Комплексные соединения

Комплексные соединения - это соединения, характеризующиеся наличием хотя бы одной ковалентной связи, возникшей по донорно-акцепторному механизму.

Они образуются в результате взаимодействия более простых неорганических соединений : солей, кислот, оснований, без выделения побочных веществ. Например,

Cu(OH)₂ + 4NH₃ = Cu(NH₃)₄(OH)₂ ;

FeCl₃ + 6KCN = K₃Fe(CN)₆ + 3KCl ;

HgI₂ + 2KI = K₂HgI₄.

Теорию комплексных соединений предложил в 1893 году Вернер. В сос-таве каждого комплексного соединения он выделяяет внутреннюю и внеш-нюю сферы. Во внутреннюю сферу, которую отделяют квадратными скобка-ми, входит центральный атом - комплексообразователь и окружающие его ионы, атомы или молекулы, называемые лигандами , например:

Co(NH­₃)₆ Cl₃

внутренняя внешняя

сфера сфера

Со³⁺ - комплексообразователь , NH₃ - лиганд, 6 – координационное чис-ло.

Комплексообразователями наиболее часто служат ионы металлов ( как правило, d- элементов). Лигандами могут быть ионы F^-, Cl^-, Br^-, ­I^-, CN^-, NO₂^- и др., а также нейтральные полярные молекулы, например, H₂O, NH₃, CO. Число лигандов, располагающихся вокруг комплексообразователя, опреде-ляет координационное число , оно обычно равно удвоенной валентности иона-комплексообразователя.

Внутренняя сфера может быть нейтральной, положительно или отрица-тельно заряженной. Заряд комплексного иона ( внутренняя сфера ) равен алгебраической сумме зарядов комплексообразователя и лигандов.

Например, заряд иона Au(CN)₂ равен ( +1) + (-2) = -1. Формула комплексного ионаAu(CN)₂^-. В соответствии с номенклатурой, рекомендованной IUPAC, в комплексном соединении сначала всегда называют анион ( в именительном падеже ), а затем катион ( в родительном падеже ). Если в соединение входит комплексный катион, то сначала называют лиганды - отрицательные ионы, добавляя к ним окончание "о" (например, хлоро -, циано-, родано- и т.д.), а затем - лиганды - нейтральные молекулы. При этом аммиак называют аммин, воду - аква. Если лигандов несколько, то сначала греческим числительным указывают их число : 2 - ди, 3 - три, 4 - тетра, 5 - пента, 6 - гекса. В скобках указывается валентность металла.

Например,

Ag(NH₃)₂Cl - хлорид диамминсеребра (I) ;

Cu(NH₃)₄SO₄ - сульфат тетраамминмеди (II) ;

Pt(NH₃)₄(NO₂)₂Cl₂ - хлорид динитротетраамминплатины (IV).

Если в соединение входит комплексный анион, то, называя комплексо-образователь,используют латинское название элемента с добавлением окончания - ат с указанием степени его окисления. Наконец, называют кати-он внешней сферы в родительном падеже. Например,

K₂HgI₄ - тетраиодомеркурат (II) калия ;

K₃ Fe(CN)₆  - гексацианоферрат (III) калия .

Название нейтральных комплексов составляют из названия лигандов ( в указанной выше последовательности ) и обычных русских названий цент-ральных атомов в именительном падеже, степень окисления не указывается. Например:

 PtCl₄(NH₃)₂  - тетрахлородиамминплатина ;

 Co(NO₂)₃(H₂O)₃  - тринитритотриаквакобальт .

В водных растворах комплексные соединения практически полностью диссоциируют на ионы внешней сферы и комплексный ион, т.е. являются сильными электролитами :

K Ag(CN)₂   K⁺ +  Ag(CN)₂ ^- - первичная диссоциация.

Комплексные ионы диссоциируют по типу слабых электролитов:

Ag(CN)₂ ^- Ag⁺ + 2CN^- .

Как равновесный процесс диссоциацию комплексного иона можно охарактеризовать константой равновесия, называемой константой нестойкости комплекса К_н =

Чем больше константа нестойкости, тем менее прочен комплекс, и наоборот. Комплексный ион можно разрушить, заменяя лиганды на более сильные или связывая ион-комплексообразователь в нерастворимое соединение с более низким произведением растворимости :

 CoCl₆ ^3- + 6CN ^- =  Co(CN)₆ ^3- + 6Cl^-

K_H K_H

K_H > K_H - условие разрушения

 Cu(NH₃)₄ ²⁺ + S^2- = CuS + 4NH₃

K_H ПР

K_H > ПР - условие разрушения