Тому для їхньої класифікації використовується кілька класифікаційних ознак: число центральних атомів, тип ліганду, координаційне число та інші.

За кількістю центральних атомівкомплексні частинки поділяються на одноядерніі багатоядерні. Центральні атоми багатоядерних комплексних частинок можуть бути пов'язані між собою безпосередньо або через ліганди. І в тому, і в іншому випадку центральні атоми з лігандами утворюють єдину внутрішню сферу комплексної сполуки:

За типом лігандів комплексні частки поділяються на

1) Аквакомплекси, тобто комплексні частинки, в яких як ліганди присутні молекули води. Більш менш стійкі катіонні аквакомплекси m, аніонні аквакомплекси нестійкі. Всі кристалогідрати відносяться до сполук, що містять аквакомплекси, наприклад:

Mg(ClO 4) 2 . 6H 2 O насправді (ClO 4) 2 ;
BeSO 4 . 4H 2 O насправді SO 4 ;
Zn(BrO 3) 2 . 6H 2 O насправді (BrO 3) 2;
CuSO 4 . 5H 2 O насправді SO 4 . H2O.

2) Гідроксокомплекси, тобто комплексні частинки, в яких як ліганди присутні гідроксильні групи, які до входження до складу комплексної частинки були гідроксид-іонами, наприклад: 2 , 3 , .

Гідроксокомплекси утворюються з аквакомплексів, що виявляють властивості катіонних кислот:

2 + 4OH = 2 + 4H 2 O

3) Аміакати, тобто комплексні частинки, в яких як ліганди присутні групи NH 3 (до утворення комплексної частинки – молекули аміаку), наприклад: 2 , , 3 .

Аміакати також можуть бути одержані з аквакомплексів, наприклад:

2 + 4NH 3 = 2 + 4 H 2 O

Забарвлення розчину в цьому випадку змінюється з блакитного до ультрамаринового.

4) Ацидокомплекси, тобто комплексні частинки, в яких як ліганди присутні кислотні залишки як безкисневих, так і кисневмісних кислот (до утворення комплексної частинки - аніони, наприклад: Cl, Br, I, CN, S 2, NO 2, S 2 O 3 2 , CO 3 2 , C 2 O 4 2 тощо).

Приклади утворення ацидокомплексів:

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

Остання реакція використовується у фотографії для видалення з фотоматеріалів срібла, що не прореагував броміду.
(При прояві фотоплівки та фотопаперу незасвітлена частина броміду срібла, що міститься у фотографічній емульсії, не відновлюється проявником. Для її видалення і використовують цю реакцію (процес носить назву "фіксування", оскільки невіддалений бромід срібла надалі на світлі поступово розкладається, руйнуючи зображення)

5) Комплекси, у яких лігандами є атоми водню, поділяються на дві різні групи: гідриднікомплекси та комплекси, що входять до складу онієвихз'єднань.

При утворенні гідридних комплексів – , , – центральний атом є акцептором електронів, а донором – гідридний іон. Ступінь окислення атомів водню у цих комплексах дорівнює –1.

У онієвих комплексах центральний атом є донором електронів, а акцептором – атом водню у ступеня окислення +1. Приклади: H 3 O або – іон оксонію, NH 4 або – іон амонію. Крім того, існують і заміщені похідні таких іонів: - іон тетраметиламонію, - іон тетрафеніларсонію, - іон діетілоксонію і т.п.

6) Карбонільнікомплекси – комплекси, у яких як лігандів присутні групи CO (до утворення комплексу – молекули монооксиду вуглецю), наприклад: , , та інших.

7) Аніонгалогенатнікомплекси - комплекси типу.

За типом лігандів виділяють інші класи комплексних частинок. Крім того, існують комплексні частинки з різними за типом лігандами; Найпростіший приклад - аква-гідроксокомплекс.

17.3. Основи номенклатури комплексних сполук

Формула комплексної сполуки складається так само, як і формула будь-якої іонної речовини: на першому місці записується формула катіону, на другому – аніону.

Формула комплексної частки записується в квадратних дужках у наступній послідовності: на першому місці ставиться символ елемента-комплексоутворювача, далі – формули лігандів, що були до утворення комплексу катіонами, потім – формули лігандів, які були до утворення комплексу нейтральними молекулами, і після них – формули лігандів, колишніх до утворення комплексу аніонами.

