Характеристика механизма образования комплексных соединений. Рассмотрение основных положений координационной теории. Определение особенностей химической связи в комплексных соединениях. Выявление биологической роли химических элементов в организме.
Из предыдущего курса мы помним, что силы притяжения существуют не только между атомами, но и между молекулами. Взаимодействие молекул приводит к образованию других, более сложных молекул. Например, газообразные вещества при соответствующих условиях переходят в жидкое и твердое агрегатное состояния. Любое вещество в какой-то мере растворимо в другом, что свидетельствует об их взаимодействии. Во всех случаях наблюдается взаимная координация взаимодействующих частиц, которую можно определить как комплексообразование.
Первые комплексные соединения были синтезированы в середине прошлого века. В 1893 году швейцарский химик Вернер опубликовал координационную теорию. Большой вклад в развитие химии комплексных соединений внесли русские ученые: Л. А. Чугаев и другие.
Для того чтобы наглядно представить себе механизм образования комплексных соединений, рассмотрим следующий пример.
Если к раствору иодида калия прилить раствор хлорида ртути (II), то в результате реакции обмена выпадает осадок иодида ртути (II) красного цвета: комплексный координационный химический соединение
HGCL2 2KI = vHGI2 2KCL.
Казалось бы, на этом реакция должна закончиться. Однако, если прилить избыток иодида калия, то осадок иодида ртути растворится и снова образуется бесцветный раствор. если этот раствор осторожно упарить, то можно получить желтоватые кристаллы состава К2HGI4. Очевидно HGI2 может реагировать с KI по следующему уравнению: HGI2 2KI = К2[HGI4].
Рассмотренное в соединение К2HGI4 диссоциируют следующим образом: К2HGI4 = 2К [HGI4]2-.
Таким образом, в состав соединения К2HGI4 входят ионы [HGI4]2-, которые, в отличие от образующих их простых ионов Hg2 и I-, были названы комплексными (сложными) ионами.
Итак, комплексными соединениями называют молекулярные соединения, в состав которых входят сложные (комплексные) ионы, способные к существованию, как в кристалле, так и в растворе.
По теории Вернера в структуре комплексных соединений различают координационную (внутреннюю) сферу, состоящую из центральной частицы (комплексообразователя) и координируемых вокруг него окружающих его лигандов (ионы, молекулы). Ионы, находящиеся за пределами координационной сферы, образуют внешнюю сферу комплекса. В формулах комплексных соединений внутренняя координационная сфера заключается в квадратные скобки: K2 [HGJ4] внешняя внутренняя сфера сфера комплекса Hg2 -комплексообразователь, I- лиганд.
Центральный атом координирует лиганды, геометрически правильно располагая их в пространстве. Поэтому комплексные соединения часто называют координационными.
Число лигандов в комплексе называется координационным числом (К.Ч.) комплексообразователя. Для рассмотренного комплексного соединения К.Ч.=4 оно показывает число мест во внутренней сфере комплексного соединения или число мест вокруг комплексообразователя, на которых могут разместиться лиганды. К.Ч. бывает от 2 до 12. Часто встречаются комплексные соединения с К.Ч. = 4 или 6, затем 8 или 2.
Заряд комплексного иона численно равен суммарному заряду внешней сферы и противоположен ей по знаку. Во внешней сфере комплексного соединения К3[Fe(CN)6] находятся три положительно заряженных иона калия. Следовательно, сам комплексный ион имеет три отрицательных заряда. Заряд комплексного иона равен сумме зарядов комплексообразователя и сумме зарядов лигандов. Отсюда в K3[Fe(CN)6] степень окисления железа равна 3.Комплексообразователями могут быть: а) положительные ионы неметаллов: Si 4, P 5, B 3, H2[SIF6], K[PF6] ; и др. б) ионы металлов, преимущественно d-элементов: Cu 2, Ag , Au 3, Cr 3, Pt 4;
Лиганды, занимающие во внутренней координационной сфере одно место, называются монодентатными, а два или несколько мест - соответственно би- и полидентатными.
Примерами бидентптных лигандов могут служить оксалат-ион С2О42- и молекула этилендиамина NH2-CH2-CH2-NH2.
Номенклатура комплексных соединений
Многие комплексные соединения до сих пор сохранили свои исторические названия, связанные с их цветом или именем ученого, их синтезировавшего. В настоящее время принципы наименования комплексных соединений утверждены комиссией по номенклатуре IUPAC. Ниже приведены основные правила, заимствованные из материалов этой комиссии, с учетом особенностей номенклатуры соединений, принятой в русском языке. Порядок перечисления ионов. Первым называют анион, затем катион: [Ag(NH3)2]Cl - хлорид диамминсеребра (I), K2[CUCL3] - трихлорокупрат (I) калия.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
