Комплексные соединения

П Л А Н
7.1 Основные понятия химии комплексных соединений (КС).
7.2

7.1 Комплексными (координационными) называют соединения, в структурных единицах которых число связей,

Si

F

F

F

F

В (Si) = 4, это не комплексное соединение

Si

F

F

F

F

В (Si) = 6, это комплексное соединение

F

F

2-

Альфред Вернер
1866-1919

Швейцарский химик, выдвинувший и развивший координационную теорию строения комплексных соединений.

Комплексные соединения состоят из:
комплексообразователей (Ме, реже неметаллы: Si, P и

лиганды

[Fe(CO)5]

комплексообразователь

лиганды

Важнейшей характеристикой комплексообразователя является его координационное число (к.ч.), т.е. число связей,

Степень к.ч.
окисления Ме
+ 1 2
+ 2 4, 6
+

Важнейшей характеристикой лиганда является его дентантность – число связей, образованных с

Классификация лигандов
монодентантные лиганды: а) анионы: OH‾, H‾, F‾, Cl‾, Br‾, I‾,

бидентантные лиганды
а)анионы: SO42‾, C2O42‾, CO32‾;
б)молекулы:
NH2 – CH2 – CH2

полидентантные лиганды. Важнейшими из них являются комплексоны –
аминополикарбоновые кислоты и

Этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА)

Динатриевая соль ЭДТА (Na2H2Y)

Трилон Б

дентантность от 4 до 6

по природе лигандов

Классификация комплексных соединений

1)КС с монодентантными лигандами:
аммиакаты [Cu(NH3)4]Cl2
аквакомплексы

2) КС с би- и полидентантными лигадами Особую группу составляют хелатные

Наиболее устойчивыми хелатами являются внутрикомплексные соединения, в которых часть связей Me-Lig

Тетацин

Na2[CaY]

НОМЕНКЛАТУРА КС (1960, ИЮПАК)
1) вначале называют катионы, затем анионы. Названия комплексных

2) В комплексном ионе сначала называют лиганды-анионы, затем лиганды-молекулы, затем лиганды-катионы:
NH3

Названия лигандов-анионов заканчиваются на – о:

OH‾ –гидроксо
NO2‾ – нитро
NO3‾ –нитрато

CN‾ –

Na3[Al(OH)6]
натрий гексагидроксоалюминат
[Cu(NH3)4]SO4
тетраамминмедь(II) сульфат
NH4[Co(NH3)2(NO2)4]
аммоний тетранитродиамминкобальтат(III)
[Pt(NH3)2Cl2] дихлородиамминплатина

Электролиты Неэлектролиты

Кислоты

Основания

Соли

H2[PtCl4]

[Ag(NH3)2]OH

[Pt(NH3)2Cl2]

K4[Fe(CN)6]

Различают первичную (необратимую) диссоциацию:

K4[Fe(CN)6] → 4 K+ + [Fe(CN)6]4‾

и вторичную (обратимую)

Константа равновесия, описывающая вторичную диссоциацию КС, называется константой нестойкости (Кн):

Кн

Чем меньше Кн, тем устойчивее комплексное соединение

[Ag(NO2)2]‾ [Ag(NH3)2]+ [Ag(CN)2]‾
1,3∙10‾3 6,8·10‾8

Устойчивости КС зависит от их строения:
а) чем меньше ионный радиус комплексообразователя

s-Me p-Me d-Me
Уменьшение ионных радиусов и увеличение комплексообразующей способности.
Металлы d- блока

б) чем выше дентантность лиганда, тем устойчивее КС:
КC Кн
[Co(NH3)4]2+ 1,0·10‾5
[Co(Гли)2] 3,3∙10‾9
[CoY]2‾

Самыми устойчивыми комплексными соединениями являются хелаты. Это явление получило название эффекта

7.3 Строение комплексных соединений описывается в рамках метода валентных связей (ВС)

N

H

H

H

.●●

Донор

+

Men+

Акцептор

N

H

H

H

Men+

С позиций метода ВС связи металл-лиганд являются ковалентными полярными, образованными по

Конфигурация комплексного иона определяется типом гибридизации АО комплексообразователя.

К.ч. Тип гибридизации Конфигурация Примеры

2 sp

Lig

Lig

●

[Ag(NH3)2]+

4 sp3

[Zn(NH3)4]2+

Линейная

Lig

Lig

Lig

Lig

●

Тетраэдрическая

dsp2

●

Lig

Lig

Lig

Lig

Квадратно-плоскостная

[AuCl4]-

К.ч. Тип гибридизации Конфигурация Примеры

sp3d2

Lig

Lig

Lig

Lig

Lig

Lig

[CoF6]3-

[Co(NH3)6]3+

Октаэдрическая

Теория кристаллического поля описывает магнитные свойства комплексов.

КС

Парамагнитные
генерируют электромагнитное поле, так как

Свободный ион

У катиона металла под воздействием поля, окружающих его лигандов, происходит

Величина энергии расщепления (∆) зависит от природы лиганда.
Спектрохимический ряд лигандов

I‾,Cl‾,F‾,

В поле слабых лигандов энергия расщепления (∆) не велика, поэтому электроны

В поле сильных лигандов энергия расщепления (∆) имеет большое значение, в

Пример: [FeF6]3‾ [Fe(CN)6] х – 6 = – 3
х = +

Координационное число Fe3+ равно 6, так как он связан с шестью

Ион [FeF6]3- парамагнитен, так как содержит неспаренные электроны на внешнем уровне

7.4 В организме человека все металлы, кроме щелочных и, частично, щелочноземельных

Важнейшими являются комплексы с белками. К ним относятся многочисленные металлоферменты, а

В организме непрерывно происходит образование и разрушение комплексов, состоящих из катионов

Нарушение сложившегося равновесия ведет к ряду патологических явлений: металлоизбыточным и металлодефицитным

При недостатке железа – анемия, при его избытке – сидероз. Недостаток

По данным ВОЗ дефицит железа в организме человека является одной из

Выведение ионов тяжелых металлов из организма под действием хелатирующих лигандов называется

Комплексоны применяются для лечения мочекаменной болезни

CaC2O4 + Na2H2Y ⮀
⮀[CaY]2‾ +

Комплексы Au применяют для лечения артритов и туберкулеза Na3[Au(S2O3)2].

Строение, свойства и биологическая роль КС металлов с биолигандами является объектом