1. Кс, що містять ліганди молекулярного типу

- аміакати: [Cu(NH₃)₄](OH)₂; [Pt(NH₃)₄]Cl₂;

- аквакомплекси: [Cr(H₂O)₆]Cl₃; [Cu(H₂O)₄]SO₄;

- карбоніли металів: [Fe(CO)₅]; [Ni(CO)₄].

2. Кс, що містять ліганди йонного типу

- гідроксокомплекси: Na₂[Zn(OH)₄]; K₃[Al(OH)₆];

- ацидокомплекси :K₃[Fe(CN)₆]; Na₃[AlF₆] K₂[HgI₄];

- подвійні солі: CuCl₂·KCl; KCl·MgCl_2.

3. Циклічні КС (хелатичи клішнеподібні сполуки, в яких виникають координаційні зв’язки полідентатного ліганда з ЦА металу утворюючи цикл.

Наприклад, у реакції Сu(ОН)₂ з амінооцтовою кислотою утворює нейтральний комплекс – Купруму(II) гліцінат:ЦА Купруму зв'язаний з Нітрогеном аміногрупи за донорно-акцепторним механізмом, а з Оксигеном карбоксильної групи – звичайним ковалентним зв'язком.

4. Змішані комплекси

[Cr (H₂O)₅Cl]Cl₂ ; [Co (NH₃) ₃(NO₂)₃].

Номенклатура комплексних сполук. В даний час єдиний підхід до рішення питання про номенклатуру КС відсутній. Українські вчені пропонують:

1. У назвах КС першим указувати катіон, другим – аніон.

2. У назвах комплексних йонів молекул ліганди перелічувати за абеткою, незалежно від заряду. Аніонним лігандам додавати до їхньої латинської назви закінчення «о»: NO₂^— - нітро,Cl^—- хлоро, ОН^—- гідроксо. Нейтральні ліганди називати як відповідні молекули:H₂O-аква,NH₃-амін. Кількість лігандів позначати грецькими числівниковими приставками: ді -; три -; тетра -; пента -; гекса - і т.д.

3. У назвах комплексних аніонів до латинської назви комплексоутворювача додавати суфікс – «ат».

4. Ступінь окиснення йона-комплексоутворювача (ЦА) вказувати в дужках римськими цифрами. Наприклад:

[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂ – пентаамінхлорокобальта (IІІ) хлорид;

K₄[Fe(CN)₆]– калію гексаціаноферат (II) ;

[Mo₆(H₂O)₆Cl₈]Cl₄– гексаакваоктахлорогексамолібдена (II) хлорид. У процесі утворення КС по донорно-акцепторному механізму орбіталі ЦА перетерплюють гібридизацію. Тип гібридизації орбіталей комплексоутворювача визначає геометрію комплексного йона (дивись табл.17).

Таблиця 17

№ п/п	Йон Ме	КЧ	Вид гібридизації акцепторних орбіта лей	Геомет-рична конфігу-рація	Приклад
1	Agº(4d¹º5s¹) Ag+(4d105s0)	2	sp-гібридизація NH3 NH3	Лінійна	[Ag(NH3)2]+ діамагнітний
2	Zn0(3d104s2) Zn2+(3d104s0)	4	sp3-гібридизація NH3 NH3 NH3 NH3	Тетраедр	[Zn(NH3)4]² + діамагнітний
3	Ni0 (3d84s2) Ni2+(3d84s0)	4	dsp2-гібридизація CN-CN-CN- CN-	Квадрат	[Ni(CN)4]² ‾ діамагнітний
4	Ni0 Ni2+	4	sp3-гібридизація C1- C1- C1- C1-	Тетраедр	[NiCl4] ² ‾ парамагнітний
5	Co0(3d74s2) Co3+(3d64s0)	6	- гібридизація 6NH3	Октаедр	[Co(NH3)6]³ + діамагніт-ний
6	Co0 Co3+		- гібридизація 6F‾	Октаедр	[CoF6] ³‾ парамаг-нітний

§ 7.2. Властивості комплексних сполук

Розходження в магнітних властивостях речовин можуть бути пояснені електронною будовою їхніх атомів, йонів і молекул. Діамагнітними (немагнітними) вважаються частки, сумарний магнітний момент яких дорівнює нулю, тобто всі електрони спарені і їхні магнітні моменти взаємно компенсуються. Якщо частинка має один чи кілька неспарених електронів, то сумарний магнітний момент відмінний від нуля, така частинка є парамагнітною.

