Координационная теория Вернера

По Вернеру формулу комплексного соединения можно разбить на две части: внутреннюю сферу и внешнюю сферу.

Внутренняя сфера (синонимы: комплексная частица, комплекс) состоит из центрального атома или иона (комплексообразователь) и частиц, окружающих комплексообразователь (лиганды). В формуле вещества комплекс выделяется квадратными скобками. Во внешнюю сферу входят обычные ионы, которые компенсируют общий заряд комплекса. Если комплекс имеет нулевой заряд, то внешняя сфера в соединении отсутствует.

Пример 1. [Zn⁺²(NH₃)]⁺²(OH)

комплекс [Zn(NH₃)₄]⁺²

комплексообразователь Zn⁺²

лиганды NH₃

внешняя сфера ионы ОH^-.

Пример 2. K[Fe⁺³ (CN)]^-3

комплекс [Fe(CN)₆]^-3

комплексообразователь Fe⁺³

лиганды CN^-

внешняя сфера ионы К⁺.

Пример 3. [Pt⁺²(NH₃)Cl]⁰

комплекс [Pt (NH₃)₂Cl₂]

комплесообразователь Pt⁺²

лиганды NH₃ и Cl^-

внешняя сфера отсутствует.

Пример 4. [Fe⁰(CO)]

комплекс [Fe(CO)₅]

комплексообразователь атом Fe

лиганды СО (молекулы)

внешняя сфера отсутствует.

В большинстве комплексных соединений в качестве комплексообразователей выступают ионы или атомы d- и f- металлов. Значительно реже - катионы р - элементов (в основном р - металлов). Для комплексообразователя вводится понятие о координационном числе (КЧ). КЧ равно числу s - связей между комплексообразователем и лигандами в комплексе. В настоящее время обнаружены следующие КЧ = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 12. Чаще всего встречается КЧ= 6, 4 и 2.

Как правило, один и тот же комплексообразователь в своих комплексах может проявлять различные координационные числа. Так, например, ион Со⁺² в одних комплексах имеет КЧ=4 [CoCl₄]^-2, а в других - КЧ=6 [Co(H₂O)6]⁺².

КЧ является понятием аналогичным валентности, поэтому раньше для КЧ использовался синоним: “координационная валентность”.

В качестве лигандов в комплексе могут выступать как различные анионы (F^-; Cl^-; Br^-; J^-; OH^-; CN^-; CNS^-; NO; SOи т.д.), так и некоторые молекулы (NH₃; H₂O; CO; NO; Cl₂ и т.д.). Лиганды характеризуются координационной емкостью (дентантность), равной числу s - связей, которыми данный лиганд соединен с комплексообразователем. Известны лиганды с дентантностью 1(монодентантные), 2 (бидентантные), 3 (тридентантные), 4 (тетрадентантные), 6 (гексадентантные). Лиганды с дентантностью 2, 3, 4 и 6 называются полидентантными. Подавляющее большинство лигандов - монодентантны (образуют одну связь с комплексообразователем): H₂O; NH₃; OH^-; F^-; Cl^-; Br^-; J^- и т.д. Полидентантных лигандов значительно меньше. Например, бидентантными лигандами являются оксалат-анионы С₂О(это кислотный остаток щавелевой кислоты), SO; CO. Причем, ионы SOи СОв некоторых комплексах являются монодентантными.

Пример. Ион Со⁺³ образует комплексы

[Co(NH₃)₄SO₄]⁺ и [Co(NH₃)₅SO₄]⁺.

В этих комплексах КЧ (Со⁺³)= 6.

Дентантность лиганда NH₃ всегда равна 1, поэтому ион SOв первом комплексе бидентантен, а во втором - монодентантен.

Дата добавления: 2014-01-20