Комплексные соединения

Содержание

Слайд 2

Соединения первого порядка (валентно-ненасыщенные) Соединения высшего порядка (валентно-насыщенные) Fe (CN)3 +

Соединения первого порядка (валентно-ненасыщенные)

Соединения высшего порядка (валентно-насыщенные)

Fe (CN)3
+
3KCN

K3[Fe(CN)6]

CoCl6
+
3NH3

[Co(NH3)6]Cl3

BF3
+
HF

Ni
+
4CO

H[BF4]

[Ni(CO)4]

Слайд 3

Комплексные соединения – … … молекулярные соединения, не показывающие в растворе

Комплексные соединения – …

… молекулярные соединения, не показывающие в растворе всех

свойств исходных для них, соединений первого порядка, т.е. соединения определённого состава, образованные в результате координации ионов или нейтральных молекул вокруг центрального атома или иона.
[MLn]Xm
M – центральный атом
L – лиганд
X – внешняя сферическая частица
MLn – комплексный ион
Слайд 4

Теория А. Вернера (1893г.) Основные положения: Катионы могут проявлять не только

Теория А. Вернера (1893г.)

Основные положения:
Катионы могут проявлять не только основную валентность,

но и дополнительную. Основные валентности насыщаются только анионами, дополнительные – и анионами, и нейтральными молекулами.
Каждый комплекс имеет центральный ион (комплексообразователь).
Каждый комплекс характеризуется координационным числом, которое показывает количество ионов или молекул, находящихся вокруг центрального атома.
Слайд 5

Теория А. Вернера (1893г.) Координированные ионы и молекулы называются лигандами, они

Теория А. Вернера (1893г.)

Координированные ионы и молекулы называются лигандами, они образуют

внутреннюю сферу координационного соединения.
Ядро комплекса составляет центральный ион и внутренняя сфера. Ядро может быть заряженным и нейтральным.
Если ядро заряжено, то комплекс имеет внешнюю сферу, т.к. ядро способно притягивать противоположно заряженный ион.
K3[Fe(CN)6] ↔ 3K+ + [Fe(CN)6]3–
ионная связь
Слайд 6

Строение комплексных соединений Калий гексацианоферрат (III) Fe3+ CN- CN- CN- CN-

Строение комплексных соединений

Калий гексацианоферрат (III)

Fe3+

CN-

CN-

CN-

CN-

CN-

CN-

K+

K+

K+

Ион комплексообразователя

лиганды

Внутренняя сфера

Внешняя сфера

[ (CN)6]

К3

[Fe

→3 K+

→ [Fe (CN)6]3-
Слайд 7

Номенклатура комплексных соединений Первым называют анион, вторым – катион. В комплексном

Номенклатура комплексных соединений

Первым называют анион, вторым – катион.
В комплексном ионе или

молекуле первым указывают лиганды (сначала анион, затем – нейтральные, в алфавитном порядке).
Комплексным катионам пристраивается окончание «о»; нейтральные лиганды называются, как соответствующие молекулы. Например, Н2О – аква, NH3 – амин.
Слайд 8

Номенклатура комплексных соединений Комплексообразователь (указывается его степень окисления римскими цифрами). В

Номенклатура комплексных соединений

Комплексообразователь (указывается его степень окисления римскими цифрами). В комплексном

катионе названия русские, в анионе – латинские с суффиксами «ат».
Число лигандов каждого вида указывают приставками (ди-, три-, тетра- и т.д.).
[Cr(NH3)6]3+Cl3 – гексаамминхрома (III)
[CoF6]3–Na3 – гексафторокобальтат (III) натрия
Слайд 9

Классификация комплексных соединений по разным признакам 1. По знаку электрического заряда

Классификация комплексных соединений по разным признакам

1. По знаку электрического заряда комплекса

2. Принадлежности

к определённому классу соединений

3. Природе лигандов

4. Внутренней структуре комплексного соединения
(число ядер; наличие циклов).

[Co(CN)2(NH3)4]Cl

хлорид
тетраамминдициано
-кобальт (III)

Анионные

K4[Fe(CN)6]

гексацианоферрат (II) калий

Нейтральные

[Ni(CO)4]

Тетракарбонил никель (II)

Катионные

Слайд 10

2. По принадлежности к определённому классу соединений комплексные гидрооксид диамминсеребра (I)

2. По принадлежности к определённому классу соединений

комплексные

гидрооксид
диамминсеребра (I)

кислоты

основания

соли

H[AuCl4]

[Ag(NH3)2]OH

K2[HgI4]

водород
тетрахлороаурат

(III)

тетраиодомеркурат (II)
калия

Классификация комплексных соединений по разным признакам

Слайд 11

3. По природе лигандов Аммиакаты [Ni(NH3)6]Cl2 Аквакомплексы [Co(H2O)6]SO4 Ацидокомплексы K[Cu(CN)2] Карбонилы

3. По природе лигандов

Аммиакаты
[Ni(NH3)6]Cl2

Аквакомплексы
[Co(H2O)6]SO4

Ацидокомплексы
K[Cu(CN)2]