Властивості КС залежать також від природи L. За силою впливу на валентні електрони ЦА ліганди розташовують у спектрохімічний ряд:

CO > CN^- >NO₂^- >NH₃ >CNS^- >H₂O >OH^- >F^- >Cl^- >Br^- >I^-

L сильного поля, L поля середньої сили, L слабкого поля

У випадку сильного поля лігандів утворюються спін-спарені КС (табл. 17 ,спол. 3;5),а у випадку слабкого поля – спін-вільні КС (табл. 17, спол. 4;6). Багато КС мають забарвлення . Це з’ясовується можливістю переходу електронів з одного d-енергетичного підрівня на іншій за наявності незаповнених орбіталей. При поглинанні речовинами певної частини спектра сама речовина виявляється забарвлена у додатковий колір. Наприклад, чому сполукиAu(I) незабарвлені, аAu(III) забарвлені? ЙонAu⁺має електронну конфігурацію 5d¹⁰. Усі 5d-орбіталей заповнені, перехід електронів на d-підрівень неможливий. У йонаAu³⁺5d^8-електронів, отже, на d-рівні дві вакансії, перехід електронів у межах d-підрівня можливий і тому сполукиAu³⁺забарвлені.

Йони зовнішньої сфери зв'язані з комплексним йоном силами електростатичної взаємодії, тому в розчинах КС дисоціюють подібно сильним електролітам на внутрішню і зовнішню сфери ( первинна дисоціація). Наприклад: [Аg (NH₃) ₂] Cl ↔ [Ag (NH₃) ₂]⁺ + Cl або

K₃[Fe(CN)₆] ↔ 3K⁺ + [Fe(CN)₆]³ ( додаючи до розчину комплексної сполуки K₃[Fe(CN)₆]роданід калію KCNSчервоний колір, характерний для сполукиFe(CNS)₃не з'являється).

Якщо КС є нейтральною часткою, то їй не притаманна первинна дисоціація.

Комплексний йон дисоціює значно слабше (подібно слабким електролітам) – це вторинна дисоціація, вона може йти ступенево і характеризується К_Д, що називається константою нестійкості (К_нест).

[Ag(NH₃)₂]⁺ ↔ [Ag(NH₃)]⁺ + NH₃ I ступінь, К_нест1;

+

[Ag(NH₃)]⁺ ↔ Ag⁺ + NH₃ II ступінь, К_нест2;

[Ag(NH₃)₂]⁺ ↔ Ag⁺ + 2NH₃ К_нест = К_нест1 ^. К_нест2.

Ця величина є мірою стійкості комплексного йона. Чим менше значення К_нест, тим стійкіше комплексний йон. Наприклад, з комплексних йонів[Fe(CN)₆]³(К_нест=1,0^.10^-44),[Fe(CN)₆]⁴ (К_нест=1,0 ^. 10^-37) і[Ag(NH₃)₂]⁺ (К_нест= 2,8^.10^-8) – найміцнішим є комплексний йон гексаціаноферат (III)[Fe(CN)₆]³.

Для одержання КСможна використовувати реакції сполучення, заміщення, подвійного обміну, окислювально-відновні реакції (ОВР).

1. реакції сполучення:

CuCl₂ + 4H₂O → [Cu (H₂O) ₄] Cl₂ ;

Cr (OH) ₃ + 3NaOH → Na₃ [Cr (OH) ₆];

3KCN + Fe (CN) ₃ → K₃ [Fe (CN) ₆];

2. реакції зовнішньосферного обміну:

3FeSO₄ + 2K₃[Fe(CN) ₆] → Fe₃ [Fe (CN) ₆]₂↓ + 3K₂SO₄;

3. реакції внутрішньосферного обміну:

[Co (H₂O) ₄] Cl₂ + 4KCNS → K₂ [Co (CNS) ₄] + 2KCl + 4H₂O;

4. окислювально-відновні реакції:

2K₄[Fe(CN) ₆] + Cl₂ → 2K₃[Fe(CN)₆] + 2KCl.

Руйнування комплексних сполук можна здійснювати нагріванням, розведенням, зв'язуванням лігандів у більш міцні сполуки.

[Cu (NH₃) ₄](OH) ₂CuО + H₂O + 4NH₃↑;

K₂ [Co (CNS) ₄] + 4H₂O → [Co (H₂O) ₄](CNS) ₂ + 2KCNS;

[Ag (NH₃) ₂] Cl + 2HNO_3(конц) → AgCl↓ +2 NH₄NO₃;

[Cu (NH₃) ₄](OH) ₂ + Na₂S →CuS↓ + 4NH₃↑ + 2NaOH.

Питання для самоконтролю

1.Яке значення мають комплексні сполуки (КС)?

2.За допомогою якої теорії з’ясовують будову КС? Яка природа зв'язку в КС?

3.За яким принципом класифікують та називають КС?

4. Що таке гібридизація та її вплив на просторову будову КС?

5. Яка величина вказує на стійкість КС?

6. Наведіть реакції отримання і руйнування КС.

Р о з д і л 8

ОКИСНО-ВІДНОВНІ РЕАКЦІЇ