Материал: полезная метода

Катионные комплексы образованы положительно заряженным комплексообразователем и нейтральными лигандами.

Б) заряжена отрицательно – комплексы называют анионные: K2[BeF4] – тетрафторобериллат (ІІ) калия, Na3[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (ІІІ) натрия.

В роли комплексообразователя в анионном комплексе выступает положительно заряженный ион, а лигандами являются атомы с отрицательной степенью окисления.

В) электронейтральные:

[Pt(NH3)4Cl2] – дихлородиамминплатина (ІІ), [Ni(CO)4] – тетракарбонилникеля

Нейтральные комплексы образуются при координации вокруг атома молекул, а также при одновременной координации вокруг положительно заряженного комплексообразователя отрицательных ионов и молекул.

По природе входящих в комплексный ион лигандов комплексные соединения могут быть классифицированы следующим образом: если в составе комплексного иона лиганды молекулы аммиака, то такие комплексы называются аммиакатами, например [Cu(NH3)4]SO4 – сульфат тетраамминмеди (ІІ); лиганды молекулы воды – аквакомплексы ил гидраты: [Cr(H2O)6]Br3 – бромид гексааквахрома (ІІІ); лиганды представлены остатками кислот – ацидокомплексы: K2[Be(SO4)2] – дисульфатобериллат (ІІ) калия.

Лиганды могут занимать в координационной сфере одно или несколько мест, т.е. образовывать одну или несколько связей с комплексообразователем. Это свойство лигандов получило название – дентантность. По этому признаку различают моно-, би-, полидентантные комплексные соединения.

Примерами монодентантных лигандов являются ионы Cl–, OH–, Br–, молекулы H2O, NH3, CO и др.

Структуру монодентантного комплексного иона [Cu(NH3)4]+2 можно представить следующим образом:

К бидентантным комплексным соединениям относится (бис) этилендиамминмеди (ІІ):

151

К полидентантным комплексным соединениям относится этилендиаминтетрауксусная кислота (EDTA) или другое ее название – Трилон А:

§3. Номенклатура комплексных соединении

Для того чтобы составить название комплекса необходимо в соединении выделить внутреннюю и внешнюю сферы, определить тип комплексного иона (катионный, анионный, электронейтральный), заряд комплексообразователя, количество и природу лигандов.

Для катионных комплексов название строится следующим образом: обозначается внешняя сфера, которая заряжена отрицательно. Название ионов внешней сферы записывается отдельным словом, как бы разграничивая их с внутренней сферой комплексного соединения. Затем единым словом описывается строение внутренней сферы: сначала называя

152

лиганды, указывая греческим числительным ( ди-, три-, тетра-, пента-, гекса-) их количество. Если в состав комплексного соединения входят лиганды различной природы, то описание состава лигандов начинают с отрицательно заряженных ионов, а затем описывают состав нейтральныхмолекул. После этого добавляется название комплексообразователя, которое ставится в родительном падеже, и далее в скобках, римскими цифрами указывается его степень окисления.

Например:

[Cr (H2O)4Br2]Cl – хлорид дибромотетрааквахрома (ІІІ),

[Cu (NH3)4]SO4 – сульфат тетраамминмеди (ІІ).

Для комплексных соединений, которые относят к анионному типу, название начинают составлять с описания строения внутренней сферы комплекса. Аналогично катионному типу описывают лиганды, а затем латинское название комплексообразователя с прибавлением к нему суффикса – ат, что указывает на отрицательный заряд комплексного иона. Затем указывается степень окисления центрального иона и отдельным словом название ионов внешней сферы в родительном падеже.

Na4[Be (OH)6] – гексагидроксобериллат (ІІ) натрия, K3[Fe (CN)6] – гексацианоферрат (ІІІ) калия, Ba[Zn Cl4] – тетрахлороцинкат (ІІ) бария.

