понедельник, 26 марта 2012 г.

Комплексные соединения

Номенклатура, устойчивость, изомерия, геометрия. Классификация комплексных соединений. Константа устойчивости.

Теория кристаллического поля. ЭСКП. Электронные формулы и свойства. Октаэдрические, тетраэдрические комплексы. Объяснения магнитных и оптических свойств комплексных соединений.

Многие молекулы сложных веществ, способны участвовать в реакциях присоединения за счет образования их атомами дополнительных химических связей по донорно – акцепторному механизму.

Вещества, в которых элементы проявляют «дополнительные» валентности называются соединениями высшего порядка или комплексными.

Реакции могут протекать между веществами, находящимися в любом агрегатном состоянии, но наиболее часто в жидких растворах.

clip_image002

clip_image004

Комплексные соединения образуются в результате насыщения химическими связями некоторых атомов, молекул или ионов, за счет вакантных (акцепторы) или заполненных (доноры) орбиталей. Большинство имеют явно выраженный центральный атом, вокруг которого располагаются связанные с ним частицы – атомы, ионы, молекулы. Этот атом называется комплексообразователем. Он устанавливает химическую связь с каждой окружающей его частицей. Частицы, непосредственно связанные с комплексообразователем называются лигандами (аддендами). Комплексообразователь вместе с лигандами образует комплексную частицу, которая при написании заключается в квадратные скобки – это внутренняя сфера. Количество лигандов в ней определяется координационным числом комплексообразователя.

clip_image006

лиганды

(адденды)

комплексообразователь

clip_image007clip_image008clip_image009clip_image010clip_image012

Комплексный ион является как катионом, так и анионом.

clip_image014

clip_image016

Координационное число (К. 4.) является для комплексных соединений важнейшей характеристикой и определяет его состав и структуру.

Большой вклад в теорию комплексных соединений внесли Вернер (1891г) и Чугаев (1897г).

Вернер предложил теорию комплексного соединения. Лиганды в зависимости от координационного числа могут быть в количестве от 2х до 8 (10) (координационное число 4 и 6 у 95% комплексных соединений).

Металлы

Координационное число

Число атомов комплексообразователя

радиус в А˚

clip_image018

2

0,2

clip_image020

4

0,2-0,4

clip_image022

6

0,4-0,6

clip_image024

clip_image026

8

0,8

Комплексообразователь связан с лигандами σ-связью. Чаще всего бывает атомы или ионы металлов со свободной орбиталью (акцепторы). Но у clip_image028 и clip_image030 акцепторами электронных пар являются ионы водорода.

При увеличении степени окисления можно говорить о росте координационного числа. Кроме того повышению координационного способствует большой радиус комплексообразователя.

(Бор clip_image032 к.ч.=4,

Al clip_image034 к.ч. = 6.)

Лигандами могут быть либо (–) заряженные частицы (clip_image036 и т.д.), либо полярные молекулы (clip_image038 и т.д.)

Заряд комплексной частицы находится как сумма заряда комплексообразователя и зарядов всех лигандов.

clip_image040

clip_image042

+2-2=0.

Нулевым зарядом обладают комплексные молекулы.

clip_image044

Заряд внутренней сферы нейтрализуется равным зарядом противоионов наружной или внешней сферы.

Чтение комплексных соединений:

С 1963 года используется рациональная номенклатура. Находится название аниона, затем в родительном падеже название катиона. Перечисляются все составные частицы. К обычному латинскому названию лиганда добавляется окончание о (если оканчивается на ид, то оно отбрасывается).

F – фторо Сl – хлоро и т.д.

NH3 – аммин

N2H4 – гидразин

РН3 – фосфин

NO – нитрозил

H2O – аква и т.д.

2 – ди, 3 – три,

4 – тетра, 5 – пента,

6 – гекса, 7 – гепта,

8 – окта

Последним называют комплексообразователь (со степенью окисления в скобках).

clip_image046 – гекса хлоро калия платинад

clip_image048 - гекса циано феррат (III) железа (II)

clip_image050 - пента карбонил железа (О)

В 1915 – 1916 году американский ученый Льюис и немецкий ученый Коссель развили теорию ковалентных связей, в которых лигандами являются нейтральные молекулы.

Аммиакаты – комплексы, в которых содержится NH3 к.ч.=2, 3 ,4

(Ме с d-слоем)

clip_image052 – диамино хлорид сербра

Гидраты – комплексы, в которых лигандами являются только молекулы воды – кристаллогидраты.

clip_image054 явно содержит аква комплекс:

clip_image056

Карбонилами металлов называются комплексы, в которых лигандами являются только молекулы СО – окиси углерода, а атом металла имеет нулевую валентность.

clip_image058

Циклические комплексные соединения – это гемоглобин или хлорофил.

Многоядерные комплексы – р-в Чугаева и т.д.

Также можете прочитать:



Комментариев нет:

Отправить комментарий