Комплексные соединения

Двойные и комплексные соли. Соединения типа Cu(OH)₂; HF; А1₂(SO₄)₃; KCI; Fe(CN)₂; Ва(NОз)₂, часто называют соединениями первого порядка, или валентными соединения­ми. Наряду с ними встречаются соединения более сложного состава. Например:

KА1(SO4)2.12H2O	– алюмокалиевые квасцы,
KCr(SO4)2.12H2O	– хромокалиевые квасцы,
( NH4)2Fe(SO4)2.6H2O	– соль Мора,
K4[Fe(CN)6]	– ферроцианид калия,

Это соединения второго порядка или молекулярные соединения. Исследование растворов этих соединений показало, что большинство из них являются электролитами. Например, в водном растворе соли Мора (NH₄)₂Fe(SO₄)₂^.6H₂O или (NH₄)₂SO₄^.FeSO₄^.6H₂O обнаруживаются все составляющие ионы. Ион Fe²⁺ можно легко определить действием раствора сульфида аммония (NH₄)₂S, с которым он образует осадок черного цвета FeS:

Fe²⁺ + S^2‑ = FeS

Точно так же удаются реакции на ион NH₄⁺ с едким натром (выделение NНз при небольшом нагревании)

NH₄⁺ + ОН^‑   NH₃ + Н₂0

и на ион S0₄^2‑ с любой растворимой солью бария (выпадение осадка BaS0₄):

SO₄^2‑ + Ва²⁺ = BaS0₄

Таким образом, можно заключить, что в водном растворе диссоциация соли Мора протекает по уравнению

(NH₄)₂S0₄^.FeS0₄^.6H₂0 ₌ 2NН₄⁺ + 2S0₄^2‑ + Fe²⁺ + 6H₂0

Аналогичным образом происходит и диссоциация алюмокалиевых квасцов:

KAl(S0₄)₂^.12H₂0 ₌ K⁺ + Al³⁺ + 2S0₄^2‑ + 12H₂0

Названные соли в растворах диссоциируют с образованием всех ионов, которые содержались в простых солях, т.е. ведут себя как смеси этих солей. Такие соединения называют двойными солями.

Однако так ведут себя в водных растворах далеко не все молекулярные соединения. Во многих случаях растворы молекулярных соединений содержат ионы, отличные от ионов образующих их валентных соединений первого порядка. Например, нормальные или средние соли KCN и Fe(CN)₂ в растворах диссоциируют следующим образом:

KCN ₌ K⁺ + СN^‑

Fe(CN)₂   Fe²⁺ + 2СN^‑

В то же время соединение ферроцианид калия K₄[Fe(CN)₆], образованное этими простыми солями, распадается иначе. При действии на раствор ферроцианида калия сульфидом аммония осадок FeS не образуется. Не дает качественных реакций и ион СN^‑. В то же время раствор K₄[Fe(CN)₆] дает ряд других реакций, которые не свойственны ни Fe²⁺, ни CN^‑, взятым в отдельности. Так, при действии на K₄[Fe(CN)₆] раствором FeС1з выпадает темно–синий осадок "берлинской лазури" Fe₄[Fe(CN)₆]₃:

4FеС1з + K₄[Fe(CN)₆] = Fe₄[Fe(CN)₆]₃ + 12КС1

На основании этого можно сделать вывод, что в растворе K₄[Fe(CN)₆] нет в достаточном количестве ни Fe²⁺, ни CN^‑, но присутствуют сложные (комплексные) ионы [Fe(CN)₆]^4‑, которые имеют свои характерные реакции. Следовательно, диссоциация этого соединения идет по схеме:

K₄[Fe(CN)₆] ₌ 4K⁺ + [Fe(CN)₆]^4‑,

Соли, подобные K₄[Fe(CN)₆], образование которых связано с возникновением комплексов, не показывающих тех или иных характерных реакций входящих в их состав простых ионов, относятся к классу комплексных соединений. Кроме комплексных солей, к ним относятся комплексные кислоты и основания, а также вещества, являющиеся неэлектролитами.

Понятие "комплексные соединения" определяют по–разному. В одних определениях учитывается характер химической связи, в других – наличие координации в твердом состоянии. Чаще дается следующее определение: комплексными соединениями называют вещества, содержащие "центральный атом" – комплексообразователь, с которым в неионогенной связи находится определенное количество атомов или молекул, называемых лигандами, составляющих вместе с комплексообразователем внутреннюю сферу.