Класифікація і номенклатура комплексних сполук

Взаємозв`язок між зарядом комплексоутворювача та його координаційним числом

Заряд комплексоутворювача	Координаційне число	Приклад сполуки
+1 (Ag^+, Cu^+)		[Ag(NH3)2]Cl, K[Cu(CN)2]
+2 (Cu^2+, Zn^2+, Fe^2+, Ni^2+, Cd^2+, Hg^2+, Co^2+, Pd^2+, Pt^2+)	4, 6 (рідше)	[Cu(NH3)4](NO3)2, Na2[Zn(OH)4], K4[Fe(CN)6]
+3 (Cr^3+, Co^3+, Fe^3+, Al^3+, Bi^3+, B^3+, Si^4+)	6, 4 (рідше)	K3[Fe(CN)6], Na3[FeF6], H2[SiF6], K3[Co(NO2)6], K[BiI4], H[BF4],
+4 (Pt^4+, Pd^4+, Zr^4+, Hf^4+)	6, 8 (рідше)	K2[PtBr6], H2[PdCl6], [Pt(NH3)6]Cl4, K4[ZrF8], Na4[HfF8]

Ліганди поділяють на моно-, бі-, три -, і полідентантні. Монодентантний ліганд займає одне місце в координаційній сфері комплексу, наприклад, нейтральні молекули H₂O, NH₃, CO, NO та одновалентні кислотні залишки Cl^–, Br^–, I^–, F^–, CN^–, OH^–, CNS^–. Бідентантними лігандами виступають аніони дво- і багато основних кислот – CO₃^2–, SO₄^2–, C₂O₄^2–, P₂O₇^4– та більшість амінокислот. До тридентантних лігандів можна віднести аспарагінову кислоту, до полідентантних – деякі амінокарбонові та поліамінокарбонові кислоти.

Полідентантні органічні ліганди можуть утворювати циклічні комплекси. У зв’язку з цим, комплексними сполуками іноді називають молекулярні сполуки визначеного складу. Головним типом таких біополімерів є білки та нуклеїнові кислоти.

Комплексні сполуки численні й дуже різноманітні за складом і властивостями. В даний час комплекси класифікують у відповідності за типом лігандів, що їх утворюють:

1. Комплекси, що містять молекулярні монодентантні ліганди. Найважливішими представниками цього класу є:

а) гідрати, де лігандами є молекули води. Наприклад: [Ca(H₂O)₆]²⁺Cl₂^–, [Ca(H₂O)₄]²⁺NO₃^2– та ін. Кристалічні речовини, що включають такі комплекси називають кристалогідратами;

б) аміакати, в яких лігандами є молекули амоніаку, наприклад: [Ag(NH₃)₂]⁺ Cl^–; [Cu(NH₃)₄]²⁺ SO₄^2–;

в) карбоніли елементів-металів – ліганди молекули карбон (ІІ) оксиду, при цьому комплекс не має електричного заряду, наприклад [Fe(CO)₅], [Re(CO)₆] тощо.

2. Комплекси, які містять йонні ліганди або ацидокомплекси, в яких лігандами є кислотні залишки. Весь комплекс при цьому несе від’ємний заряд і може розглядатися як аніон будь-якої кислоти. Відповідно до назви ліганда ці комплекси називають гідроксокомплексами: [Al(OH)₆]^3–, [Zn(OH)₄]^2–, [Sn(OH)₆]^2–, фтор комплексами - [AlF₆]^3–, [BeF₄]^2–, [BF₄]^–, ціанокомплексами - [Ag(CN)₂]^–, [Fe(CN)₆]^4–, [Fe(CN)₆]^3– і т.д;

3. Особливу групу становлять циклічні, або хелатні, комплекси. Вони містять

бі- або полідентантний ліганд (найчастіше це органічна сполука), який наче захоплює центральний атом клешнями рака, утворюючи циклічну структуру:

У цих комплексах символом Ме позначено атом елемента-металу, а стрілкою - донорно-акцепторний звязок. Прикладами таких комплексів є оксалатний комплекс феруму триоксолатоферрат (ІІІ) [Fe(C₂O₄)₃]³⁺ i комплекс Платини (ІV) з етилендіаміном [Pt(NH₂-(CH₂)₂ - NH₂)₃]⁴⁺.

