
- •Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •А. А. Нестеров, э.А.Бикяшев теория химического строения и свойства веществ
- •Модуль №1
- •1 Развитие представлений о строении атома
- •Ранние модели строения атома
- •1.2 Квантово-механическое описание атомов
- •1.3 Правила квантования
- •1.4 Правила заполнение электронами атомных орбиталей
- •1.5 Электронное строение атомов в основном состоянии. Связь электронного строения атомов и структуры периодической системы элементов
- •1.6 Закономерности изменения атомных (ионных) радиусов
- •1.7 Закономерности изменения энергий (потенциалов) ионизации
- •1.8 Закономерности изменения сродства к электрону
- •1.9 Электроотрицательности атомов и закономерности их изменения
- •Модуль №2 Электростатические представления в теориях химической связи
- •2.1. Теория электрохимического дуализма
- •2.2. Теория валентности
- •2.3. Теория ионной связи
- •2.3.1. Основные положения теории ионной связи Косселя
- •2.3.2.Оценка энергии ионной связи.
- •2.3.3. Границы применимости теории ионной связи
- •2.3.4 Энергия кристаллической ионной решетки.
- •2.3.5. Ионные радиусы
- •2.3.6. Ионные структуры
- •2.3.6.1. Основные принципы модели жесткой сферы
- •2.3.6.2. Границы применимости модели жесткой сферы
- •2.3.7. Основные свойства ионной связи и её недостатки
- •2.4. Теория поляризации.
- •2.5. Межмолекулярное взаимодействие.
- •Модуль №3
- •3.1. Теория Льюиса и метод олэп.
- •3.2.Основные принципы описания молекул в квантовой химии и метод валентных связей (мвс).
- •3.2.1. Основные принципы описания молекул в квантовой химии
- •3.2.2.Описание механизмов образования химических связей в рамках мвс
- •3.2.3. Описание строения молекул в рамках мвс
- •3.2.5. Дипольный момент и полярность связей
- •3.2.6. Достоинства и недостатки мвс
- •3.3. Метод молекулярных орбиталей (ммо).
- •3.4. Cравнение мвс и ммо
- •Модуль №4 Теория связи в металлах и комплексных соединениях
- •4.1. Химическая связь в кристаллах металлов.
- •4.1.1 Теория «электронного газа».
- •4.2 Зонная теория химической связи для кристаллов металлов, полупроводников и диэлектриков.
- •4.3 Строение кристаллов металлов.
- •4.4 Координационная теория а.Вернера, современная трактовка ее основных понятий и положений
- •4.4.1 Предпосылки создания теории строения комплексов
- •4.4.2 Координационная теория а.Вернера: состав комплексов, поведение в растворах, структура (изомерия)
- •4.4.3 Современная трактовка основных понятий координационной теории
- •4.4.4 Номенклатура комплексных соединений
- •4.4.5 Классификация комплексных соединений
- •4.4.6 Изомерия комплексов
- •4.4.7 Некоторые типы реакций с участием комплексных соединений
- •4.5 Теории химической связи в комплексах
- •4.5.1 Электростатическая (ионная) теория
- •4.5.2 Квантово-механические теории описания химической связи в комплексах
- •4.5.2.1 Метод валентных связей
- •4.5.2.2 Теория кристаллического поля
- •4.5.2.3 Варианты проявления энергетического расщепления орбиталей
- •4.5.2.4 Недостатки ткп
- •4.5.3 Теория поля лигандов (метод молекулярных орбиталей)
- •Заключение
- •Оглавление
4.4.4 Номенклатура комплексных соединений
Комплексные соединения часто имеют довольно сложный состав. Поначалу это было настолько необычным, что отразилось на их "групповом" названии (комплексные, координационные), а названия отдельных представителей, поначалу, строилось на основе их внешнего вида, истории и авторства получения (тривиальные названия): K4[Fe(CN)6] - желтая кровяная соль, K3[Fe(CN)6] – красная кровяная соль, [Pt(NH3)4](ОН)2 – первое основание Рейзе, транс-[Pt(NH3)2(ОН)2] – второе основание Рейзе, цис-[PtCl2(NH3)2] – хлорид Пейроне, K[Co(NO2)4(NH3)2] – соль Эрдмана. Но по мере увеличения числа вновь синтезировавшихся комплексов усиливалась потребность в выработке единых правил построения их названий. Первая номенклатурная система была предложена автором координационной теории А.Вернером. Ее основные черты (названия лигандов, порядок их перечисления и др.) сохранились до наших дней. Явным отличием номенклатуры, предложенной в 1960г. комиссией по номенклатуре неорганических соединений Международного союза по чистой и прикладной химии (ИЮПАК) является рекомендация в названии комплексных соединений первым указывать катион (Вернер предлагал вначале давать название собственно комплексной частице соединения). В русском языке эта система несколько модифицирована, адаптирована к правилам русского языка и традициям (обычно первым указывается анион, как и в случае "обычных" соединений, например, Na2SO4 – сульфат натрия). Далее будут изложены правила ИЮПАК с учетом отечественных традиций.
