Внутрикомплексные соединения. Полиядерные комплексы. Комплексные соединения в биологических системах. Понятие о строении гемоглобина

Константы нестойкости комплексных ионов

Поведение кс в растворах

Природа химических связей в КС. Геометрия комплексного иона.

Согласно методу валентных связей *, образование комплексных соединений * осуществляется за счет донорно-акцепторного * взаимодействия между комплексообразователем * и лигандами *. Обычно центральный атом имеет свободные орбитали *, а лиганды имеют неподеленные электронные пары. В образовании такой координационной связи могут участвовать ns-, np-, nd- или (n–1)d- орбитали, где n – номер внешнего электронного слоя комплексообразователя. Координационное число * определяется гибридизацией * орбиталей центрального атома:

КЧ
Гибридизация	sp	sp^3, dsp^2	sp^3d^2, d^2sp^3

Геометрия комплексного иона определяется типом гибридизации свободных орбиталей ЦА

Диссоциация ионов, как и диссоциация всякого слабого электролита, подчиняется закону действия масс и может быть охарактеризована соответствующей константой равновесия, называемой константой нестойкости комплексного иона.

Константы нестойкости для различных комплексных ионов весьма различны и могут служить мерой устойчивости комплекса. Константы нестойкости, в выражения которых входят концентрации ионов и молекул, называются «концентрационными». Более строгими и не зависящими от концентраций и ионной силы раствора являются константы нестойкости, содержащие вместо концентраций активности ионов и молекул.

В последнее время для характеристики устойчивости комплексных соединений предпочитают пользоваться величиной, обратной константе нестойкости, называемой константой устойчивости.

До сих пор шла речь об общих константах нестойкости и, устойчивости, относящихся к распаду комплекса на конечные продукты. В действительности же в растворах имеет место ступенчатая диссоциация комплекса, аналогично ступенчатой диссоциации слабых электролитов, например многоосновных кислот.

Значения констант нестойкости и устойчивости приводятся в справочниках по химии. С помощью этих величин можно предсказать течение реакций между комплексными соединениями: при сильном различии констант устойчивости реакция пойдет в сторону образования комплекса с большей константой устойчивости или, что равноценно, с меньшей константой нестойкости.

Внутрикомплексные соединения (хелаты) — образуются, при взаимодействии ионов металлов с молекулами некоторых органических веществ. В молекулах Внутрикомплексных соединений имеется шестичленный или пятичленный цикл. Напр., внутрикомплексное соединение Be (П) с ацетил ацетоном (в енольной форме) СН₃—СO—СН=С(OH)—СН₃ имеет следующее строение:

Ацетилацетон присоединен к центральному атому (иону-комплексообразователю) бериллию как за счет главной валентности (сплошная черта), так и за счет побочной валентности (обозначена пунктиром). Внутрикомплексные соединения используют в химии для разделения, концентрирования и определения различных элементов.

ПОЛИЯДЕРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ (многоядерные соед.), координац. соед., в молекулах к-рьгх имеется неск. атомовметаллов, окруженных лигандами и связанных друг с другом посредством мостиковых групп. Наиб. изучены би-и триядерные координац. соединения. Когда число атомов металлов велико, такие соед. наз. координационными или металлсодержащими полимерами, металлополимерами (см. Координационные полимеры). Соотношение между полиядерными соединениями и координац. полимерами такое же, как и между мономерами (и олигомерами) иполимерами в карбоцепных высокомол. соединениях. К полиядерным соединениям иногда относят соед., содержащие ячейки из непосредственно связанных друг с другом атомов металлов, обычно наз. кластерами. Различают гомо- и ге-терометаллические полиядерные соединения. Расстояния металл-металл в полиядерных соединениях варьируют в широких пределах, иногда могут достигать 1 нм и более.

Комплексные соединения – основная форма присутствия ионов металлов в биологических системах. Функции ионов металлов в живых системах: каталитическая, транспортная, перенос электронов, передача нервных импульсов, регуляторная.

Основные аспекты бионеорганической химии некоторых металлов в биологических системах:

• роль железа и меди в энергетике клетки: металлопорфирины гем – белки, медьсодержащие оксидазы;

• магний и фотосинтез: металлопорфирин хлорофилл;

• фиксация атмосферного азота при помощи нитрогеназы – комплекса белков, содержащих железо и молибден;

• многофункциональные ионы (Co²⁺, Ca²⁺, K⁺, Na⁺): кобаламин, его производное витамин В₁₂; роль кальция в функционировании костно-мышечной системы и свертывании крови; роль ионов K⁺ и Na⁺ в распространении нервных импульсов.

Гемоглоби́н (от др.-греч. αἷμα — кровь и лат. globus — шар) — сложныйжелезосодержащий белоккровосодержащих животных, способный обратимо связываться с кислородом, обеспечивая его перенос в ткани. У позвоночных животных содержится вэритроцитах, у большинствабеспозвоночных растворён в плазме крови (эритрокруорин) и может присутствовать в других тканях^[1].

Дата добавления: 2014-11-16