Назва комплексної сполуки будується так само, як і назва будь-якої солі або основи (комплексні кислоти називаються солями водню або оксонію). У назву з'єднання входить назва катіону та назва аніону.

У назву комплексної частки входить назва комплексоутворювача та назви лігандів (назва записується відповідно до формули, але справа наліво. Для комплексоутворювачів у катіонах використовуються російські назви елементів, а в аніонах – латинські.

Назви найпоширеніших лігандів:

H 2 O – водна	Cl – хлоро	SO 4 2 – сульфато	OH – гідроксо
CO – карбоніл	Br – бромо	CO 3 2 – карбонато	H – гідридо
NH 3 – аммін	NO 2 – нітро	CN – ціано	NO - нітрозо
NO – нітрозил	O 2 - оксо	NCS – тіоціанато	H+I – гідро

Приклади назв комплексних катіонів:

Приклади назв комплексних аніонів:

2 – тетрагідроксоцінкат-іон
3 – ді(тіосульфато)аргентат(I)-іон
3 – гексаціанохромат(III)-іон
– тетрагідроксодіакваалюмінат-іон
– тетранітродіаммінкобальтат(III)-іон
3 – пентаціаноакваферрат(II)-іон

Приклади назв нейтральних комплексних частинок:

Більш докладні номенклатурні правила наводяться у довідниках та спеціальних посібниках.

17.4. Хімічний зв'язок у комплексних сполуках та їх будова

У кристалічних комплексних сполуках із зарядженими комплексами зв'язок між комплексом та зовнішньосферними іонами іонна, зв'язки між рештою частинок зовнішньої сфери – міжмолекулярні (у тому числі й водневі). У молекулярних комплексних сполуках зв'язок між комплексами міжмолекулярний.

У більшості комплексних частинок між центральним атомом та лігандами зв'язки ковалентні. Усі вони або їх частина утворені за донорно-акцепторним механізмом (як наслідок – зі зміною формальних зарядів). У найменш міцних комплексах (наприклад, в аквакомплексах лужних та лужноземельних елементів, а також амонію) ліганди утримуються електростатичним тяжінням. Зв'язок у комплексних частках часто називають донорно-акцепторним або координаційним зв'язком.

Розглянемо її утворення з прикладу аквакатиона заліза(II). Цей іон утворюється за реакцією:

FeCl 2кр + 6H 2 O = 2 + 2Cl

Електронна формула атома заліза – 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 . Складемо схему валентних підрівнів цього атома:

При утворенні двозарядного іона атом заліза втрачає два 4 s-електрона:

Іон заліза акцептує шість електронних пар атомів кисню шести молекул води на вільні валентні орбіталі:

Утворюється комплексний катіон, хімічну будову якого можна виразити однією з таких формул:

Просторова будова цієї частинки виражається однією з просторових формул:

Форма координаційного поліедра – октаедр. Усі зв'язки Fe-O однакові. Передбачається sp 3 d 2-гібридизація АТ атома заліза. Магнітні властивості комплексу вказують на наявність неспарених електронів.

Якщо FeCl 2 розчиняти в розчині, що містить ціанід-іони, протікає реакція

FeCl 2кр + 6CN = 4 + 2Cl.

Той самий комплекс виходить і при додаванні до розчину FeCl 2 розчину ціаніду калію KCN:

2 + 6CN = 4 + 6H 2 O.

Це говорить про те, що ціанідний комплекс міцніший за аквакомплекс. Крім того, магнітні властивості ціанідного комплексу вказують на відсутність неспарених електронів у атома заліза. Все це пов'язано з дещо іншою електронною будовою цього комплексу:

Більш "сильні" ліганди CN утворюють міцніші зв'язки з атомом заліза, виграшу в енергії вистачає на те, щоб "порушити" правило Хунда та звільнити 3 d-орбіталі для неподілених пар лігандів Просторова будова ціанідного комплексу така сама, як і аквакомплексу, але тип гібридизації інший – d 2 sp 3 .