Карбонилы [Fe(CO)5]

Гидроксокомплексы K3[Al(OH)6 ]

Цианидные
K4[Со(CN)6]

Карбонатные
[Fe(CO3)(NH3)]Cl

Разнолигандные
[CoI(NH3)5]Cl2
NH4[Cr(SCN)4(NH3)2]

Классификация комплексных соединений по

разным признакам
Слайд 12

Классификация комплексных соединений по разным признакам 4. По наличию или отсутствию

Классификация комплексных соединений по разным признакам

4. По наличию или отсутствию циклов

Простые

Fe4[Fe(CN)6]3

Циклические

2+

Внутрикомплексные соединения

диметилглиоксимат

никеля (II)

Хелаты

Хлорид
[(бис-этилендиамин)медь (II)]

берлинская лазурь

Слайд 13

Классификация лигандов .. .. .. Монодентатные: Н2О, NH3, CO. .. ..

Классификация лигандов

.. .. ..
Монодентатные: Н2О, NH3, CO.
.. ..
2.

Бидентатные: H2N – CH2 - CH2 – NH2,
.. ..
3. Полидентатные: -OOCCH2 CH2COO-
.. ..
N-CH2-CH2–N
.. ..
-OOCCH2 CH2COO-
Слайд 14

Гибридизация – … … смешение и выравнивание по форме и энергии

Гибридизация – …

… смешение и выравнивание по форме и энергии орбитали,

принадлежащих разным уровням и подуровням.
Слайд 15

Типы гибридизации орбиталей центрального иона Атом Fe: Fe0 1s22s22p63s23p6 4s23d6 Fe3+ 1s22s22p63s23p6 4s03d5 Ион Fe3+:

Типы гибридизации орбиталей центрального иона

Атом Fe:

Fe0 1s22s22p63s23p6 4s23d6

Fe3+ 1s22s22p63s23p6 4s03d5

Ион

Fe3+:
Слайд 16

Внутрисферный комплекс [FeCN6]3– С 1s22s22р2 Ион СN−: CN 2s22p5 N 1s22s22p3

Внутрисферный комплекс [FeCN6]3–

С 1s22s22р2

Ион СN−:

CN 2s22p5

N 1s22s22p3

s

p

d

3

4

d2sp3

под действием силы поля

лигандов происходит спаривание электронов на d-подуровне.
Слайд 17

Ион F−: F 1s22s22p5 [FeF6]3- Внешнесферный комплекс [FeF6]3– d2sp3

Ион F−:

F 1s22s22p5

[FeF6]3-

Внешнесферный комплекс [FeF6]3–

d2sp3

Слайд 18

Спектрохимический ряд СO > CN– > NH3 > NO2– > H2O

Спектрохимический ряд
СO > CN– > NH3 > NO2– > H2O >

OH− > F− > NО3−> SCN−
≈ Cl− > Br− > I−

Сильные обладают способностью спаривать электроны центрального иона. Слабые – никогда.

Слайд 19

[Co(H2O)6]2+ розовый [Co(CH3COO)2] ярко-розовый [Co(NO2)6]4- оранжевый [Co(NH3)6]2+ буро-розовый Усиление поля лигандов

[Co(H2O)6]2+ розовый
[Co(CH3COO)2] ярко-розовый
[Co(NO2)6]4- оранжевый
[Co(NH3)6]2+ буро-розовый

Усиление поля лигандов

Влияние поля лигандов на

окраску комплексов
Слайд 20

K3[Fe(CN)6] 3K+ + [Fe(CN)6]3- [Ag(NH3)2]Cl [Ag(NH3)2]+ + Cl- Диссоциация КС по внешней сфере (первичная диссоциация)

K3[Fe(CN)6] 3K+ + [Fe(CN)6]3-
[Ag(NH3)2]Cl [Ag(NH3)2]+ + Cl-

Диссоциация КС
по внешней сфере
(первичная

диссоциация)
Слайд 21

[Ag(NH3)2]+ [Ag(NH3)]+ + NH3 [Ag(NH3)2]+ Ag+ + 2 NH3 Диссоциация КС

[Ag(NH3)2]+ [Ag(NH3)]+ + NH3

[Ag(NH3)2]+ Ag+ + 2 NH3

Диссоциация КС по внутренней

сфере
(вторичная диссоциация)

[

]

[

]

[

]

)2

(NH3


Ag


NH3

]

[Ag

KH

2

=

=

+

+

Слайд 22

Реакции комплексных соединений по внешней сфере 2K3[Fe(CN)6] + 3FeSO4 = Fe3[Fe(CN)6]2↓

Реакции комплексных соединений
по внешней сфере

2K3[Fe(CN)6] + 3FeSO4 =
Fe3[Fe(CN)6]2↓ + 3K2SO4
[CoCl2(NH3)4]Cl

+ AgNO3 =
[CoCl2(NH3)4]NO3 + AgCl↓
K4[Fe(CN)6] + 4HCl = H4[Fe(CN)6] + 4KCl
H2[PtCl6] + 2CsOH = Cs2[PtCl6] + 2H2O
Fe4[Fe(CN)6]3 + 12 KOH =
4Fе(OH)3↓ + 3K4[Fe(CN)6]
Слайд 23

