1.2. Ізомерія координаційних сполук
Для координаційних сполук дуже характерним є явище ізомерії, тобто багато з них мають однаковий склад, але різну будову. Ізомери можна поділити на дві групи: структурні та стереоізомери. Структурними ізомерами є комплекси, які мають однаковий хімічний склад, але різну послідовність зв'язків між атомами (сольватна ізомерія, координаційна ізомерія, ізомерія зв'язку).
Стереоізомери мають однаковий хімічний склад, але різне просторове розташування атомів (геометрична й оптична ізомерія). У табл. 1.3. наведено основні типи ізомерії координаційних сполук.
Формальною ознакою існування оптичної ізомерії є відсутність у комплексі таких елементів симетрії, як дзеркальна площина симетрії й центр інверсії. Оптичні ізомери завжди існують парами, у яких один ізомер є дзеркальним відображенням іншого. Пари ізомерів називаються енантіомерами. У стані рівноваги в розчині утворюється суміш, яка містить однакову кількість енантіомерів. Така суміш називається рацематом.
|
Задача 1.
Чи
можуть існувати ізомери зв'язку для
|
|
Розв'язок. Атом сірки в сульфіт-іоні має неподілену пару електронів, тому цей іон може координуватись як через атом кисню, так і через атом сірки. У сульфат-іоні сірка не має неподілених електронних пар, тому цей іон може координуватись лише через кисень (один або два). |
i
лігандів?Таблиця 1.3. Основні типи ізомерії координаційних сполук
Структурна ізомерія |
||||
|
|
|
||
Сольватна ізомерія (неоднаковий розподіл молекул розчинника між внутрішньою і зовнішньою координаційною сферою) |
|
[Cr(H2O)6]Cl3 i [CrCl2(H2O)4]Cl 2H2O [PtCl4Py2] 2Py i [PtCl2Py4]Cl2 [Co(NO3)(NH3)5](NO3)2 H2O i [Co(H2O)(NH3)5](NO3)3 |
||
|
|
|
||
Координаційна ізомерія (центральні атоми двох комплексних іонів "міняються" лігандами) |
|
[Cu(NH3)4][PtCl4] i [Pt(NH3)4][CuCl4], [Cr(NH3)6][Co(CN)6] i [Co(NH3)6][Cr(CN)6], [Pt(NH3)4][PtCl4] i [PtCl(NH3)3][PtCl3(NH3)] |
||
|
|
|
||
Ізомерія зв'язку (зв'язок ліганду із центральним атомом здійснюється через різні донорні атоми) |
|
[CoNO2(NH3)5]Cl2 i [CoONO(NH3)5]Cl2 [Pt(NCS)2(PPh3)2] i [Pt(SCN)2(PPh3)2] |
||
|
|
|
||
Стереоізомерія |
||||
|
|
|
||
Геометрична ізомерія Ліганди по-різному розташовані у просторі навколо центрального атома. Для плоскоквадратних комплексів типу МА2В2 й октаедричних комплексів типу МА4В2 геометричні ізомери називають цис- і транс-ізомерами; для октаедричних комплексів типу МА3В3 геометричні ізомери називають fac- i mer-ізомерами. |
|
цис-ізомер транс-ізомер
mer-ізомер fac-ізомер |
||
|
|
|
||
Оптична ізомерія Молекула та її дзеркальне відображення не можуть бути суміщені; оптичні ізомери обертають площину поляризації світла у протилежних напрямках. |
|
|
||
|
Задача 2.
Які
ізомери можуть існувати для комплексу
|
|
Розв'язок. Для цього комплексу існують цис- і транс-ізомери. Оскільки цис-ізомер не має ні дзеркальної площини симетрії, ні центра симетрії, то він є хіральним, тобто може мати оптичний ізомер. Транс-ізомер має дзеркальну площину симетрії, таким чином він не може мати оптичного ізомеру. |
?
Крім того, оскільки тіоціанат-іон є амбідентатним лігандом, тобто може координуватись як через сірку, так і через азот, то для кожного з наведених стереоізомерів можуть існувати ізомери зв'язку. Таким чином, комплекс указаного складу теоретично може мати шість ізомерів.
ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ
|
Лабораторна робота 1 Встановлення координаційної формули сполук за даними електропровідності |
