Комплексообразование
ОСНОВЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ХИМИИ9. КомплексообразованиеВпервые понятие о комплексе, как о сложной частице, состоящей их внутренней и внешней сферы, было введено А. Вернером в 1892 году. Согласно этому определению, координационные (комплексные) соединения – это соединения, существующие как в кристаллическом состоянии, так и в растворах, особенностями которых являются наличие центрального иона или атома-акцептора электронов, окруженного лигандами-донорами электронов. Лиганды способны отщепляться от центрального атома по гетеролитическому типу (так подчеркивается акцепторный характер центрального атома и донорный характер лигандов, хотя не исключен и т. наз. p -донорный характер центрального атома и p -акцепторный характер лигандов). Лигандами могут быть ионы или нейтральные молекулы, определенным образом расположенные вокруг центрального атома. Лиганды характеризуются наличием: 1) донорных центров - нуклеофильных атомов, способных участвовать в координации (к таким центрам относятся и ненасыщенные группировки атомов); 2) дентатностью – количеством донорных центров лиганда, которые участвуют в координации (в этой связи различают моно- и полидентатные лиганды).
Лиганды характеризуются наличием: 1) донорных центров - нуклеофильных атомов, способных участвовать в координации (к таким центрам относятся и ненасыщенные группировки атомов); 2) дентатностью – количеством донорных центров лиганда, которые участвуют в координации (в этой связи различают моно- и полидентатные лиганды).В качестве донорных центров чаще всего выступают элементы главных подгрупп: VA: N, P, As; VIA: O, S, Se; VIIA: F- , Cl- , Br- , I- , а также непредельные, ароматические и гетероциклические углеводороды.К монодентатным лигандам относятся галогенид-ионы, друхатомные молекулы O2, N2, N2, а также ряд сложных ароматических гетеросоединений. Типичным примером полидентатного лиганда может служить ЭДТА (этилендиаминтетрацетат). Необходимо иметь в виду, что количество донорных центров и дентатность не всегда совпадают.
Классификация комплексных соединений.
По заряду комплексного иона:
а) катионные: - гексаамминокобальта (III) хлорид.
- гексааквахрома (III) хлорид. б) анионные: - калия гексацианоферрат (III).- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
- гексааквахрома (III) хлорид. б) анионные: - калия гексацианоферрат (III).- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
б) анионные: - калия гексацианоферрат (III).- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
кобальта тетрахлоркобальтат (II).в) нейтральные комплексы:
) нейтральные комплексы:- дибромдиамминплатина (II).
- дибромдиамминплатина (II).
По природе лиганда:
а) с нейтральными лигандами: - гексааквакобальта (III) хлорид.- тетраамминоплатины (III) хлорид.
Лигандами могут быть ионы или нейтральные молекулы, определенным образом расположенные вокруг центрального атома. Лиганды характеризуются наличием: 1) донорных центров - нуклеофильных атомов, способных участвовать в координации (к таким центрам относятся и ненасыщенные группировки атомов); 2) дентатностью – количеством донорных центров лиганда, которые участвуют в координации (в этой связи различают моно- и полидентатные лиганды).
Лиганды характеризуются наличием: 1) донорных центров - нуклеофильных атомов, способных участвовать в координации (к таким центрам относятся и ненасыщенные группировки атомов); 2) дентатностью – количеством донорных центров лиганда, которые участвуют в координации (в этой связи различают моно- и полидентатные лиганды).В качестве донорных центров чаще всего выступают элементы главных подгрупп: VA: N, P, As; VIA: O, S, Se; VIIA: F- , Cl- , Br- , I- , а также непредельные, ароматические и гетероциклические углеводороды.К монодентатным лигандам относятся галогенид-ионы, друхатомные молекулы O2, N2, N2, а также ряд сложных ароматических гетеросоединений. Типичным примером полидентатного лиганда может служить ЭДТА (этилендиаминтетрацетат). Необходимо иметь в виду, что количество донорных центров и дентатность не всегда совпадают.