"Сила" ліганду залежить насамперед від електронної щільності хмари неподіленої пари електронів, тобто вона збільшується зі зменшенням розміру атома, зі зменшенням головного квантового числа, залежить від типу гібридизації ЕО і від деяких інших факторів. Найважливіші ліганди можна побудувати до ряду за зростанням їх " сили " (своєрідний " ряд активності " лігандів), цей ряд називається спектрохімічним рядом лігандів:

I; Br; : SCN, Cl, F, OH, H 2 O; : NCS, NH 3; SO 3 S : 2 ; : CN, CO

Для комплексів 3 та 3 схеми освіти виглядають наступним чином:

Для комплексів з КЧ = 4 можливі дві структури: тетраедр (у разі sp 3-гібридизації), наприклад, 2 і плоский квадрат (у випадку dsp 2 -гібридизації), наприклад, 2 .

17.5. Хімічні властивості комплексних сполук

Для комплексних сполук передусім характерні самі властивості, як і звичайних сполук тих самих класів (солі, кислоти, основи).

Якщо комплексне з'єднання кислота, це сильна кислота, якщо основа, те й основа сильне. Ці властивості комплексних сполук визначаються лише наявністю іонів H 3 O чи OH . Крім цього комплексні кислоти, основи та солі вступають у звичайні реакції обміну, наприклад:

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

Остання з цих реакцій використовується як якісна реакція на іони Fe 3 . Нерозчинну речовину ультрамаринового кольору, що утворюється, називають "берлінською блакиттю" [систематична назва – гексаціаноферрат(II) заліза(III)-калію].

Крім цього, в реакцію може вступати і сама комплексна частка, причому, тим активніше, чим вона менш стійка. Зазвичай це реакції заміщення лігандів, що протікають у розчині, наприклад:

2 + 4NH 3 = 2 + 4H 2 O,

а також кислотно-основні реакції типу

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

Утворюється в цих реакціях після виділення та висушування перетворюється на гідроксид цинку:

Zn(OH) 2 + 2H 2 O

Остання реакція – найпростіший приклад розкладання комплексної сполуки. У цьому випадку вона протікає за кімнатної температури. Інші комплексні сполуки розкладаються при нагріванні, наприклад:

SO 4 . H 2 O = CuSO 4 + 4NH 3 + H 2 O (вище 300 o С)
4K 3 = 12KNO 2 + 4CoO + 4NO + 8NO 2 (понад 200 o С)
K 2 = K 2 ZnO 2 + 2H 2 O (вище 100 o С)

Для оцінки можливості перебігу реакції заміщення лігандів можна використовувати спектрохімічний ряд, керуючись тим, що сильніші ліганди витісняють із внутрішньої сфери менш сильні.

17.6. Ізомерія комплексних сполук

Ізомерія комплексних сполук пов'язана
1) з можливим різним розташуванням лігандів та зовнішньосферних частинок,
2) з різною будовою комплексної частки.

До першої групи належить гідратна(у загальному випадку сольватна) та іонізаційнаізомерія, до другої – простороваі оптична.

Гідратна ізомерія пов'язана з можливістю різного розподілу молекул води у зовнішній та внутрішній сферах комплексної сполуки, наприклад: (колір червоно-коричневий) та Br 2 (колір блакитний).

Іонізаційна ізомерія пов'язана з можливістю різного розподілу іонів у зовнішній та внутрішній сфері, наприклад: SO 4 (пурпурового кольору) та Br (червоного кольору). Перше з цих сполук утворює осад, реагуючи з розчином хлориду барію, а друге – з розчином нітрату срібла.

Просторова (геометрична) ізомерія, інакше звана цис-транс ізомерією, характерна для квадратних та октаедричних комплексів (для тетраедричних неможлива). Приклад: цис-транс ізомерію квадратного комплексу

Оптична (дзеркальна) ізомерія за своєю суттю не відрізняється від оптичної ізомерії в органічній хімії та характерна для тетраедричних та октаедричних комплексів (для квадратних неможлива).

Усі неорганічні сполуки поділяються на дві групи:

1. з'єднання першого порядку, тобто. з'єднання підкоряються теорії валентності;

2. з'єднання вищого ладу, тобто. з'єднання, що не підкоряються поняттям теорії валентності. До сполук вищого порядку відносяться гідрати, аміакати тощо.

CoCl 3 + 6 NH 3 = Co(NH 3) 6 Cl 3

Вернер (Швейцарія) ввів у хімію уявлення про з'єднання вищого порядку та дав їм назву комплексні з'єднання. До КС він відніс усі найстійкіші сполуки вищого порядку, які у водному розчині або взагалі не розпадаються на складові, або розпадаються незначною мірою. У 1893 р. Вернер припустив, що будь-який елемент після насичення здатний виявляти ще й додаткову валентність. координаційну. За координаційною теорією Вернера, у кожному КС розрізняють:

Cl 3:комплексоутворювач (КО = С), ліганди (NH 3), координаційне число (КЧ = 6), внутрішню сферу, зовнішнє середовище (Cl 3), координаційну ємність.

