Химическая связь в комплексных соединениях

Комплексные соединения, их строение и номенклатура. Химическая связь в комплексных соединениях.

Под комплексными соединениями (КС) понимают соединения, содержащие комплексный ион. В настоящее время интенсивно развивается изучение закономерностей КС, и большинство неорганических соединений относят к этому классу (особенно аквакомплексы). Такое соединение как Н₂SO₄ может из раствора выделен с 2Н₂О, 5Н₂О (аквакомплексы). Н₂SO₄ * 55Н₂О. Поэтому водные растворы даже Н₂SO₄ рассматривают как КС. Образование КС может протекать по 2-м типам:1. По функции обмена:

1. Hg(NO₃)₂ + KJ -> HgJ₂¯ + 2KNO₃

Hg₂+ + 2J^- -> HgJ₂¯

2. HgJ₂¯ + 2KJ_изб -> K₂[HgJ₄] – тетраподомеркурлат K. Раствор бесцветный.

Примечание: В данном случае - комплексный ион-анион. По функции обмена может образоваться и комплексный катион.

1. AgNo₃ + HCl -> AgCl¯ + HNO₃

Осадок не раств. В воде, кислоте, щелочи

1. AgCl¯ + 2NH₃ -> [Ag(NH₃)₂]Cl + H₂O бесцветный раствор хлориддиамино Ag (2NH₃ – 25%)

комплексный ион-катион.

Создателем теории КС является Альфред Вернер который в 1914г получил Нобелевскую премию. Основные положения:

1. Комплексный ион содержит комплесообразователь. В качестве комплексообразователя выступает металлы. Чаще всего d– элементы.

2. Вторым компонентом КС являются лианды. В качестве лиандов могут выступать все анионы и нетральные полярные молекулы.

3. Комплексный ион в реакциях выступает как единое целое и поэтому по международному соглашению во всем мире комплексный ион заключается в квадратные скобки.

4. Число показывающее сколько лиандов может присоединять комплексное образование называется координационным числом.

Величена координационного числа может зависеть:

от заряда комплесообразователя,

от природы лиганда,

от пространственной структуры комплексного иона.

5. Заряд комплексного иона определяется как алгебраическая сумма (нитральные полярные молекулы заряда не имеют).

6. КС имеют внешнюю координационную сферу. В целом КС электронейтральны.

НОМЕНКЛАТУРА:

Если комплексный ион анион, то соединение называют в следующем порядке – координационное число с окончанием а, лиганды с окончанием о, комплексообразователь с суфексом ат, последним называют внешнюю сферу.

Ртуть – меркуриат, серебро – аргентат, золото – аурат.

K₃[Co(CN)₆] – гексоугеанокобольтат 3 калия

Если комплексный ион имеет смешаные лиганды, то название соединения звучит в следующем порядке – сначало называют заряженные лиганды.

В образовании КС от комплексообразователя принимает участие d-орбитали: dxz, dxy, dyz, dx²-y^2, dz^2.

Такое замечание, что 3 орбитали t2g, орбитали 4 и 5 обозначаются lg.

Все лиганды по своему действию на комплексообразователи разделяются:

поле сильных лигандов. Такие лиганды способны деформировать d-орбитали комплексообразователя и смещать электронную плотность. К таким лигандам относятся: CO, CN^-, NO^-_2, NH₃ H₂O.

поле слабых лигандов. Такие лиганды не способны перераспределять электронную плотность на орбитали комплексообразователя. К таким лигандам относятся: OH^-, Cl^-, Br^-, J^-, F^-.

все другие лиганды занимают промежуточное место и зависят от природы комплексообразователя и его заряда. Способны в какой-то мере перераспределять электронную плотность. С позиций МВС. Все закономерности МВС можно перенести на комплексный ион.

связь образуют ионы с противоположными спинами.

энергия комплексного иона уменьшается по сравнению с комплексообразователем и лигандом.

электронная плотность в комплексном соединении всегда смещена к лигандам.

МВС объясняет магнитные свойства не сумел объяснить их цветность. В основе теории кристаллического поля (ТКП) лежит основное положение – в поле лигандов происходит расщепление d-подуровня, в результате которого d-орбитали становятся разными. С d-орбитали снимается выражденность. В зависимости от пространственной конфигурации такая вырожденность будет различна.

Теория поля лигандов включает в себя ММО и ТКП. С позиции ММО в химических связях в комплексном ионе принимают участие все орбитали комплексообразователя и лигандов. Электроны по молекулярной орбитали распределяются в соответствии с квантово-механическими закономерностями, однако учитывают расщепление кристаллическим полем лигандов d-орбитали комплексообразователя.

Различают три типа КС:

1. Арцидокомплексы – лигандами являются анионы.

2. Аммиакатные комплесы - лигандами являются молекулы аммиака.

3. Аквакомплексы – очень важным в аквакомплексе является получение двух различных солей. Аквакомплексы очень неустойчивы. К_нест» 10^-3, поэтому в водных растворах они диссоциируют нацело.

FeSO₄ * (NH₄)₂SO₄ * 12H₂O – соль Мора

(NH₄)₂[Fe²⁺(SO₄)₂] – дисульфатоферрат2аммония

(NH₄)₂[Fe(SO₄)₂] -> 2NH₄⁺ + Fe²⁺ + 2SO₄^2- + 12H₂O

Дата добавления: 2014-01-05