Электронейтральные комплексные соединения называют, описывая строение комплексного иона, так как отсутствуют ионы внешней сферы:

[Pt(H2O)2Cl4] – тетрахлородиакваплатина (ІV)

Таблица 1. Названия некоторых типов лигандов, встречающихся в комплексных соединениях.

Помимо использования номенклатурных названий, некоторые комплексные соединения имеют тривиальные названия, т.е. исторически сложившиеся.

Например: K3[Fe (CN)6] – красная кровяная соль, K4[Fe (CN)6] – желтая кровяная соль,

Fe4[Fe (CN)6] – берлинская лазурь,

153

цис-[Pt(NH3)2Cl2] – соль Пейроне, транс-[Pt(NH3)2Cl2] – соль Рейзе.

§4. Изомерия комплексных соединений

Нередко комплексные соединения, имеющие одинаковый состав, различаются строением и свойствами. Это явление носит название – изомерия. В комплексных соединениях возможны следующие виды изомерии: оптическая, геометрическая, ионизационная, координационная.

Оптическая изомерия характеризуется способностью вращать плоскость поляризации плоскополяризованного света. Два изомера отличаются друг от друга направлением вращения плоскости поляризации: один называют правым, другой – левым изомером. Правые и левые изомеры оказываются зеркальными изображениями друг друга и не могут быть совмещены в пространстве.

Геометрическая (цис – транс) изомерия проявляется для комплексов с разнообразными лигандами, например, для соединений состава

[Pt(NH3)2Cl4] и [Pt(NH3)2Cl2].

В первом соединении молекулы аммиака расположены в соседних вершинах октаэдра. Такие соединения называются цис – изомерами (cisпо одну сторону). Во втором соединении молекулы аммиака расположены в противоположных вершинах октаэдра, такого типа соединения называются транс – изомерами (trans – по ту сторону).

Соединение [Pt(NH3)2Cl2] – квадратный комплекс также существует в виде цис- и транс-изомера:

154

Геометрические изомеры комплексных соединений различаются не только по физическим и химическим свойствам, но и по биологической активности. Так, цис-изомер [Pt(NH3)2Cl2] проявляет ярко выраженную противоопухолевую активность, а транс – изомер – не проявляет. Следовательно, не только состав, но и геометрия внутренней сферы комплексных соединений чрезвычайно важна для их биологического действия.

Координационная изомерия выражается в различной координации двух типов лигандов относительно двух разных комплексообразователей, например:

[Co(NH3)6][Cr(CN)6] [Cr(NH3)6][Co(CN)6]

Ионизационная изомерия проявляется в неодинаковом распределении анионов между внутренней и внешней сферами, например, для соединения состава:

Из растворов изомера красно-фиолетового цвета не удается осадить бромид ионы Br–, но при действии ионами Ba2+ осаждается BaSO4 (сульфат бария). В растворе изомера красного цвета, наоборот, не удается осадить SO42– – ионы, но действием AgNO3 осаждается бромид серебра AgBr.

§5. Устойчивость комплексных соединений.

Комплексные соединения – устойчивые химические соединения, в узлах кристаллической решетки которых находятся ионы, способные самостоятельно существовать в растворах.

Врастворах комплексные соединения могут подвергаться первичной

ивторичной диссоциации.

Первичная диссоциация комплексного соединения – это распад комплексного соединения в растворе на комплексный ион и ионы внешней сферы. В водных растворах первичная диссоциация комплексных соединений связана с разрывом в них ионной связи, и поэтому она практически необратима:

[Ag(NH3)2]Cl [Ag(NH3)2]+ + Cl–,

K4[Fe(CN)6] 4K+ + [Fe(CN)6]4–

Возникающий в результате первичной диссоциации комплексный ион ведет себя в растворе как целая самостоятельная частица с характерными для нее свойствами. Поэтому в водных растворах комплексных соединений, как правило, нельзя обнаружить присутствие ионов или молекул, входящих в состав внутренней сферы. Вторичная

155