Хелатні сполуки мають високу міцність, оскільки центральний атом у них наче блокований циклічним лігандом. Найстійкішими є комплекси з п`яти- і шестичленними циклами. Хелати нерозкладаються під час сильного нагрівання і не руйнуються навіть у разі дії таких реактивів, які з йоном елементу-металу могли б утворити осади. До хелатних належать такі важливі для життя сполуки, як хлорофіл і гемоглобін. Гемоглобін складається з комплексу гема, зв’язаного з білком глобіном. У гемі центральним йоном є Fe²⁺, навколо якого координовані чотири атоми Нітрогену, що належать до складного ліганду з циклічними групами. Гемоглобін оборотньо приєднує кисень і переносить Оксиген з легень по кровоносній системі до всіх тканин. Хлорофіл, що бере участь у процесі фотосинтезу в рослинах, побудований аналогічно, але комплексоутворювачем у ньому є йон Mg²⁺.

Комплексні сполуки називають починаючи з катіона. Назву комплексного йона складають так: спочатку в алфавітному порядку зазначають кількість (використовуючи грецькі ­числівники: ди, три, тетра, пента, гекса і т.д.) і назву кожного негативно зарядженого ліганду із суфіксом «о» (Br^- – ­­­­­бромo, Cl^- – хлоро, CN^- – ціано, O^2- – оксо, OH^- – гідроксо, NO₂^- – нітро, O₂^2- – пероксо, NO₃^- – нітрато­, SO₄^2- – сульфато, S^2- – сульфідо (тіо), CO₃^2- – карбонато); потім – кількості і назви нейтральних лігандів (H₂O - аква, NH₃ - амін, CO - карбоніл, N₂H₄ - гідразин, CS - тіокарбоніл, NO - нітрозил тощо). Останнім називають комплексоутворювач та його ступінь окиснення (римськими цифрами після назви комплексоутворювача).

У назвах катіонних і нейтральних комплексних йонів не передбачено спеціальних закінчень, а назви аніонних комплексів мають суфікс – ат, що додається до кореня назви центрального атома.

У цілому для складання назви комплексної сполуки необхідно визначити за формулою зовнішню сферу та її заряд, потім заряд комплексного йона, заряди лігандів і ступінь окиснення комплексоутворювача.

Для ілюстрації принципів побудови назв наведемо приклади формул і назв відповідних типів сполук:

1. У сполуках з комплексними аніонами спочатку називають катіон, потім перелічують ліганди і вказують центральний атом із закінченням - ат:

K₂[PtCl₆] - калій гексахлороплатинат (ІV);

Na₂[Zn(OH)₄] - натрій тетрагідроксоцинкат (ІІ);

K₂[Fe(NO)(CN)₅] - калій пентаціанонітрозилферат (ІІІ);

K[Pt(NH₃)Br₅] - калій пентабромоамінплатинат (IV);

2. В сполуках з комплексними катіонами спочатку називають комплексний катіон, а потім – аніон:

[Ag(NH₃)₂]ClO₄ - діамінарґентум (І) перхлорат;

[Al(H₂O)₅OH]SO₄ - гідроксопентаакваалюміній (ІІІ) сульфат;

[Pt(H₂O)(NH₃)₂OH]NO₃ - гідроксоаквадіамінплатина (ІІ) нітрат;

3. У нейтральних комплексах без зовнішньої сфери центральний атом представляють у називному відмінку, ступінь окиснення центрального атома не вказують, оскільки його однозначно можна визначити з електронейтральності комплексу:

[Со(NH₃)₃Cl₃] - трихлоротриамінкобальт;

[Cr(H₂O)₃F₃] - трифторотриаквахром.

Комплексні сполуки з неорганічними й органічними лігандами широко застосовують у хімічному аналізі для виявлення та розділення йонів, маскування йонів, що заважають розчиненню осадів. Важливою властивістю багатьох комплексних сполук є їхня здатність прискорювати хімічні та біохімічні реакції. Механізм майже всіх каталітичних реакцій ґрунтується на утворенні проміжних активованих комплексів.

Дата добавления: 2014-11-25