Классификация комплексных соединений.
По заряду комплексного иона:
а) катионные: - гексаамминокобальта (III) хлорид.
- гексааквахрома (III) хлорид. б) анионные: - калия гексацианоферрат (III).- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
- гексааквахрома (III) хлорид. б) анионные: - калия гексацианоферрат (III).- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
б) анионные: - калия гексацианоферрат (III).- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
кобальта тетрахлоркобальтат (II).в) нейтральные комплексы:
) нейтральные комплексы:- дибромдиамминплатина (II).
- дибромдиамминплатина (II).
По природе лиганда:
а) с нейтральными лигандами: - гексааквакобальта (III) хлорид.- тетраамминоплатины (III) хлорид.
К монодентатным лигандам относятся галогенид-ионы, друхатомные молекулы O2, N2, N2, а также ряд сложных ароматических гетеросоединений. Типичным примером полидентатного лиганда может служить ЭДТА (этилендиаминтетрацетат). Необходимо иметь в виду, что количество донорных центров и дентатность не всегда совпадают.
Классификация комплексных соединений.
По заряду комплексного иона:
а) катионные: - гексаамминокобальта (III) хлорид.
- гексааквахрома (III) хлорид. б) анионные: - калия гексацианоферрат (III).- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
- гексааквахрома (III) хлорид. б) анионные: - калия гексацианоферрат (III).- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
б) анионные: - калия гексацианоферрат (III).- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
кобальта тетрахлоркобальтат (II).в) нейтральные комплексы:
) нейтральные комплексы:- дибромдиамминплатина (II).
- дибромдиамминплатина (II).
По природе лиганда:
а) с нейтральными лигандами: - гексааквакобальта (III) хлорид.- тетраамминоплатины (III) хлорид.
Классификация комплексных соединений.
По заряду комплексного иона:
а) катионные: - гексаамминокобальта (III) хлорид.
- гексааквахрома (III) хлорид. б) анионные: - калия гексацианоферрат (III).- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
- гексааквахрома (III) хлорид. б) анионные: - калия гексацианоферрат (III).- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
б) анионные: - калия гексацианоферрат (III).- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
кобальта тетрахлоркобальтат (II).в) нейтральные комплексы:
) нейтральные комплексы:- дибромдиамминплатина (II).
- дибромдиамминплатина (II).
По природе лиганда:
а) с нейтральными лигандами: - гексааквакобальта (III) хлорид.- тетраамминоплатины (III) хлорид.
Классификация комплексных соединений.
По заряду комплексного иона:а) катионные:
- гексаамминокобальта (III) хлорид.
- гексааквахрома (III) хлорид. б) анионные:
- калия гексацианоферрат (III).
- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
- гексааквахрома (III) хлорид. б) анионные:
- калия гексацианоферрат (III).
- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
б) анионные:
- калия гексацианоферрат (III).
- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
кобальта тетрахлоркобальтат (II).в)
нейтральные комплексы:
)
нейтральные комплексы:
- дибромдиамминплатина (II).
- дибромдиамминплатина (II).
По природе лиганда:а) с нейтральными лигандами:
- гексааквакобальта (III) хлорид.
- тетраамминоплатины (III) хлорид.
- гексаамминокобальта (III) хлорид.
- гексааквахрома (III) хлорид. б) анионные:
- калия гексацианоферрат (III).
- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
- гексааквахрома (III) хлорид. б) анионные:
- калия гексацианоферрат (III).
- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
б) анионные:
- калия гексацианоферрат (III).
- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
- кобальта тетрахлоркобальтат (II).
кобальта тетрахлоркобальтат (II).в)
нейтральные комплексы:
)
нейтральные комплексы:
- дибромдиамминплатина (II).
- дибромдиамминплатина (II).
По природе лиганда:а) с нейтральными лигандами:
- гексааквакобальта (III) хлорид.
- тетраамминоплатины (III) хлорид.
