Лекция. Лекции ТОНХ рус. Лекции по дисциплине теоретические основы неорганической химии для студентов специальности
 Скачать 1.02 Mb.
|
|
Используются два вида структурных формул комплексных частиц: с указанием формального заряда центрального атома и лигандов, или с указанием формального заряда всей комплексной частицы. Примеры:  Координационное число. Зная состав комплексного соединения и учитывая электронейтральность молекулы, можно определить заряд комплексного иона и степень окисления комплексообразователя. Комплексообразование сильно изменяет свойства исходных веществ. Например, взаимодействие слабого основания Си (ОН)2 с аммиаком приводит к образованию сильного комплексного основания (Cu(NH3]4 (ОН),: Комплексообразование обычно сопровождается изменением свойстб центрального атома и лигандов, что связано с их взаимным влинннем друг на друга. Например, в некомплексных солях для кобальт;: и свинца устойчивой явтяется степень окисления +2, а в комплексных соединениях соответственно -f 3 и -4-4. В растворах комплексные соединения претерпевают диссоциацию трех видов: !) на комплексный ион и ион внешней сферы; 2) комплексного иона; 3) лигандов.
Лигандами могут быть частицы, до образования комплексного соединения представлявшие собой молекулы (H2O, CO, NH3 и др.), анионы (OH  , Cl, PO43 и др.), а также катион водорода. Различают унидентатные или монодентатные лиганды (связанные с центральным атомом через один из своих атомов, то есть, одной  -связью), бидентатные (связанные с центральным атомом через два своих атома, то есть, двумя -связями), тридентатные и т. д. Общее число частиц, непосредственно связанных с комплексо-образователем, называется координационным числом центрального атома.
Если лиганды унидентатные, то координационное число равно числу таких лигандов. КЧ зависит от электронного строения центрального атома, от его степени окисления, размеров центрального атома и лигандов, условий образования комплексного соединения, температуры и других факторов. КЧ может принимать значения от 2 до 12. Чаще всего оно равно шести, несколько реже – четырем. Существуют комплексные частицы и с несколькими центральными атомами. Лекция 8. Классификация комплексных соединений6 номенклатура Как химические вещества комплексные соединения делятся на ионные (их иногда называют ионогенными) и молекулярные (неионогенные) соединения. Ионные комплексные соединения содержат заряженные комплексные частицы – ионы – и являются кислотами, основаниями или солями (см. § 1). Молекулярные комплексные соединения состоят из незаряженных комплексных частиц (молекул), например: [Fe(CO)5] или [Cr(C6H6)2] – отнесение их к какому-либо основному классу химических веществ затруднительно. Входящие в состав комплексных соединений комплексные частицы довольно разнообразны. Поэтому для их классификации используется несколько классификационных признаков: число центральных атомов, тип лиганда, координационное число и другие. По числу центральных атомов комплексные частицы делятся на одноядерные и многоядерные. Центральные атомы многоядерных комплексных частиц могут быть связаны между собой либо непосредственно, либо через лиганды. И в том, и в другом случае центральные атомы с лигандами образуют единую внутреннюю сферу комплексного соединения:   По типу лигандов комплексные частицы делятся на 1) Аквакомплексы, то есть комплексные частицы, в которых в качестве лигандов присутствуют молекулы воды. Более или менее устойчивы катионные аквакомплексы [M(H2O)n]m  , анионные аквакомплексы неустойчивы. Все кристаллогидраты относятся к соединениям, содержащим аквакомплексы, например:Mg(ClO4)2.6H2O на самом деле [Mg(H2O)6](ClO4)2; BeSO4.4H2O на самом деле [Be(H2O)4]SO4; Zn(BrO3)2.6H2O на самом деле [Zn(H2O)6](BrO3)2; CuSO4.5H2O на самом деле [Cu(H2O)4]SO4.H2O. 2) Гидроксокомплексы, то есть комплексные частицы, в которых в качестве лигандов присутствуют гидроксильные группы, которые до вхождения в состав комплексной частицы были гидроксид-ионами, например: [Zn(OH)4]2 , [Cr(OH)6]3, [Pb(OH)3].Гидроксокомплексы образуются из аквакомплексов, проявляющих свойства катионных кислот: [Zn(H2O)4]2 + 4OH = [Zn(OH)4]2 + 4H2O3) Аммиакаты, то есть комплексные частицы, в которых в качестве лигандов присутствуют группы NH3 (до образования комплексной частицы – молекулы аммиака), например: [Cu(NH3)4]2 , [Ag(NH3)2], [Co(NH3)6]3.Аммиакаты также могут быть получены из аквакомплексов, например: [Cu(H2O)4]2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2 + 4 H2OОкраска раствора в этом случае меняется с голубой до ультрамариновой. 4) Ацидокомплексы, то есть комплексные частицы, в которых в качестве лигандов присутствуют кислотные остатки как бескислородных, так и кислородсодержащих кислот (до образования комплексной частицы – анионы, например: Cl , Br, I, CN, S2, NO2, S2O32, CO32, C2O42 и т. п.).Примеры образования ацидокомплексов: Hg2 + 4I = [HgI4]2 AgBr + 2S2O32 = [Ag(S2O3)2]3 + Br Последняя реакция используется в фотографии для удаления с фотоматериалов непрореагировавшего бромида серебра. (При проявлении фотопленки и фотобумаги незасвеченная часть бромида серебра, содержащегося в фотографической эмульсии, не восстанавливается проявителем. Для ее удаления и используют эту реакцию ( процесс носит название "фиксирования", так как неудаленный бромид серебра в дальнейшем на свету постепенно разлагается, разрушая изображение) 5) Комплексы, в которых лигандами являются атомы водорода, делятся на две совершенно разные группы: гидридные комплексы и комплексы, входящие в состав ониевых соединений. При образовании гидридных комплексов – [BH4] , [AlH4], [GaH4] – центральный атом является акцептором электронов, а донором – гидридный ион. Степень окисления атомов водорода в этих комплексах равна –1.В ониевых комплексах центральный атом является донором электронов, а акцептором – атом водорода в степени окисления +1. Примеры: H3O или [OH3] – ион оксония, NH4 или [NH4] – ион аммония. Кроме того существуют и замещенные производные таких ионов: [N(CH3)4] – ион тетраметиламмония, [As(C6H5)4] – ион тетрафениларсония, [OH(C2H5)2] – ион диэтилоксония и т. п.6) Карбонильные комплексы – комплексы, в которых в качестве лигандов присутствуют группы CO (до образования комплекса – молекулы монооксида углерода), например: [Cr(CO)6], [Fe(CO)5], [Ni(CO)4] и др. 7) Анионгалогенатные комплексы – комплексы типа [I(I)2] .По типу лигандов выделяют и другие классы комплексных частиц. Кроме того существуют комплексные частицы с различными по типу лигандами; простейший пример – аква-гидроксокомплекс [Zn(H2O)3(OH)] . |