Реакции комплексных соединений с разрушением комплекса 1.Образование более прочного комплекса Fe3+

Реакции комплексных соединений с разрушением комплекса 1.Образование более прочного комплекса Fe3+ + 6

SCN- = [Fe(SCN)6]3- красная окраска [Fe(SCN)6]3- + 6 F- = 6 SCN- + [FeF6]3- отсутствие окраски [FeF6]3- + Al3+ = Fe3+ + [AlF6]3-; отсутствие окраски
Слайд 24

3. Разбавление K[AgCl2] = KCl + AgCl↓ 5. Окислительно-восстановительные реакции 2K3[Cr(ОH)6]

3. Разбавление
K[AgCl2] = KCl + AgCl↓

5. Окислительно-восстановительные реакции
2K3[Cr(ОH)6]

+ 3Сl2 + 4KOH =
2K2CrO4 + 6KCl + 8H2O

4. Нагревание
K3[Cr(ОH)6] = 3KOH + Cr(OH)3↓

2. Образование малорастворимого соединения
[Ag(NH3)2]NO3 + KI = AgI↓ + 2NH3 + KNO3

Слайд 25

Комплексообразующая способность s, p, d элементов Типичные комплексообразователи – d элементы.

Комплексообразующая способность s, p, d элементов

Типичные комплексообразователи – d элементы.
Mn –

комплексы с белками, нуклеиновыми кислотами. Эти комплексы – составная часть металлоферментов (аргиназа, холинэстераза)
Слайд 26

Комплексообразующая способность s,p,d элементов Fe – входит в структуру гемоглобина.

Комплексообразующая способность s,p,d элементов

Fe – входит в структуру гемоглобина.

Слайд 27

Слайд 28

Комплексообразующая способность s,p,d элементов Со – входит в состав кобаламина (витамин

Комплексообразующая способность s,p,d элементов

Со – входит в состав кобаламина (витамин В12).
Способность

к комплексообразованию уменьшается в следующем порядке: f>d>p>s.
Слайд 29

Металлолигандный гомеостаз – … … поддержание в организме постоянной концентрации ионов

Металлолигандный гомеостаз – …

… поддержание в организме постоянной концентрации ионов эссенциальных

d элементов.
Причины нарушения:
Попадание металлов-токсикантов из окружающей среды.

Hg2+

SO3Na

Слайд 30

Причины нарушения Из-за выработки организмом «фальшивых» лигандов. Пример этого – аутоимунное заболевание красная волчанка.

Причины нарушения

Из-за выработки организмом «фальшивых» лигандов. Пример этого – аутоимунное заболевание

красная волчанка.
Слайд 31

Причины нарушения В состав чая, кофе и соевого белка входят полифенольные

Причины нарушения

В состав чая, кофе и соевого белка входят полифенольные соединения,

выполняющие роль лигандов и образующие прочный комплекс с ионами железа, тормозя его всасывание ⇒ анемия.
Слайд 32

Причины нарушения Высокая или низкая концентрация микроэлементов в продуктах питания. «Болезнь любителей пива».

Причины нарушения

Высокая или низкая концентрация микроэлементов в продуктах питания. «Болезнь любителей

пива».
Слайд 33

Термодинамические принципы хелатотерапии I − биоКО, необходимый организму; Е − биоЛ,

Термодинамические принципы хелатотерапии

I − биоКО, необходимый организму;
Е − биоЛ, необходимый организму;
Т

− КО-токсикант из окружающей среды;
D − Л-детоксикант.
Основные принципы использования лекарств для лечения больных:
1. связать токсикант: принцип выполняется, если Кн(ТD) < Кн(ТЕ);
2. не навредить организму: принцип выполняется, если Кн(ID) > Кн(IЕ)
Слайд 34

Детоксиканты хелатотерапии Для выведения Pb2+ используется трилон Б (EDTA); Cu2+ − купренил; Hg2+ − унитиол.

Детоксиканты хелатотерапии

Для выведения Pb2+ используется трилон Б (EDTA); Cu2+ − купренил;

Hg2+ − унитиол.
Слайд 35

Детоксиканты хелатотерапии Для лечения онкологических заболеваний используется цис-изомер дихлородиаммин платины. Примером

Детоксиканты хелатотерапии

Для лечения онкологических заболеваний используется цис-изомер дихлородиаммин платины.
Примером препарата может

служить колхицин, который останавливает митоз в клетках.

Комплекс вступает в конкурентные отношения с донорными атомами N пуриновых и пиримидиновых оснований ДНК, в результате чего генетическая информация блокируется и клетки опухоли не воспроизводятся.

Н3N

Н3N

Pt

Cl

Cl

N

Н

N

Н