18

Министерство здравоохранения Российской Федерации

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИКО-СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. А.И.Евдокимова

Кафедра общей и биоорганической химии

Лекция № 12

Комплексные соединения.

Продолжительность – 1 академический час

Составитель:

профессор А.А.Прокопов

МОСКВА

2013

Комплексные (координационные) соединения составляют обширную группу веществ высшего порядка неорганического и органического происхождения. Они обеспечивают жизнь: гемоглобин – комплексное соединение железа – переносит кислород из лёгких в ткани, хлорофилл – комплексное соединение магния – отвечает за фотосинтез в растениях, витамин В₁₂ – комплексное соединение

кобальта и т.д.

Свойства и строение комплексных соединений объясняет координационная теория Вернера (1893 г., Швейцария).

Комплексное соединение – это вещество, в узлах кристаллической решётки которого находятся сложные частицы (комплексные ионы или молекулы), построенные за счёт координации одним атомом обычных молекул и ионов; эти частицы способны существовать и при переходе вещества в растворённое или расплавленное состояние.

Комплексное соединение, как правило, состоит из двух сфер – внутренней и внешней.

Комплексный ион (или внутренняя сфера комплексного соединения) – частица, состоящая из комплексообразователя

– обычно иона d- или f- металла в определённой степени окисления, и окружающих его лигандов - противоположно

заряженных ионов или нейтральных молекул.

II

К4[PtCl6] гексахлороплатинат (II) калия

I

[Ag(nh3)2]Cl хлорид диамминсеребра (I)

Комплексный ион сохраняет в значительной степени стабильность при растворении, его границы показывают квадратными скобками.

Заряд внутренней сферы равен алгебраической сумме зарядов комплексообразователя и лигандов:

III

[Fe(CN)₆]^x +3 + 6(-1) = x x = -3

Если известен заряд внутренней сферы и лигандов, легко определить заряд комплексообразователя:

x

[Pt(NH₃)₄Cl₂]⁺² x + 4·0 + 2(-1) = +2 x = +4

Ионы, не разместившиеся во внутренней сфере, более удалены от центрального атома, они составляют внешнюю сферу.

Связь внутренней сферы с внешней ионогенная, она легко расщепляется в водном растворе, – т.е. это диссоциация сильного электролита:

[Cu(NH₃)₄SO₄  [Cu(NH₃)₄]²⁺ + SO₄^2-

Ковалентная связь между комплексообразователем и лигандами значительно прочнее, она имеет донорно-акцепторное происхождение. Донор электронной пары – лиганд.

₇N - 1s²2s²2p³

s

↑↓

I p

↑

↑↓

↑

↑

II

Валентность азота 3,

Молекула аммиака:

Н

:NH₃ или N:H

Н

Aтом азота в состоянии sp³-гибридизации.

Акцептор электронной пары – комплексообразователь Cu²⁺:

₂₉Cu - 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹3d¹⁰

Cu - 2e  Cu²⁺

₂₉Cu²⁺ - 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s⁰3d⁹

s p d f

IV

с в о б о д н ы е о р б и т а л и

NH₃ Четыре равноценные

H₃N Cu²⁺ NH₃ двухэлектронные -связи

NH₃ Cu²⁺ ----- N

Общее число связей, существующих между комплексообразователем и лигандами, называется координационным числом комплексообразователя (кч).