Задание 5

1.Комплексные соединения. Классификация комплексных соединений по заряду координационной сферы и по природе лигандов. 2.Координационная теория А.Вернера. Понятие о комплексообразователе, лигандах. 3.Координационное число, его связь с геометрией комплексного иона. Природа связи в координационных соединениях. Биологические комплексны железы, кобальта, меди, цинка, их роль в процессах жизнедеятельности.

1

Комплексные соединения – химические соединения, кристаллические решетки которых состоят из комплексных групп, образовавшихся в результате взаимодействие ионов или молекул, способных существовать самостоятельно.

Классификация КС по заряду внутренней сферы:

1. Катионные [Zn(NH₃)₄]Cl₂ 

2. Анионные K₂[BeF₄]

3. Нейтральные [Pt(NH₃)₂Cl₂] 

Классификация КС по числу мест, занимаемых лигандами в координационной сфере:

1. Монодентатныелиганды. Занимают 1 место в координационной сфере. Такие линанды бывают нейтральными (молекулы H₂O, NH₃, CO, NO) и заряженными (ионы CN^-, F^-, Cl^-, OH^-,).

2. Бидентатныелиганды. Примерами служат лиганды: ион аминоуксусной кислоты, SO₄^2-, CO₃^2-.

3. Полидентатныелиганды. 2 или более связей с ионами. Примеры: этилен диамин тетрауксусная к-та и е соли, белки, нуклеиновая к-та.

Классификация по природе лиганда:

1. Аммиакаты – комплексы, в которых лигандами служат молекулы аммиака. [Cu(NH₃)₄]SO_4.

2. Аквакомплексы – в которых лигандом выступает вода. [Co(H₂O)₆]Cl₂

3. Карбонилы – в которых лигандами являются молекулы оксида углерода(II). [Fe(CO)₅],

4. Гидроксокомплексы– в которых в качестве лигандов выступают годроксид-ионы. Na₂[Zn(OH)₄].

5. Ацидокомплексы – в которых лигандами являются кислотные остатки. К ним относятся комплексные соли и комплексные кислоты K₂[PtCl₄], H₂[CoCl₄].

Теория Вернера:

• 1893 год

• Объяснения особенности строения комплексных соединений

• В соответствии с этой теорией, в каждом комплексной соединении есть центральный атом (ион), или комплексообразователь (центральный атом или центральный ион).

• Вокруг центрального атома расположены в определённом порядке другие ионы, атомы ил молекулы, которые называют лигандами (аддендами).

Комплексообразователь – центральный атом комплексной частицы. Обычно комплексообразователь – атом элемента, образующего металл, но это может быть и атом кислорода, азота, серы, йода и других элементов, образующих неметаллы. Комплексообразователь обычно положительно заряжен, и в таком случае именуется металлоцентром. Заряд комплексообразователя может быть также отрицательным или равным нулю.

Лиганды (Адденды) – атомы или изолированные группы атомов, располагающиеся вокруг комплексообразователя. Лигандами могут быть частицы, до образователя комплексного соединения представлявшие собой молекулы (H₂O, CO, NH₃), анионы (OH^-, Cl^-, PO₄^3-), а также катион водорода H⁺.

Центральный атом (центральный ион), или комплексообразователь, связаны лигандами полярной ковалентной связью по донорно-акцепторному механизму и образуют внутреннюю сферу комплекса.

Координационное число – число лигандов, координирующиесявокруг центрального атома – комплексообразователя.

Координационное число центрального атома – число связей, с помощью которых лиганды непосредственно соединены с центральным атомом.

Между координационным числом и строением комплексних соединений (геометрией внутренней координационной сферы) наблюдается определенная закономерность.

• Если комплексообразователь имеет координационное число 2, та, как правило, комплексный ион имеет линейное строение, а комплексообразователь и об лиганда располагаются на одной прямой. Линейное строение имеют такие комплексные ионы, как и другие [NH₃ – Ag – NH₃]⁺, [Cl – Cu – Cl]^ и другие. В этом случае орбитали центрального атома, участвующие в образовании связи по донорно-акцепторому механизму, гибридизованы по типу sp.

• Комплексы с координационным числом 3 встречаются сравнительно редко и обычно имеют форму равностороннего треугольника, в центре которого располагается комплексообразователь, а в углах находятся лиганды (гибридизация типа sp²).

• Для соединений с координационным числом 4 имеются две возможности пространственного расположения лигандов. Тетраэдрическое размещениелигандов с коплексообразователем в центре тетраэдра (sp³-гибридизация атомных орбиталей комплексообразователя). Плоскоквадратное расположение лигандов вокруг находящегося в центре квадрата атома комплексообразователя (dsp²-гибридизация).

• Координационное число 5 встречается у комплексных соединений довольно редко. Тем не менее в том небольшом количестве комплексных соединений, где комплексообразователь окружен пятью лигандами, установлены две пространственные конфигурации. Это тринальнаябипирамида и квадратная пирамида с комплесообразоателем в центре геометрическо фигуры.

• Для комплексов с координационным числом 6 характерно октаэдрическое расположение лигандов, что отвечает sp³d²- или d²sp³-гибридизации атомных орбиталей комплексообразователя. Октаэдрическое строение комплексов с координационным числом 6 является наиболее энергетически выгодным.

Биологическая роль:

• Fe³⁺ - входит в состав ферментов, катализирующий ОВР

• Со – витамин В12 (кроветворение и синтез нуклеиновых к-т)

• Mg²⁺ - хлорофилл (запас энергии солнца; синтез полисахаридов)

• Мо – метаболизм пуринов.