Номенклатура комплексных соединений
Названия комплексных соединений составляются из названия анионов, употребляемых в именительном падеже и названия катиона – в родительном падеже. Внутренняя сфера комплекса записывается в следующем порядке: первым пишется символ комплексообразователя, затем символы, составляющие обозначения лигандов, сначала электроотрицательных, затем нейтральных. Причем, сначала записываются символы более простых, а затем более сложных лигандов. Называют внутреннюю сферу в обратном порядке. Первыми называют нейтральные лиганды, которые обозначаются определенными терминами, например: H2O – аква, NH3 – аммин, NO – нитрозил, СО – карбонил и др. Затем называют отрицательно заряженные лиганды с добавлением соединительной гласной «о», например: Cl- - хлоро -, OH- - гидроксо -, SO42- - сульфато -, NO3- - нитро -, CN- - циано -, и др. Число лигандов каждого вида обозначается греческими числительными, которые ставятся перед обозначением соответствующих лигандов. После названия лигандов называют комплексообразователь. В комплексном анионе название комплексообразователя составляется из корня латинского названия его с добавлением суффикса “ат”. Перед обозначением комплексообразователя указывается степень его окисления римской цифрой в скобках. Например, Fe(CN)6] 3- гексациано- (III) феррат – ион; [Fe(CN)6]4 гексациано – (II) феррат – ион. Название комплексообразователя в комплексном катионе составляется из русского названия его в родительном падеже с добавлением после названия степени окисления римской цифрой в скобках. Например, [Co(NH3)6]3+ ион гексаммин – кобальта (III); [PdCl(H2O)(NH3)2]+ ион диаммин – аква – хлоро – палладия (II). В нейтральном комплексном соединении название комплексообразователя составляется из русского названия его в именительном падеже без указаний степени окисления. Например, [Co(NO2)3(NH3)3]-триаммин–тринитро–кобальт.
Если элемент, выступающий в роли комплексообразователя, имеет постоянную степень окисления, то в названии комплексного соединения степень окисления можно не указывать. При написании названия комплексного соединения каждый из лигандов и комплексообразователь можно отделять друг от друга чёрточкой.
Пример 7. Назвать следующие комплексные соединения:
а) [Co(CN)(H2O)(NH3)4]Br2, б) H4[Fe(CN)6], в) [Pt(NH3)4][PtCl4].
Решение. а) [Co3+(CN)-(H2O)(NH3)4]Br2- бромид тетраммин–аква–циано–кобальта (III); б) H4[Fe(CN)6] гексациано –(II) феррат водорода;
в) [Pt(NH3)4][PtCl4] тетрахлоро–(II) платинат тетраммин–платины (II).
Пример 8. Написать формулы следующих комплексных соединений:
а) диамин–нитро–трихлоро–платина, б) нитрат пентаммин–родано–кобальта (III), в) гидроксо – пентахлоро – (IV) ретенат калия,
г) гексациано – (III) кобальтат гексаммин–кобальта (III).
Решение. а) [Pt4+Cl3-(NO2)-(NH3)2]0, б) [Co3+(SCN)-(NH3)5](NO3)2- ,
в) K2+[Ru4+Cl5-OH-]-2, г) [Co3+(NH3)6][Co3+(CN)6-].
Равновесия в системах, содержащих комплексные соединения. Устойчивость комплексных соединений
Внешняя сфера с комплексным ионом связана преимущественно электростатическими силами (ионогенно). Поэтому в растворах комплексные соединения легко подвергаются диссоциации с отщеплением внешней сферы по типу диссоциации сильных электролитов. Такую диссоциацию называют первичной диссоциацией комплексного соединения. С точки зрения электролитической диссоциации комплексные соединения делят на кислоты, основания и соли.
Кислотами называются комплексные соединения, которые при диссоциации образуют в качестве катионов только ионы водорода. Например: H[AuCl4]↔H++[AuCl4]-; Н2[SiF6]↔2H++[SiF6]2-.
Основаниями называются комплексные соединения, которые при диссоциации образуют в качестве анионов только гидроксид – ионы. Например: [Ag(NH3)2]OH↔[Ag(NH3)2]+OH; [Cu(NH3)4](OH)2↔[Cu(NH3)4]2++2OH-.
Солями называются комплексные соединения, которые при диссоциации не образуют ионов водорода и гидроксид – ионов. Например: Na3[Fe(CN)6]↔3Na++[Fe(CN)6]3-; [Cu(NH3)6](NO3)2↔[Ni(NH3)6]2++2NO3-
Нейтральные комплексные соединения являются неэлектролитами и первичной диссоциации не подвергаются. В реакциях обмена комплексные ионы переходят из одних соединений в другие, не меняя своего состава.
Пример 9. Составить молекулярное и ионное уравнения реакций обмена между нитратом меди (II) и комплексным соединением железа K3[Fe(CN)6], в результате которой образуется нерастворимая комплексная соль.
Решение. 3Cu(NO3)2+2K3[Fe(CN)6]→Cu3[Fe(CN)6]2↓+6KNO3;
3Cu2++2[Fe(CN)6]3-↔Cu3[Fe(CN)6]2
Пример 10. При взаимодействии нитрата свинца (II) с комплексным соединением [Ag(NH3)2]Cl выпадает осадок хлорида свинца. Написать молекулярное и ионное уравнения реакций обмена.
Решение. Pb(NO3)2+2[Ag(NH3)2]Cl→PbCl2↓+2[Ag(NH3)2]NO3; Pb2++2Cl-↔PbCl2
Лиганды с комплексообразователем связаны ковалентной связью, которая значительно прочнее ионной, поэтому распад внутренней сферы комплексного соединения наблюдается в незначительной степени и носит обратимый характер. Обратимый распад внутренней сферы называют вторичной диссоциацией комплексного соединения. Например, комплексное основание [Cu(NH3)4](OH)2 является сильным электролитом и легко диссоциирует на комплексный ион и гидроксид – ионы. [Cu(NH3)4](OH)2↔[Cu(NH3)4]2++2OH-
Вместе
с тем, применяя чувствительные методы
анализа, можно обнаружить в растворе
очень малую концентрацию ионов Cu2+
и молекул аммиака, которые образуются
в результате диссоциации внутренней
сферы и установления равновесия.
[Cu(NH3)4]2+↔Cu2++4NH3.
Диссоциация комплексных ионов, также
как и диссоциация слабых электролитов,
протекает в незначительной степени и
может быть количественно охарактеризована
константой диссоциации, которую принято
называть константой нестойкости
комплексного соединения (К нест).
Константа нестойкости комплексного
иона [Cu(NH3)4]2+
может быть выражена следующим образом:
Диссоциация
комплексных ионов протекает ступенчато
и каждая ступень диссоциации характеризуется
своей константой нестойкости. Об
относительной устойчивости комплексного
иона судят по величине его константы
нестойкости. Чем эта величина меньше,
тем комплекс устойчивее; чем больше –
тем неустойчивее. Так, сравнивая константы
нестойкости однотипных комплексных
ионов
;
;
.
можно сделать вывод, что наиболее устойчивым из этих ионов является последний, а наименее устойчивым – первый.