Центральний атом внутрішньої сфери, навколо якого групуються іони чи молекули, називається комплексоутворювачем. Роль комплексоутворювачів найчастіше виконують іони металів, рідше нейтральні атоми чи аніони. Іони або молекули, що координуються навколо центрального атома у внутрішній сфері, називаються лігандами. Лігандами можуть бути аніони: Г - , ОН-, СN-, CNS-, NO 2 - ,CO 3 2- , C 2 O 4 2- , нейтральні молекули: Н 2 О, СО, Г 2 , NH 3 , N 2 H 4 . Координаційне число - Число місць у внутрішній сфері комплексу, які можуть бути зайняті лігандами. КЧ зазвичай вище ступеня окиснення. КЧ = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 12. Найчастіше зустрічаються КЧ = 4, 6, 2. Ці числа відповідають найбільш симетричній конфігурації комплексу – октаедричній (6), тетраедричній (4) та лінійної (2). КЧзалежати від природи комплексоутворювача та лігандів, а також від розмірів КО та лігандів. Координаційна ємність лігандів- Число місць у внутрішній сфері комплексу, що займаються кожним лігандом. Для більшості лігандів координаційна ємність дорівнює одиниці ( монодентатніліганди), рідше двом ( бідентатніліганди), існують ліганди з більшою ємністю (3, 4, 6) - полідентатні ліганди. Заряд комплексу чисельно може бути чисельно дорівнює сумарному зовнішньої сфери і протилежний йому за знаком. 3+ Cl 3 - .

Номенклатура комплексних з'єднань.Багато комплексних сполук зберегли свої історичні назви, пов'язані з кольором або з ім'ям вченого, що їх синтезує. В даний час застосовується номенклатура ІЮПАК.

Порядок перерахування іонів. Першим називається аніон, потім катіон, причому у назві аніону використовується корінь латинського найменування КО, а назві катіона – його російську назву в родовому відмінку.

Cl – хлорид діаммінсрібла; K 2 – трихлорокупрат калію.

Порядок перерахування лігандів. Ліганди у комплексі перераховуються у такому порядку: аніонні, нейтральні, катіонні – без поділу дефісом. Аніони перераховуються гаразд H - , O 2- , OH - , прості аніони, складні аніони, поліатомні аніони, органічні аніони.

SO 4 – сульфат хлоронітродіаммінетілендіамінплатини (+4)

Закінчення координаційних груп.Нейтральні групи називаються так само, як і молекули. Винятком є ​​водний (Н 2 Про), амін (NH 3). До негативно заряджених аніонів додають голосну «Про»

– гексаціаноферрат (+3) гексаамінакобальту (+3)

Приставки, що вказують на кількість лігандів.

1 – моно, 2 – ді, 3 – три, 4 – тетра, 5 – пента, 6 – гекса, 7 – гепта, 8 – окта, 9 – нона, 10 – дека, 11 – індика, 12 – додека, багато – полі.

Приставки біс-, трис-використовуються перед лігандами зі складними назвами, де вже є приставки моно-, ді-і т.д.

Cl 3 – хлорид трис(етилендіамін)заліза (+3)

У назвах комплексних сполук спочатку вказується аніонна частина в називному відмінку і з суфіксом -ат, а потім катіонна частина в родовому відмінку. Однак, перед назвою центрального атома як в аніонній, так і в катіонній частині сполуки перераховуються всі координовані навколо нього ліганди із зазначенням їх числа грецькими (1 - моно (зазвичай опускається), 2 - ди, 3 - три, 4 - тетра, 5 - Пента, 6 – гекса, 7 – гепта, 8 – окта). До назв лігандів додають суфікс -о, причому спочатку називають аніони, а потім нейтральні молекули: Сl - хлоро, CN - ціано, ОН - гідроксо, С2О42 - оксалато, S2O32 - тіосульфато, (СН3)2NH - і т.д. Винятки: назви Н2О і NH3 як ліганди такі: «аква» і «аммін». Якщо центральний атом входить до складу катіону, використовують російську назву елемента, після якого в дужках римськими цифрами вказують його ступінь окислення. Для центрального атома у складі аніону використовується латинська назва елемента і рівень окислення вказується перед цією назвою. Для елементів із постійним ступенем окиснення її можна опускати. У разі неелектролітів ступінь окислення центрального атома також не вказують, оскільки він визначається, виходячи з електронейтральності комплексу. Приклади назв:

Cl2 - хлорид дихлоро-тетрамін-платини(IV),

OH - гідроксид діаммін-срібла (I).

