38. Ізомерія координаційних сполук

Кожна координаційна сполука має сталий кількісний склад і характеризується певним розміщенням лігандів навколо центрального атома. Зміна розміщення лігандів у межах однієї координаційної сфери, обмін їх місцями із зовнішніми іонами або зміна характеру приєднання до центрального атома багатоатомного ліганда призводять до змін властивостей сполуки, тобто до ізомерії.

Для координаційних сполук відомі такі види ізомерії:геометрична(цис-, транс- ізомерія)оптична, сольватна(гідратна),іонізаційна, координаційна, ізомерія зв’язку та ін..

Геометрична ізомерія в координаційних сполуках спостерігається тоді, коли ліганди у внуктрішній сфері розміщуються по- різному відносно один одного. Число геометричних ізомерів залежить від будови координаційних сполуки і від кількості неоднорідних лігандів, які містяться у внутрішній координаційній сфері сполуки. Наприклад, у сполуці [Pt(NH3)2CI2] яка має площинну структуру квадратної форми і характеризується к.ч 4, два однакових ліганди можуть розміщуватися по ребру, тобто з одного боку (цис-ізомер), або по діагоналі (транс-ізомер)

H

Pt

3N CI H3N CI

H3N CI CI NH3

Для сполуки [Co(NH3)4CI2]CI, яка має к.ч 6 геометричні ізомери будуть мати вигляд:

CI CI

H3N CI NH3 NH3

H3N NH3 H3N NH3

NH3 NH3

Цис – ізомер транс – ізомер

Геометричні ізомери істотно відрізняються за фізичними і хімічними властивостями.

Оптичні ізомери відносяться один до одного як предмет і його дзеркальне відображення. Два оптичніі ізомери обертають площину поляризації світла на однаковий кут, але один – вправо, а другий – вліво. Наприклад, цис-ізомер катіон [СоЕn2NH3CI]CI2 , (En-етилендіамін) може бути двох оптичних ізомерів:

En

En

NH3 NH3

CI CI

En En

За фізичними та хімічними властивостями оптичні ізомери практично не відрізняються один від одного

Причиною соль ватної ізомерії є неоднаковий розподіл молекул розчинника між внутрішньою і зовнішньою сферами координаційної сполуки. Для кристалогідратів таку ізомерію називають гідратною. Наприклад, кристалогідрату хлориду хрому (ІІІ) складу CrCI3*6Н2О відповідають чотири ізомери: [Cr(Н2О)6]CI3, [Cr(H2O)5CI]CI2*H2O, [Cr(H2O)4CI2]CI*2H2O, [Cr(H2O)3CI3] *3H2O

Іонізаційна ізомерія зумовлена різним розподілом кислотних залишків між внутрішньою і зовнішньою сферами при певному емпіричному складі координаційної сполуки. Для сполуки емпіричного складу CoBrSO4*5NH3 відомі два іонізаційних ізомери: [Co(NH3)5Br]SO4 i

[Co(NH3)5SO4]Br

Якщо координаційна сполука складається з двох або більше комплексів, то різні центральні атоми можуть обмінюватись своїми лігандами без зміни загального складу. У цьому і полягає координаційна ізомерія. Наприклад, відомі нам дві солі із загальним складом CrCo(NH3)6(CN)6, які є координаційними ізомерами [Co(NH3)6]*[Cr(CN)6] i [Cr(NH3)6][Co(CN)6]

Ізомерія зв’язку може виявлятись тоді коли ліганди містять два різних атоми, здатних координуватись з центральним атомом. Наприклад, у солях [Co(NH3)5ONO]X2, [Co(NH3)5NO2]X2 група ONO зв*язана з Co(ІІІ) через кисень, а група NO2- через азот.