Комплексные соединения

Комплексные соединения – это химические соединения, кристаллические решетки которых состоят из комплексных групп, образовавшихся в результате взаимодействия ионов и молекул, способных существовать самостоятельно

В первые теоретическое обоснование и объяснение комплексные соединения получили в координационной теории А. Вернера (1893г.).

Согласно теории Вернера:

1) комплексные ионы состоят из:

а) центрального атома (комплексообразователя);

б) лигандов (аддендов).

Центральные атомы – ионы металлов Pt, Fe, Co, Ni, Cu с переменной

валентностью, реже – атомы неметалла B, S, P.

Лиганды – нейтральные молекулы воды, аммиака, а также анионы Cl, F,NO2

- и другие кислотные остатки.

2) комплексообразователи кроме главных валентностей, обладают побочной валентностью, за счет которой и образуются комплексные ионы.

Каждый центральный атом имеет свое координационное число(КЧ) –это число δ-связей, которые образует центральный атом в комплексном ионе(число лигандов).

Комплексообразователь и лиганды составляют внутреннюю среду

Комплекса (в квадратных скобках). Ионы, нейтрализующие заряд внутренней сферы – внешняя сфера комплекса.

В молекуле любого комплексного соединения один из ионов, обычно положительно заряженный, занимает центральное место и называется комплексообразователем (центральным ионом).

Вокруг него в непосредственной близости расположено (координировано) некоторое число противоположно заряженных ионов или нейтральных молекул, называемых лигандами и образующих внутреннюю координационную сферу. Остальные ионы находятся на более далеком расстоянии от центрального иона и составляют внешнюю координационную сферу.

Количество лигандов,окружающих центральный ион, называется координационным числом.

Внутренняя сфера комплекса в значительной степени сохраняет стабильность в растворе (ее границы в формуле показывают квадратными скобками). Ионы внешней сферы в растворе легко отщепляются.

При взаимодействии солей PtCl₄ и KСl образуется комплексное соединение:

PtCl₄ + 2 KCl → K₂[PtCl₆]   (или PtCl₄·2KCl)

Для установления принадлежности ионов к внешней или внутренней сфере часто пользуются реакциями ионного обмена. Например, при взаимодействии 1 моля PtCl₄·4NH₃ c AgNO₃ осаждаются 2 моля AgCl:

PtCl₄·4NH₃ + 2 AgNO₃ → PtCl₂(NO₃)₂·4NH₃ + 2 AgCl↓

Анализируя координационные числа многих комплексных соединений А.Вернер пришел к выводу, что степень окисления * центрального атома является основным фактором, влияющим на координационное число. Наиболее характерные координационные числа приведены в таблице:

	Степень окисления центрального атома		+1	+2		+3	+4
	КЧ		2	4 или 6		6 или 4	6 или 8

Координационное число не является неизменной величиной для данного комплексообразователя, а обусловлено также природой лиганда в частности, его дентатностью. Лиганды, занимающие во внутренней сфере одно место, называются монодентатными. Существуют лиганды, занимающие во внутренней сфере два или несколько мест. 

Комплексные соединения и медицина. Биологическая роль химических элементов в организме человека чрезвычайно разнообразна.

• Макроэлементы( C, O, N, H, S, P, Ca, CI, Mg, K, Na) состоит в построении тканей, поддержании постоянства осмотического давления, ионного и кислотно-основного состава.

• Микроэлементы (Cu, F, I, Fe, Mo, Zn, Br, Co), входят в состав ферментов, гормонов, витаминов, биологически активных веществ, участвуют в обмене веществ, процессах размножения, тканевом дыхании, обезвреживании токсических веществ.

Макро- и микроэлементы: кальций, фосфор, фтор, йод, алюминий, кремний – определяют формирование костной и зубной тканей. Изучение биологической роли химических элементов, выяснение взаимосвязи обмена этих элементов и других биологически активных веществ – ферментов, гормонов, витаминов, способствует созданию новых лекарственных препаратов и разработке оптимальных режимов их дозирования как с лечебной, так и с профилактической целью.

Выводы :

Комплексные соединения составляют наиболее обширный и разнообразный класс неорганических веществ. Многие комплексные соединения – В , гемоглобин, хлорофилл – играют большую роль в физиологических и биохимических процессах в живом организме. Комплексные соединения применяют в медицине в качестве лекарственных средств. Интересно отметить, что с древних времен и до настоящего времени для лечения железодефицитной анемии применяют так называемое железное вино – напиток, который получают путем настаивания виноградного вина на железных опилках. Железо образует комплексы с природными органическими веществами, которые содержатся в вине. Комплексные соединения оказывают также и губительное действие на организм. В литературе описан случай массового отравления ртутью в Японии. Неорганические соединения ртути под действием микроорганизмов превращались в метилртуть. Она накапливалась в рыбе, а затем с пищей попадала в организм человека. Постепенно концентрируясь, она вызывала необратимые разрушения и смерть.