Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Лекция 19. Комплексные соединения. Устойчивость комплексных соединений




 

1. Понятие о комплексных соединениях. Классификация комплексных соединений.

2. Диссоциация комплексных соединений. Константа образования и нестойкости комплексов.

3. Природа химической связи в комплексных соединениях.

 

1. Понятие о комплексных соединениях. Классификация комплексных соединений

Комплексные соединения – это важнейший класс химических веществ. Комплексные соединения чрезвычайно многообразны. Число известных в настоящее время комплексных соединений значительно больше такового всех других неорганических веществ. Эти соединения образуют собственный раздел химии.

Определить, что же такое есть комплексные соединения, трудно. В этом вопросе до сих пор нет единства взглядов, что связано с исключительным многообразием комплексных соединений и многообразием их характерных свойств.

Комплексными соединениями называются такие соединения, в узлах кристаллов которых находятся сложные частицы (комплексы), способные к самостоятельному существованию не только в кристалле, но и в растворах. Например, в узлах кристалла соединения [Co(NH3)6]Cl3 находятся ионы Cl- и [Co(NH3)6]3+, эти же частицы существуют и в растворе.

Следует, однако, сказать, что данное здесь определение понятия “комплексные соединения”, отражает существенные признаки соединений этого типа, далеко неисчерпывающее и применимо лишь в определенных пределах.

В структуре комплексного соединения различают следующие структурные единицы:

1. центральная частица или комплексообразователь – в качестве такой частицы может служить ион или центральный атом;

2. лиганды – это атомы, группы атомов или ионы, связанные с центральной частицей;

3. число лигандов, связанных с комплексообразователем, называется координационным числом. Координационное число характеризует координационную ёмкость комплексообразователя;

4. центральный атом (комплексообразователь) и лиганды образуют внутреннюю сферу. Внутренняя сфера заключается обычно при записи комплексного соединения в квадратные скобки;

5. частицы вне внутренней сферы образуют внешнюю сферу и представляют собой катионы или анионы.

Рассмотрим пример: K4[Fe(CN)6].

Fe2+ - комплексообразователь;

CN- - лиганды, их 6;

[Fe(CN)6]4- - внутренняя сфера, имеет заряд 4-;

6 – координационное число (к. ч. = 6);

ионы К+ - внешняя сфера.

Как уже говорилось, в качестве комплексообразователя могут выступать или катион, как в приведенном примере, или нейтральный атом, как, например, в карбонилах металлов: [Feo(CO)5], [Nio(CO)4].

Комплексообразование (способность играть роль центрального атома) особенно характерно для d- элементов, но в этом качестве способны выступать практически все элементы таблицы Менделеева. По комплексообразующей способности элементы располагаются в следующий ряд: d, f > p > s.

Самой низкой комплексообразующей способностью обладают s- элементы. В качестве примеров комплексных соединений d, p, s- элементов приведем следующие: [Ag(NH3)2]Cl, Na[Al(OH)4], K[BH4], H2[SiF6], K2[Be(OH)4].

Лигандами в комплексах могут выступать анионы (Cl-, J-, CN-, OH- и др.) и нейтральные молекулы (Н2О, NH3, N2H4 и др.).

Общим для всех этих частиц является присутствие в них атома с неподелённой электронной парой, способного по этой причине проявлять электронодонорные свойства.

Лиганды, содержащие только один электронодорный атом и поэтому образующие с комплексообразователем только одну σ – связь (например, NH3, CN- и др.), называются монодентатными (буквально, “однозацепными”).

Лиганды, которые имеют два донорных атома (например, этилендиамин NH2CH2CH2NH2) называются бидентатными. Известны также лиганды и с большим числом донорных атомов.

Координационное число характеризует координационную ёмкость комплексообразователя и определяется природой как комплексообразователя, так и лигандов. Под природой мы понимаем, прежде всего, заряд этих частиц и размеры: чем больше заряд комплексообразователя и ионный или атомный радиус, тем больше его координационная ёмкость. Известно, что с возрастанием порядкового номера элемента в группе периодической системы Менделеева Д.И. ионный и атомный радиус элементов возрастает. В этом же направлении возрастают и координационные числа элементов. Так, для d- металлов четвертого периода наиболее характерны координационные числа 4, 6, а для их аналогов шестого периода становятся обычными координационные числа 8, 9, 10 и даже 12.

Если сравниваются центральные частицы (комплексообра-зователи) близкого радиуса, то решающее значение приобретает их заряд. Найдена такая зависимость между степенью окисления центральной частицы и координационным числом:

с.о. к.ч. П р и м е р
+1   [Ag(NH3)2]+, [Cu(NH3)2]+
+2   [Cu(NH3)4]+2
+3   [Cr(H2O)6]+3
+4 6, 8 [Рt(H2O)4Cl2]+2

По характеру электрического заряда различают катионные, анионные и нейтральные комплексы. Например: [Ag(NH3)2]+, [Al(OH)4]-, [Pt(NH3)2Cl2]o.

По природе лигандов различают следующие комплексные соединения:

1) аквакомплексы – (лиганды – молекулы воды) [Cr(H2O)6]Cl3; [Cu(H2O)6]SO4.

2) аммиакаты – (лиганды – молекулы аммиака) [Cu(NH3)4]SO4; [Ag(NH3)2]Cl.

3) гидроксокомплексы – (лиганды – ионы ОН-) К2[Zn(OH)4]; Na2[Sn(OH)6].

4) ацидокомплексы – (лиганды – кислотные остатки, т.е. анионы) K4[Fe(CN)6], K2[HgJ4].

5) комплексные соединения смешанного типа – (в одном комплексе различные лиганды) [Co(NH3)4Cl2]Cl, [Pt(NH3)4Cl2]Cl2.

6) отдельный класс комплексных соединений составляют многоядерные комплексы, которые имеют более одной центральной частицы:

Н

[(NH3)5Co – O – Co(NH3)5] Cl5

7) хелатные (клешневидные) комплексные соединения. Если оба донорных атома бидентатного лиганда связаны с одним и тем же центральным атомом и образуют таким образом замкнутую систему, то такое комплексное соединение называется хелатом (от греческого chela – клешня). Например:

 

2+

H2C – NH2 H2N – CH2

æ å

Cu

ä ã

H2C – NH2 H2N – CH2

 

Координационное число Cu+2 равно 4.

Названия комплексных соединений образуются аналогично названиям простых солей, кислот и оснований с той лишь разницей, что указывают лиганды и степень окисления комплексообразователя. При этом лиганды называют:

Н2О – “аква” ОН- – “гидроксо” SO42- – “сульфато”

NH3 – “амин” Cl- – “хлоро” NO3- – “нитрато”

СО – “карбонил” CN- – ”циано” NO2- – “нитрито”

В названии большинства лигандов окончанием служит буква “о”. Исключений из этого правила немного. Например, “амин”, “карбонил”.

Основные правила номенклатуры комплексов следующие:

1) в первую очередь называют катион (комплексный или простой);

во вторую – анион (комплексный или простой);

2) название комплексной частицы начинается с лигандов, при этом указывается их число – ди-, три-, тетра-, пента-, гекса- и т.д. Затем называют комплексообразователь (русское или латинское название) и указывается в скобках римскими цифрами его степень окисления;

3)если комплексная частица является анионом, то к названию комплексообразователя добавляется окончание – ат.

Примеры: Na2[PtCl6] – натрия гексахлороплатинат (IV);

[Cr(H2O)6]Cl3 – гексааквахрома (Ш) хлорид;




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 2103; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.021 сек.