а) с нейтральными лигандами:
- гексааквакобальта (III) хлорид.
- тетраамминоплатины (III) хлорид.
- тетраамминоплатины (III) хлорид.
б) ацидокомплексы:
- тетра- и, соответственно, гекса-.в) гетеролигандные:
- дихлордиамминпалладий (II).
Номенклатура (IUPAC).
Дается название катиона (простого или комплексного).
Если соединение неэлектролитного типа (не подразделяется на внешнюю и внутреннюю сферы), то его название пишется в одно слово.
Степень окисления центрального атома указывается римскими цифрами в ( ).
Нейтральные лиганды имеют то же название, что и молекула.
К лигандам анионам на конце добавляется –о.(NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).
Название координационного соединения пишется в одно слово.
В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.
Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).
Название координационного соединения пишется в одно слово.
В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.
Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
.
IUPAC).
Дается название катиона (простого или комплексного).
Если соединение неэлектролитного типа (не подразделяется на внешнюю и внутреннюю сферы), то его название пишется в одно слово.
Степень окисления центрального атома указывается римскими цифрами в ( ).
Нейтральные лиганды имеют то же название, что и молекула.
К лигандам анионам на конце добавляется –о.(NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).
Название координационного соединения пишется в одно слово.
В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.
Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).
Название координационного соединения пишется в одно слово.
В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.
Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
.
- тетра- и, соответственно, гекса-.в) гетеролигандные:
- дихлордиамминпалладий (II).
Номенклатура (IUPAC).
Дается название катиона (простого или комплексного).
Если соединение неэлектролитного типа (не подразделяется на внешнюю и внутреннюю сферы), то его название пишется в одно слово.
Степень окисления центрального атома указывается римскими цифрами в ( ).
Нейтральные лиганды имеют то же название, что и молекула.
К лигандам анионам на конце добавляется –о.(NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).
Название координационного соединения пишется в одно слово.
В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.
Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).
Название координационного соединения пишется в одно слово.
В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.
Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
.
IUPAC).
Дается название катиона (простого или комплексного).
Если соединение неэлектролитного типа (не подразделяется на внешнюю и внутреннюю сферы), то его название пишется в одно слово.
Степень окисления центрального атома указывается римскими цифрами в ( ).
Нейтральные лиганды имеют то же название, что и молекула.
К лигандам анионам на конце добавляется –о.(NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).
Название координационного соединения пишется в одно слово.
В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.
Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).
Название координационного соединения пишется в одно слово.
В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.
Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
.
- дихлордиамминпалладий (II).
Номенклатура (IUPAC).
Дается название катиона (простого или комплексного).
Если соединение неэлектролитного типа (не подразделяется на внешнюю и внутреннюю сферы), то его название пишется в одно слово.
Степень окисления центрального атома указывается римскими цифрами в ( ).
Нейтральные лиганды имеют то же название, что и молекула.
К лигандам анионам на конце добавляется –о.(NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).
Название координационного соединения пишется в одно слово.
В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.
Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).
Название координационного соединения пишется в одно слово.
В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.
Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
.
IUPAC).
Дается название катиона (простого или комплексного).
Если соединение неэлектролитного типа (не подразделяется на внешнюю и внутреннюю сферы), то его название пишется в одно слово.
Степень окисления центрального атома указывается римскими цифрами в ( ).
Нейтральные лиганды имеют то же название, что и молекула.
К лигандам анионам на конце добавляется –о.(NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).
Название координационного соединения пишется в одно слово.
В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.
Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).
Название координационного соединения пишется в одно слово.
В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.
Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
.
Номенклатура (IUPAC).
Дается название катиона (простого или комплексного).Если соединение неэлектролитного типа (не подразделяется на внешнюю и внутреннюю сферы), то его название пишется в одно слово.Степень окисления центрального атома указывается римскими цифрами в ( ).Нейтральные лиганды имеют то же название, что и молекула.К лигандам анионам на конце добавляется –о.(NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).
Название координационного соединения пишется в одно слово.