Класифікація комплексних сполук.Застосовується кілька різних класифікацій КС.

1. за належністю до певного класу з'єднань:

комплексні кислоти – Н 2

комплексні основи –

комплексні солі – K 2

2. За природою лігандів: аквакомплекси, аміакати. Ціанідні, галогенідні і т.д.

Аквакомплекси - комплекси, в яких лігандами служать молекули води, наприклад Cl 2 - хлорид гексааквакальцію. Аміакати та амінати - комплекси, в яких лігандами є молекули аміаку та органічних амінів, наприклад: SO 4 - сульфат тетраммінмеді(II). Гідроксокомплекси. Вони лігандами служать іони ОН-. Особливо характерні для амфотерних металів. Приклад: Na 2 - тетрагадроксоцінкат(II) натрію. Ацидокомплекси. У цих комплексах лігандами є аніони-кислотні залишки, наприклад, K 4 - гексаціаноферрат(II) калію.

3. по знаку заряду комплексу: катіонні, аніонні, нейтральні.

4. за внутрішньою структурою КС: за кількістю ядер, що становлять комплекс:

моноядерні - Н 2 двоядерні - Cl 5 і т.д.,

5. по відсутності чи наявності циклів:прості та циклічні КС.

Циклічні або хелатні (клешнеподібні) комплекси. Вони містять бі- або полідентатний ліганд, який як би захоплює центральний атом М подібно до клешня раку: Приклади: Na 3 - триоксалато-(III) феррат натрію, (NO 3) 4 - нітрат триетілендіаміно-платини (IV).

До групи хелатних комплексів відносяться і внутрішньокомплексні сполуки, в яких центральний атом входить до складу циклу, утворюючи зв'язки з лігандами різними способами: обмінним і донорно-акцепторним механізмами. Такі комплекси дуже характерні для амінокарбонових кислот, наприклад, гліцин утворює хелати з іонами Cu 2+ , Pt 2+ :

Хелатні сполуки відрізняються особливою міцністю, оскільки центральний атом у них блокований циклічним лігандом. Найбільшу стійкість мають хелати з п'яти- і шестичленними циклами. Комплексони настільки міцно пов'язують катіони металів, що при їх додаванні розчиняються такі погано розчинні речовини, як CaSO 4 BaSO 4 CaC 2 O 4 CaCO 3 . Тому їх застосовують для пом'якшення води, для зв'язування іонів металів при фарбуванні, обробці фотоматеріалів у аналітичній хімії. Багато комплексів хелатного типу мають специфічне забарвлення, і тому відповідні сполуки-ліганди є дуже чутливими реагентами на катіони перехідних металів. Наприклад, диметилгліоксим [С(СН 3)NOH] 2 служить прекрасним реактивом на катіони Ni2+, Pd2+, Pt2+, Fe2+ та ін.

Стійкість комплексних сполук. Константа нестійкості.При розчиненні КС у воді відбувається розпад, причому внутрішня сфера поводиться як єдине ціле.

K = K++ -

Поряд із цим процесом незначною мірою відбувається дисоціація внутрішньої сфери комплексу:

Ag + + 2CN -

Для характеристики стійкості КС вводиться константа нестійкості, рівна:

Константа нестійкості – міра міцності КС. Чим менше К нест, тим міцніше КС.

Ізомерія комплексних сполук.Для комплексних сполук ізомерія дуже поширена та розрізняють:

1. Сольватна ізомерія виявляється в ізомерах, коли розподіл молекул води між внутрішньою та зовнішньою сферами виявляється неоднаковою.

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

Фіолетовий світло-зелений темно-зелений

2.Іонізаційна ізомерія пов'язана з різною легкістю дисоціації іонів із внутрішньої та зовнішньої сфери комплексу.

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

SO 4 і Br - сульфатбромо-пентаммін-кобальту(III) ібромідсульфато-пентаммін-кобальту(III).

