Здавалка
Главная | Обратная связь

Метод валентных связей в описании комплексных соединений.



Теория комплексных соединений.

План

Основные положения теории комплексных соединений А. Вернера

Классификация и номенклатура комплексных соединений

Метод валентных связей в описании комплексных соединений.

Изомерия комплексных соединений

Диссоциация комплексных соединений.

Хелаты и комплексоны.

 

Основные положения теории комплексных соединений А. Вернера

После создания учения о валентности, все соединения условно стали разделять на: простые или атомные, или первого порядка, и комплексные или молекулярные или высшего порядка. Такое деление вызвано прежде всего тем, что многие молекулы уже с реализованными химическими связями способны вступать в дальнейшее взаимодействие с образованием более сложных соединений, проявляющих абсолютно новые химические свойства, нехарактерные для соединений первого порядка. Такие соединения получили названия комплексных.

В настоящее время не существует какого либо однозначного определения этих соединений, которые могло полно охарактеризовать их структуру и химические свойства.

Некоторые из них:

Комплексными называются определенные молекулярные соединения, при сочетании компонентов которых образуются положительно или отрицательно заряженные ионы, способные к существованию, как в кристалле, так и в растворе.

Комплексными называются молекулярные соединения, не показывающие в растворе всех свойств характерных для их соединений первого порядка.

Комплексными называются соединения, в узлах кристаллов которых находятся комплексные ионы, способные самостоятельно существовать в растворах.

Комплексные соединения – это самый обширный класс неорганических соединений, имеющих огромное биологическое значение: хлорофиллы в растениях, гемоглобин у животных, различные цитохромы, витамины.

Первой удачной теорией, позволяющей объяснить образование комплексных соединений из валентнонасыщенных простых молекул, была координационная теория Альфреда Вернера, предложенная в 1893 году.

1. Согласно этой теории, атомы могут проявлять не только обычную «главную» валентность (число электронов, которые принимают участие в образование химической связи по обменному механизму), но и «побочную», связанную с наличием вакантных атомных орбиталей или не поделенных электронных пар. Главная валентность у катионов металлов насыщается только противоионами, побочная противоионами или нейтральными молекулами.

Главная и побочная валентность в комплексном ионе не различаются по своей природе. В частности все атомы водорода в катионе аммония одинаковы как по расположению, так и по энергии связи.

2. В каждом комплексном ионе имеется центральный атом, вокруг которого располагаются координированные им ионы или нейтральные молекулы. Внутренняя сфера комплекса всегда обозначается [ ]. Общая формула внутренней сферы комплекса выглядит следующим образом:

Ме – ион- комплексообразователь

L – координированная частица (ион или нейтральная молекула).

z- заряд внутренней сферы

 

3. Число ионов или молекул, которые координированы вокруг центрального атома, называется координационным числом. К.Ч. связано с зарядом центрального атома.

Заряд +1 +2 +3 +4

К.Ч. 2 2, 4 4, 6 8

4. Координированные атомы, ионы или молекулы находящиеся вокруг центрального атома называются лигандами или адендами. Совокупность центрального атома и лигандов называется внутренней сферой. Если внутренняя сфера заряжена, то имеется еще и внешняя сфера, которая представлена противоионом. В целом молекула комплексного соединения электронейтральна.

 

 

Комплексы могут быть:

а) катионные [Cu(NH3)4]2+ , [Co(H2O)6]2+, если внутренняя сфера является катоном;

б) анионные [Al(OH)6]3-, [Fe(CN)6]4-, если внутренняя сфера является анионом;

в) нейтральные [Fe(CO)5], [Cr(NH3)3Cl3], если внутренняя сфера не несет заряда;

В зависимости от того, чем представлен лиганд, выделяют:

Аквакомплексы – в качестве лиганда выступает молекула воды Н2О;

Ацидокомплексы- в качестве лиганда выступают анионы кислот (Cl-, NO2-, SO42- и т.д.);

Аммиакаты - если лигандом выступает молекула аммиака (NH3);

Амминаты - если лиганд содержит аминогруппу (NH2);

Карбонилы - если лиганд представлен группой (СО);

Гидроксокомплексы - если лиганд гидроксогруппа ОН- .

 

Номенклатура комплексных соединений.

1)Комплексные соли называются также как обычные - анион, потом катион

[Cr(NH3)6](NO3)3 - нитрат гексамминхрома(III)

2) Лиганды называются следующим образом:

нейтральные - как молекулы, кроме H2O - аква, NH3 - аммин;

анионы - суффикс “o” - хлоро, нитро; сульфито; сульфато

катионы - суффикс “иум” - гидразиниум.

3) Порядок лигандов: сначала анионы, потом нейтральные молекулы, и наконец, катионы. Внутри каждой группы в порядке увеличения сложности.

[Pt(NH3)4(NO2)Cl]SO4 - сульфат хлоронитротетрамминплатины (IV)

(NH4)[Cr(NH3)2(NCS)4] – тетраизотиоцианатодиамминхромат (III) аммония.

4) Числовые приставки - ди-, три-, тетра-, пента-, гекса- … Но если в названии лиганда присутствует уже ди- или три-, (этилендиамин), для благозвучия договорились количество лигандов обозначать бис-, трис-, тетракис-.

K3[Al(C2O4)3] - триоксалатоалюминат(III) калия, но

[Co(en)2Cl]SO4 - сульфат хлоро-бис-этилендиаминкобальта(III)

5) Окончания - анионные комплексы кончаются на -ат, как обычные анионы, катионные - как обычные катионы, нейтральные - как металл.

Сa2[Fe(CN)6] - гексацианоферрат(II) кальция,

[Fe(H2O)6]SO4 - сульфат гексаакважелеза(II),

[Ni(СО)4] - тетрокарбонилникель(II)

6) Степень окисления металла (высчитывается из общей электронейтральности всей молекулы комплексного соединения) - римские цифры в скобках. Но в комплексах бывают и необычные степени окисления металлов - 0, -1. Они пишутся арабскими цифрами.

Na[Co(CO)4] - тетракарбонилкобальтат(-1) натрия.

В зависимости от того сколько связей образует лиганд с центральным атомом различают монодентантные, би и полидентантые лиганды. Многие многоатомные лиганды способны образовывать координационную связь с комплексообразователем разными атомами. Такие лиганды получили названия амбидентантных. Например: анион NCS- способен образовывать связь азотом и серой.

Существует еще одна разновидность лигандов – мостиковые

К таким лигандам могут относится частицы, имеющие несколько атомов доноров, либо несколько донорных электронных пар в одном атоме: NCS-, I-, OH-, NH2- Такие лиганды связывают комплоексообразователи между собой.

 

На рисунке изображен двуядерный комплекс где мостиковые лиганды NH2- и OH- два иона- комплексообразователя (Со3+)

Метод валентных связей в описании комплексных соединений.







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.