КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Неизменные группировки атомов могут взаимодействовать в растворе с ионами металлов или нейтральными молекулами с образованием более сложных частиц.

Образовавшиеся соединения имеют новые свойства.

Так, иодид ртути (II) взаимодействует в растворе с нитратом серебра: HgI2+2AgNO3=2AgI+Hg(NO3)2

После образования сложного соединения с иодидом калия:

HgI2 + 2KI = K2[HgI4], свойства иодида ртути(II) как индивидуального вещества исчезают.

Продукт состава K2[HgI4] обладает другими химическими свойствами, т.к. анион [HgI4]2- ведет себя в обменных реакциях как неразрывное целое:

K2[HgI4] + 2AgNO3 = Ag2[HgI4] + 2KNO3

Сложные вещества, полученные взаимодействием соединений первого порядка, но не путем простого замещения в них одних компонентов на другие, называют

соединениями высшего порядка.

Сложные соединения, имеющие в своем составе устойчивые, не укладывающиеся в рамки формальной валентности комплексные группы с ковалентными связями, образованными по донорно-акцепторному механизму называются комплексными

соединениями (координационными

соединениями).

Координационная теория Вернера

Комплексное соединение состоит из двух сфер – внешней и внутренней.

Внутреннюю сферу называют комплексом.

Ионы, нейтрализующие заряд внутренней сферы, но не связанные с комплексообразователем ковалентно, образуют

внешнюю сферу комплексного соединения.

Между комплексным ионом и внешней сферой – ионная связь. Внутри комплексного иона связи ковалентные донорно-акцепторные связи.

Внешнюю сферу составляют простые одноатомные или многоатомные ионы.

Комплексное соединение может состоят из нескольких внутренних сфер [Cu(NH3)4][PtCl6].

Виды комплексов

Катионный - результат координации вокруг положительно заряженного иона нейтральных молекул (Н2О, NН3 и др.), например: [Сu(NН3)4]SО4.

Анионный – результат координации вокруг положительно заряженного иона отрицательно заряженныхчастиц, например: К4[Fе(СN)6].

Нейтральный - результат координации вокруг атома молекул, а также при одновременной координации вокруг положительного иона отрицательных, например [Ni(СО)4]; [CoC13(NH3)3].

Заряд комплексной частицы численно равен заряду внешней сферы, но противоположен по знаку.

Например:

[Сu(NН3)4]SО4, заряд внешней сферы 2-, тогда заряд комплексной частицы равен 2+.

К4[Fе(СN)6], заряд внешней сферы равен (+1)*4 = +4, тогда заряд комплексной частицы равен 4-.

Внутренняя сфера состоит из центрального атома (комплексообразователя), а вокруг него находятся (координируются) лиганды.

M + n L =[MLn] Комплексообразователями могут быть нейтральные и заряженные частицы. Нейтральный комплексообразователь:

[Cr(CO)6], [Fe(CO)4], [Ni(CO)4]. Положительный комплексообразователь:

[Ag(NH3)2]+, [SiF6]2- Отрицательный комплексообоазователь:

[NH4]+

Характеристики центрального атома: 1)степень окисления (заряд атома)

Степень окисления центрального атома

- разность между зарядом комплекса и суммой зарядов лигандов.

Например: [Сu(NН3)4]2+

Лиганды - нейтральные молекулы воды. Заряд комплексу придает центральный атом, т.е. степень окисления меди равна +2.

[Fе(СN)6]4-

СОFе = заряд иона – Σзарядов лигандов = -4–6*(-1) =+2.

2) Координационное число (КЧ) - количество химических связей, которые комплексообразователь образует с лигандами.

Определяется строением электронной оболочки и обусловливается валентными возможностями центрального атома.

Если комплексообразователь координирует

монодентатные (односвязевые) лиганды, то координационное число равно числу присоединяемых лигандов.

Если комплексообразователь координирует

полидентатные (многосвязевые) лиганды, то число лигандов меньше значения координационного числа.

Координационное число зависит от природы, степени окисления комплексообразователя, природы лиганда и условий реакции. Принимает значения от 2 до 8 и даже выше. Более распространенными 4 и 6.

Связь степени окисления комплексообразователя и координационного числа

Есть всего несколько соединений с КЧ=12 K9[Bi(NCS)12].

Лиганды не связаны друг с другом, и между ними действуют силы отталкивания.

Лиганды различаются: 1) По заряду.

Лигандами могут быть нейтральные молекулы и отрицательно заряженные ионы (NH3, H2O, СО, NO, ОН-, Cl-, NO2-, CN-, SO42- и др.). Все лиганды обязательно обладают неподеленными электронными парами.

2) По активности.

По силе лиганды можно расположить в ряд:

CN-> NO2-> NH3>SCN-> H2O> F-> ОН-> Cl-

Более сильный лиганд способен вытеснять слабый из комплекса.

3) По координационной емкости

Координационная емкость лиганда – число мест, занимаемых каждым лигандом во внутренней сфере комплекса.

Лиганды, занимающие одно координационное место у центрального атома, называют мондентантными.

Он связан с комплексообразователем через один из своих атомов одной двухцентровой химической связью. К числу монодентатных лигандов относятся все галогенид-ионы, цианид-ион, аммиак, вода и другие.

Каждая молекула бидентатногобидентатного лиганда образуетс комплексообразователем

две химические связи. Например, оксалат-ион С2O42-