В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.
Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).Название координационного соединения пишется в одно слово.В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
.
IUPAC).
Дается название катиона (простого или комплексного).Если соединение неэлектролитного типа (не подразделяется на внешнюю и внутреннюю сферы), то его название пишется в одно слово.Степень окисления центрального атома указывается римскими цифрами в ( ).Нейтральные лиганды имеют то же название, что и молекула.К лигандам анионам на конце добавляется –о.(NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).
Название координационного соединения пишется в одно слово.
В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.
Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).Название координационного соединения пишется в одно слово.В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
.
Дается название катиона (простого или комплексного).Если соединение неэлектролитного типа (не подразделяется на внешнюю и внутреннюю сферы), то его название пишется в одно слово.Степень окисления центрального атома указывается римскими цифрами в ( ).Нейтральные лиганды имеют то же название, что и молекула.К лигандам анионам на конце добавляется –о.(NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).
Название координационного соединения пишется в одно слово.
В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.
Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
NH3 – два –мм- в корне, остальные производные – одно –м-).
Для указания количества координированных лигандов используют греческие приставки (ди-, три-, тетра- и.т. д.).Название координационного соединения пишется в одно слово.В комплексном ионе сначала указываются названия ионов, а потом нейтральных молекул.Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, то его название заканчивается на -ат.
.
Примеры:
-
дибромдиамминплатина (II).- калий гексафтороалюминат.
бром
диа
мминплатина
(II).- калий гексафтороалюминат.
дибромдиамминплатина (II).- калий гексафтороалюминат.
бром
диа
мминплатина
(II).- калий гексафтороалюминат.
- калий гексафтор
оалюмин
ат.-
гексаамминокобальта (III) хлорид.а
мминокобальта (III) хлорид.
гексаамминокобальта (III) хлорид.а
мминокобальта (III) хлорид.
- калия
трихлора
мминоплатин
ат (II).
калия
трихлора
мминоплатин
ат (II).
Координационное число. Координационным числом (к. ч.)– обычно называют то количество лигандов, которое центральный атом координирует в денном комплексном соединении.Так, например в вышеприведенных примерах к. ч. соответственно равны: платина (II) – 4, алюминий – 6, кобальт – 6, платина (II) – 4.
(к. ч.)– обычно называют то количество лигандов, которое центральный атом координирует в денном комплексном соединении.Так, например в вышеприведенных примерах к. ч. соответственно равны: платина (II) – 4, алюминий – 6, кобальт – 6, платина (II) – 4.
Так, например в вышеприведенных примерах к. ч. соответственно равны: платина (II) – 4, алюминий – 6, кобальт – 6, платина (II) – 4.
Константа устойчивости (образования) комплексов. Если представить схематично образование комплексного соединения реакцией
Если представить схематично образование комплексного соединения реакцией
, токонстанта образования (устойчивости) комплексного соединения запишется следующим образом:
, токонстанта образования (устойчивости) комплексного соединения запишется следующим образом:
, где
, где[Mm+] и [Ln-] концентации металла и лиганда соответственно, а [ML(m-n)+]- ]- концентрация образующегося комплексного соединения. Константа образования – величина всегда положительная.Если комплексообразование протекает ступенчато, как, например, в случае:
и [Ln-] концентации металла и лиганда соответственно, а [ML(m-n)+]- ]- концентрация образующегося комплексного соединения. Константа образования – величина всегда положительная.Если комплексообразование протекает ступенчато, как, например, в случае:
то для каждой стадии комплексообразования записывается своя ступенчатая константа устойчивости:
Общая константа устойчивости:
b = К1× К2.
Ввиду того, что константы образования – величины, как правило, малые, удобно пользоваться логарифмами констант:
log b = log К1 + log К2.
По тем же причинам чаще пользуются
константой нестойкости комплексного соединения:
Константа нестойкости – величина отрицательная, следовательно, чем меньше
, тем утойчивее комплекс.е комплекс.
, тем утойчивее комплекс.