Итак, независимо от заряда координационной сферы в первую очередь будем давать название аниону, а затем – катиону. В названии комплексной частицы (вне зависимости от того, заряжена она или нет) перечисляют все ее составные части, при этом сначала называют отрицательные лиганды, затем нейтральные и, наконец, комплексообразователь с упоминанием его степени окисления. В конце названия необходимо указать внешнесферные противоионы. Для обозначения числа лигандов используют греческие числительные: 1 – моно, 2 – ди, 3 – три, 4 – тетра, 5 – пента, 6 – гекса, 7 – гепта, 8 – окта (приставка моно обычно опускается). Все отрицательные лиганды перечисляют с окончанием "о" (хлоро, гидроксо, циано), нейтральные называют, как обычно, за исключением воды (акво) и аммиака (амин), СО (карбонил). Названия некоторых распространенных лигандов приведены в таблице 4.9.
Таблица 4.9
Названия важнейших лигандов
Лиганд |
Название |
F– |
фторо |
Cl– |
хлоро |
Br– |
бромо |
I– |
иодо |
OH– |
гидроксо |
OH2 |
акво |
NH3 |
амин |
CO |
карбонил |
CN– |
циано |
SCN– |
тиоцианато |
NCS– |
изотиоцианато (родано) |
NO2– ONO– |
нитро нитрито |
Если координационная сфера заряжена положительно, то комплексообразователь называют по-русски в родительном падеже. Если координационная сфера имеет нулевой заряд, то комплексообразователь называют так же по-русски, но в именительном падеже. Если координационная сфера заряжена отрицательно, то комплексообразователь называют по-латыни, при этом латинское окончание –ум отбрасывают и заменяют на окончание –ат, характерное для анионов. Степень окисления комплексообразователя указывают в скобках римскими цифрами.
Например, названия веществ, упоминавшихся в начале данного раздела, будут выглядеть следующим образом:
K4[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (II) калия
K3[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (III) калия
[Pt(NH3)4](ОН)2 – гидроксид тетраамин платины (II)
транс-[Pt(NH3)2(ОН)2] – транс-дигидроксо-диамин-платина (II)
цис-[PtCl2(NH3)2] – цис-дихлоро-диамин-платина (II)
K[Co(NO2)4(NH3)2] – тетранитрито-диамин-кобальтат (III) калия
Названия комплексных соединений более сложного состава образуют, используя дополнительные правила:
если название лиганда содержит греческие числительные (этилендиамин, триметиламин, этандиол), то их число в составе комплекса указывают так: 2 – бис, 3 – трис, 4 – тетракис;
в многоядерных комплексах мостиковые лиганды обозначают символом μ (мю) перед его наименованием (нередко полиядерные комплексы являются промежуточными формами, находящимися в равновесии как с более простыми одноядерными формами, так и с полимерными осадками, в составе которых большинство лигандов являются мостиковыми, см. гл.4.4.7);
в π-комплексах с ароматическими лигандами указывают сколько атомов углерода принимает участие в образовании единой π-системы и связывается с комплексообразователем (например, η6-, η5-).