Clі NO 2 - хлориднітро-хлоро-діетилендіаміно-кобальту(III) інітритдихлоро-діетилендіаміно-кобальту(III).

3. Координаційна ізомерія зустрічається лише у бікомплексних сполук

[З(NH 3) 6 ] [З(CN) 6 ]

Координаційна ізомеріязустрічається у тих комплексних сполуках, де і катіон та аніон є комплексними.

Наприклад, - тетрахлоро-(II)платинат тетраммін-хрому(II) і - тетрахлоро-(II)хромат тетраммін-платини(II) є координаційними ізомерами

4. Ізомерія зв'язку виникає лише тоді, коли монодентатніліганди можуть координуватися через два різні атоми.

5. Просторова ізомерія обумовлена ​​тим, що однакові ліганди розташовуються навколо КО чи поруч (цис), або навпаки ( транс).

Цис-ізомер (помаранчеві кристали) транс-ізомер (жовті кристали)

Ізомери дихлоро-діаммін-платини

При тетраедричному розташуванні лігандівцис-транс-ізомерія неможлива.

6. Дзеркальна (оптична) ізомерія, наприклад у катіоні дихлоро-діетилендіаміно-хрому(III) + :

Як і у випадку органічних речовин, дзеркальні ізомери мають однакові фізичні та хімічні властивості та відрізняються асиметрією кристалів, напрямом обертання площини поляризації світла.

7. Ізомерія лігандів , наприклад, для (NH 2) 2 (CH 2) 4 можливі наступні ізомери: (NH 2)-(CH 2) 4 -NH 2 , CH 3 -NH-CH 2 -CH 2 -NH-CH 3 , NH 2 -CH(CH 3) -CH 2 -CH 2 -NH 2

Проблема зв'язку у комплексних з'єднаннях.Характер зв'язку в КС різний і пояснення нині використовують три підходи: метод ВС, метод МО і метод теорії кристалічного поля.

Метод НДввів Полінг. Основні положення методу:

1. Зв'язок у КС утворюється внаслідок донорно-акцепторної взаємодії. Ліганди надають електронні пари, а комплексоутворювач – вільні орбіталі. Міра міцності зв'язку – ступінь перекривання орбіталей.

2. Орбіталі КО піддаються гібридизації, тип гібридизації визначається числом, природою та електронною структурою лігандів. Гібридизація КЗ визначається геометрію комплексу.

3. Додаткове зміцнення комплексу відбувається за рахунок того, що поряд з s-зв'язком утворюється зв'язування p.

4. Магнітні властивості комплексу визначаються кількістю неспарених електронів.

5. При утворенні комплексу розподіл електронів на орбіталях може залишатися як у нейтральних атомів, так і зазнавати змін. Це від природи лігандів, його електростатичного поля. Розроблено спектрохімічний ряд лігандів. Якщо ліганди мають сильне поле, то вони зміщують електрони, викликаю їх спарювання і утворення нового зв'язку.

Спектрохімічний ряд лігандів:

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

6. Метод ВС дає можливість пояснити утворення зв'язку навіть у нейтральних та класстерних комплексах

K 3 K 3

1. У першого КС ліганди створюють сильне поле, у другого – слабке

2. Намалювати валентні орбіталі заліза:

3. Розглянути донорні властивості лігандів: CN – мають вільні електронні орбіталі та можуть бути донорами електронних пар. CN - має сильне поле, діє на 3dорбіталі, ущільнюючи їх.

В результаті утворюються 6 зв'язків, при цьому у зв'язку беруть участь внутрішні 3 dорбіталі, тобто. утворюється внутрішньоорбітальний комплекс. Комплекс є парамагнітним та низькоспіновим, т.к. є один неспарений електрон. Комплекс стійкий, т.к. зайняті внутрішні орбіталі.

Іони F - мають вільні електронні орбіталі і можуть бути донорами електронних пар, мають слабке поле, тому не може ущільнити електрони на 3d рівні.

В результаті утворюється парамагнітний, високоспіновий, зовнішньоорбітальний комплекс. Малостійкий та реакційноздатний.

Переваги методу ЗС: інформативність

Недоліки методу ЗС: метод придатний певного кола речовин, метод пояснює оптичних властивостей (забарвлення), робить енергетичної оцінці, т.к. у деяких випадках утворюється квадратичний комплекс замість більш енергетично вигідного тетраедричного.